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2019 年度 実施状況報告書

バイオインフォマティクスによるウイルス性心筋炎予後判定・治療に寄与する分子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 19K08569
研究機関近畿大学

研究代表者

尾村 誠一  近畿大学, 医学部, 助教 (80462480)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードウイルス性心筋炎 / トランスクリプトーム / バイオインフォマティクス / マウスモデル
研究実績の概要

2019年度はウイルス性心筋炎の動物モデルとしてタイラーマウス脳脊髄炎ウイルス(Theiler's murine encephalomyelitis virus、タイラーウイルス)をC3Hマウスに感染させ、感染後4、7、60日目に採取した血液を用いて網羅的トランスクリプトーム解析を行った。その結果、4日目および7日目には自然免疫に関与するインターフェロン関連遺伝子、例えばinterferon-induced protein 44(Ifi44)やinterferon regulatory factor 7(Irf7)などの発現が上昇し、60日目には、pro-platelet basic protein(Ppbp)やplatelet factor 4(Pf4)などの血小板関連遺伝子およびCd3gなど獲得免疫に関与するT細胞関連遺伝子の発現が上昇した。全てのトランスクリプトームデータを用いた主成分分析(principal component analysis, PCA)では、第1主成分で4および7日目と60日目との間の全体的な発現パターンに明確な違いが見られ、Ifi44やIrf7などのインターフェロン関連遺伝子がこの違いに寄与していた。また、4日目と7日目のデータを用いたPCAでも明確な違いが見られた。これらの結果から、ウイルス性心筋炎の早期発見を可能とする血中代替マーカーが同定できる可能性が示唆された。現在は血液より単離した血小板中のRNAおよびウイルスの検出をシングルセルRNAシーケンシングにより試みている。
また、タイラーウイルス感染マウスは多発性硬化症のモデルとしても使用されており、そのRNAシーケンシングデータ、16S rRNAシーケンシングデータを用いて、バイオマーカー同定手法の確立を検討した。この手法を確立することができれば、心筋炎モデルにも応用できると考えている。

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

現在までの研究において、計画通りに急性期、亜急性期、慢性期におけるタイラーウイルス感染C3Hマウスの血液のトランスクリプトーム解析を行い、各病期における遺伝子発現パターンの違いを見出した。その中で血小板関連遺伝子の発現変化を見出し、血小板の役割から血小板中に含まれるRNAに違いがあるのではないかと考え、また、変異したウイルスRNAが含まれるのではないか、と考えて研究を遂行中である。さらに本研究で得られるデータからのバイオマーカー同定手法の確立を検討した。このことから、本研究は概ね計画通りに順調に推移していると考える。

今後の研究の推進方策

今後は研究計画通りに、ウイルスゲノムの変異の検出を試みる。変異が検出されればプラーク減少中和試験を行う。また、他の系統マウスで心筋炎モデルを作製し、C3Hマウスと同様の研究を行い、違いが見られるかを検討する。さらにRNAシーケンシングデータなどのビッグデータを用いたバイオインフォマティクス解析によりバイオマーカーを同定する手法を確立する。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じたのは、トランスクリプトーム解析を行うために当初解析に必要な試薬の新規購入を計画していたが、すでに所持している試薬と別予算で購入した試薬で解析を行うのに十分であったため。
次年度繰越金と2020年度助成金とを合わせて、より多くのサンプルを作製しトランスクリプトーム解析を行う。それにより、より有意なデータが得られ、バイオマーカー同定につながると考える。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ルイジアナ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ルイジアナ州立大学
  • [雑誌論文] Bioinformatics Analyses Determined the Distinct CNS and Peripheral Surrogate Biomarker Candidates Between Two Mouse Models for Progressive Multiple Sclerosis2019

    • 著者名/発表者名
      Omura Seiichi、Sato Fumitaka、Martinez Nicholas E.、Park Ah-Mee、Fujita Mitsugu、Kennett Nikki J.、Cvek Urska、Minagar Alireza、Alexander J. Steven、Tsunoda Ikuo
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 10 ページ: 516

    • DOI

      10.3389/fimmu.2019.00516

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurolymphatic biomarkers of brain endothelial inflammatory activation: Implications for multiple sclerosis diagnosis2019

    • 著者名/発表者名
      Yun J.W.、Cvek U.、Kilgore P.C.S.R.、Tsunoda I.、Omura S.、Sato F.、Zivadinov R.、Ramanathan M.、Minagar A.、Alexander J.S.
    • 雑誌名

      Life Sciences

      巻: 229 ページ: 116~123

    • DOI

      10.1016/j.lfs.2019.05.021

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Basic Gene Expression Characteristics of Glioma Stem Cells and Human Glioblastoma2019

    • 著者名/発表者名
      SAKAMOTO DAISUKE、TAKAGI TOSHINORI、FUJITA MITSUGU、OMURA SEIICHI、YOSHIDA YASUNORI、IIDA TOMOKO、YOSHIMURA SHINICHI
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 39 ページ: 597~607

    • DOI

      10.21873/anticanres.13153

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多発性硬化症ウイルスモデルにおける中枢神経系炎症性病態と腸内細菌叢変化との関連性の検討2019

    • 著者名/発表者名
      尾村誠一,佐藤文孝,朴雅美,藤田貢,角田郁生
    • 学会等名
      第23回腸内細菌学会
  • [学会発表] 多発性硬化症ウイルスモデルにおける腸内細菌叢の変化と中枢神経系炎症性脱髄病変との関連2019

    • 著者名/発表者名
      尾村誠一、佐藤文孝、藤田貢、朴雅美、カドカ スンダル、角田郁生
    • 学会等名
      第31回日本神経免疫学会学術集会
  • [学会発表] ウイルス性脳脊髄炎モデルにおける中枢神経病態と腸内細菌叢との関連性2019

    • 著者名/発表者名
      尾村誠一、佐藤文孝、藤田貢、朴雅美、スンダル・カドカ、角田郁生
    • 学会等名
      第24回日本神経感染症学会総会学術大会
  • [学会発表] 多発性硬化症動物モデルにおける水溶性プロドラッグ型クルクミン CMG の治療効果と腸内細菌叢変化2019

    • 著者名/発表者名
      尾村誠一、佐藤文孝、Sundar Khadka、中村優美和、甲木蒼紫、西尾和人、掛谷秀昭、角田郁生
    • 学会等名
      「化学コミュニケーションのフロンティア」第6回公開シンポジウム
  • [学会発表] Communication between CNS and gut microbiota in a viral model for multiple sclerosis2019

    • 著者名/発表者名
      Omura S, Nishio K, Tsunoda I
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Chemical Communication (ISCC2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Glatiramer acetate is safe for a virus-induced demyelinating disease model2019

    • 著者名/発表者名
      Sato F, Omura S, Martinez NE, Range T, Ekshyyan L, Minagar A, Alexander JS, Tsunoda I
    • 学会等名
      第60回日本神経学会学術大会
  • [学会発表] Altered microbiota could affect distinct CNS immune gene expressions in the Theiler's virus model of MS2019

    • 著者名/発表者名
      Sato F, Omura S, Park A-M, Fujita M, Khadka S, Sakiyama N, Katsuki A, Nakamura Y, Nishio K, Tsunoda I
    • 学会等名
      Sendai Conference 2019
  • [学会発表] Alteration of microbiota and immune gene expressions in the central nervous system in a picornavirus-induced acute flaccid myelitis model2019

    • 著者名/発表者名
      Sato F, Omura S, Park A-M, Fujita M, Khadka S, Nishio K, Tsunoda I
    • 学会等名
      第67回日本ウイルス学会学術集会

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公開日: 2021-01-27  

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