シングルセル遺伝子発現解析/エピゲノム解析による骨巨細胞腫の発生・進展過程の解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K16648
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 津田 祐輔 東京大学, 医学部附属病院, 特任臨床医 (70896018)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 腫瘍免疫環境 / シングルセル遺伝子発現解析

研究実績の概要

シングルセル解析により、組織微小環境中の細胞種多様性が明らかとなり、免疫細胞を含め異なる細胞種間相互作用を抽出できる。骨巨細胞腫は先行研究が発表されたため、今回は軟部明細胞肉腫をターゲットとした。明細胞肉腫の原発巣、リンパ節のそれぞれ1検体から組織を採取し、1細胞ごとにdropletに分離し、ライブラリ調整した。Hiseq 2500にてシークエンスし、Cell Ranger 6.0を用いて、細胞ごとの遺伝子発現情報を取得した。R 4.0.2, Seurat 4.0を用い、feature RNA 500以上、ミトコンドリア遺伝子占有率15%以下を基準として、質の低い細胞のデータを除外した。リガンド-受容体解析にはnichenetrを用いた。 原発巣では4631細胞、リンパ節転移部では2322細胞を解析対象とした。2検体を統合し解析を行い 、10個のclusterに分けアノテーションを行ったところ、Tumor、T cell、NK cell、Macrophage/Monocyte、Endothelial cell、Fibroblast、B cellが同定された。腫瘍内免疫環境の解析を行うと、特にリンパ節内のCD4+細胞やCD8+細胞は、BATF+ FOXP3+ CTLA4+ CD4+ T cell (Regulatory T cell, Treg)やLAG3+ PD1+ CD8+ T cell(Exhausted T cell)が多く、免疫抑制的な腫瘍環境を形成していた。T regはTGFβ1やCXCL12によって分化誘導されることが知られており、リガンド-受容体解析においてMacrophageやEndothelial cellのTGFβ1リガンドとT細胞におけるTGFβ1受容体、FibroblastのCXCL12リガンドとT細胞のCXCR4受容体との結合が示唆された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ感染症の蔓延のため医療機関の連携が難しく、検体収集がやや遅れている

今後の研究の推進方策

今回の解析から軟部明細胞肉腫の原発巣やリンパ節転移内において腫瘍免疫が抑制されている可能性が示唆された。今後、検体を増やしてこれらの所見が複数検体においても同様に見られるか検討を行う。各検体において1細胞ごとにdropletに分離し、ライブラリ調整を行う。Hiseq 2500にてシークエンスし、Cell Ranger 6.0を用いて、細胞ごとの遺伝子発現情報を取得する。また、複数検体を統合した解析を行う。リガンド-受容体解析などの2次解析を行い、腫瘍内とリンパ節転移内の免疫環境を詳細に解析する。
複数の検体において同様の所見が得られた場合には、同定された免疫異常をターゲットとした新規治療の可能性を探索する。新鮮腫瘍組織より樹立されたcell lineや入手可能な公共のcell line、オルガノイドを使用して、免疫細胞との共培養により抗腫瘍効果を評価する。ゼノグラフトモデルに対して抗CTLA4抗体などの免疫療法を行い、抗腫瘍効果の評価を行う。これらから得られた知見をまとめ学会発表や論文作成を行う。

次年度使用額が生じた理由

進捗がやや遅れていることもあり、必要以上に経費をかけずに済んだ。
次年度の経費のかさむ解析等に使用する計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of clinical features and outcomes of patients with leiomyosarcoma of bone and soft tissue: a population-based cohort study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Zhang L, Hirai T, Tsuda Y, Ikegami M, Tanaka S
  • 雑誌名: Jpn J Clin Oncol 巻: 5;52(2) ページ: 143-150.
  • DOI: 10.1093/jjco/hyab176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of the national sarcoma guidelines on the prevalence and outcome of inadvertent excisions of soft tissue sarcomas: An observational study from a UK tertiary referral centre. (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Evans S, Stevenson J, Tsuda Y, Gregory J, Grimer R, Abudu A.
  • 雑誌名: Eur J Surg Oncol 巻: Mar;48(3) ページ: 533-540.
  • DOI: 10.1016/j.ejso.2021.11.013.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Role of adjuvant chemotherapy in patients with localized, undifferentiated pleomorphic sarcoma of soft tissue: a population-based cohort study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Zhang L, Hirai T, Tsuda Y, Ikegami M, Tanaka S
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol 巻: Apr;27(4) ページ: 802-810
  • DOI: 10.1007/s10147-021-02102-8.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical characteristics of undifferentiated pleomorphic sarcoma of bone and the impact of adjuvant chemotherapy on the affected patients: a population-based cohort study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Zhang L, Hirai T, Tsuda Y, Ikegami M, Tanaka S.
  • 雑誌名: Jpn J Clin Oncol 巻: hyac017 ページ: hyac017
  • DOI: 10.1093/jjco/hyac017.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predictive factors of the 30-day mortality after surgery for spinal metastasis: Analysis of a nationwide database. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sawada R, Yamana H, Shinoda Y, Tsuda Y, Matsui H, Fushimi K, Kobayashi H, Matsubayashi Y, Yasunaga H, Tanaka S, Haga N.
  • 雑誌名: J Orthop Sci. 巻: Jul;26(4) ページ: 666-671
  • DOI: 10.1016/j.jos.2020.07.015.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How Are Indeterminate Pulmonary Nodules at Diagnosis Associated with Survival in Patients with High-Grade Osteosarcoma? (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsoi KM, Lowe M, Tsuda Y, Lex JR, Fujiwara T, Almeer G, Gregory J, Stevenson J, Evans SE, Botchu R, Jeys LM.
  • 雑誌名: Clin Orthop Relat Res. 巻: 479(2) ページ: 298-308
  • DOI: 10.1097/CORR.0000000000001491
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Epithelioid hemangioma of bone harboring FOS and FOSB gene rearrangements: A clinicopathologic and molecular study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Y, Suurmeijer AJH, Sung YS, Zhang L, Healey JH, Antonescu CR.
  • 雑誌名: Genes Chromosomes Cancer 巻: Jan;60(1) ページ: 17-25
  • DOI: 10.1002/gcc.22898. Epub 2020 Oct 9. PMID: 33034932; PMCID: PMC7739373.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of NICE guidelines on the survival of patients with soft-tissue sarcomas (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Grimer RJ, Evans S, Medellin Rincon MR, Tsuda Y, Le Nail LR, Abudu S.
  • 雑誌名: Bone Joint J. 巻: 103-B(3) ページ: 569-577.
  • DOI: 10.1302/0301-620X.103B3.BJJ-2020-0743.R1.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pelvic reconstruction using an ice-cream cone prosthesis: correlation between the inserted length of the coned stem and surgical outcome. (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Stevenson J, Parry M, Le Nail LR, Tsuda Y, Grimer R, Jeys L.
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol. 巻: Jun;26(6) ページ: 1139-1146.
  • DOI: 10.1007/s10147-021-01882-3.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Prognostic factors and impact of surgery in patients with metastatic soft tissue sarcoma at diagnosis: A population-based cohort study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhang L, Akiyama T, Fukushima T, Iwata S, Tsuda Y, Takeshita K, Kawai A, Tanaka S, Kobayashi H.
  • 雑誌名: Jpn J Clin Oncol 巻: 28;51(6) ページ: 918-926
  • DOI: 10.1093/jjco/hyab033. PMID: 33774673.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Limb-salvage reconstruction following resection of pelvic bone sarcomas involving the acetabulum. (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Medellin Rincon MR, Sambri A, Tsuda Y, Clark R, Stevenson J, Parry MC, Grimer RJ, Jeys L.
  • 雑誌名: Bone Joint J 巻: 103-B(4) ページ: 795-803
  • DOI: 10.1302/0301-620X.103B4.BJJ-2020-0665.R1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surgical outcomes of bone sarcoma of the foot (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Y, Fujiwara T, Stevenson JD, Abudu A.
  • 雑誌名: Jpn J Clin Oncol 2021 巻: Oct 5;51(10) ページ: 541-1546
  • DOI: 10.1093/jjco/hyab118.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Regional variation in the survival of patients with a soft-tissue sarcoma of the extremity and trunk wall under a centralized care system : what has been the impact of national policies in the UK? (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Evans S, Stevenson J, Tsuda Y, Gregory J, Grimer RJ, Abudu S.
  • 雑誌名: Bone Joint J 巻: Sep;103-B(9) ページ: 1541-1549
  • DOI: 10.1302/0301-620X.103B9.BJJ-2020-2554.R1.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hemangioma of the Rib Mimicking Chondrosarcoma: A Report of Two Cases and Literature Review (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Y, Kobayashi H, Makise N, Zhang L, Shinoda Y, Ushiku T, Tanaka S.
  • 雑誌名: Case Rep Orthop 巻: 9996380 ページ: 9996380
  • DOI: 10.1155/2021/9996380.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical analysis of multimodal treatment for localized synovial sarcoma: A multicenter retrospective study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara Y, Iwata S, Ogura K, Kawai A, Susa M, Morioka H, Hiruma T, Tsuda Y, Kawano H, Yonemoto T, Ishii T, Okazaki K
  • 雑誌名: J Orthop Sci 巻: S0949-2658(21) ページ: 340-7
  • DOI: 10.1016/j.jos.2021.09.012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extra-articular resection of the hip joint for pelvic sarcomas: Are there any oncological and functional risks compared with intra-articular resection? (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Tsuda Y, Stevenson J, Parry M, Jeys L.
  • 雑誌名: J Bone Oncol 巻: Nov 1;31 ページ: 100401
  • DOI: 10.1016/j.jbo.2021.100401.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] シングルセルRNAシークエンスによる軟部明細胞肉腫の腫瘍内免疫環境の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 津田祐輔、岡田寛之、平井利英、宮原潤也、張劉哲、小俣康徳、田中栄、小林寛
  • 学会等名: 第55回日本整形外科学会骨軟部腫瘍学術集会
• [備考] 東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科
  • URL: http://www.u-tokyo-ortho.jp/