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

2020 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た。CD68、pSTAT1、pSTAT3の心筋生検検体に対する免疫染色を行うこととしたが、リンパ球をはじめとした血球の浸潤が乏しく、免疫蛍光染色では明らかな差が認められなかった。
DNAに関しては現在大阪大学と共同し、全ゲノムシークエンスを作成中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

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)。
コロナの影響で抗体の到着、また大阪大学でのDNA解析が遅れたことが遅延の原因と考えられる。

Strategy for Future Research Activity

全ゲノム解析を継続して行う。免疫染色の染色法についてポジティブコントロールを置き再染色をおこなってみる。
RNA-seqの結果を再度確認し、その他のパスウェイについて検討を行う。

Causes of Carryover

コロナによる実験の遅れのため、物品の購入、全ゲノムシークエンスの施行に関して必要な経費が次年度使用額となっている。来年度に上記施行予定である。