新規皮膚メタトランスクリプトーム解析手法による疾患発症予測因子の探索

• 研究課題/領域番号: 20H03701
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53050:皮膚科学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松岡 悠美 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 教授 (10402067)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2020年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: アトピー性皮膚炎 / トランスクリプトーム / 発症前 / 皮膚細菌叢 / 予防 / 細菌叢 / 発症予測 / マイクロバイオーム / アレルギーマーチ / バイオマーカー / 常在微生物叢 / バイオマーカー探索 / 微生物叢 / メタトランスクリプトーム

研究開始時の研究の概要

アトピー性皮膚炎およびその動物モデルのデータから、数理モデルなどの手法を用いて、発症前のバイオマーカー探索を行う。このバイオマーカーはアレルギー疾患予防のための早期介入指標となりうると考えられる。また、そのバイオマーカーが疾患においてどのような役割を果たしているのかを培養系および動物モデルなどを用いて解析することで、免疫系と微生物叢の皮膚における相互関係を探索する。

研究成果の概要

ヒトアトピー性皮膚炎の非侵襲的スワブサンプリングから増幅したRNAよりメタトランスクリプトーム解析を行った。またアトピー性皮膚炎自然発症モデルマウス未病期皮膚遺伝子発現データを既存データベースから取得し、ヒトデータの整合性を確認した。サンプリングの解析成果として、生後３日目の新生児皮膚細菌叢が１歳時のアトピー性皮膚炎の発症に関連することを見出したので、新生児期のトランスクリプトームに焦点を当て解析を行った。アトピー性皮膚炎発症群と非発症群で有意差を持って発現が異なる新生児期の遺伝子の多くは、マウスの遺伝子発現パターンと一致した。疾患予防の新規ターゲット遺伝子X（未公開）を得ることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々の確立した系では、皮膚生検などの侵襲的な処置を必要としないため、同一部位から経時的に繰り返し、サンプリングを行うことができる。こういった背景を鑑みると、我々が確立した宿主・菌叢メタトランスクリプトームはまさに発症前の皮膚疾患を解析するのに最適な解析法と考えている。本解析法を用い、ADの発症予防のためのバイオマーカーを探索できたことそのものも学術的に非常に意義深いと考えているが、今後疾患での予防効果などを具体的に示すことができれば、治療法の創出にもつながると考えている。

研究成果

• [国際共同研究] University of Michigan(米国)
• [雑誌論文] Neonatal skin dysbiosis to infantile atopic dermatitis: Mitigating effects of skin care (2024)
  • 著者名/発表者名: Aoyama Reika、Nakagawa Seitaro、Ichikawa Yoko、Inohara Naohiro、Yamazaki Yuriko、Ito Tomoka、Sugihira Takashi、Kono Michihiro、Akiyama Masashi、Takahashi Hiroki、Takaya Akiko、Ichikawa Fumitaka、Nakano Taiji、Tanaka Seiko、Koyano Yutaka、Fujimoto Manabu、Nunez Gabriel、Shimojo Naoki、Nakamura Yuumi
  • 雑誌名: Allergy 巻: 0 号: 6 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1111/all.16095
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The role of Staphylococcus aureus quorum sensing in cutaneous and systemic infections (2024)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Yuriko、Ito Tomoka、Tamai Masakazu、Nakagawa Seitaro、Nakamura Yuumi
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 巻: 44 号: 1
  • DOI: 10.1186/s41232-024-00323-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pathogenic role of the staphylococcal accessory gene regulator quorum sensing system in atopic dermatitis (2023)
  • 著者名/発表者名: Tamai Masakazu、Yamazaki Yuriko、Ito Tomoka、Nakagawa Seitaro、Nakamura Yuumi
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 13
  • DOI: 10.3389/fcimb.2023.1178650
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epidermal clearance of <i>Candida albicans</i> is mediated by IL-17 but independent of fungal innate immune receptors (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwasawa Mari T、Miyachi Hideaki、Wakabayashi Seiichiro、Sugihira Takashi、Aoyama Reika、Nakagawa Seitaro、Katayama Yuki、Yoneyama Mitsutoshi、Hara Hiromitsu、Iwakura Yoichiro、Matsumoto Masanori、Inohara Naohiro、Koguchi-Yoshioka Hanako、Fujimoto Manabu、N??ez Gabriel、Matsue Hiroyuki、Nakamura Yuumi、Saijo Shinobu
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 34 号: 8 ページ: 409-420
  • DOI: 10.1093/intimm/dxac019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Effects of Dietary Supplementation of Lactococcus lactis Strain Plasma on Skin Microbiome and Skin Conditions in Healthy Subjects?A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Trial (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuji Ryohei、Yazawa Kamiyu、Kokubo Takeshi、Nakamura Yuumi、Kanauchi Osamu
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 9 号: 3 ページ: 563-563
  • DOI: 10.3390/microorganisms9030563
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Keratinocyte IL-36 Receptor/MyD88 Signaling Mediates <i>Malassezia</i>-Induced IL-17?Dependent Skin Inflammation (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyachi Hideaki、Wakabayashi Seiichiro、Sugihira Takashi、Aoyama Reika、Saijo Shinobu、Koguchi-Yoshioka Hanako、Fujimoto Manabu、N??ez Gabriel、Matsue Hiroyuki、Nakamura Yuumi
  • 雑誌名: The Journal of Infectious Diseases 巻: 223 号: 10 ページ: 1753-1765
  • DOI: 10.1093/infdis/jiab194
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Interaction between Staphylococcus Agr virulence and neutrophils regulates pathogen expansion in the skin (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Masanori、Nakagawa Seitaro、Zhang Lingzhi、Nakamura Yuumi、Villaruz Amer E.、Otto Michael、Wolz Christiane、Inohara Naohiro、Nunez Gabriel
  • 雑誌名: Cell Host & Microbe 巻: 29 号: 6 ページ: 930-940.e4
  • DOI: 10.1016/j.chom.2021.03.007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Staphylococcus Agr virulence is critical for epidermal colonization and associates with atopic dermatitis development (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Takahashi H, Takaya A, Inoue Y, Katayama Y, Kusuya Y, Shoji T, Takada S, Nakagawa S, Oguma R, Saito N, Ozawa N, Nakano T, Yamaide F, Dissanayake E, Suzuki S, Villaruz A, Varadarajan S, Matsumoto M, Kobayashi T, Kono M, Sato Y, Akiyama M, Otto M, Matsue H, Nunez G, Shimojo N.
  • 雑誌名: Sci Transl Med. 巻: 8 号: 551 ページ: 4068-4068
  • DOI: 10.1126/scitranslmed.aay4068
  • 査読あり / 国際共著