研究課題
本研究では近年、悪性腫瘍などのバイオマーカーとして注目されているmicroRNA(miRNA)に着目し、急性帯状潜在性網膜外層症(acute zonal occult outer retinopathy: AZOOR)と多発消失性白点症候群(multiple evanescent white dot syndrome: MEWDS)患者血清miRNAの発現パターンを比較することでepigeneticな視点での各疾患の病態理解・分類に有用なバイオマーカーの確立を目指すことを目的とした。令和4年度はAZOOR、およびMEWDSと診断された症例と健常人より血清採取し、マイクロアレイ解析、クラスター解析を行ったところ、AZOORとMEWDSでは近似したmiRNAの発現パターンを示した。今年度はマイクロアレイ解析結果をもとに主成分解析を行ったところ、AZOORとMEWDSを併せた疾患群と健常人は別々の群に分離されており、AZOORとMEWDSは近似した発現パターンを示していた。また公共データベースを用いたpathway解析ではAZOORとMEWDSの両方でMucin type-O-glycanの生合成やTGF-beta signalingに関連するpathwayが共通して抽出された。以前に我々はぶどう膜炎の動物モデルとして知られる実験的自己免疫性ぶどう膜炎(EAU)の血清miRNAの解析を行い、TGF-beta signalingなど同様のpathwayが抽出されており、今回のAZOOR、およびMEWDSの結果と同様の傾向がみられた。以上の結果からAZOORとMEWDSの病態には共通したgene pathwayが関与しており、動物モデルの血清miRNAと共通のpathwayも観察されていることから、AZOORとMEWDSの病態に免疫学的機序が関与していることが示唆された。
2: おおむね順調に進展している
令和5年度では悪性腫瘍などのバイオマーカーとして注目されている microRNA (miRNA)に着目し、MEWDSとAZOOR患者血清中のmicroRNAの発現パターンについてマイクロアレイの手法を用いて解析結果から、主成分解析などの機械学習の手法を用いて発現パターンの類似性について検証した。その結果、1) MEWDSとAZOORのmiRNA のプロファイルは健常人とは異なった発現パターンを示した。2) MEWDSとAZOORでの比較ではともに近似した発現パターンを示した。3) 抽出されたmiRNAを基に公共データベースKEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)を用いて、gene-network pathway解析を行ったところ、Mucin type-O-glycanの生合成やTGF-beta signalingなどの接着分子、および炎症関連分子に関連するpathwayが共通して抽出された。またマウスから採取したT細胞を培養する際にTGF-betaを加えると炎症性サイトカインであるinterferon-gammaの産生が抑制されることを確認し、TGF-beta signalingが免疫担当細胞の作用を調節していることが示唆された。さらにぶどう膜炎の動物モデルであるEAUの血清とも一部のpathwayが共通しており、MEWDSとAZOORの病態形成に免疫学的機序が関与していることが推測された。当初予定していた研究計画を概ね実施することができたがmiRNAの発現パターンと臨床経過との関連に関する調査は現在進行中であり、今年度の達成度は総合的にみて中程度であると考える。
令和6年度は以下の項目について検討を行う。1)これまでのところ、MEWDS、およびAZOORで健常人と比較して発現の上昇、低下したmiRNAは同定されたものの、miRNAの発現レベルと各疾患の臨床経過との関連については明らかにされていない。そこで今年度はMEWDS、およびAZOOR症例の経過中の視力、治療内容などの情報と、miRNAの発現パターンとの関連について検討し、予後予測に繋がる新たなバイオマーカーについて探索を進める。また令和4年度にMEWDSのみ、およびAZOORのみで発現の上昇、または低下したmiRNAを同定した。これらの結果をもとに、各miRNAの標的mRNAについて文献的考察を行い、各疾患に特徴的な分子病態について考察する。2) MEWDS、およびAZOORで発現の変動したmiRNAに基づいたpathway解析、ぶどう膜炎の動物モデルとして知られる実験的自己免疫性ぶどう膜炎(EAU)の血清miRNAの発現結果をもとにしたpathway解析の結果を比較したところ、TGF-beta signalingや接着分子、多能性幹細胞に関連するsignalingなどが共通して抽出された。そこで今年度はこれらのシグナリングがどの細胞由来のものなのかを検討するためEAUを誘導後、ぶどう膜炎のピークを迎える免疫後14-21日目に眼球、および末梢血単核球を分離し、シングルセルRNAシークエンスを行うことで単細胞レベルでの標的mRNAの網羅的発現解析を行うことで眼炎症疾患におけるmiRNA-mRNAの分子相関の視点から病態解明を試みる。
令和5年度ではマイクロアレイの手法を用いて健常人、MEWDSとAZOORの血清中microRNAの発現パターンの結果を基に主成分解析を施行したが、解析手順の確認と結果解釈に時間を要した。またMEWDSとAZOORの新規症例数が少なかったため解析可能な検体数が想定していた検体数よりも少なかった。このため未使用の研究費は次年度へと繰り越しした。また今年度は特定のmiRNAの眼内補充によるmiRNAの抑制効果について検討を予定していたが、miRNAの選定に時間を要したこと、EAUの安定した誘導の確立に準備を要したことから研究の一部が次年度に繰り越しとなった。令和6年度はMEWDSとAZOORの新規症例を加えて血清中miRNAの発現解析結果をもとに診療録から視力予後とmiRNAとの発現パターンとの関連について解析する。これらの検討を通じて各疾患の病態をepigeneticな視点から考察し、診断、および予後予測に繋がる新たなバイオマーカーを探索する。また動物モデルの結果と比較することでMEWDS、AZOORの病態について考察する。
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Eye.
巻: 38 ページ: 61-67
10.1038/s41433-023-02630-9.
Eye
巻: 68-75 ページ: 68-75
10.1038/s41433-023-02631-8.
