シングルセル時空間マルチオミクス解析によるメルケル細胞癌の病態解明

• Project/Area Number: 22K15406
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 49020:Human pathology-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 岩崎 健 九州大学, 大学病院, 准教授 (40766185)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: メルケル細胞癌 / メルケル細胞ポリオーマウイルス / 腫瘍内不均一性

Outline of Research at the Start

メルケル細胞癌MCCは、約80%でMCPyVにより発癌するが詳細機構は不明である。申請者は、MCPyV陰性例において癌シグナル経路の活性化、H3K27me3ヒストン修飾の低下を認め、予後不良となることを報告しMCCの病態を遺伝子変異、遺伝子発現前のエピゲノム異常、タンパク発現・修飾異常を体系的に明らかにしてきた。腫瘍組織を構成する微小環境には高度な不均一性がありそれらが腫瘍細胞における遺伝子変異・エピゲノム状態、遺伝子発現状態の多様性をもたらすることが明らかとなってきた。本研究は形態情報とマッチさせた空間マルチオミクス解析を単一細胞レベルで行い腫瘍細胞の集合体としての腫瘍の性質を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

皮膚悪性腫瘍のメルケル細胞癌(MCC)は、約80%でメルケル細胞ポリオーマウイルス(MCPyV)により発癌する。申請者は、、MCCの腫瘍病態を遺伝子変異、遺伝子発現前のエピゲノム異常、タンパク発現・修飾異常にいたる一連の流れを体系的に明らかにしてきた。近年は、腫瘍微小環境に着目し、腫瘍間質におけるIndoleamine 2,3-dioxygenase-1(IDO1)発現が予後不良因子であること、腫瘍細胞においてはMCPyV陽性例と陰性例とでIDO1発現パターンが異なることを明らかにしている。昨年度に引き続きは、PD-L1、T cell immunoreceptor with immunoglobulin and ITIM domains(TIGIT)/CD155免疫チェックポイント経路、制御性T細胞マーカーであるFOXP3に特に着目した腫瘍微小環境の解析を行った。メルケル細胞癌病理組織検体および公開RNA-seqを用いて解析した。免疫染色で各種免疫チェックポイント分子の発現と浸潤する免疫細胞の局在について腫瘍中心部と腫瘍辺縁部に分けて解析を行った。FOXP3については、発現強度によって機能が異なることが言われているため、高発現のものと低発現のものに分けて解析した。まず通常、免疫細胞に発現する免疫チェックポイント分子TIGITがメルケル細胞癌においてAberrantに発現することを見出し、これらが治療標的となりうることを明らかにした。PD-L1の発現は、腫瘍中心部よりも辺縁部で多くCD8陽性リンパ球についても同様であることを明らかにした。さらにFOXP3を発現する免疫細胞の数は、腫瘍辺縁部に中心部よりも多く認められ、浸潤が多いことは予後良好因子であることを見出した。
以上の内容を踏まえて、論文発表を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、解析が進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に従って進めていく。

Research Products

• [Journal Article] Clinical significance of the expression of FOXP3 and TIGIT in Merkel cell carcinoma (2023)
  • Author(s): Iwasaki Takeshi、Hayashi Kazuhiko、Matsushita Michiko、Nonaka Daisuke、Matsumoto Takamasa、Taniguchi Midori、Kuwamoto Satoshi、Umekita Yoshihisa、Oda Yoshinao
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Issue: 1 Pages: 13114-13114
  • DOI: 10.1038/s41598-023-40050-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] メルケル細胞癌におけるFOXP3,TIGIT/CD155経路の異常発現と臨床病態の解明 (2023)
  • Author(s): 岩崎健 , 林一彦 松下倫子 , 松本崇雅, 宮本拓海 , 大石智恵美, 桑本聡史 , 梅北善久, 小田義直
  • Organizer: 日本病理学会総会
• [Presentation] Clinical significance of FOXP3 and TIGIT/CD155 Immune checkpoints expression in Merkel cell carcinoma (2023)
  • Author(s): Takeshi Iwasak, Kazuhiko Hayashi, Michiko Matsushita, Takamasa Matsumoto, Takumi Miyamoto, Chiemi Oishi, Satoshi Kuwamoto2, Yoshihisa Umekita2, Yoshinao Oda
  • Organizer: 第112回 日本病理学会