Establishment of new diagnostic criteria for Langerhans cell histiocytosis-associated neurodegeneration and investigation of underlying pathogenesis

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K07858
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 坂本 謙一 滋賀医科大学, 小児科学講座, 助教 (20782048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 工藤 耕 弘前大学, 医学部附属病院, 助教 (20455728) ; 塩田 曜子 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 小児がんセンター, 医長 (30307532)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: ランゲルハンス細胞組織球症 / 組織球症 / 神経変性疾患

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ランゲルハンス細胞組織球症（以下、LCH-ND）を対象とし、臨床症状と画像所見に加え、BRAF遺伝子変異、サイトカイン、脳損傷マーカーなど既知のバイオマーカーを組みあわせた診断基準を確立するとともに、新規バイオマーカーの探索により病態解明にせまる基盤研究である。
初年度では、本研究実施のため研究代表者施設での倫理審査委員会審査を受け、２０２３年６月に承認を得ることができた。本研究を具体的に進めるため、まず対象となるLCH-ND合併患者とLCH-ND非合併症例のリストアップを行い、今後バイオマーカー測定やシングルセル解析を実施する患者集団の同定を行い、研究分担機関においてLCH-ND合併患者が７名とLCH-ND非合併患者が多数存在することが判明した。今後、対象者への本研究の説明同意を得たうえで、サンプルの収集を実施する予定である。また、２０２４年２月に本研究への同意を得ることができた、LCH-ND合併患者１名とLCH-ND非合併患者１名の末梢血を用いて、シングルRNAシーケンスを開始した(10×GENOMICS社、Chromium Next GEM Single Cell 3; Reagent Kits v3.1使用）。シーケンスライブラリの作成は既に終了しており、次年度にシーケンス解析を実施し、LCH-ND症例における特定の遺伝子高発現となる経路解明などにより、新規バイオマーカーとなりうる因子を抽出する予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

初年度は本研究実施体制の構築を主な目的としており、研究代表者施設での倫理審査委員会承認と分担施設での研究実施許可を上半期に終了することができた。また、本研究の対象となる患者を同定し、対象者への研究説明と同意取得を順次進めることができている。既にシングルセルRNAシーケンス解析を開始しており、次年度の予算が入り次第シーケンス解析へと進む予定である。

Strategy for Future Research Activity

次年度においては、患者サンプルの収集を行ったうえで下記の解析を行う予定である。
１．シングルセルRNAシーケンス
シーケンス解析を実施し、その結果を次元削減法、分化軌道解析、階層的クラスタリング、Gene set enrichment解析などを行い、LCH-ND患者に特徴的な細胞集団および遺伝子発現パターンを同定する。結果によっては、さらに解析対象数を増やす事も検討する。
２．バイオマーカー探索
次年度前半を目処に対象患者への説明同意と検体収集を行う。そのうえで、これまでに本疾患のバイオマーカーとして報告されているInterleikin-17およびNeurofifament Lightをはじめとしたサイトカイン・ケモカインの測定を行う。