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イメージングAIによる肝がん腫瘍関連マクロファージの形態的・空間的パターン解析

研究課題

研究課題/領域番号 22K08008
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53010:消化器内科学関連
研究機関福井大学

研究代表者

平松 活志  福井大学, 学術研究院医学系部門, 客員准教授 (30646849)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード空間オミクス解析 / 免疫細胞間相互作用 / 免疫担当細胞 / 人工知能 / 腫瘍関連マクロファージ
研究開始時の研究の概要

本研究では、肝がん組織で蛍光多重染色したTAMを人工知能による画像解析技術(イメージングAI)を駆使して解析する。すなわち、TAMの形態的特徴とその分布、他の細胞との空間的相互作用、さらに細胞内代謝遺伝子などの蛍光多重 in situ hybridizationのデータを統合した空間的遺伝子発現パターンの解析を行う。これより、肝がんにおけるTAMの形態的多様性(morphology)や機能的可塑性(plasticity)に関連するユニークな治療ターゲットの同定に繋がる可能性がある。

研究実績の概要

(方法)肝細胞癌切除43例の組織を蛍光多重免疫染色(OPALTM, Lymphoid panel: CD3、CD4、CD8、Foxp3, DAPI, Myeloid panel: CD3, CD56, CD66b, CD20, CD11b, DAPI)を行い、腫瘍部(T)/腫瘍境界部(SC)/非癌境界部(PS)/非癌部(A)の4領域をMantraTMで撮影した。inFormTMを用いて免疫細胞シグナルを機械学習・解析し、空間的位置情報からphenoptrTMにて細胞間距離を算出した。Interaction variable(Interact. Var.; 細胞間距離が25μm以内の標的細胞割合)、Touching cell(免疫細胞間接触)数を評価した。FFPE検体より癌部/非癌部RNAを抽出しMiseqを用いて腫瘍免疫関連182遺伝子のtargeted RNAシークエンスを解析した。
(成績)肝組織の腫瘍/非腫瘍部4領域における免疫細胞11種の分布解析では、T・SC領域における制御性T細胞数が多い症例で再発率(RFS)、全生存期間(OS)が不良であった(HR=2.5, p<0.05)。免疫細胞間の空間的近傍解析ではT・SC領域においてTregとCD8T細胞または、TregとCD4T細胞のInteract Var.が高い症例、T領域におけるTregとCD4T細胞のTouching cell数が多い症例で再発率、OSが不良であった(HR=2.8, p<0.05)。癌部RNA-NGSデータのGSEAではTregとCD4TのInteract Var.が高い群でGO regulation of immune response pathwayが亢進していた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

肝癌/非腫瘍部領域における11種の免疫細胞を解析することにより、腫瘍中心部・境界部におけるTregとCD4T細胞またはCD8T細胞の近傍性が高い症例で再発率、生存期間が不良であった。肝癌免疫微小環境における空間オミクス画像解析は免疫細胞相互作用による癌進展機序の解明につながる可能性が示唆された。

今後の研究の推進方策

腫瘍組織内では様々な免疫微小環境を形成し臨床転帰に影響することが知られているが、免疫微小環境における免疫細胞間の相互作用については未だ十分に明らかにされていない。今後は、多重免疫染色法を用いた空間オミクス画像解析システムを肝がんにおける免疫細胞間相互作用と癌進展機序について検討する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Isolation of mucosa-associated microbiota dysbiosis in the ascending colon in hepatitis C virus post-sustained virologic response cirrhotic patients2024

    • 著者名/発表者名
      Midori Yohei、Nosaka Takuto、Hiramatsu Katsushi、Akazawa Yu、Tanaka Tomoko、Takahashi Kazuto、Naito Tatsushi、Matsuda Hidetaka、Ohtani Masahiro、Nakamoto Yasunari
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      巻: 14 ページ: 1371429-1371429

    • DOI

      10.3389/fcimb.2024.1371429

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histology and cytokine levels in hepatic injury accompanying a case of non-severe COVID-192023

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Hidetaka、Nosaka Takuto、Hiramatsu Katsushi、Takahashi Kazuto、Naito Tatsushi、Ofuji Kazuya、Ohtani Masahiro、Imamura Yoshiaki、Iwasaki Hiromichi、Nakamoto Yasunari
    • 雑誌名

      Clinical Journal of Gastroenterology

      巻: 16 号: 2 ページ: 270-278

    • DOI

      10.1007/s12328-023-01755-4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hepatocellular Carcinoma Progression Promoted by 5-Lipoxygenase Activity in CD163(+) Tumor-Associated Macrophages.2023

    • 著者名/発表者名
      Nosaka T, Murata Y, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Hiramatsu K, Imamura Y, Goi T, Nakamoto Y.
    • 雑誌名

      Biomed Pharmacother.

      巻: 162 ページ: 114592-114592

    • DOI

      10.1016/j.biopha.2023.114592

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elderly onset congenital hepatic fibrosis with portal hypertension diagnosed after recurrent cholangitis: a case report2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kazuto、Ofuji Kazuya、Nosaka Takuto、Naito Tatsushi、Matsuda Hidetaka、Ohtani Masahiro、Hiramatsu Katsushi、Harada Kenichi、Naiki Hironobu、Nakamoto Yasunari
    • 雑誌名

      Clinical Journal of Gastroenterology

      巻: 15 号: 3 ページ: 611-616

    • DOI

      10.1007/s12328-022-01620-w

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Successful early diagnosis of monomorphic epitheliotropic intestinal T-cell lymphoma manifesting as chronic diarrhea and hypokalemia using video capsule endoscopy and double-balloon enteroscopy.2022

    • 著者名/発表者名
      Naito T, Nosaka T, Takahashi K, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Hiramatsu K, Imamura Y, Yamauchi T, Nakamoto Y.
    • 雑誌名

      Clin J Gastroenterol.

      巻: 15(5) 号: 5 ページ: 913-919

    • DOI

      10.1007/s12328-022-01676-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A rare case of eosinophilic gastritis induced by nivolumab therapy for metastatic melanoma.2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuji A, Hiramatsu K, Namikawa S, Yamamoto A, Midori Y, Murata Y, Tanaka T, Nosaka T, Naito T, Takahashi K, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Imamura Y, Iino S, Hasegawa M, Nakamoto Y.
    • 雑誌名

      Clin J Gastroenterol.

      巻: 5(5) 号: 5 ページ: 876-880

    • DOI

      10.1007/s12328-022-01680-y

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cholesterol crystal embolism in multiple organs after transarterial chemoembolization for hepatocellular carcinoma: An autopsy case report.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamashita J, Nosaka T, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Ohtani M, Hiramatsu K, Kobayashi M, Nakamoto Y.
    • 雑誌名

      Medicine (Baltimore)

      巻: 101(39) 号: 39 ページ: e30769-e30769

    • DOI

      10.1097/md.0000000000030769

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulatory function of interferon‐inducible 44‐like for hepatitis B virus covalently closed circular DNA in primary human hepatocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Nosaka Takuto、Naito Tatsushi、Murata Yosuke、Matsuda Hidetaka、Ohtani Masahiro、Hiramatsu Katsushi、Nishizawa Tsutomu、Okamoto Hiroaki、Nakamoto Yasunari
    • 雑誌名

      Hepatology Research

      巻: 52 号: 2 ページ: 141-152

    • DOI

      10.1111/hepr.13722

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Clinical Usefulness of Skeletal Muscle Quantity as Prognostic Factor in Elderly Patients with Advanced Pancreatic Cancer Receiving Nab-Paclitaxel Plus Gemcitabine Chemotherapy2022

    • 著者名/発表者名
      Akazawa Y, Ohtani M, Nosaka T, Takahashi K, Naito T, Ofuji K, Matsuda H, Hiramatsu K, Nakamoto Y
    • 学会等名
      DDW 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Risk Factors for Pancreatic Malignancies in Patients with Low-Risk Branch Duct Intraductal Papillary Mucinous Neoplasms after 5 Years of Long-Term Follow-Up2022

    • 著者名/発表者名
      Ohtani M, Ofuji K, Akazawa Y, Nosaka T, Takahashi K, Naito T, Matsuda H, Hiramatsu K, Nakamoto Y
    • 学会等名
      DDW 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Mucosa-Associated Dysbiosis Related to Bile Acid Metabolism in Post-SVR Hepatitis C Patients Complicated with Esophageal Varices2022

    • 著者名/発表者名
      Midori Y, Hiramatsu K, Nosaka T, Akazawa Y, Takahashi K, Naito T, Matsuda H, Ohtani M, Nakamoto Y
    • 学会等名
      AASLD 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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