2013 Fiscal Year Research-status Report
自己免疫疾患における腸管自然免疫を介したＴリンパ球機能スペクトラムの制御
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25461488
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | St. Marianna University School of Medicine |
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Principal Investigator |
清水 潤 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (30509964)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 腸内細菌メタゲノミクス / Th17細胞 / ベーチェット病 / 炎症性腸疾患 / 全身性エリテマトーデス / 再発性多発軟骨炎 |
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| Research Abstract |
本研究は、近年目覚ましく発展している腸内細菌メタゲノム解析データが、ヒトリンパ球機能と相関しているという仮説のもとに、健常人および自己免疫疾患患者（ベーチェット病、炎症性腸疾患、全身性エリテマトーデス、再発性多発軟骨炎等）におけるそれぞれのパラメータを収集および解析するものである。
初年度のメタゲノムおよびリンパ球解析の研究実績の概要は以下の通りである。腸内細菌メタゲノム研究は本研究組織においては実験系の立ち上げであったが、おおよそ二年間の準備期間を経て、すべて本研究組織に属する研究員および器材のみで開始することができた。このことは正確な測定を確保するにあたって重要であったと考える。複雑な次世代シーケンサを使用するためさらなる経験を要すると考えられるが、現在までに実験の再現性は十分に得ている。シーケンサより得られたデータの解析は、すべてインターネット上に公開されている、クラウド環境を用いる解析ソフトを使用して開始した。今後は市場調査にてより高度な解析が可能であるソフトの使用も視野に入れる。
ヒトリンパ球機能研究においては、現時点で利用可能と考えられる解析パラメータの選択を終了させた。腸内細菌メタゲノム研究結果を反映するだけの鋭敏性は確保できたと推察している。こちらもすべて本研究組織に属する研究員および器材のみで測定可能であり、正確性は確保されている。このヒトリンパ球機能研究はおおよそ6年前に開始させているが、現在までの総合結果をまとめた論文を現在投稿中である。その論文の受理は、本研究を推進するにあたって必須であると考えている。
収集検体は、血液、便に加えて消化管組織も対象となっているが、所属の臨床試験倫理審査を経て、収集を開始した。再発性多発軟骨炎においては、患者会を通じた検体収集も計画している。
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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
初年度の達成目標は実験系の立ち上げにあったので、順調に研究をスタートしたと考える。反省点は臨床試験倫理審査委員会の承諾に多少時間がかかってしまったことであり、検体収集の面ではさらなる迅速化が可能であったと思っている。ただし、その申請における調整によって委員会における本研究の意義の周知を実施でき、また研究計画書に委員会の意向をすべて反映しえたと自負している。
本研究の要の一つであるリンパ球機能解析においては当初の計画より早期に、現在のこの分野ではかなり効率性が高いと考えられる解析系を確立しえた。現在、この解析系の詳細を述べた論文を投稿中であり、この論文は本研究の進展を高度に推進するものと推察する。すなわち、腸内細菌メタゲノム解析の結果が出次第、情報発信が可能となる体制を整えた。
メタゲノム解析においては、コンピューターを用いた解析方法の確立を予定より早期に終了することが可能であった。メタゲノム研究の解析方法は、研究者の数がまだ少ないこともあって、一般的には米国の大学の作成したいわゆるクラウドソフトを利用するのであるが、かなりのエフォートを要した。今後は市場調査を継続的に実施することによって、より高度な解析を可能とするソフトを追求したい。
もう一つの大きな反省点は、メタゲノム解析における最新情報の収集が不足しがちであったことである。腸内細菌メタゲノム解析のヒトに対する応用という面で、本研究は高度に先進的である。技術的なことを追求することにエフォートがとられがちであったが、得られた技術のさらなる応用をもう少し考えるべきであった。具体的には、予定されている16S rRNA以外の遺伝子による菌ゲノムの解析や、ゲノム機能解析（狭義のメタゲノム解析と呼ばれるもので、たとえば特定の酵素に関連したゲノム量を評価する）が重要な検討課題であると推察している。
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| Strategy for Future Research Activity |
最大の重点項目は、リンパ球解析方法の再現性を十分に確保することにある。我々の開発した解析方法によれば、生体内のリンパ球機能の制御には多数のサイトカインが同時に関わっていることが明らかになりつつある。近年の他の施設の研究をあわせ考えると、このサイトカイン動態は経時的に大きく変化する。すなわち、解析のプロトコールの妥当性には十分に留意する必要性がある。我々の解析方法は一つの方向性を示しつつあるが、その正確性を担保すべく、新しい情報収集には絶えず留意する。また前述したように、プロトコールを明示した論文を速やかに公表することは本研究にとって必須であり、さらに学会発表を継続することで積極的に評価を得ることを図る。
そのリンパ球機能の解析結果をメタゲノム解析のデータと比較することになるが、そこでの重点項目はメタゲノム解析方法の選択である。複数の解析方法で実施し、比較する方法を選択したい。そのための情報収集には、ゲノム研究の学術集会への参加を要する。本研究のメタゲノム解析の確立には、第10回国際ゲノム会議への参加がとても重要なものとなった。引き続き参加学会を検討したい。メタゲノム解析では簡易的なキットの開発も盛んであり、我々の測定が安定した後の使用も考慮したい。
達成度の項でも記述したが、可能であれば新規のメタゲノム解析にもチャレンジしたい。腸管内での菌相互の連絡には、RNA等の菌に必須の分子が重要な役割をしているようである。16S rRNAもその一つと考えられ、すなわちその他の分子も研究上重要である可能性は高いと思われる。このことに関しても最低でも情報収集は、次年度中に実施する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
臨床試験の立ち上げのための時間が計画より遅れたため、初年度のメタゲノム解析に要する消耗品費が残留した。研究の安全性を確保するためにやむを得ないものと考える。前述したように、その申請における調整によって委員会における本研究の意義の周知を実施でき、また研究計画書に委員会の意向をすべて反映しえたと自負している。
メタゲノム解析において、研究組織内にて完結している測定方法を確立しているため、次年度の解析数を増加させることで対処する。次世代シーケンサの消耗品は高額であるため、この使用額の調整は比較的容易なものと思われる。サンプルを増やすことで、研究の正確性の向上を図る。また、次年度にも使用額の余裕が存在するのであれば、前述したように新規分子によるメタゲノム解析も検討したい。その際には、ゲノムの情報を腸管内の当該分子動態をあわせて実施する。便採取直後の溶解液上清の解析による。そのサンプル収集はすでに開始している。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Serum level of soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1 as a biomarker of disease activity in relapsing polychondritis.2013
Author(s)
Sato T, Yamano Y, Tomaru U, Shimizu Y, Ando H, Okazaki T, Nagafuchi H, Shimizu J, Ozaki S, Miyazawa T, Yudoh K, Oka H, Suzuki N.
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Journal Title
Mod Rheumatol
Volume: 24
Pages: 129-36
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Restoration of spatial memory dysfunction of human APP transgenic mice by transplantation of neuronal precursors derived from human iPS cells.2013
Author(s)
Fujiwara N, Shimizu J, Takai K, Arimitsu N, Saito A, Kono T, Umehara T, Ueda Y, Wakisaka S, Suzuki T, Suzuki N.
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Journal Title
Neurosci Lett.
Volume: 13
Pages: 00947-6
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Transplantation of Motor Neurons Derived from Human iPS Cells into Total Transection Model of Spinal Cord Injury in Mice.2013
Author(s)
Umehara T, Arimitsu N, Iinuma M, Shimizu J, Takai K, Fujiwara N, Saito A, Kono T, Ueda Y, Wakisaka S, Suzuki T, Beppu M, Suzuki N.
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Journal Title
St. Marianna Medical J
Volume: 4
Pages: 21-30
Peer Reviewed
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[Journal Article] Human iPS Cell Derived Neurons with Cortical Motor Neuron Phenotype are Relevant for Functional Recovery of Hemiplegic Mice with Injured Motor Cortex.2013
Author(s)
T, Arimitsu N, Shimizu J, Takai K, Fujiwara N, Umehara T, Saito A, Ueda Y, Wakisaka S, Suzuki T, Hashimoto T, Tanaka Y, Suzuki N.
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Journal Title
St. Marianna Medical J
Volume: 4
Pages: 31-40
Peer Reviewed
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[Journal Article] IGFII/Akt Signaling Regulates Myocyte Homeostasis in Human Induced Pluripotent Stem (iPS) Cells.2013
Author(s)
Saito A, Shimizu J, Fujiwara N, Takai K, Arimitsu N, Umehara T, Kono T, Misawa H, Ueda Y, Wakisaka S, Suzuki T, Beppu M, Suzuki N.
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Journal Title
St. Marianna Medical J
Volume: 4
Pages: 41-48
Peer Reviewed
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