腎臓および腸の炎症に対するT細胞可塑性標的療法：プールされ単一細胞CRISPRスクリーニング法を用いた研究

研究の背景

Leon U.B. Enkらと共同執筆されたこの論文は、2024年6月14日に「Science Immunology」に発表され、タイトルは「Targeting T cell plasticity in kidney and gut inflammation by pooled single-cell CRISPR screening」です。腎臓および腸の炎症の治療には、T細胞の表現型を抗炎症状態に転換させる戦略が不足しており、この課題に対処するために、本研究はプールされた単一細胞CRISPRスクリーニング法（iCROP-seq）を用いて、マウスの腎炎および結腸炎モデルにおいてT細胞の分極および可塑性に影響を与える分子を特定することを目的としています。研究の核心はT補助17細胞（Th17）可塑性に関するもので、これによりT細胞調整療法の開発にとって重要な意義があります。

研究の出処

本研究は、ハンブルク大学医学センター（University Medical Center Hamburg-Eppendorf）に所属する科学者共によって行われました。研究チームメンバーには免疫学、幹細胞移植、医学統計、薬物インテリジェンスなど様々な研究分野の専門家が含まれています。

研究方法

研究の流れ

1. 単一細胞T細胞受容体分析と単一細胞RNA速度分析を通じて、腎炎患者の腎臓におけるTh17細胞の可塑性を特定。
2. in vivo動物プールされた単一細胞CRISPRスクリーニング法（iCROP-seq）を確立し、マウス腎炎および結腸炎モデルに適用。
3. CRISPR遺伝子標的技術を利用し、Th17細胞に対して遺伝子ノックアウトを実施し、引き起こされる転写撹乱に基づいて各遺伝子の順位付けを行う。

実験対象とサンプル

研究には、抗中性粒細胞細胞質抗体関連性腎炎（ANCA-associated GN）患者11名が含まれています。マウスモデルでは、腎小球腎炎（glomerulonephritis）および結腸炎のマウスを研究しました。研究には、特別に改造されたCRISPRベクターも使用されました。

データ解析アルゴリズム

高通量単一細胞シーケンシング技術を用い、CRISPRスクリーニングデータと組み合わせて遺伝子機能を特定し、ユクリッド距離や潜在次元の多様体増強（MELD）などのアルゴリズムを使用して転写撹乱結果を定量解析しました。

研究結果

研究では、患者の腎臓中のTh17細胞の可塑性を見出し、iCROP-seqスクリーニングは、マウスモデルの腎炎および腸炎におけるTh17細胞の分子的標的戦略を明らかにしました。

研究の結論と価値

科学的価値

研究は新しいタイプのin vivo T細胞可塑性研究ツールiCROP-seqを示し、動物モデルにおいてT細胞表現型の変化に関連する分子を特定する手法を提供し、T細胞調整療法の開発に新しい思考方法と手法を提供しました。

応用的価値

本研究成果は、腎炎および腸炎などの自己免疫性疾患治療における潜在的な新しい標的を提供し、今後臨床医がより正確にT細胞の応答を調整し、患者の個別治療に利用できるかもしれません。

研究のハイライト

本研究のキー発見は、iCROP-seqスクリーニングがTh17細胞表現型に影響を与える重要な遺伝子を明らかにし、腎炎および腸炎の治療に対して積極的な影響を与える可能性があることです。研究方法が新しく、高通量単一細胞スクリーニングとCRISPR技術を組み合わせることで、自己免疫疾患治療の課題解決に対する有効な戦略を提供しました。

その他の有価値の情報

研究はさらに、iCROP-seq技術が他の自己免疫疾患モデル、例えば乾癬や多発性硬化症などにおける応用の可能性を提案し、将来の医学研究における応用範囲を拡大しました。免疫療法と免疫調整の分野では、本研究は新しい免疫標的の確認と新薬研究開発に新たな扉を開くかもしれません。