Discovering Novel Disease Mechanisms of Cardiac Sarcoidosis Using Transcriptome Sequencing Deribed from Human Cardiac Biopsy Sample

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K08554
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 吉田 昌平 金沢大学, 附属病院, 助教 (30623657)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 章洋 金沢大学, 附属病院, 特任准教授 (30707542) ; 細道 一善 金沢大学, 医学系, 准教授 (50420948)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 心臓サルコイドーシス / RNA-seq / サルコイドーシス / JAK-STAT

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、心臓サルコイドーシスの心筋における転写産物(トランスクリプトーム)と、HLAタイピングに着目したゲノムシークエンスの解析を行い、心臓サルコイドーシスの病態を明らかにすることである。現在までに集積したサルコイドーシス症例を、心臓病変がある群と心臓病変がない群に群分けをしてRNA-seqを行なった。
すでに確立していた心筋生検検体からのmRNA抽出、ライブラリ作成、シークエンスの流れを用いで、十分なRNAリードデータが得られた。検体の中で２検体はPCAプロットにより外れ値と判断され、396個のDEGsが同定された。
さらにパスウェイ解析を行ったところ、心臓病変をもつサルコイドーシス症例において心臓発生に関するBMPシグナルとJAK-STATを介したIL-5シグナルに関するパスウェイの活性化が認められた。
難治性の皮膚サルコイドーシスに対してJAK2阻害剤を使用して皮膚症状の改善を認めたという報告があり、本パスウェイは心臓サルコイドーシスの病態にも関与している可能性、ひいては難治性心臓サルコイドーシスの治療に応用できる可能性があると考えた。
血液から抽出したDNAに対して次世代シークエンサーを用いた全ゲノム解析を予定していたが、今回のRNA-seqにおいて興味深いパスウェイが同定されたため、まずパラフィン切片に包埋されている検体に対してBMP、JAK-STATの免疫染色を行う予定としている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

心臓サルコイドーシスの症例を集積する過程で、心臓サルコイドーシスが疑われたが、心筋生検も含めて精査を行ったのちに心臓病変は認めないサルコイドーシスと判断された症例を数例認めた。そこで、現在までに集積したサルコイドーシス症例を、心臓病変がある群11例と心臓病変がない群3例に群分けをしてRNA-seqを行なった。
2サンプルがPCAplotで外れ値と判断されたため、26サンプルでの解析を行い、396個のdefferential expression genesを同定した。さらにそれを元にしてパスウェイ解析を行ったところ、心臓病変をもつサルコイドーシス症例において心臓発生に関するBMPシグナルとJAK-STATを介したIL-5シグナルに関するパスウェイの活性化が認められた(FDR=6.1x10-3)。

Strategy for Future Research Activity

血液から抽出したDNAに対して次世代シークエンサーでの全ゲノム解析を予定していたが、興味深いパスウェイが同定されたため、まずパラフィン切片に包埋されている検体に対してBMP、JAK-STATの免疫染色を行う予定としている。

Causes of Carryover

ほぼ予定通りである。次年度使用分は抗体の購入、全ゲノムシークエンスに当てる予定としている。