2022 Fiscal Year Annual Research Report
HAMのシングルセル遺伝子発現解析による疾患特異的な免疫異常発現機構の解明
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22H02987
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | St. Marianna University School of Medicine |
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Principal Investigator |
山野 嘉久 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 教授 (80445882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岸 誠 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任准教授 (90625261)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | HTLV-1 / HAM / シングルセル解析 / TCRレパトア解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
HTLV-1感染者の約95%は、無症候性キャリア（AC）として生涯を全うするが、感染者の約5%で成人T細胞白血病（ATL）を、約0.3%でHAMを発症する。ACではHTLV-1感染細胞が少なく宿主の免疫によりHTLV-1が制御されているが、ひとたびこの均衡が崩れ宿主免疫の機能が低下するとATLを、免疫が異常な活性化を起こすとHAMを発症する。しかしながら、なぜ同じウイルスが免疫不全症と炎症性疾患という相反する病態を引き起こすのかは不明である。
そこで本研究では、HTLV-1というウイルスに感染した後、ACでは維持されていた感染細胞と宿主免疫のバランスが、HAMではどのように乱されていくのかを、シングルセルレベルで解析することで、HAMの真の病態形成機序を明らかにすることを目的とし、我々が同定したHAMに特異的なシグナル伝達系の活性化が感染細胞と宿主免疫のバランスに与える影響を(1)ウイルス遺伝子発現による誘導、(2)T細胞受容体による誘導、(3)液性因子による誘導の3つの段階に分けてシングルセルレベルでの検証を進めた。
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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
HAMに特異的なシグナル伝達系の活性化が感染細胞と宿主免疫のバランスに与える影響を検討するため、HAM患者由来PBMCのシングルセル遺伝子発現解析（scRNA-seq）を実施し、シグナル伝達系遺伝子の発現解析を進めた。またHAM患者由来PBMCを用いてscRNA-seq / scTCRレパトア同時解析を行い、major/minor cloneにおける遺伝子発現の差を検討した。同様にHAM患者髄液細胞を用いてscRNA-seq / scTCRレパトア同時解析を行い、major/minor cloneにおける遺伝子発現の差を検討し、血液中と髄液中でのクローンの分布を比較した。これよりHAMの病態形成に寄与するCTLクローンの同定を行った。使用する検体も問題なく得られており、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
HAM患者由来PBMCを培養し、シングルセル遺伝子発現解析（scRNA-seq）を実施し、HAMに特徴的な変化を明らかにする。さらに、HTLV-1の機能遺伝子であるtaxおよびマイナス鎖に存在するHBZ遺伝子の発現がシグナル伝達系遺伝子の発現亢進に寄与しているかを検討するため、HTLV-1感染CD4+T細胞のなかでもtax発現/非発現細胞、HBZ遺伝子の有無に区別し、シグナル伝達系遺伝子の発現を解析する。
HAM患者由来PBMCを用いて、HLA拘束性HTLV-1 tax特異的テトラマーによりHTLV-1-tax特異的/非特異的CD8+T細胞に分画し、それぞれの細胞のscRNA-seqを行うことでシグナル伝達遺伝子の発現を比較解析する。またscRNA-seq / scTCRレパトア同時解析を行い、major/minor cloneにおける遺伝子発現の差を検討する。さらに疲弊分子や分化関連分子、エフェクター活性といった免疫応答の状態についても解析し、CTLの機能異常の発生過程をシングルセル解析特有の「疑似時系列解析」によって明らかにする。同様にHAM患者髄液細胞を用いてscRNA-seq / scTCRレパトア同時解析を行い、major/minor cloneにおける遺伝子発現の差を検討し、血液中と髄液中でのクローンの分布を比較し、よりHAMの病態形成に寄与するCTLクローンの同定を試みる。
HAMに特異的なシグナル伝達系の活性化により、炎症性サイトカイン等の液性因子が、周囲に存在するどの種類の細胞にどのような変化を引き起こし得るかを、3日間培養したHAM患者由来PBMC培養上清を神経系細胞株の培養系に添加しscRNA-seqにより検討する。
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[Journal Article] Efficacy of l-Arginine Treatment in Patients with HTLV-1-Associated Neurological Disease.2023
Author(s)
Nozuma S, Matsuura E, Tashiro Y, Nagata R, Ando M, Hiramatsu Y, Higuchi Y, Sakiyama Y, Hashiguchi A, Michizono K, Higashi K, Matsuzaki T, Kodama D, Tanaka M, Yamano Y, Moritoyo T, Kubota R, Takashima H.
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Journal Title
Ann Clin Transl Neurol
Volume: 10(2)
Pages: 237-245
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Health-related quality of life evaluation using the Short Form-36 in patients with human T-Lymphotropic virus type 1-associated myelopathy.2022
Author(s)
Kimura M, Yamauchi J, Sato T, Yagishita N, Araya N, Aratani S, Tanabe K, Horibe E, Watanabe T, Coler-Reilly ALG, Nagasaka M, Akasu Y, Kaburagi K, Kikuchi T, Shibata S, Matsumoto H, Koseki A, Inoue S, Takata A, Yamano Y*.
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Journal Title
Front. Med(Lausanne)
Volume: 9
Pages: 879379
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] RAISING is a high-performance method for identifying random transgene integration sites.2022
Author(s)
Wada Y, Sato T, Hasegawa H, Matsudaira T, Nao N, Coler-Reilly ALG, Tasaka T, Yamauchi S, Okagawa T, Momose H, Tanio M, Kuramitsu M, Sasaki D, Matsumoto N, Yagishita N, Yamauchi J, Araya N, Tanabe K, Yamagishi M,［中略］, Yamano Y(32人中31番目), Saito M.
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Journal Title
Commun Biol
Volume: 5(1)
Pages: 535
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Potential Role of HTLV-1 Tax-Specific Cytotoxic T Lymphocytes expressing a Unique T-cell Receptor to Promote Inflammation of the Central Nervous System in Myelopathy Associated with HTLV-1.2022
Author(s)
Tanaka Y, Sato T, Yagishita N, Yamauchi J, Araya N, Aratani S, Takahashi K, Kunitomo Y, Nagasaka M, Kanda Y, Uchimaru K, Morio T, Yamano Y*.
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Journal Title
Front Immunol
Volume: 13
Pages: 993025
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Level of CSF CXCL10 is highly elevated and decreased after steroid therapy in patients with autoimmune glial fibrillary acidic protein astrocytopathy.2022
Author(s)
Kikuchi T, Takao N, Sato T, Isahaya K, Hino S, Kaburagi M, Tachikawa K, Ko R, Shibata S, Kaburagi K, Iijima N, Mizukami H, Sakurai K, Yamauchi J, Kimura A, Shimohata T, Yamano Y*.
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Journal Title
Clin Exp Neuroimmunol
Volume: 14(1)
Pages: 61-68
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Updates on HTLV-1 Uveitis2022
Author(s)
Kamoi K, Watanabe T, Uchimaru K, Okayama A, Seiko K, Kawamata T, Kurozumi-Karube H, Horiguchi N, Zong Yuan, Yamano Y, Hamaguchi I, Nannya Y, Tojo A, and Ohno-Matsui K.
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Journal Title
Viruses
Volume: 14(4)
Pages: 794
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Schlafen 12 restricts HIV-1 latency reversal by a codon-usage dependent post-transcriptional block in CD4+ T cells.2022
Author(s)
Kobayashi-Ishihara M, Smutna K, Alonso FE, Argilaguet J, Esteve-Codina A, Geiger K, Genesca M, Grau-Exposito J, Duran-Castells C, Rogenmoser S, Bottcher R, Jungfleisch J, Oliva B, Martinez JP, Li M, David M, Yamagishi M, Riol MR, Brander C, Tsunetsugu-Yokota Y, Buzon MJ, Diez Anton J, Meyerhans A.
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Journal Title
Commun. Biol
Volume: in press
Pages: -
Peer Reviewed
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[Journal Article] KRAS mutation in intrahepatic cholangiocarcinoma: linkage with metastasis-free survival and reduced E-cadherin expression.2022
Author(s)
Tanaka M, Kunita A, Yamagishi M, Ishikawa S, Katoh H, Yamamoto H, Abe J, Arita J, Hasegawa K, Shibata T, and Ushiku T.
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Journal Title
Liver Int
Volume: 42(10)
Pages: 2329-2340
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] A randomized controlled trial on corticosteroid therapy for HTLV-1-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis in Japan (HAMLET-P trial).2022
Author(s)
Yamauchi J, Sato T, Yagishita N, Araya N, Nakagawa M, Matsuura E, Tsuboi Y, Tamaki K, Sakima H, Ishihara S, Araujo A, Jacobson S, Grassi MFR, Galvao-Castro B, Bland M, Taylor GP, Martin F, Yamano Y.
Organizer
20th International Conference on Human Retrovirology: HTLV and Related Viruses(HTLV22)
Int'l Joint Research
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[Presentation] 成人T細胞白血病移植後の神経障害例2例の検討.2022
Author(s)
伊佐早健司, 柴田宗一郎, 飯島直樹, 平川経晃, 伊藤歩, 西村直, 福田隆浩, 佐々木諒, 藤井伸治, 佐藤知雄, 山野嘉久.
Organizer
第63回日本神経学会学術大会
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[Presentation] HAM 患者末梢血および脳脊髄液のシングルセル解析による HAM 病態解明と疾患サロゲートマーカーの探索研究.2022
Author(s)
菅田謙治, タン ベンジージェックヤン, ホサイン ベラル, ラジブ サミウルラジ, レダ オムニア, 徳永雅仁, 野村隼也, 増田曜章, 佐藤知雄, 植田光晴, 宇都宮與, 山野嘉久, 佐藤賢文.
Organizer
第8回日本HTLV-1学会学術集会
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[Presentation] イムノクロマト法による新規 HTLV-1 抗体検査法の性能評価―多施設共同研究.2022
Author(s)
倉光球, 石塚賢治, 久保田龍二, 佐藤知雄, 山野嘉久, 橋倉悠輝, 梅北邦彦, 野坂生郷, 長谷川寛雄, 三浦清徳, 宇都宮與, 高起良, 相良康子, 蕎麦田理英子, 佐竹正博, 浜口功.
Organizer
第8回日本HTLV-1学会学術集会
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[Presentation] HAM/TSPの運動障害に対するL-アルギニンの効果を評価する第2相臨床試験（特定臨床研究）.2022
Author(s)
松浦英治, 野妻智嗣, 田代雄一, 安藤匡宏, 平松有, 樋口雄二郎, 﨑山雄介, 橋口昭大, 道園久美子, 東桂子, 松﨑敏男, 兒玉大介, 田中正和, 山野嘉久, 久保田龍二, 高嶋博.
Organizer
第8回日本HTLV-1学会学術集会
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[Presentation] Durable Clinical Impacts and Mechanisms of Action and Resistance in EZH1/2-Targeting Epigenetic Therapy.2022
Author(s)
Yamagishi M, Kuze Y, Nakashima M, Kobayashi S, Morishima S, Kawamata T, Makiyama J, Abe K, Imamura K, Watanabe E, Tsuchiya K, Yasumatsu I, Takayama G, Ito K, Nannya Y, Tojo A, Watanabe T, Tsutsumi S, Suzuki Y, Uchimaru K.
Organizer
64th ASH Annual Meeting anda Exposition
Int'l Joint Research
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