Next-generation sequencing
| Project/Area Number |
19K08298
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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| Research Institution | Nihon University (2022)
Nagoya University (2019-2021) |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川田 潤一 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20532831)
荻 朋男 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (80508317)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 次世代シークエンス / ショートリード / ナノポアシークエンス / リキッドバイオプシー / 重症感染症 / 病原微生物 / 感染症診断 / 解析パイプライン |
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| Outline of Research at the Start |
近年の分子生物学の進展を応用し、侵襲性の少ない、包括的（微生物と生体情報をともに含む）な重症診断法開発の基盤となる研究を行う。病原微生物である、細菌、ウイルス、真菌などは、培養や核酸検出など様々な方法で検出されるが、次世代シークエンスは網羅的な微生物検出が可能である。他方、血液などの体液中には、細胞から分泌されるエクソソーム、Cell-free DNA、マイクロRNAが存在する。これらの微小な細胞由来分子を分離・解析し、重症感染症患者の炎症反応、免疫応答や臓器障害に関する評価を行い、リキッドバイオプシー（体液による病態解析・診断）を可能とするアッセイシステムを構築する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to analyze metagenome for detection of pathogens, and transcriptome for host immune responses during infection using two different next-generation sequencing (NGS) platforms, the long-read method and the shot-gun method. Twenty-eight patients (<12 months) with central nervous system infections were enrolled. The findings obtained from the long -read method and the shot-gun method were consistent. Host transcriptomic analysis of the long-read method revealed highly expressed genes, including MX1, ISG15, and OAS1, related to the antiviral roles of innate immunity from pathogen-identified cases. Additionally, through enrichment analysis of host genes, we observed an upregulation in the transcriptional activity associated with deubiquitination. The use of the long-read method sequencing would help to understand both pathogens and host immune responses for basic infectious disease research.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
次世代シークエンス法は、臨床検体中の核酸断片を網羅的・定量的に解析できるため、特に重症感染症における病原微生物の同定が期待されている。一方、臨床応用するためには、比較的短時間で結果が得られるロングリード法に優位性があるが、臨床検体でのデータを蓄積することが必要である。さらに、臨床検体中のRNA解析から、生体応答が解析できれば、リキッドバイオプシーとしての臨床応用が期待できる。本研究はその実現可能性を示唆した。
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Report
(5 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Performance of Nanopore and Illumina Metagenomic Sequencing for Pathogen Detection and Transcriptome Analysis in Infantile Central Nervous System Infections2022
Author(s)
Horiba, K. Torii, Y. Aizawa, Y. Yamaguchi, M. Haruta, K. Okumura, T. Suzuki, T. Kawano, Y. Kawada, J. I. Hara, S. Saitoh, A. Giske, C. G. Ogi, T. Ito, Y.
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Journal Title
Open forum infectious diseases
Volume: 9
Issue: 10
Pages: 504-504
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Temporal dynamics of the plasma microbiome in recipients at early post-liver transplantation: a retrospective study.2021
Author(s)
Okumura T, Horiba K, Kamei H, Takeuchi S, Suzuki T, Torii Y, Kawada J, Takahashi Y, Ogura Y, Ogi T, Ito Y.
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Journal Title
BMC Microbiol
Volume: 21
Issue: 1
Pages: 104-104
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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