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Immune disfunction in lymphedema: Peripheral T cell investigation compared with healthy controls

Research Project

Project/Area Number 21K09768
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
Research InstitutionJapanese Foundation for Cancer Research (2023)
Hiroshima University (2021-2022)

Principal Investigator

IMAI Hirofumi  公益財団法人がん研究会, 有明病院 形成外科, 副医長 (10868847)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川瀬 孝和  藤田医科大学, 国際再生医療センター, 准教授 (30463194)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywordsリンパ浮腫 / T細胞 / T細胞受容体 / リンパ管静脈吻合術 / マイクロサージャリー / リンパ管細静脈吻合術 / 炎症 / リンパ管静脈吻合
Outline of Research at the Start

リンパ浮腫を発生母体として蜂窩織炎の頻発、血管肉腫の発症が報告され、罹患肢の免疫能異常が示唆された。ラットリンパ浮腫で患肢のCD4+T細胞の貯留が確認されリンパ浮腫とT細胞異常の関連が示唆されたが、ヒトリンパ浮腫のT細胞の変化は不明である。本研究でリンパ浮腫患者のT細胞表現型と受容体遺伝子を調査し、リンパ浮腫T細胞の機能変化を解明する。
また、リンパ浮腫に行われるリンパ管静脈吻合(LVA)により蜂窩織炎と血管肉腫の消失が確認された。抗癌免疫という点でLVAは重要であると考えられるが詳細なメカニズムは不明である。本研究ではLVAによるT細胞への影響を調査し免疫的視点からLVAの可能性を推察する。

Outline of Final Research Achievements

Complications of lymphedema include cellulitis and angiosarcoma, suggesting the presence of immunodeficiency. Lymphaticovenous anastomosis (LVA) has been reported to alleviate these, but its mechanism remains unclear. In this study, we targeted 21 cases of lymphedema and 20 healthy individuals, performing LVA on the lymphedema group and conducting blood sampling one year post-surgery. We calculated the exhaustion factor (PD-1) on T cells and the diversity index of T cell receptors (TCR). The expression levels (%) of PD-1 on CD4+ T cells in the lymphedema group, post-LVA group, and healthy group were 30.7, 27.1, and 19.9, respectively. The diversity indices of TCR were 44.1, 200.5, and 151.0, respectively. In the lymphedema group, compared to the healthy group, PD-1 expression on T cells was higher and TCR diversity was lower. Conversely, after LVA, the expression of exhaustion factors decreased, and TCR diversity recovered, suggesting an improvement in immune function.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はヒトリンパ浮腫を対象とした免疫系に関する初めての研究である。リンパ浮腫におけるT細胞の疲弊化とクローンの多様性低下を指摘し、長らく不明だった免疫不全状態の原因の一端を解明した。また、Th1、Th17細胞の増加がリンパ浮腫の進展に関与している可能性を指摘し、従来のTh2のみでない様々な炎症性T細胞に注目する必要があることを提議した。更にLVAがリンパ浮腫のT細胞に与える影響に関しても初めて報告し、LVAの浮腫改善効果のみではない免疫上の有用性を示した。リンパ浮腫における免疫不全の要因とLVAがもたらす新たな有用性を基礎医学の観点からエビデンスを構築する非常に画期的な研究であると言える。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Peripheral T-cell profiling reveals downregulated exhaustion marker and increased diversity in lymphedema post-lymphatic venous anastomosis2023

    • Author(s)
      Imai Hirofumi, Kawase Takakazu, Yoshida Shuhei, Mese Toshiro, Roh Solji, Fujita Asuka, Uchiki Toshio, Sasaki Ayano, Nagamatsu Shogo, Takazawa Atsushi, Ichinohe Tatsuo, Koshima Isao
    • Journal Title

      iScience

      Volume: - Issue: 6 Pages: 106822-106822

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106822

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Upgradation of Lymph Supermicrosurgical Skills through Lymphatic Venous Anastomosis2022

    • Author(s)
      Imai Hirofumi、Yoshida Shuhei、Mese Toshiro、Roh Solji、Koshima Isao
    • Journal Title

      Journal of Plastic and Reconstructive Surgery

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: 31-33

    • DOI

      10.53045/jprs.2021-0010

    • NAID

      130008145175

    • ISSN
      2436-259X
    • Year and Date
      2022-01-27
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Correlation between Lymphatic Surgery Outcome and Lymphatic Image-Staging or Clinical Severity in Patients with Lymphedema2022

    • Author(s)
      Imai Hirofumi、Yoshida Shuhei、Mese Toshiro、Roh Solji、Fujita Asuka、Sasaki Ayano、Nagamatsu Shogo、Koshima Isao
    • Journal Title

      Journal of Clinical Medicine

      Volume: 11 Issue: 17 Pages: 4979-4979

    • DOI

      10.3390/jcm11174979

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Technical Tips for Anastomosis of 0.2-mm Diameter Vessels during Lymphatic Venous Anastomosis2022

    • Author(s)
      Imai Hirofumi、Yoshida Shuhei、Mese Toshiro、Roh Solji、Fujita Asuka、Uchiki Toshio、Sasaki Ayano、Nagamatsu Shogo、Koshima Isao
    • Journal Title

      Plastic and Reconstructive Surgery - Global Open

      Volume: 10 Issue: 5 Pages: e4304-e4304

    • DOI

      10.1097/gox.0000000000004304

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Supermicrosurgical lymphatic venous anastomosis for intractable lymphocele after great saphenous vein harvesting graft2022

    • Author(s)
      Imai Hirofumi、Yoshida Shuhei、Mese Toshiro、Roh Solji、Koshima Isao
    • Journal Title

      Journal of Vascular Surgery Cases, Innovations and Techniques

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 45-47

    • DOI

      10.1016/j.jvscit.2021.11.003

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] リンパ浮腫におけるLVA前後のTCRの変化: 血液中とリンパ液中のTCRの比較検討も含めて2023

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第32回日本形成外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Profiling of circulating T cells and comprehensive T cell receptor analysis clarified exhaustion and diminished diversity in patients with lymphedema and reliefed by lymphatic venous anastomosis2023

    • Author(s)
      Hirofumi Imai
    • Organizer
      12th Congress of the World Society for Reconstructive Microsurgery (WSRM 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リンパ浮腫におけるT細胞の変化: リンパ管吻合術を経てみえたリンパ浮腫治療の重要性2023

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第47回日本リンパ学会総会
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      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ浮腫におけるT細胞の変化: リンパ管吻合術を経てみえたリンパ浮腫2023

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第66回日本形成外科学会総会・学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Profiling of circulating T cells and comprehensive T cell receptor analysis clarified exhaustion and diminished diversity in patients with lymphedema and reliefed by lymphatic venous anastomosis2023

    • Author(s)
      Hirofumi Imai
    • Organizer
      the 12th Congress of the World Society of Reconstructive Microsurgery
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リンパ浮腫におけるT細胞の変化: リンパ管吻合術を経てみえたリンパ浮腫 リンパ管吻合術はリンパ浮腫患者の免疫能を改善させるか: リンパ管吻合術の新たな可能性2023

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第66回日本形成外科学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ浮腫治療におけるT細胞の変化: 基礎と臨床をつないだ共同研究2022

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第31回日本形成外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ管吻合術はリンパ浮腫患者の免疫能を改善させるか:末梢血T細胞を起点とした免疫能の調査2022

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第46回日本リンパ学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ浮腫治療におけるT細胞の変化:リンパ管吻合術はリンパ浮腫患者の免疫能を改善させるか2022

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第81回中国・四国形成外科学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ浮腫患者におけるT細胞受容体遺伝子の調査:リンパ浮腫によりT細胞受容体の多様性は低下する2022

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第65回日本形成外科学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ管吻合術はリンパ浮腫患者の免疫能を改善させるか:末梢血T細胞を起点とした免疫能の調査2022

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第65回日本形成外科学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ浮腫における免疫異常:T細胞の免疫学的指標2021

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第64回日本形成外科学会総会・学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] リンパ浮腫における免疫異常:基礎研究を通した臨床的疑問の解明2021

    • Author(s)
      今井洋文
    • Organizer
      第45回日本リンパ学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Profiling of Circulating T cells in Patients with Lymphedema Reveals Upregulation of Immune Checkpoint Molecules2021

    • Author(s)
      Hirofumi Imai
    • Organizer
      28th ISL World Congress of Lymphology
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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