メタゲノム解析とオミクス解析を用いたFontan術後蛋白漏出性胃腸症の病態解明
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22K07912
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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 | Nagoya University |
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Principal Investigator |
郷 清貴 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (40908779)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 太一 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (20422777)
山本 英範 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (80801662)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 蛋白漏出性胃腸症 / 腸内細菌叢 / Fontan手術 / 単心室症 / メタゲノム解析 |
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| Outline of Research at the Start |
蛋白漏出性胃腸症（Protein-Losing Enteropathy: 以下PLE）は単心室型の先天性心疾患に対する機能的修復術であるFontan手術後の患者に発症する予後不良な疾患である。しかし、その発症機序は解明されておらず、治療法も確立していない。近年、消化管疾患だけでなく、様々な疾患の発症や重症化と腸内細菌叢の関連が報告されているが、Fontan術後のPLEと腸内細菌叢の関連についての報告はない。本研究の目的は、次世代シークエンサーを用いたPLE患者に特異的な腸内細菌叢組成の探索と、便のメタボロームによる網羅的な解析により、PLEに関与する菌種、代謝物などの因子を同定することである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
Fontan術後に発症するPLEはしばしば治療抵抗性で予後不良であるが、発症や活動性を予測するバイオマーカーは開発されていない。本研究はFontan術後PLE患者とPLE未発症患者の腸内細菌叢を、16S rRNAを標的とした次世代シークエンスにより網羅的に解析して比較した。その上で細菌叢の多様性や特定菌種の存在量の変動がPLEの発症や活動性と関連するか検討することを目的とした。研究開始後、計17人のPLE患者とPLE未発症の対照患者23人の患者から同意を得た。PLE患者のうち1名、対照群のうち3名は細菌叢に影響しうる抗菌薬を内服中または検体不良によって除外した。PLE患者のうち活動性PLE患者が7名、1年以上血清アルブミン値: 3.0g/dl以上を維持している寛解期PLE患者が9名であった。対照群は20例となった。便サンプルから細菌DNAを抽出した後、16S rRNA領域のPCR増幅を行い、次世代シークエンンサーMiseqを用いて配列データを得た。配列データを得た後の細菌叢に関する一連の解析を、QIIME2パイプラインにより行った。細菌叢解析の結果、α多様性の指標であるShannon indexとChao1、Faith’s PDは、活動性PLE群で低く、細菌叢の多様性低下が示唆された。各群の細菌叢を主座標分析でプロットしunweghited Unifrac距離を算出すると、活動性PLEと対照群間および活動性PLEと寛解期 PLE間に差を認め、活動性PLE患者は他2群と異なる細菌叢を持つことが示唆された。今後は異なる手法での解析を追加し、成果について学会での報告、論文での発表を計画している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、すでに学内での倫理審査を終えていたこともあり比較的速やかに対象患者の便検体および臨床情報の収集を開始することができた。便検体からのDNA抽出、次世代シークエンスの過程も概ね問題なく施行できている。本課題初年度としては中間解析を行うことができる状況まで進捗したため、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は得られたシークエンスデータを元に、Linear discriminant analysis effect size (LEfSe) 解析によって活動性PLE群と寛解期PLE群、対照群の間で存在量が異なる細菌種の同定を進める予定である。また、PICRUSt2（phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states）パイプラインとKEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）データベースにより予測メタゲノム解析を行い、各群の細菌叢が持つ代謝経路の存在量を予測する計画である。同時に、現在マウスに下大静脈の部分結紮術を行い、Fontan術後の中心静脈圧上昇を再現したモデル作成を行っている。腸内細菌叢解析の結果、患者糞便やPLEの活動性への関与が疑われる細菌種を同モデルに投与することでPLEを発症または増悪するかの検証を予定している。これにより、特定の細菌叢、菌種が実際にPLE発症や増悪に関与するかを検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
