兵庫県立こども病院

若手研究者支援枠

兵庫県立こども病院

研究・事業の特徴（新規性、独自性

本研究は、単球の有する細胞生物学的観点より、小児脳腫

事業実施期間：開始 平成31年4月1日〜 終了 令和3年3月31日

申請者役職・氏名

血液腫瘍内科田村彰広

研究 ・ 事業名

単球解析による新規脳腫瘍診断・治療法開発
交付申請内容研究·事業の目的及び意義等）

研究・事業の方法及び手段の前向き研究である。単球・マクロファージは、血液細胞の中で属若手医師と研究機関所属若手研究者が連携し主導する新は最も研究の遅れている分野の一つであり、人を対象とした研たなタイプのトランスレーショナル研究であり、次世代を担う究はほとんど進んでおらず、世界に先駆けた新規性の高い研究若手トランスレーショナル研究者の育成を推進する研究ハブをが可能である。その一方で、専門的な知識や高度な解析技術形成する目的も有している。そのため本研究の発展に伴い、更を要するため、充実した研究体制の構築が必須である。申請者に研究と医療の両立を目指す若手医師・研究者の参画が期待

および共同研究者は、
これまで単球・マクロファージを専門にでき、医療産業都市としてさらなる発展に貢献できると考える。

研究を行っており、世界に先駆けた単球・マクロファージサブセット解析技術を有する。兵庫県立こども病院は、国内最大規模の小児がん拠点病院であり、希少な脳腫瘍を含め様々な大規模患者サンプルの取得が可能である。
さらに、長年に渡り保存、ストック化された国内最大規模の小児脳腫瘍サンプルを有している。
また申請者が客員研究員を兼任する理化学研究所生命機能科学研究センターは徒歩圏内に位置しており、地の利を活がんの中で死亡者数が最も多く、新たな視点に基づいた治療

書面にて臨床研究参加の同意が得られた症例を対象とし、「人かした効率的かつスピーディーな研究体制を構築することで、法開発が望まれている。最新の研究から、単球・マクロファージを対象とする医学系研究に関する倫理指針」を遵守して行う。

基礎研究と臨床の現場を高いレベルで橋渡しできる点も本研が脳腫瘍の発症や進行に関与していることが示唆されている検体の解析は、兵庫県立こども病院にて匿名化処理を行った

究の大きな特徴である。本研究は、基礎研究の結果を臨床に(Quail DF, et al. Cancer Cell 2017)。一方、単球の中には後、理化学研究所生命機能科学研究センター内にて行う。

応用することを目指したトランスレーショナル研究であり、脳腫複数の亜集団が存在することが明らかにされ、サブセット毎に【研究計画】小児脳腫瘍に対する新規診断法・治療法の開発を

瘍の新規診断、治療法の開発に繋がりうる科学的のみならず多様な機能を有することが報告されている(Guilliams M, et

目指し、下記２項目を本研究計画とする。

社会的意義の極めて高い研究提案である。

al. Immunity 2018)。
そのため、髄芽腫、胚細胞性腫瘍、非定1）
マルチカラーフローサイトメトリーによる脳腫瘍病型型奇形腫様ラブドイド腫瘍、膠芽腫、上衣腫、びまん性橋膠腫、特異的単球サブセットの同定

神経膠腫など、病態生理や臨床経過の異なる様々な小児脳腫

１０色超のマルチカラーフローサイトメトリーにて、小児脳腫

瘍は、関与している単球・マクロファージのサブセットも多様で

瘍患者由来末梢血に含まれる各種単球サブセットの高次元解あることが予想される。
しかしながら、このような単球・マクロ析を行い、小児脳腫瘍病型毎に相関する単球サブセットの解学的機能を有し、種々の疾患の病態や進行に強く関与すること析を行う。

が基礎的研究にて明らかになりつつある。にも関わらず、人に研究・事業により期待される効果
単球・マクロファージは、これまでの想定以上に多くの生物関しては明らかになっていない。小児脳腫瘍の発症・進行メカ解析項目はCD14、CD16、CD36、CD64、HLA-DR、おける研究や解析はほとんど進んでいない。その大きな理由とニズムの解明および新規診断法・治療法開発を目指し、
マルチ

CD11b、CD11c、Slan、CX3CR1、CD62L、CCR2、Tie2なして、統計学的解析に十分な症例数を確保することが極めてカラーフローサイトメトリー解析を用いて脳腫瘍の病態に関連どを予定している。
また、臨床経過と細胞活性の変化や相関性困難であることや、複雑なサブセットを高次元に解析する技術

しうる単球・マクロファージサブセットを抽出し、新たな診断を解析するため、同一患者における複数タイムポイント（初発が臨床現場に無いこと等が挙げられる。今回、理化学研究所生法・治療法に結び付き得るパラメーターを明らかにすることを、時、手術後、化学療法中、寛解期、再発時など）の解析を予定し命機能科学研究センターと連携することで、当院の小児基幹

本研究の目的とした。ている。解析対象患者は約40名を予定している。

病院としての強みを最大限に活用することが可能となる。
これ

2）新規診断法・治療法開発に連結しうる脳腫瘍に特異的なにより、ヒト単球・マクロファージに関する最新の基礎的知見たトランスレーショナル研究であり、脳腫瘍の新規診断、治療単球由来パラメーターの抽出が得られるのみならず、様々な脳腫瘍病型の発症や進行メカニ法の開発に繋がりうる科学的のみならず社会的意義の極めて臨床経過は兵庫県立こども病院の診療情報を基に解析する。

ズムの解明や新規診断法・治療法開発へと繋がる知見が得ら高い研究提案である。

単球・マクロファージサブセット毎の解析データと診療情報をれることが期待される。
また、単球・マクロファージを標的とす用いた統計処理を行い、サブセットと小児脳腫瘍の臨床経過とることで、これまでの侵襲性の高い手術方法と異なり、低侵襲の相関性解析にて、脳腫瘍病型毎に臨床経過に強く関連する性かつ簡便な治療法の開発が可能であり、臨床の現場のみなパラメーターの抽出を行う。

らず患者やその家族にとって望ましい治療法の選択肢となり【共同研究者】

うると考える。

理化学研究所 生命機能科学研究センター 宮西 正憲

戸市医療産業都市から発信可能である。
また本研究は、神戸市医療産業都市に位置する医療機関所【対象患者】兵庫県立こども病院にて診療中かつ、口頭および本研究は、基礎研究の結果を臨床に応用することを目指し携することで、開発、事業化を加速化させ、世界初の技術を神瘍の病態解明および新規診断法・治療法開発を目指す世界初

小児脳腫瘍は他分野と比べて研究開発が遅れており、小児ファージの多様性と、小児脳腫瘍の発症や進行との関連性に属する近隣の企業、特にバイオベンチャーや製薬企業等と連本研究より得られるデータやその先の開発技術は、どれも新規性かつ独自性の高いものであり、神戸市医療産業都市に所

1

助成金成果抄録集

助成金成果抄録集2

兵庫県立こども病院

実績報告内容析することにより、低侵襲に予後予測や患者毎の個別化治療今後の展開が可能になることが期待される。
さらに、本研究開発で発見した予後予測バイオマーカーの有用性を全国臨床試験で検証予

本研究開発で確立した独自の１細胞解析手法を用いて、神研究・事業の方法及び手段＜臨床データ解析＞

定である。

最新の研究から、単球はこれまでの想定以上に多様であるこ経芽腫などの患者末梢血を用いた単球の１細胞解析を行い、また、本研究で開発した単球不均一性解析手法は、がんのとが示唆されており（Villani et al. Science 2017）、病態解明

健常人単球との比較により、疾患特異的単球サブセット並びにみならず、単球が関与する様々な疾患病態解明や基礎研究にには単 球の不 均 一 性の解 明が 必 須である。そこで、１細 胞治療標的候補分子の同定を行う予定である。末梢血単球を解応用できる技術革新となることが期待される。

RNA-seqを用いた単球サブセットの不均一性解析を計画した。

2006年1月から2020年1月までの間に兵庫県立こども病院で診療した神経芽腫患者(n=55)の診療録をもとに、臨床新規単球サブセットの同定および単球単離法の確立を目的データを後方視にデータ収集した。臨床経過と診断時検査結として、マウス末梢血を用いて単球単離の条件検討を行った後、果との相関性は、統計解析ソフト（EZR）を用いて解析した。

ヒト末梢血を用いた解析を行った。

＜単球の不均一性解析＞（図1）

健常人末梢血単球を用いて１細胞RNA-seq を行い、得られ健常人末梢血を用いて、FACSでCD14、CD16などの発現たデータをUMAPで次元削除したところ、表面抗原で規定したを用いて単球を細胞ソーティングした後、BD Rhapsodyを用単球集団中に４つの単球サブセット(UMAP̲1、UMAP̲2、いて１細胞RNA-seqを行った。得られたデータは、１細胞

UMAP̲3、UMAP̲4)が可視化された（図2）。

RNA-seqデータ解析ソフト(SEQ GEQ)を用いて解析した。
次に、各単球サブセットの単離法の同定のため、UMAP̲1、研究・事業の内容及び目標達成状況

UMAP̲2、UMAP̲3、UMAP̲4それぞれのサブセットに特異的に発現する遺伝子を抽出したところ、UMAP̲1で27遺伝子、UMAP̲2で27遺伝子、UMAP̲3で102遺伝子、UMAP̲4で神経芽腫は、自然退縮する予後良好群から集学的治療後も85遺伝子が候補として抽出された（図3）。

半数以上が再発する高リスク群まで存在する不均一な悪性腫瘍である。高リスク神経芽腫は、中でも頭蓋内転移をきたしやすく、予後不良である。兵庫県立こども病院の有する膨大な臨床データを元に、初診時から加療中、退院後フォローアップまで全ての診療期間を対象に、神経芽腫の免疫学的予後予測因子の探索を行った。

研究・事業により期待される効果/
神戸医療産業都市の発展に与える効果

（図2）

（図3）

本研究開発によって、神経芽腫の新規予後予測バイオマーカーが同定された。今後、神戸市医療産業都市発の予後予測バイオマーカーが世界で使用される可能性がある。

末梢血単球絶対数(absolute monocyte count ; AMC)

また、本研究により、新たな単球の不均一性解析手法が開

末梢血リンパ球絶対数(absolute lymphocyte count:

発された。単球は、これまでの想定以上に様々な疾患病態に関ALC)≧1 106/µl をHigh group、末梢血単球絶対数 末梢与していることが明らかになってきており、本研究開発で得ら血リンパ球絶対数＜1 106/µl をLow groupとして二群化しれた単球不均一性解析手法が、様々な疾患研究や基礎研究にたところ、High group(n=38)の４年無増悪生存率が81.7%応用される可能性がある。

に対して、Low group(n=17)の４年無増悪生存率が31.7%

本研究結果を応用して、神戸市医療産業都市内の企業、医で、末梢血単球数と末梢血リンパ球数の乗算値が低値の群

療機関、研究施設などとの共同での新規診断法・治療法開発で有意に予後不良であった（p<0.001）（ 図1）。
さらに、この新により、神戸市医療産業都市の発展に繋がることが期待される。

規パラメーターを元に高リスク神経芽腫を二分化すると、これまで分離不可能とされていた超高リスク群とそれ以外を明確に分離することに成功した（High group (n=17)の4年無増悪生存率が59.8%に対してLow group (n=13)の4年無増悪生存率が8.5%, p<0.001）（下右図）(Tamura et al. Front
0ncol 2020、添付文献)。初診時の末梢血単球の状態を評価することにより、個別化医療の実現に繋がる可能性を示す重要な発見である。

3

助成金成果抄録集

助成金成果抄録集4