ポイント
- 日本人１４８名（新型コロナウイルス感染症：ＣＯＶＩＤ－１９患者７３名、健常者７５名）由来の約９０万の末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）を用いたシングルセル解析とともに、宿主ゲノム情報との統合解析を実施した。
- 単球の中の希少細胞種であるＣＤ１４＋ＣＤ１６＋＋単球がＣＯＶＩＤ－１９重症化に関与していることを見いだした。
- ＩＦＮＡＲ２などゲノムワイド関連解析（ＧＷＡＳ）で同定されたＣＯＶＩＤ－１９重症化関連遺伝子は、主に単球および樹状細胞で特異的に機能していることが判明した。
- ＣＯＶＩＤ－１９を含めたさまざまな感染症の新しい治療法や診断法の開発につながることが期待される。
大阪大学 大学院医学系研究科の枝廣 龍哉 さん（博士課程）（遺伝統計学／呼吸器・免疫内科学）、白井 雄也 さん（博士課程）（遺伝統計学／呼吸器・免疫内科学）、熊ノ郷 淳 教授（呼吸器・免疫内科学）、岡田 随象 教授（遺伝統計学／東京大学 医学系研究科 遺伝情報学／理化学研究所 生命医科学研究センター システム遺伝学チーム チームリーダー）らの研究グループは、ＰＢＭＣのシングルセル情報と宿主ゲノム情報との統合解析を実施することにより、ＣＯＶＩＤ－１９重症化における自然免疫細胞の役割を明らかにしました。
ＣＯＶＩＤ－１９重症化には血液免疫細胞の応答異常が関与していることが報告されていますが、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２感染に対する宿主の免疫応答はいまだ不明な点が多くあります。また、大規模ＧＷＡＳによりＣＯＶＩＤ－１９重症化における宿主の遺伝的なリスクの寄与が明らかになっていますが、その病態機序は十分に解明されていませんでした。
今回、研究グループは、大阪大学が収集した日本人集団のＣＯＶＩＤ－１９患者７３名と健常者７５名のＰＢＭＣのシングルセル解析を実施するとともに、宿主ゲノム情報との統合解析を行いました。その結果、単球の中の希少細胞種であるＣＤ１４＋ＣＤ１６＋＋単球がＣＯＶＩＤ－１９患者で顕著に減少しており、その一因がＣＤ１４＋ＣＤ１６＋＋単球への細胞分化不全であることが分かりました。また、遺伝子発現変動解析と細胞間相互作用解析により、ＣＤ１４＋ＣＤ１６＋＋単球の機能不全が重症化に関与していることも分かりました。さらに、ＧＷＡＳで同定されたＣＯＶＩＤ－１９重症化関連遺伝子は、単球および樹状細胞で特異的に発現していること、ＣＯＶＩＤ－１９に関連する遺伝子多型がＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２感染状況下かつ細胞種特異的なｅＱＴＬ（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔ ｌｏｃｉ）効果を持つことが分かりました。
本研究成果によって、ＣＯＶＩＤ－１９重症化に関与する細胞種を明らかにするとともに、重症化の宿主遺伝的リスクは自然免疫細胞に集約されていることを見いだしました。本成果は、今後の感染症研究に資するものと期待されます。
本研究成果は、２０２３年４月２５日（火）（日本時間）に英国科学誌「Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ」（オンライン）に掲載されます。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 ＣＲＥＳＴ「先端ゲノム解析と人工知能によるコロナ制圧研究（ＪＰＭＪＣＲ２０Ｈ２）」・ムーンショット型研究開発事業「複雑臓器制御系の数理的包括理解と超早期精密医療への挑戦」、日本医療研究開発機構（ＡＭＥＤ） ゲノム医療実現推進プラットフォーム事業・先端ゲノム研究開発（ＧＲＩＦＩＮ）「遺伝統計学に基づく日本人集団のゲノム個別化医療の実装」、革新的先端研究開発支援事業（ＡＭＥＤ－ＣＲＥＳＴ）「神経・免疫関連を介したヒト自然免疫記憶制御に関する研究開発」、ワクチン開発のための世界トップレベル研究開発拠点の形成事業「ワクチン開発のための世界トップレベル研究開発拠点群 大阪府シナジーキャンパス（大阪大学 ワクチン開発拠点）」、ＪＳＰＳ 科研費「統合シークエンス解析による免疫アレルギー疾患ダイナミクスの解明」、「新型コロナウイルス感染症の重症化阻止を目指した医薬品・次世代型ワクチン開発に必要な遺伝学・免疫学・代謝学的基盤研究の推進」「新型コロナウイルス感染症疾患感受性遺伝子ＤＯＣＫ２をターゲットとした新規治療戦略創出」、大阪大学 免疫学フロンティア研究センター（ＩＦＲｅＣ）、大阪大学 感染症総合教育研究拠点（ＣｉＤＥＲ）、日本財団・大阪大学 感染症対策プロジェクトにおけるチーム阪大研究プロジェクト、次世代主任研究者支援プログラム、大阪大学 先導的学際研究機構、大阪大学 大学院医学系研究科 バイオインフォマティクスイニシアティブ、武田科学振興財団、三菱財団の協力を得て行われました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 ＰＤＦ（８０６ＫＢ）
＜論文タイトル＞
- “Single-cell analyses and host genetics highlight the role of innate immune cells in COVID-19 severity”
- ＤＯＩ：10.1038/s41588-023-01375-1
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
岡田 随象（オカダ ユキノリ）
大阪大学 大学院医学系研究科 遺伝統計学 教授
Tel：06-6879-3971 Fax：06-6879-3975
E-mail：yokada
sg.med.osaka-u.ac.jp -
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
保田 睦子（ヤスダ ムツコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 ライフイノベーショングループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-3512-3524 Fax：03-3222-2064
E-mail：crestjst.go.jp -
＜報道担当＞
大阪大学 大学院医学系研究科 広報室
Tel：06-6879-3387
E-mail：medproffice.med.osaka-u.ac.jp理化学研究所 広報室 報道担当
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