遺伝子アレイによる多発性硬化症再発予測法樹立に関する研究

文献情報

• 文献番号: 200632041A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 遺伝子アレイによる多発性硬化症再発予測法樹立に関する研究
• 課題番号: H17-こころ-一般-020
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 準一(明治薬科大学薬学部生命創薬科学科バイオインフォマティクス)

研究分担者(所属機関)

• 山村　隆(国立精神・神経センター神経研究所疾病研究第六部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 こころの健康科学研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 11,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

多発性硬化症(multiple sclerosis; MS)は自己抗原反応性T細胞により惹起される時間的・空間的再発を特徴とする中枢神経系炎症性脱髄疾患である。回復期には髄鞘再生を認めるが、再発を反復し炎症が高度で遷延化することにより髄鞘再生不全・軸索傷害・神経変性を来して不可逆的な機能障害を残す。もし事前に再発を予知出来れば早期治療開始が可能になる。しかしながら現在までMS再発予測法は確立されていない。MSの寛解期と再発期では末梢血T細胞遺伝子発現パターンに顕著な差異を認めると考えられる。遺伝子アレイ解析はスライドグラス上に数千・万の遺伝子を固定したチップを用いる網羅的遺伝子発現解析で、臨床所見や画像のみでは鑑別困難な疾患の補助診断のツール、腫瘍悪性度や予後の予測、薬物応答や副作用の予測など幅広い臨床応用が可能で、ポストゲノム創薬において必須の研究手法となっている。本研究では遺伝子アレイを用いて、MS患者の末梢血T細胞遺伝子発現プロフィールを経時的に解析し、再発期特異的遺伝子(relapse-specific genes; RSG)発現パターンを同定することを目的とする。

研究方法

再発寛解型MS患者(n = 6)で、急性増悪期(at the peak of acute relapse)と完全寛解期(in complete remission)に末梢血CD3+ T細胞のRNAを精製、遺伝子アレイを用いて遺伝子発現プロフィールを比較解析し、RSG遺伝子群を同定した。さらにバイオインフォマティクスの新しいデータマイニングツールである生物情報統合プラットフォームKeyMolnet(医薬分子設計研究所IMMD)を用いて、RSG遺伝子群に関して分子ネットワークを解析した。

結果と考察

MS患者の再発期と寛解期の末梢血T細胞で発現差異を認める43 RSGを同定した。43 RSGを指標とする階層的クラスター解析で、再発期サンプルクラスターと寛解期サンプルクラスターを遺伝子発現プロフィール上、識別することが出来た。すなわち43 RSGはMS再発をモニターするバイオマーカーとなり得る。分子ネットワーク解析でMS再発時におけるNF-κB遺伝子発現制御系の異常を見出した。

結論

MS患者の再発期と寛解期の末梢血T細胞の遺伝子アレイ解析により、NF-κBを介する遺伝子発現制御系に密接に関連し再発予測バイオマーカーになり得る43 RSGを同定した。NF-κBは多彩な炎症性サイトカインの発現をコントロールする中心的な転写因子である。従ってNF-κB制御適正化分子はMS再発治療薬・予防薬の創薬ターゲットとなり得る。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-10
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200632041B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 遺伝子アレイによる多発性硬化症再発予測法樹立に関する研究
• 課題番号: H17-こころ-一般-020
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 準一(明治薬科大学薬学部生命創薬科学科バイオインフォマティクス)

研究分担者(所属機関)

• 山村　隆(国立精神・神経センター神経研究所疾病研究第六部)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 こころの健康科学研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

多発性硬化症(multiple sclerosis; MS)は自己抗原反応性T細胞により惹起される時間的・空間的再発を特徴とする中枢神経系炎症性脱髄疾患である。再発を反復して髄鞘再生不全・軸索傷害を来し不可逆的な機能障害を残す。事前に再発を予知出来れば早期治療を開始出来るが、MS再発予測法は確立されていない。MSは通常血液検査では異常を認めず、専門医でも正確な診断は容易ではない。MSと健常者、MS寛解期と再発期では末梢血T細胞遺伝子発現パターンに顕著な差異を認める。本研究では遺伝子アレイを用いてMS患者・健常者末梢血T細胞遺伝子発現プロフィールを解析、(1)MS特異的遺伝子(MS-specific genes; MSG), (2)再発期特異的遺伝子(relapse-specific genes; RSG)発現パターンを同定する。

研究方法

平成17年度はMS(n = 72)と健常者Nc(n = 22)を比較、両群間で発現差異を認めるMSG遺伝子群を同定、階層的クラスター解析によりMS病型分類データベース(MS classification database ; MSCD)を樹立した。平成18年度はRRMS(n = 6)の再発期と寛解期で発現差異を認めるRSG遺伝子群を同定、分子ネットワークを解析した。

結果と考察

MSとNcで発現差異を認める286 MSGを同定しMSCDを樹立した。MSGは class #1-#5に分類され、MS群はNc群から識別され、4サブグループ(A, B, C, D)に分類された。Aは遺伝子発現プロフィールが最もNcに類似、Bは臨床的活動性が最も高く、C群は大脳限局病変を呈する患者が最多、D群はEDSSスコアが最高値であった。IFNβ responder はA群とB群に集積した。再発期と寛解期で発現差異を認める43 RSGを同定し再発期と寛解期のサンプルを独立したクラスターに識別出来た。

結論

MSCDは多様な病態を呈するMSを疾患活動性・IFNβ治療反応性と密に関連する4群に分類した。MSCDを利用すると任意未治療患者で遺伝子アレイ解析により病態が(1)MSに近いか、健常者に近いか、(2)MSの場合は活動性が高いか、低いか、(3)IFNβ治療反応性が良好か、不良かを予測出来、MS診断補助・治療反応性予測のツールとして活用出来る。MS再発をモニターするバイオマーカー43 RSGを利用すると、任意未治療MS患者で遺伝子アレイ解析により病態が再発期に近いか、寛解期に近いかを予測出来る。MSCDとRSGはMS診断・治療の重要な指針となり得る。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-10
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200632041C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: MSは自己抗原反応性T細胞により惹起される時間的・空間的再発を特徴とする中枢神経系炎症性脱髄疾患である。再発を反復し不可逆的な機能障害を残す。事前に再発を予知出来れば早期治療開始が可能になるが、MS再発予測法は確立されていない。MSは通常血液検査では異常を認めず、神経学的所見・脳脊髄液・MRI画像に基づいて診断されるが、専門医でも正確な診断は容易ではない。本研究では国内外を通じ初めて末梢血T細胞の遺伝子発現解析でMSの診断・治療反応性・再発予測を可能にする方法を開発した点で画期的である。
• 臨床的観点からの成果: MSでは事前に再発を予知出来れば早期治療開始が可能になり軽症化出来る。本研究では遺伝子アレイ解析でMS患者の末梢血T細胞の再発期特異的遺伝子発現パターンを同定、MSの診断・治療に応用することを目的とし、臨床の現場で活用出来る研究成果は(1)MS病型分類データベース(MS classification database; MSCD)と(2)MS再発・寛解識別バイオマーカー遺伝子群(relapse-specific genes; RSG)である。
• ガイドライン等の開発: 現在までMS再発予測法は確立されていない。MSは通常の血液検査では異常を認めず、神経学的所見・脳脊髄液・MRI画像に基づいて診断されるが、専門医でも正確な診断は容易ではない。本研究では国内外を通じ初めて末梢血T細胞の遺伝子発現解析でMS病型分類データベースMSCDを開発、MS再発・寛解識別バイオマーカー遺伝子群RSGを同定した。今後臨床の現場でMSの診断・治療に関するガイドラインに取り入れられるように、診断精度・予測精度を高めていく予定である。
• その他行政的観点からの成果: MSは自己抗原反応性T細胞により惹起される時間的・空間的再発を特徴とする中枢神経系炎症性脱髄疾患である。再発を反復することにより不可逆的な機能障害を残す。事前に再発を予知出来れば早期治療開始が可能になる。現在までMS再発予測法は確立されていない。MSは通常の血液検査では異常を認めず、神経学的所見・脳脊髄液検査・MRI画像に基づいて診断されるが、専門医でも正確な診断は容易ではない。正確な診断と再発予測は治療法選択の適正化、患者の社会復帰促進に役立つ。
• その他のインパクト: 本研究の成果に関しては第17回日本神経免疫学会学術集会(2005年福岡)で報告し、その内容が高く評価され、日本神経免疫学会会長賞を受賞した。また患者および家族を対象とする第3回多発性硬化症フォーラム医療講演会・研究成果発表会(2006年東京)で発表し、患者への普及および啓蒙活動に役立てた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 5件
• 原著論文（英文等）: 11件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 2件 ; 投稿中
• 学会発表(国内学会): 35件
• 学会発表(国際学会等): 16件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計3件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Satoh J, Nanri Y, Yamamura T; Rapid identification of 14-3-3-binding proteins by protein microarray analysis; Journal of Neuroscience Methods , 152 (1) , 278-288 (2006)
• 原著論文2: Satoh J, Nakanishi M, Koike F, et al.; T cell gene expression profiling identifies distinct subgroups of Japanese multiple sclerosis patients; Journal of Neuroimmunology , 174 (1) , 108-118 (2006)
• 原著論文3: Satoh J, Nanri Y, Tabunoki H, et al.; Microarray analysis identifies a set of CXCR3 and CCR2 ligand chemokines as early IFNbeta-responsive genes in peripheral blood lymphocytes: an implication for IFNbeta-related adverse effects in multiple sclerosis; BMC Neurology , 6 (5) , 18-34 (2006)
• 原著論文4: Satoh J, Tabunoki H, Nanri Y, et al.; Human astrocytes express 14-3-3 sigma in response to oxidative and DNA-damaging stresses; Neuroscience Research , 56 (1) , 61-72 (2006)
• 原著論文5: Kuroda R, Satoh J, Yamamura T, et al.; A novel compound heterozygous mutation in the DAP12 gene in a patient with Nasu-Hakola disease; Journal of the Neurological Sciences , 252 (1) , 88-91 (2007)
• 原著論文6: Satoh J, Tabunoki H, Yamamura T, et al.; TROY and LINGO-1 expression in astrocytes and macrophages/microglia in multiple sclerosis lesions; Neuropathology and Applied Neurobiology , 33 (1) , 99-107 (2007)
• 原著論文7: Onoue H, Satoh J, Ogawa M, et al.; Detection of anti-Nogo receptor autoantibody in the serum of multiple sclerosis and controls; Acta Neurologica Scandinavica , 115 (3) , 153-160 (2007)
• 原著論文8: Satoh J, Tabunoki H, Yamamura T, et al.; Human astrocytes express aquaporin-1 and aquaporin-4 in vitro and in vivo; Neuropathology, in press (2007)
• 原著論文9: 佐藤準一; DNAマイクロアレイによる多発性硬化症の免疫病態の解析. 特集Iサイトカイン・ケモカインからみた多発性硬化症の病型と病態; Neuroimmunology , 13 (2) , 167-178 (2005)
• 原著論文10: 佐藤準一; 網羅的遺伝子発現解析による多発性硬化症の病態・薬物反応性. 特集II マイクロアレイ解析の現状とその将来に期待される展開; 炎症と免疫 , 14 (2) , 49-60 (2006)
• 原著論文11: 佐藤準一; 多発性硬化症のマイクロアレイ診断. 特集II 多発性硬化症研究・治療の現状2006; 神経研究の進歩 , 50 (4) , 582-599 (2006)
• 原著論文12: 佐藤準一; 多発性硬化症. インターフェロン治療学. 最新の基礎・臨床; 日本臨床 , 64 (7) , 1297-1309 (2006)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-29
• 更新日: -