グリコーゲン分岐酵素欠損症（GBED）は、アメリカンクォーターホースとアメリカンペイントホースに発症する遺伝性のグリコーゲン貯蔵疾患です。罹患馬は流産、死産、あるいは早期死亡に至ります。ヒトにおけるこの疾患は、グリコーゲン貯蔵疾患IV型として知られています。
病態生理学
グリコーゲンは、エネルギーを貯蔵するために利用されるグルコースの分子ポリマーです。骨格筋と心筋の収縮にエネルギーを供給し、血液中のグルコースの止血を維持するために重要です。グルコース分子は、α-1,4-グリコシド結合によって直鎖状に連結されています。さらに、α-1,6-グリコシド結合によってグルコースの分岐が鎖から形成されます。2つのグルコース分子は、グリコーゲン合成酵素と呼ばれる酵素によってα-1,4-グリコシド結合を形成します。この結合は、体がエネルギーを得るためにグリコーゲンをグルコースに分解する際に、グリコーゲンホスホリラーゼによって切断されます。グリコーゲン分岐酵素は、これらの直鎖から分岐を開始するために必要なα-1,6-グリコシド結合を担っています。これらの分岐は、α-1,4-グリコシド結合の直鎖に「自由端」を追加し、グリコーゲンホスホリラーゼによって分解されるため重要です。これにより、すべてのグルコース分子が単一の鎖に存在し、グリコーゲンホスホリラーゼが結合できる自由端が2つしかない場合よりも、より速い速度でグルコースを除去することができます。
GBEDは、GBE1遺伝子の常染色体劣性変異によって引き起こされ、グリコーゲン分岐酵素の活性が低下し、欠乏状態になります。 [1]その結果、グリコーゲン分子は分岐鎖が少なく生成され、非還元末端の数が大幅に減少するため、分子の合成または分解速度が劇的に低下します。その結果、筋グリコーゲンレベルが低下し、アミラーゼPAS（過ヨウ素酸シッフ染色）染色による生検では、アミラーゼ分解に対する抵抗性が著しく高まります。[2]
臨床症状
適切なグリコーゲン貯蔵が不足すると、馬の脳、心筋、骨格筋は機能しなくなり、急速に死に至ります。GBEDを発症した子馬の多くは流産（通常は妊娠後期）または死産となり、生存した子馬も数ヶ月しか生きられません。症状には、全身の衰弱、腱の拘縮、低血糖発作、心停止、突然死などがあります。[1]
GBEDアレルのヘテロ接合性を持つ馬では、グリコーゲン分岐酵素活性が、影響を受けていない馬の半分であることが示されています。[1]しかし、これらのヘテロ接合性保因者には異常な表現型は見られません。[2]
診断、治療、予防
この病気は、罹患動物の筋生検によって診断される場合があります。治療法はありません。
この疾患は常染色体劣性遺伝であるため、罹患した子馬は致死性のGBEDアレルのホモ接合体、つまり両親ともにヘテロ接合体でなければなりません。このアレルの血液検査はミネソタ大学獣医学部によって開発され、2005年現在、カリフォルニア大学デービス[アップデート]校獣医遺伝学研究所にライセンス供与されています。この検査を用いることで、ブリーダーはGBEDの子馬を生み出す可能性のある交配を回避し、最終的には選抜繁殖によってGBEDを淘汰することができます。保因者頻度は、クォーターホースで7.1%、ペイントホースで8.3%、ウエスタンプレジャーホースで26%と推定されています。[3]
この遺伝病は、基礎クォーターホース種牡馬キングP-234に関連している。[4]
参考文献
「遺伝性疾患の検査」Equus 353、pp 40-41。
- ^ abc Valberg, SJ; Ward, TL; Rush, B; Kinde, H; Hiraragi, H; Nahey, D; Fyfe, J; Mickelson, JR (2001). 「クォーターホースの仔馬におけるグリコーゲン分岐酵素欠損症」. Journal of Veterinary Internal Medicine . 15 (6): 572– 80. doi : 10.1111/j.1939-1676.2001.tb01593.x . PMID 11817063.
- ^ ab Mickelson, JR; Valberg, SJ (2015). 「馬における骨格筋疾患の遺伝学」. Annual Review of Animal Biosciences . 3 : 197–217 . doi : 10.1146/annurev-animal-022114-110653 . PMID 25387114.
- ^ Wagner, ML; Valberg, SJ; Ames, EG; Bauer, MM; Wiseman, JA; Penedo, MC; Kinde, H; Abbitt, B; Mickelson, JR (2006). 「クォーターホースおよびペイントホースにおけるグリコーゲン分岐酵素欠損遺伝子のアレル頻度と影響」Journal of Veterinary Internal Medicine . 20 (5): 1207–11 . doi : 10.1111/j.1939-1676.2006.tb00724.x . PMID 17063718.
- ^ Valberg, SJ (2009). 「第103章 遺伝性筋疾患」. Robinson, NE; Sprayberry, KA (編). Current therapy in equine medicine (第6版). セントルイス, ミズーリ州: Saunders Elsevier. pp. 461– 468. ISBN 9781416054757。
外部リンク
- ミネソタ大学：神経筋診断研究所：グリコーゲン分岐酵素欠損症（GBED）
- カリフォルニア大学デービス校：獣医遺伝学研究所：グリコーゲン分岐酵素欠損症（GBED） 2005年4月5日アーカイブ - Wayback Machine
- VetGen: 獣医遺伝学サービス: グリコーゲン分岐酵素欠損症 (GBED)
