先天性心疾患患者におけるKLF13バリアントの同定と解析

Identification and analysis of KLF13 variants in patients with congenital heart disease.

• Wenjuan Li
• Baolei Li
• Tingting Li
• Ergeng Zhang
• Qingjie Wang
• Sun Chen
• Kun Sun

抄録

背景:

Kruppel-like factor 13（KLF13）というタンパク質は、KLFファミリーの一員であり、心臓の発生に関与する心臓転写因子として同定されている。しかし、ヒトにおけるKLF13変異体とCHDとの関係はほとんど不明のままである。本研究では、CHD患者のKLF13バリアントをスクリーニングし、その機能を遺伝学的に解析することを目的とした。

BACKGROUND: The protein Kruppel-like factor 13 (KLF13) is a member of the KLF family and has been identified as a cardiac transcription factor that is involved in heart development. However, the relationship between KLF13 variants and CHDs in humans remains largely unknown. The present study aimed to screen the KLF13 variants in CHD patients and genetically analyze the functions of these variants.

方法:

309 人の CHD 患者と人口マッチした健常対照者（n=200）のコホートにおいて、KLF13 変異体を標的型シークエンシングを用いて解析した。KLF13 蛋白質の機能特性に対する変異体の影響を調べるために、KLF13 蛋白質の発現および細胞内局在、下流遺伝子の転写活性および他の転写因子との物理的相互作用を評価した。

METHODS: KLF13 variants were sequenced in a cohort of 309 CHD patients and population-matched healthy controls (n = 200) using targeted sequencing. To investigate the effect of variants on the functional properties of the KLF13 protein, the expression and subcellular localization of the protein, as well as the transcriptional activities of downstream genes and physical interactions with other transcription factors, were assessed.

結果:

三尖弁閉鎖症と大動脈転位を有する CHD 患者 309 人のうち 2 人の CHD 患者において、それぞれ c.487C>T（P163S）と c.467G>A（S156N）という 2 つのヘテロ接合型変異体が同定された。健康な対照群には変異体は認められなかった。変異型 c.467G>A (S156N) は、野生型と比較して、細胞内局在に影響を与えることなく、タンパク質の発現が増加し、機能性が向上していた。もう一方の変異体 c.487C>T（P163S）は、タンパク質発現や細胞内局在に異常は見られなかったが、下流の標的遺伝子の転写活性を阻害し、別の心臓転写因子であるTBX5と物理的に相互作用していた。

RESULTS: Two heterozygous variants, c.487C > T (P163S) and c.467G > A (S156N), were identified in two out of 309 CHD patients with tricuspid valve atresia and transposition of the great arteries, respectively. No variants were found among healthy controls. The variant c.467G > A (S156N) had increased protein expression and enhanced functionality compared with the wild type, without affecting the subcellular localization. The other variant, c.487C > T (P163S), did not show any abnormalities in protein expression or subcellular localization; however, it inhibited the transcriptional activities of downstream target genes and physically interacted with TBX5, another cardiac transcription factor.

結論:

その結果、S156NとP163Sの変異は、KLF13の転写機能やTBX5との物理的相互作用に影響を与える可能性があることを明らかにした。これらの結果から、KLF13は先天性心疾患の潜在的な遺伝的危険因子であることが明らかになった。

CONCLUSION: Our results show that the S156N and P163S variants may affect the transcriptional function of KLF13 and physical interaction with TBX5. These results identified KLF13 as a potential genetic risk factor for congenital heart disease.