本研究は肺気腫症における蛋白分解酵阻害物質α1ーアンチトリプシン(α1AT)の関与、ことに量的異常のない一般肺気腫症例にα1AT機能異常等の原因となるアミノ酸変異の有無を直接塩基配列より検索することを目的とし、併せ日本のα1AT欠損症例の遺伝子解析、民族的特異性を解明した。
1)血清α1AT濃度正常肺気腫症例のα1AT遺伝子塩基配列を直接解読し、病因となるアミノ酸変異の有無を検討した。比較的若年発症ブラ、自然気胸23例ではα1AT活性中心(初年度)、及びプロモ-タ-領域(2年度)を、50歳台肺気腫10例においては全アミノ酸コ-ド領域(2年度)を解読したが、病的原因と考えられる有意な変異は存在しなかった。
2)血清α1AT欠損38歳男子肺気腫症例(長野県飯山市)のα1AT遺伝子を解析し、Ser^<53>(TCC)ーPhe(TTC)変異を見いだしSiiyamaと命名した。この変異はα1AT分子3次元構造に影響し、肝細胞内にα1AT分子凝集体と考えられる封入体を認めた(初年度)。既報α1AT欠損9家系中検討した4家系全てにSiiyamaと同一の遺伝子異常を見た。欠損9家系中独立5家系に共通する異常を認め、本欠損亜型が日本、あるいは東洋人に多数存在する可能性が示された。このため多数例を簡便に検索できる対立遺伝子特異的塩基変異検出法を設定した(2年度)。
3)欧米白人に高頻度のα1AT欠損Z亜型(・・Ala^<213>(GCG)・・Lys^<342>(AAG)・・)に症例が何故日本にないのかを解明するため、進化的に古いAla^<213>(GCG)ーVal(GTG)に注目し、この部の制限酵素による切断片で変異の頻度を検索したところ日本人156例全員がVal^<213>(GTG)であった(2年度)。欧米白人では約20%がAla^<213>(GCG)であり、進化的にも古いこの亜型から欧米白人に高頻度な欠損Z亜型が派生したことを考えると、Ala^<213>(GCG)が存在しないと考えられる日本人にはZ欠損亜型は存在しないと結論され、遺伝性疾患の人種民族上の差の一つが遺伝子解析の上から推測された。