新規AIによる病態関連遺伝子群の複合的抽出による皮膚型ATLの鑑別アルゴリズム

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K17354
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 宮城 拓也 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00631988)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 成人T細胞白血病リンパ腫 / 皮膚リンパ腫 / 菌状息肉症 / 新規人工知能 / トランスクリプトーム解析 / 鑑別アルゴリズム

研究実績の概要

沖縄はHTLV-1 キャリア率が世界的にも非常に高く、皮膚型成人Ｔ細胞白血病リンパ腫の患者数も極めて多いが、この皮膚型成人Ｔ細胞白血病リンパ腫 と他の皮膚T 細胞リンパ腫との鑑別は、当地では必ずしも容易ではない。現状ではHTLV-1 の単クローン性の組み込みと、T 細胞受容体の再構築をサザンブロットで証明しているが、この手法ではHTLV-1 に感染したT 細胞が、皮膚型成人Ｔ細胞白血病リンパ腫 として腫瘍化したのか、皮膚型成人Ｔ細胞リンパ腫発症の機序以外によって皮膚リンパ腫を発症したのかを、全く鑑別できない。本課題では、皮膚型成人Ｔ細胞白血病リンパ腫 と他の皮膚リンパ腫の腫瘍組織のRNA 発現パターンを、新開発の国内AI を用いて網羅的に解析し、各リンパ腫に特徴的な遺伝子群を複合的に抽出する。それに基づき、これらを鑑別しうる病理学的な診断マーカーを特定し、皮膚リンパ腫の鑑別アルゴリズムを確立したい。さらに、皮膚型成人T細胞白血病リンパ腫 の腫瘍化機序に直結する疾患特異的な遺伝子発現や、ドライバー変異を探索する課題である。
これまでに、通常の皮膚科診療で診断に使用された病理標本と、その臨床経過を含めて再検討し、HTLV-1ウイルスの細胞数当たりのウイルスコピー数が10コピー/100細胞以上で典型的な皮膚型成人T細胞白血病リンパ腫と断定できる標本を選別している。選別した組織よりRNAを抽出し、トランスクリプトーム用ライブラリーの基質とし、網羅的遺伝子発現の生データを取得することができている。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

沖縄県は皮膚型ATLの検体は豊富でパラフィン組織は豊富に保存されているが、その中で、臨床情報および、ウイルス学的検討を含めて検討しているため、特定に時間を要した。また、選別した標本からのRNA抽出が質もしくは量が不十分となるものがあった。そのため、検体の再提出や新しく検体の選定を行い、再度提出しており、当初の予定より遅れている。

今後の研究の推進方策

2020年度に取得したトランスクリプトームデータを、GTExから得られた皮膚の標準的な遺伝子発現量をベースにバイナリ化し、AIで学習してもらう。また、標本数が足りず、AIでの解析が難しい場合、講座内でマクロデータに落とし込み、DeseqやedgeRなどの専用解析ライブラリやLasso回帰、主成分分析の因子負荷量計算など複数の統計学的解析を行い、階層状に絞り込みを行う。
上記の発現解析で得られた鑑別に関連する遺伝子群や、新たに発見された表現型マーカーについて、成人T細胞白血病リンパ腫および菌状息肉症の皮膚病理検体においてリアルタイムPCRおよび免疫組織学的に検証する。

次年度使用額が生じた理由

次年度にも解析する検体の追加があると予想され、遺伝子特定後にタンパクの解析(免疫染色)を使用するため一部を繰り越した。
トランスクリプトーム解析と免疫染色の抗体購入費用として使用予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Carney complex 1 with PRKAR1A mutations presented with multiple repeated skin myxomas：a case report (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakugawa H, Hayashi K, Uema M, Miyagi T, Utsumi D, Yamaguchi S, Takahashi K
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 47 ページ: e122-e124
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15254
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mycobacterium tuberculosis infection in psoriatic patients treated with biologics: Real-world data from 18 Japanese facilities. Western Japan Inflammatory Disease Research Group (2020)
  • 著者名/発表者名: Kaneko S, Tsuruta N, Yamaguchi K, Miyagi T, Takahashi K, Higashi Y, Morizane S, Nomura H, Yamaguchi M, Hino R, Sawada Y, Nakamura M, Ohyama B, Ohata C, Yonekura K, Hayashi H, Yanase T, Matsuzaka Y, Sugita K, Kikuchi S, Mitoma C, Nakahara T, Furue M, Okazaki F, Koike Y, Imafuku S.
  • 雑誌名: J Dermatol 巻: 47 ページ: 128-132
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15156
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dermatopathic reaction of lymph nodes in HTLV-1 carriers. a spectrum of reactive and neoplastic lesions (2020)
  • 著者名/発表者名: Chinen S, Miyagi T, Murakami Y, Takatori M, Sakihama S, Nakazato I, Kariya Y, Yamaguchi S, Takahashi K, Karube K
  • 雑誌名: Histopathology 巻: 77 ページ: 133-143
  • DOI: 10.1111/his.14102
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical characteristics of hidradenitis suppurativa patients in Okinawa, Japan: Differences between East Asia and Western countries (2020)
  • 著者名/発表者名: Omine T, Miyagi T, Hayashi K, Yamaguchi S, Takahashi K.
  • 雑誌名: J Dermatol 巻: 47 ページ: 855-862
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15411.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] シロスタゾールが著効した皮膚型結節性多発動脈炎の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松尾雄司, 苅谷嘉之, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第89回沖縄地方会
• [学会発表] イキセキズマブが著効した乾癬性関節炎の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小濱望, 宮城拓也, 安村涼, 高橋健造
  • 学会等名: 第89回沖縄地方会
• [学会発表] 腸性肢端皮膚炎を疑った11ヵ月男児 (2020)
  • 著者名/発表者名: 下地志月, 松尾雄司, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第89回沖縄地方会
• [学会発表] ベタメタゾンによるステロイドパルス療法が著効した特発性後天性全身性無汗症の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊藤誠, 山城充士, 宮城拓也, 山口さやか, 山本雄一, 高橋健造
  • 学会等名: 第89回沖縄地方会
• [学会発表] 臀部の化膿性汗腺炎を発生母地としたG-CSF産生有棘細胞癌の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 上原遥, 山城充士, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第119回日本皮膚科学会総会
• [学会発表] AIの新技術Wide Learningを皮膚病の病態解析や診断の適正化へ用いる試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮城拓也, 内海大介, 山口さやか, 高橋健造, 柳瀬隆史, 吉田由起子, 浅井達哉, 大堀耕太郎
  • 学会等名: 第119回日本皮膚科学会総会
• [学会発表] 小児の皮下型環状肉芽腫の一例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 岩元凜々子, 大平葵, 宮城拓也, 屋宜宣武, 仲里巌
  • 学会等名: 第90回沖縄地方会
• [学会発表] 既存治療に抵抗性の結節性痒疹にデュピクセントが著効した一例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小松恒太郎, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第90回沖縄地方会
• [学会発表] 疱を伴う紫斑から診断した成人T細胞白血病・リンパ腫急性型の1例. (2020)
  • 著者名/発表者名: 與那嶺周平, 宮城拓也, 新城愛, 下地志月, 山城充士, 高橋健造
  • 学会等名: 第90回沖縄地方会
• [学会発表] ダブラフェニブ・トラメチニブ併用療法により横紋筋融解症を来たした悪性黒色腫の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 堀川知久, 松尾雄司, 山城充士, 林健太郎, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第90回沖縄地方会
• [学会発表] 琉球大学附属病院皮膚科の2019年度の紹介患者の報告 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮城拓也, 工藤真未, 小濱望, 新城愛, 下地志月, 伊藤誠, 小松恒太郎, 松尾雄司, 林健太郎, 山口さやか, 山本雄一, 高橋健造
  • 学会等名: 第90回沖縄地方会
• [学会発表] リサンキズマブで足趾炎が改善した乾癬性関節炎の1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小濱望, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第91回沖縄地方会
• [学会発表] 直腸癌に伴うフルニエ壊疽の一例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 堀川知久, 佐久川裕行, 松尾雄司, 山城充士, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第91回沖縄地方会
• [学会発表] 抜歯により治癒した肉芽腫性口唇炎の 1 例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 工藤真未, 山城充士, 宮城拓也, 安村 涼, 高橋健造
  • 学会等名: 第84回東部支部学術大会
• [学会発表] ダブラフェニブ, トラメチニブを継続しつつ, 肝転移巣を切除した進行期悪性黒色腫の 1 例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 與那嶺周平, 堀川知久, 宮城拓也, 高橋健造
  • 学会等名: 第71回日本皮膚科学会中部支部学術集会