シングルセルRNA解析による間葉系幹細胞のGVHD制御機構とバイオマーカーの探索

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K16605
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 横山 和明 東京大学, 医科学研究所, 助教 (00647498)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 造血幹細胞移植 / 急性移植片対宿主病 / 間葉系幹細胞 / １細胞RNAシーケンス

研究実績の概要

造血幹細胞移植 (移植)において、合併症である急性移植片対宿主病 (aGVHD)克服は課題である。特に１次治療のステロイド治療への抵抗例は予後不良であり、その克服法の確立は急務である。近年、ステロイド抵抗性aGVHD例に間葉系幹細胞(MSC)療法が高い奏功率を示す事が報告され注目されている。一方、MSC療法には、1)生体内での作用機序が不明、2)治療反応バイオマーカーが存在しない、という致命的な問題がある。そこで本研究では、MSC療法を受けたaGVHD患者を対象とした、治療前後の末梢血免疫細胞の１細胞RNAシーケンス解析(scRNAseq)を行うことで、MSCが誘導していると考えられる、未知のaGVHD制御に関わる免疫細胞集団を同定する事を主な目的としている。この目的の為、2019年度は予定通り、患者末梢血単核球(PBMNC)検体をMSC治療の前後で、臨床研究に登録のあった４名分の検体を保存し、検体収集を行なった。さらに2019年度2Qには10x genomics社のChromium シングルセル キット v3　を購入した。2019年度4Qでは、取集した検体のうち、MSC奏功例(n=2, unique patient number (UPN)-1, 3)、非奏功例(n=1, UPN2)においてMSC投与前３検体、最終投与後の凍結PBMNC 5検体を対象としたscRNAseqを予備検討として行なった。現在8検体のinformatics解析を行っているところであるが、投与前後で免疫細胞集団のprofileの変化、さらにこれらに関与する未知の細胞集団と思われる細胞クラスターの同定に成功するなど有望な結果が得られている。2020年度はさらに８検体の追加解析を行う予定である。

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

本研究では、MSC療法を受けたaGVHD患者を対象とした、治療前後の末梢血免疫細胞の１細胞RNAシーケンス解析(scRNAseq)を行うことで、MSCが誘導していると考えられる、未知のaGVHD制御に関わる免疫細胞集団を同定する事を主な目的としている。この目的の為、2019年度は予定通り、患者末梢血単核球(PBMNC)検体をMSC治療の前後で、臨床研究に登録のあった４名分の検体を保存し、検体収集を行なった。さらに2019年度2Qには10x genomics社のChromium シングルセル キット v3　を購入した。2019年度4Qでは、取集した検体のうち、MSC奏功例(n=2)、非奏功例(n=1)においてMSC投与前３検体、最終投与後の凍結PBMNC 5検体を対象としたscRNAseqを予備検討として行なった。現在8検体のinformatics解析を行い、データ解析を行っているところであるが、投与前後での免疫細胞集団のprofileの変化、さらにこれらに関与する未知の細胞集団と思われる細胞クラスターの同定に成功するなど有望な結果が得られている。2020年度はさらに８検体の追加解析を行う予定である。

今後の研究の推進方策

本年度は引き続き、前述のscRNAseqデータの解析を行う。さらに臨床研究に登録のあった追加２名分(UPN-5, U P N－６)の4検体、さらに前回解析できなかったUPN1,3の測定タイムポイントを増やした解析を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] EGFL7-ITGB3-KLF2 axis enhances survival of multiple myeloma in preclinical models. (2020)
  • 著者名/発表者名: Heissig B, Salama Y, Heida A, Yokoyama K, Takahashi S, and Koichi Hattori.
  • 雑誌名: Blood Adv 巻: 4 ページ: 1021-1037
  • DOI: https://doi.org/10.1182/bloodadvances.2019001002.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Successful clinical sequencing by molecular tumor board in an elderly patient with refractory Sezary syndrome (2020)
  • 著者名/発表者名: Hijikata K, Yokoyama K (co-1st and co-corresponding author), Yokoyama N, Matsubara Y, Shimizu E, Nakashima M, Yamagishi M, Ota Y, Lim L, Yamaguchi R, Ito M, Tanaka Y, Denda T, Tani K, Yotsuyanagi H, Imoto S, Miyano S, Uchimaru K, Tojo A.
  • 雑誌名: JCO Precis Oncol 巻: 4 ページ: 534-560
  • DOI: https://doi.org/10.1200/PO.19.00254
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 血液がんのプレシジョン・メディスンにおけるAI活用の試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 横山和明
  • 雑誌名: 臨床血液 巻: 61 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Unusually Short Latent Period of Therapy-Related Myeloid Neoplasm Harboring a Rare MLL-EP300 Rearrangement: Case Report and Literature Review (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeda R, Yokoyama K (corresponding author), Kobayashi S, Kawamata T, S Nakamura, Tomofusa F, Ito M, Yusa N, Shimizu E, Ohno N, Yamaguchi R, Imoto S, Miyano S, Uchimaru K, and Tojo A.
  • 雑誌名: Case Rep Hematol 巻: epub ページ: 4532434
  • DOI: https://doi.org/10.1155/2019/4532434
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prognostic impact of circulating tumor DNA status post-allogeneic hematopoietic stem cell transplantation in AML and MDS. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Yokoyama K (co-1st and co-corresponding author), Shimizu E, Yusa N, Kondoh K, Ogawa M, Takei T, Kobayashi A, Ito M, Isobe M, Konuma T, Kato S, Kasajima R, Wada Y, Inoue-Nagamura T, Yamaguchi R, Takahashi S, Imoto S, Miyano S, and Tojo A.
  • 雑誌名: Blood 巻: 133 ページ: 2682-2695
  • DOI: https://doi.org/10.1182/blood-2018-10-880690.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The first case of elderly TCF3-HLF-positive B-cell acute lymphoblastic leukemia. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeda R, Yokoyama K (corresponding author), Ogawa M, Kawamata T, Tomofusa F, Kondoh K, Tomomi T, Nakamura S, Ito M, Yusa N, Shimizu E, Ohno N, Uchimaru K, Yamaguchi R, Imoto S, Miyano S, and Tojo A.
  • 雑誌名: Leuk lymphoma. 巻: 60 ページ: 2821-2824
  • DOI: https://doi.org/10.1080/10428194.2019.1602267.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 血液がんのプレシジョン・メディスンにおけるAI活用の試み (2019)
  • 著者名/発表者名: 横山和明
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会 Presidential シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 腫瘍由来循環DNAを用いたAMLおよびMDSの移植後微小残存病変検出に関する後方視的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 横山和明
  • 学会等名: 神奈川移植Forum
  • 招待講演
• [学会発表] 治療関連骨髄系腫瘍15例のゲノム解析と液体生検によるファウンダークローンの後方視的追跡 (2019)
  • 著者名/発表者名: 近藤 幹也, 横山 和明, 遊佐 希, 伊藤 美香, 清水 英悟, 中村 聡介, 小川 弥穂, 武井 智美, 小林 麻子, 笠島 理加, 和田 結花, 山口 類, 井元 清哉, 長村 登紀子, 内丸 薫, 宮野 悟, 東條 有伸
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会
• [学会発表] 臨床シークエンスにて確定診断に至った慢性好中球性白血病の２例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小川 弥穂, 横山 和明, 塚田 信弘, 余語 孝夫3, 近藤 幹也, 武井 智美, 中村 聡介, 伊藤 美香, 小林 麻子, 遊佐 希, 山本 茉子, 笠島 理加, 清水 英悟, 山口 類, 井元 清哉, 宮野 悟, 東條 有伸
  • 学会等名: 第81回日本血液学会学術集会 Presidential シンポジウム
• [学会発表] Cell free-DNA based detection of minimal residual disease post allogenic-stem cell transplantation in acute myeloid leukemia and myelodysplastic syndromes (2019)
  • 著者名/発表者名: 1.Kazuaki Yokoyama, Nozomi Yusa, Mika Ito, Miho Ogawa, Kanya Kondoh, Eigo Shimizu, Seiya Imoto, Arinobu Tojo, Satoshi Takahashi
  • 学会等名: 7th US-Japan Workshop on Biomarkers for Cancer Early Detection (AMED-NCI)
  • 国際学会
• [学会発表] The utility of exome sequence of circulating tumor DNA in drug-resistant and/or advanced phase chronic myeloid leukemia (2019)
  • 著者名/発表者名: omomi Takei, Kazuaki Yokoyama, Sousuke Nakamura, Miho Ogawa, Kanya Kondoh, Eigo Shimizu, Rika Kasajima, Rui Yamaguchi, Seiya Imoto, Satoru Miyano, Arinobu Tojo
  • 学会等名: The 78th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • 国際学会