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コレステロールの代謝調整による新たなガン治療法

またしばらくサボってました。


現在、日本では亡くなる方の約30%の方がガンによるものだそうです。様々な手術法や、抗ガン剤、検査方法なども開発されているにもかかわらず、がんで亡くなる方の割合は増えているそうです。数年前からガンの治療方法として、体内にあるCD8+T細胞などの免疫細胞にがんを排除させる、ガンの免疫療法が注目されています。有名なものではPD-1というT細胞表面にあるタンパク質に注目した治療法です。PD-1が刺激されるとT細胞の抗原への攻撃が抑えられるため、ガン細胞はPD-1のリガンドを発現し、PD-1を刺激し、免疫細胞の攻撃を抑えているということが知られています。そこで、抗PD-1の抗体を用いて、免疫細胞の攻撃力が抑えられない様にするという研究が行われています。今回紹介する研究ではこれとは別に、コレステロールの代謝がCD8+T細胞の攻撃力にとって重要な役割を担っていることを報告しています。

 

コレステロールというと、生活習慣病の原因になる体に悪いものと思う人もいるかもしれませんが、本来細胞の膜を作るために欠かせないもので、免疫細胞にとってはT細胞のシグナル活性や機能を制御する非常に重要な物質です。この論文ではまず、CD8T細胞は活性化するとコレステロールレベルとともにコレステロールのエステル化を行う遺伝子ACAT1の発現が増加していることを発見しました。次にACAT1の効果を阻害する化合物やCD8T細胞のみでACAT1をノックアウトする条件付ノックアウトマウス(conditional knockout)を使用し、IFNGなどのインターフェロンが活性化しており、コレステロールのエステル化がCD8T細胞の免疫機能を調整していることが分かりました。さらに、皮膚及び肺のメラノーマモデルをACAT1条件付ノックアウトに注入し、寿命等を調べると、CD8+T細胞が強く活性化しており、寿命も延びることを発見しました。免疫力活性化のメカニズムを調べてみると、 TCR signallosomeが大きくなることと、より効率的に免疫シナプス(T細胞と抗原提示細胞とが接着するとできる、細胞をつなぐ接着分子のことで、活性化に重要なもの)が作られることにより免疫力が増加するということが分かりました。最後にがん治療への可能性を探るため、AvasimibeというACAT1阻害剤を使用してみたところ、avasimibeだけでも良い結果が得られましたが、抗PD-1抗体と組み合わせることでさらに良い結果が得られました。

 

Avasimibeは過去に臨床実験も行われ、安全性も評価されているそうで、実用段階までは比較的早いかもしれません。完璧に治るというわけではないでしょうが、新たなアプローチとして期待されます。


元の論文

Potentiating the antitumour response of CD8+ T cells by modulating cholesterol metabolism

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現在日本人の死亡原因のトップはがんによるもので、今後もその割合は増えていくと予想されています。ガンは治る場合もありますが、治らなかったり、再発する場合も少なくありません。特にすい臓がんは治療が難しく、死に至る場合が多いです。その原因がPancreatic stellate cells (PaSCs)という細胞が腫瘍細胞が育ちやすく、薬に対して耐性を持ちやすい環境を作っているからだといわれています。今回、ビタミンDによりPaSCsが腫瘍を育ちやすい環境を作れなくなり、すい臓ガンの治療がもっと効果的になることが分かりました。

PaSCsには活性化状態と安定状態の2つがあり、活性化状態のPaSCsが腫瘍を形成しやすい環境を作っています。今回の研究により、すい臓の腫瘍細胞がビタミンD受容体遺伝子を発現しており、ビタミンDの投与によって炎症等に関わる遺伝子の発現が大きく減りました。さらにビタミンD受容体はPaSCsの安定状態のマスター制御因子であることが分かりました。 そこでビタミンDを抗がん剤と組み合わせると、抗がん剤のみと比べて腫瘍も小さくなり、治った人の割合も増えたそうです。

もちろんビタミンDをとるだけでガンが治るわけではありませんし、どのくらいの量を投与すればよいか、抗がん剤の組み合わせによっては良くない場合も考えられ、まだまだデータが必要ではあると思います。ちなみに活性化状態のPaSCsは傷ついた細胞の治療などにも重要であり、常に静止状態にしておけばよいという物でもないということを指摘しておきます。

元の論文
Vitamin D Receptor-Mediated Stromal Reprogramming Suppresses Pancreatitis and Enhances Pancreatic Cancer Therapy

ひょうたんの中の血はルイ16世の物ではなかった

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(image and copyright by Davide Pettener).

歴史好きの方には少し残念なお知らせです。
2010年にフランス革命のころのものと思われるひょうたんの入れ物が見つかりました。そしてそこにルイ16世(1754–1793)が処刑されたときの血が付いたハンカチが入っていると書かれていたのです。ルイ16世はあの「パンがなければお菓子を食べれば良いじゃない」で有名なマリー・アントワネットの旦那さんで、フランス最後の王様です。問題のハンカチ自体は見つからなかったのですが、ひょうたんにも血が付いており、その血のDNA鑑定が行われ、歴史好きの人たちの注目を集めていました。結果、残念ながらルイ16世のものではないだろうという結果でした。

これまでにY染色体のSTRマーカーを調べたところ、ヨーロッパ系の人にみられる特徴が確認できました。さらにルイ16世から7世代まえのヘンリー(アンリ)4世(1553–1610)のミイラのSTRマーカーを調べたところ、一つのアレルを除いて一致しており、ルイ16世のものである可能性が示唆されていました。しかし、他のブルボン家の末裔たちのハプロタイプとは一致しておらず、はたしてこの血は本当にルイ16世のものなのかと議論されていました。

今回はゲノムDNA全体をシーケンスしてみたのです。サンプルの状態が悪く、他の生物のDNAが混ざったりしていたようですが、どうにか配列を読み取ることができました(全部の領域をカバーすることはできませんでしたが)。考古学的な文献によると、ルイ16世の祖先はヨーロッパのいろいろな地域の人のが混ざり合っているそうです。そこでまずはDNAのSNPsからひょうたんの血の人の出身地を割り出しました。すると北イタリア地方の人に近かったのですが、考古学的な文献では、ルイ16世の祖先はこの地方には見つかりません。さらに、DNAの特徴から予想される見た目とルイ16世の見た目の特徴を比較しました。ルイ16世は非常に背が高く、青い目をしていた言われています。しかし、DNAから予想される見た目は身長はそれほど高くなく、茶色い目をしているというものでした。したがって、これらの結果から、ひょうたんの中の血の人物はルイ16世ではないと結論付けられました。

歴史好きの人からすれば残念な結果でした。でもこういった研究はロマンがありますね。アインシュタインの脳とかもしっかりと残ってるし、シーケンスしてみたいものです。個人的には天皇陛下のゲノムシーケンスは面白いと思う。なにせ世界で最も家系がはっきりしている一族ですから(今上天皇が125代目らしい。すごい。)。ただそんなことをしようものなら右翼団体が黙ってないでしょう。ちなみに今上天皇明仁さまは、ハゼの分類学を専門とする科学者でもあり、秋篠宮文仁親王は鳥類やナマズの研究者でもあります。

元の論文
Genomic analysis of the blood attributed to Louis XVI (1754–1793), king of France

テーマ:海外ニュース - ジャンル:ニュース

in situ RNA-seq

今回の論文
Highly Multiplexed Subcellular RNA Sequencing in Situ.
Lee JH, Daugharthy ER, Scheiman J, Kalhor R, Yang JL, Ferrante TC, Terry R, Jeanty SS, Li C, Amamoto R, Peters DT, Turczyk BM, Marblestone AH, Inverso SA, Bernard A, Mali P, Rios X, Aach J, Church GM.
Science. 2014 Feb 27


簡単に言うと
細胞内でRNAのシーケンシングをすることに成功しましたという話。

背景として、
RNAはタンパク質を作るための仲介産物であるとともに、スプライシングバリアントで遺伝子の多様性を高めたり、ncRNAはそのまま機能的に働いたり、重要な役割があります。そのため、どの程度あるかだけでなく、細胞内のどこにあるかという情報も非常に重要になります。これまでにもin situ hybridizationという方法で空間的な分布は調べられてきましたが、一度に調べられるのは数個の遺伝子が限界です。今回、これを克服するためにFISSEQ(fluorescent in situ RNA sequencing)という方法を開発しました。この方法はrolling circle amplification (RCA)という方法を使用しています。 RCAは環状になったDNAに、phi29という鎖置換作用のあるDNAポリメラーゼを使うことで、等温でDNAを増幅し続ける方法です。この方法を傷を受けて修復中の皮膚の細胞やハエの胚に対して行っており、同時に大量のRNAの位置と量を同時に調べることができました。

具体的には、
基本的にはおもに方法論の論文なので、方法について詳しく説明する。まずは細胞を固定後ペプシンでたんぱく質を除去し、、ランダムプライマーでRNAの逆転写を行う。この時にアミノアリルdUTPを取り込ませる。BS(PEG)9でアミノアリルdUTPどうしをクロスリンクさせ、その後RNase処理、ligase処理で環状cDNAにする。強いシグナルを得るために、phi29とRCA用プライマーにより、環状cDNAを増幅させる。あとはSOLiDと同じようにライゲーション、画像の取り込み、不要な部位の削除を繰り返していく。
ただ、たくさんの細胞について調べるために広視野で撮影すると、粒子一個一個を判別できなくなってしまうので、partition sequencingという方法を用いている(いまいちよくわからない)。
RNA-seqと比較すると相関係数は0.5-0.7程度。

個人的には、
読んでて難しいと感じた。普段SOLiDは使わないし、原理に関しても忘れてた部分もあった。でもこの実験手法はすごいと思う。装置を作るのも大変だろうし、簡単にはまねできないだろうけど。クロマチンにくっつくncRNAでもシーケンスできるのか?Xistみたいなのは近い距離にたくさん密集してるだろうし、定量は難しいかもね。ただでさえRNA-Seqとの相関はあまり高くないし。でも恐るべしWyss instituteだな。
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