ムコ多糖症TOPムコ多糖症とは?ムコ多糖症の遺伝子の変化とその伝わり方

ムコ多糖症Ⅰ型とは?

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ムコ多糖症の遺伝子の変化とその伝わり方

ムコ多糖症にかかわる遺伝子の変化

ムコ多糖症は遺伝子の変化が病気にかかわっています。
遺伝子はヒトの細胞の核の中にあるDNAという細長い物質の上に存在します。DNAは、通常はヒトの細胞の核の中で、ヒストン八量体(タンパク質の一種)に巻きつき、数珠上に連なった状態で細胞の中に分散して存在していますが、細胞が分裂する時に太く凝縮し、染色体の形になります。染色体ごとに含まれる遺伝子の種類も数もさまざまです。
ムコ多糖症は、染色体上にある遺伝子の1つ、酵素をつくる遺伝子の変化が原因となって起こります。
ヒトの細胞には、2本ずつの対になった23対(46本)の染色体があり(図3)、このうちの22対の染色体は男女ともに同じで、「常染色体」と呼ばれます。残りの1対は男女で異なっており、「性染色体」と呼ばれます。男性にはX染色体とY染色体が1本ずつ、女性にはX染色体が2本あります。
ムコ多糖症の遺伝子の変化は、ムコ多糖症Ⅱ型とそれ以外の型で異なります。ムコ多糖症Ⅱ型は、性別を決めるX染色体が関与し、それ以外の型は、常染色体が関与しています。

図3 ヒトの染色体とムコ多糖症の遺伝子の変化

図3 ヒトの染色体とムコ多糖症の遺伝子の変化

ムコ多糖症(Ⅱ型以外)の遺伝子の変化と伝わり方(常染色体潜性遺伝(劣性遺伝))

遺伝子の変化と症状の現れ方
ムコ多糖症Ⅱ型以外のすべての型は、常染色体上にある遺伝子の変化が原因で起こる病気で、「常染色体潜性遺伝(劣性遺伝)<じょうせんしょくたいせんせいいでん(れっせいいでん)>」と呼ばれる形式で遺伝子の変化が伝わります。
例えば、ムコ多糖症Ⅰ型では、α-L-イズロニダーゼという酵素をつくる遺伝子の変化が原因で起こります。α‐L-イズロニダーゼの遺伝子は、4番染色体に存在します(図4)。常染色体は2本ずつあるため、片方の遺伝子に変化があっても、もう一方の遺伝子に変化がなければ役割を果たすことができ、ムコ多糖症Ⅰ型の症状は現れません。このような「変化のある遺伝子」を1本もっていても症状が現れない人は「保因者<ほいんしゃ> (キャリア)」と呼ばれます。
α‐L-イズロニダーゼ遺伝子2本ともに変化があると、必要な役割を補うことができないため、ムコ多糖症Ⅰ型の症状が現れます。他の病型でも同じように2本ともの遺伝子に変化があった場合に症状がみられます。

図4 ヒトの染色体とα‐L-イズロニダーゼ遺伝子の場所(ムコ多糖症Ⅰ型の場合)

図4 ヒトの染色体とα‐L-イズロニダーゼ遺伝子の場所(ムコ多糖症Ⅰ型の場合)
常染色体潜性遺伝(劣性遺伝)の親から子どもへの伝わり方
ムコ多糖症(Ⅱ型以外)の遺伝は、「変化のある遺伝子」の伝わり方で決まります。子どもは親の2本組の染色体のうち1本ずつをもらいますが、父親と母親の両方が「変化のある遺伝子」を1本ずつもっている場合、生まれてくる子どもは「変化のある遺伝子」を両親から2本もらって症状が現れる子が25%、「変化のある遺伝子」と「変化のない遺伝子」を1本だけもらって症状が現れない子ども(保因者)が50%、「変化のない遺伝子」を2本もらう子どもが25%の確率で生まれます。
それぞれのパターンの遺伝の伝わり方は図で示しています。ボタンを押してご確認ください。
両親から変化のある遺伝子を受け継ぐ場合
両親から変化のある遺伝子を受け継ぐ場合
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両親のどちらかから変化のある遺伝子を1本受け継ぐ場合
両親のどちらかから変化のある遺伝子を1本受け継ぐ場合
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両親から変化のある遺伝子を受け継がない場合
両親から変化のある遺伝子を受け継がない場合
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ムコ多糖症Ⅱ型の遺伝子の変化と伝わり方(X連鎖性遺伝)

遺伝子の変化と症状の現れ方
ムコ多糖症Ⅱ型は、イズロン酸-2-スルファターゼという酵素をつくる遺伝子の変化が原因で起こります。この遺伝子は性別を決めるX染色体上にあり、「X連鎖性遺伝<えっくすれんさせいいでん>」と呼ばれる形式で伝わります(図6)

図6 ヒトの染色体とイズロン酸-2-スルファターゼ遺伝子の場所

図6 ヒトの染色体とイズロン酸-2-スルファターゼ遺伝子の場所
男性(性染色体:XY)の場合は、X染色体上に存在するイズロン酸-2-スルファターゼ遺伝子が存在すると、X染色体が1本しかないのでこの遺伝子の変化が原因で、ムコ多糖症Ⅱ型の症状が現れます。
これに対して、女性(性染色体:XX)はX染色体を2本もっているので、「X連鎖性遺伝」の病気では、一般的に片方のX染色体にある遺伝子に変化があっても、もう一方のX染色体の遺伝子が必要な役割を果たすため、症状は現れないと考えられています。
最近の報告によると、ムコ多糖症Ⅱ型では、片方のX染色体のイズロン酸-2-スルファターゼ遺伝子に変化がある場合でも、まれに症状が現れる人もいることがわかってきました1,2)。その理由としては、次のように考えられています。女性は2本のX染色体をもっていますが、体の中で実際に働いているのは、2本のうち1本です。どちらの染色体が働くかは胎児の時期にランダムに決められるため、細胞によって働いているX染色体は異なっています。もし、変化のないイズロン酸-2-スルファターゼ遺伝子をもつX染色体のほうが働かなくなると、変化のあるイズロン酸-2-スルファターゼ遺伝子だけになり、イズロン酸-2-スルファターゼ酵素の働きがなくなったり弱くなったりしてしまいます。このような場合に女性でもムコ多糖が蓄積し、ムコ多糖症Ⅱ型のさまざまな症状が現れると考えられています。
  • 1) Sukegawa K. et al.Hum Mutat 10(5):361-367, 1997
  • 2) Sukegawa K. et al.Clin Genet 53(2):96-101, 1998
X連鎖性遺伝<えっくすれんさせいいでん>の親から子どもへの伝わり方
ムコ多糖症Ⅱ型の遺伝の伝わり方は、両親のどちらが「イズロン酸-2-スルファターゼの遺伝子の変化」をもっているかによって異なります。
例えば、母親がX染色体に「変化のある遺伝子」を1本もっている場合、子どもが男の子、女の子、どちらであっても、「変化のある遺伝子」を1本受け継ぐ確率は 50%です。男の子の場合はムコ多糖症Ⅱ型の症状が発症します。
また、父親はもともとX染色体を1本しかもっておらず、子どもが女の子の場合にその染色体を渡します。そのため、父親がX染色体に「変化のある遺伝子」をもっている場合、「変化のある遺伝子」をもつ男の子は生まれませんが、女の子は必ず「変化のある遺伝子」をもって生まれます。
「変化のある遺伝子」をもつ場合は、男性は子どものころから症状が現れてムコ多糖症Ⅱ型になり、女性は一般的に症状が現れないとされていますが、まれに症状が現れる人もいます。
それぞれのパターンの遺伝の伝わり方は図で示しています。ボタンを押してご確認ください。
母親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが女の子の場合
母親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが女の子の場合
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母親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが男の子の場合
母親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが男の子の場合
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父親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが女の子の場合
父親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが女の子の場合
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父親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが男の子の場合
父親が変化のある遺伝子を持っていて、子どもが男の子の場合
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