心室性不整脈
- 心室性不整脈はDNA領域rs1805128のT型変異とQT時間延長が関連し、遺伝子KCNE1がKチャネルの開閉を調節することで心拍リズムに影響する
- 日本人のCC型保有率は約99.0%で、世界平均約97.6%と比較して1.4ポイント高い
- rs1805128のT型変異によりKCNE1タンパク質のアミノ酸がアスパラギン酸からアスパラギンに変化(D85N)し、Kチャネル機能に影響を与える
概要 心臓は、自分で電気信号を作り、それを心臓全体にうまく伝えるシステムがあるため、脳の指示がなくても動くことができます。 心臓の電気信号は、洞結節という場所で作られ、心筋を収縮させます。心臓の鼓動は、心筋の収縮と弛緩の繰り返しによって起こります。心電図は、心臓の電気的な活動を波形として見ることで、心拍を確認することができます。 心臓の収縮開始から終了までを「QT時間」と言います。この「QT時間」が不整脈と大きく関わっています。 現在では、「QT時間」に関わる遺伝子が複数発見されており、その中の一つである「KCNE1」の特定DNA領域「rs1805128」について説明します。 理論的根拠 「QT時間」と遺伝子の関連については、複数の研究で報告されており、その中の一つが「rs1805128」というDNA領域です。この領域は、「KCNE1」というタンパク質の遺伝子内に位置しており、こちらの遺伝子タイプが「QT時間」と関連していることが知られています。 (参考リンク1) 「rs1805128」には、3つの遺伝子型があり、「CC型」、「CT型」、「TT型」と呼ばれます。日本人の遺伝子型の分布は、「CC型」が約97.81%、「CT型」が約2.18%、「TT型」が約0.01%であることが分かっています。(参考リンク2) 世界全体の遺伝子型の分布も、日本と似た傾向を示しており、「CC型」が最も多く約98.41%、「CT型」が約1.591.53%、「TT型」が最も少なく約0.06%です。 「rs1805128」の「T型」が「QT時間」の延長に関与することが報告されており、このため、「TT型」と「CT型」の人は、「QT時間」が延長する傾向があることが示されています。(参考リンク3) 遺伝子検査でご自身の遺伝子タイプを調べることで、早期対策のきっかけ作りに役立つかもしれません。 作用機序 DNAは、アデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)の4種類の塩基がたくさん繋がってできています。これらの塩基の並び方(塩基配列)は、タンパク質の作成に必要な設計図となります。 タンパク質は、多数のアミノ酸が繋がってできており、タンパク質の設計図である塩基配列は、アミノ酸の並び方(アミノ酸配列)を指定しています。 遺伝子「KCNE1」中のDNA領域「rs1805128」において、塩基が「C」から「T」に変化すると、アスパラギン酸(D)からアスパラギン(N)に変化する1つのアミノ酸が存在します(D85N、Asp85Asn)。この変異がタンパク質全体の構造や活性を変化させ、遺伝子「KCNE1」の働きに影響を与えることが明らかになっています。(参考リンク3) 心筋細胞の細胞膜には、イオンが出入りする穴(チャネル)があります。心筋収縮後に、Kチャネルが開き、心筋細胞内のKイオンが外に出されることで、心筋が弛緩します。 遺伝子「KCNE1」は、このKチャネルの傍に存在しており、Kチャネル開閉のタイミングを調節することで、適切なタイミングで心筋を弛緩させ、心臓を広げることができます。(参考リンク4) DNA領域「rs1805128」のタイプは、「KCNE1」の働きを介して心臓の拍動に影響を与え、それが心電図の「QT時間」に反映されると考えられています。
心室性不整脈とは何か
心室性不整脈とは、心室における電気信号の異常により心拍リズムが乱れる疾患です。心臓は洞結節で電気信号を生成し、脳の指示なしに自律的に拍動します。心筋の収縮と弛緩の繰り返しが心臓の鼓動を形成し、心電図で確認できます。
心臓の電気信号システムとQT時間
QT時間とは、心電図上における心臓の収縮開始から終了までの時間です。QT時間の延長は心室性不整脈の重要なリスク因子です。
- 洞結節:心臓の電気信号を生成するペースメーカー
- 心筋収縮:洞結節からの電気信号が心筋を収縮させる
- 心筋弛緩:Kチャネルを通じてKイオンが排出され心筋が弛緩する
- QT時間:収縮開始から終了までの時間で、延長すると不整脈リスクが上昇
QT時間の正常と延長の違い
| 比較項目 | QT時間正常 | QT時間延長 |
|---|---|---|
| 心筋弛緩 | 適切なタイミングで弛緩 | 弛緩が遅延 |
| Kチャネル機能 | 正常に開閉 | 開閉タイミングが異常 |
| 不整脈リスク | 低い | 高い |
| KCNE1機能 | 正常に機能 | 変異により機能変化 |
遺伝子と心室性不整脈の関連
DNA領域rs1805128とQT時間の関係
Jessica van Settenらの研究(1)により、DNA領域rs1805128がQT時間と関連していることが判明しました。
- rs1805128にはCC・CT・TTの3つの遺伝子型が存在
- T型変異を持つ遺伝子型(CT型・TT型)の人は、QT時間が延長する傾向にある
- 関連遺伝子はKCNE1(心筋Kチャネル調節タンパク質)
日本人における遺伝子型分布(rs1805128)
日本人と世界の遺伝子型分布には差異があります。
| 遺伝子型 | 日本人の割合 | 世界の割合 | 差異 |
|---|---|---|---|
| CC型 | 99.0% | 97.6% | +1.4ポイント |
| CT型 | 0.9% | 2.3% | −1.4ポイント |
| TT型 | 0.1%以下 | 0.1%以下 | ±0.0ポイント |
KCNE1遺伝子の作用機序
rs1805128において塩基がCからTに変化すると、アスパラギン酸(D)からアスパラギン(N)へのアミノ酸変異(D85N)が発生します。この変異がKCNE1タンパク質の構造・活性を変化させます(3)。
- Kチャネル:心筋細胞膜のイオン出入り口。心筋収縮後にKイオンを排出して心筋を弛緩させる
- KCNE1の役割:Kチャネル傍に存在し、開閉タイミングを調節する
- T型変異の影響:KCNE1の機能変化を介してQT時間が延長し、心室性不整脈リスクが上昇
検査の理論的根拠
体表的なDNA領域:心室性不整脈
心室性不整脈 に最も強く影響する遺伝子領域は、rs1805128です。 日本における同型の遺伝子タイプの分布は下記のとおりです。
- CC
99.0 % - CT
0.9 % - TT
0.1%以下
検査の根拠
Jessica van Settenらの研究(1)により、QT時間が遺伝子と関連していることが明らかになりました。人間のゲノムにはrs1805128という領域が存在し、その領域の遺伝子にはCとTの2種類の変異があります。T型変異を持つ人は、QT時間が延長する傾向にあることが分かっています。Nishioらの研究(3)では、rs1805128のT型変異がKCNE1タンパク質のアミノ酸変異(D85N)を引き起こし、Kチャネルの開閉タイミングに影響を与えることが示されています。
今回調査したDNA領域
細胞中に存在するDNAマップの模式図
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関連遺伝子
| 関連遺伝子 | KCNE1 |
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よくある質問(FAQ)
Q1. 心室性不整脈とは何ですか?
心室性不整脈とは、心室における電気信号の異常により心拍リズムが乱れる疾患です。心臓の収縮開始から終了までの「QT時間」が延長すると、不整脈リスクが高まります。遺伝子KCNE1のDNA領域rs1805128のT型変異がQT時間延長に関与しています(1)(3)。
Q2. QT時間と不整脈の関係は?
QT時間は心電図上で心臓の収縮開始から終了までの時間を表します。QT時間が延長すると心筋の弛緩が遅延し、心室性不整脈のリスクが上昇します。rs1805128のT型変異を持つ人はQT時間が延長する傾向にあります(1)。
Q3. KCNE1遺伝子はどのように心臓に影響しますか?
KCNE1は心筋細胞のKチャネル開閉タイミングを調節するタンパク質をコードしています。rs1805128のT型変異によりアミノ酸がアスパラギン酸からアスパラギンに変化(D85N)し、Kチャネル機能が変化してQT時間に影響を与えます(3)(4)。
Q4. 遺伝子検査で心室性不整脈のリスクは分かりますか?
DNA領域rs1805128の遺伝子型を調べることで、QT時間延長の傾向を把握できます。日本人ではCC型が約99.0%を占め、T型変異(CT型・TT型)の保有率は約1.0%です。遺伝子検査により早期対策のきっかけとなります(2)。
Q5. 日本人のrs1805128遺伝子型分布の特徴は?
日本人のrs1805128遺伝子型分布は、CC型99.0%・CT型0.9%・TT型0.1%以下です。世界平均(CC型97.6%)と比較してCC型の割合が1.4ポイント高く、T型変異の保有率が低い点が特徴です(2)。
参考文献
- 参考リンク1 : 2019 Jan., Jessica van Setten, European Journal of Human Genetics
- 参考リンク2 : DNA 領域「rs1805128」の情報 TogoVar
- 参考リンク3 : 2009 Aug., Yukiko Nishio, Journal of the American College of Cardiology
- 参考リンク4 : 2020., 中條浩一, 心電図
- 参考リンク5 : 2014 Aug., Dan E Arking, Nat Genet
- 参考リンク6 : 2022 May., Victor Nauffal, Circulation
- 参考リンク7 : 2021 Nov., Stefan van Duijvenboden, Hum Mol Genet
- 参考リンク8 : 2022 Sep., William J Young, Nat Commun