令和 5 年度

共同研究報告書

研究区分

一般共同研究研究課題名

トランスオミクス解析手法を用いた神経-免疫連環制御手法の探索

新規・継続の別

新規
所属

研究代表者
職名・氏名
研究分担者
（適宜行を追加して下さい）
受け入れ教員

東京医科歯科大学

40 歳

35 歳

計算システム生物学

以下○

以下○

教授

島村徹平

所属
職名・氏名
所属
職名・氏名
職名・氏名

分子神経免疫学分野

教授

村上正晃

概要

深層生成モデルに基づく DeepCOLOR を用いてリウマチ性疾患患（100～150 字程度）

者の bulk RNAseq データを解析することにより、個体・臓器における微小炎症をこれまでと全く異なる視点からの定量に取り組んでいる。また、本共同研究では研究代表者が開発した細胞状態遷移シミュレーション技術と組み合わせて用いることで、自己免疫疾患患者における神経-免疫連関機構の解明に取り組んでいる。

研究目的

慢性炎症は、さまざまな疾患との関連性が認められることから、よ（300 字程度）

り詳細な分子機構の解明が多くの病気に対する新規治療法に繋がると考えられる。申請者の研究室はベイズ推論を用いたマルチオミクス解析に長けており、がんおよび自己免疫疾患などの病態解明に繋がる研究を数多く明らかにしてきた。今回は、村上博士が研究する IL-6 アンプ活性化を介する神経-免疫連関機構について詳細な解析を行い、論文化を目指した。

研究内容・成果

分子神経免疫学分野で微小炎症状態についての表現型解析を bulk

（1000 字程度・Web 会議の回数

RNAseq データ、scRNAseq データを用いて取り組んだ。

も記載）

共同研究先の分子神経免疫学分野は、非免疫系細胞の慢性炎症への寄与を世界に先駆けて報告し、また免疫研究、炎症研究にも精通している。研究代表者のオミクス解析技術開発への強みを融合させることで、更なる医学的発展が予見されるデータが得られ始めている。特に分子神経免疫学分野に設置されているライトシート顕微、CODEX、Chromium などの機器を用いて取得したデータに対して研究代表者がこれまで構築してきた数理学的な視点からデータを解釈することで、新規微小炎症制御機構や免疫応答機構の探索を継続中である。

成果【学会報告】
参加者名、講演タイトル、学会名、開催場所、開催日時入力のこと

【論文発表】
著者、論文名、掲載誌名、号・年・ページ等、IF 入力のこと
1. Single-cell colocalization analysis using a deep generativemodel. Kojima Y, Mii S, Hayashi S, Hirose H, Ishikawa M,Akiyama M, Enomoto A, Shimamura T. Cell Syst. 2024 Feb
21;15(2):180-192.e7. doi: 10.1016/j.cels.2024.01.007. IF: 9.3
2. Metastases and treatment-resistant lineages inpatient-derived cancer cells of colorectal cancer. Fujino S,Miyoshi N, Ito A, Hayashi R, Yasui M, Matsuda C, Ohue M,Horie M, Yachida S, Koseki J, Shimamura T, Hata T, Ogino T,Takahashi H, Uemura M, Mizushima T, Doki Y, Eguchi H.
Commun Biol. 2023 Nov 24;6(1):1191. doi:
10.1038/s42003-023-05562-y. IF: 5.9
3. FXYD3 functionally demarcates an ancestral breast cancer
stem cell subpopulation with features of drug-tolerant
persisters. Li M, Nishimura T, Takeuchi Y, Hongu T, Wang Y,Shiokawa D, Wang K, Hirose H, Sasahara A, Yano M, IshikawaS, Inokuchi M, Ota T, Tanabe M, Tada KI, Akiyama T, Cheng X,Liu CC, Yamashita T, Sugano S, Uchida Y, Chiba T, Asahara H,Nakagawa M, Sato S, Miyagi Y, Shimamura T, Nagai LAE,Kanai A, Katoh M, Nomura S, Nakato R, Suzuki Y, Tojo A, Voon
DC, Ogawa S, Okamoto K, Foukakis T, Gotoh N. J Clin Invest.
2023 Nov 15;133(22):e166666. doi: 10.1172/JCI166666. IF: 15.9
4. Acidic extracellular pH drives accumulation ofN1-acetylspermidine and recruitment of protumor neutrophils.
Kato M, Maeda K, Nakahara R, Hirose H, Kondo A, Aki S,Sugaya M, Hibino S, Nishida M, Hasegawa M, Morita H, AndoR, Tsuchida R, Yoshida M, Kodama T, Yanai H, Shimamura T,Osawa T. PNAS Nexus. 2023 Oct 10;2(10):pgad306. doi:
10.1093/pnasnexus/pgad306. eCollection 2023 Oct.
5. Hypoxia activates SREBP2 through Golgi disassembly in bonemarrow-derived monocytes for enhanced tumor growth.
Nakahara R, Aki S, Sugaya M, Hirose H, Kato M, Maeda K,
Sakamoto DM, Kojima Y, Nishida M, Ando R, Muramatsu M,Pan M, Tsuchida R, Matsumura Y, Yanai H, Takano H, Yao R,Sando S, Shibuya M, Sakai J, Kodama T, Kidoya H, Shimamura
T, Osawa T. EMBO J. 2023 Nov 15;42(22):e114032. doi:
10.15252/embj.2023114032. Epub 2023 Oct 2. IF: 11.4

6. UNMF: a unified nonnegative matrix factorization for
multi-dimensional omics data. Abe K, Shimamura T. Brief
Bioinform. 2023 Jul 21:bbad253. doi: 10.1093/bib/bbad253.
7. Plucked scalp hair follicle samples are useful RNA sources formRNA analysis of most genodermatosis-associated genes
Takeuchi S, Takeichi T, Muro Y, Shimamura T, Akiyama M. J
Dermatol Sci. 2023 Jun 15:S0923-1811(23)00144-5. doi:
10.1016/j.jdermsci.2023.06.004. IF: 4.6
9. Topological data analysis of protein structure and inter/intramolecular interaction changes attributable to amino acidmutations Koseki J, Hayashi S, Kojima Y, Hirose H, Shimamura
T. Comput Struct Biotechnol J. doi:
doi.org/10.1016/j.csbj.2023.05.009.
10. Convergent genomic diversity and novel BCAA metabolism
in intrahepatic cholangiocarcinoma. Kitagawa A, Osawa T, Noda
M, Kobayashi Y, Aki S, Nakano Y, Saito T, Shimizu D, Komatsu
H, Sugaya M, Takahashi J, Kosai K, Takao S, Motomura Y, SatoK, Hu Q, Fujii A, Wakiyama H, Tobo T, Uchida H, Sugimachi K,Shibata K, Utsunomiya T, Kobayashi S, Ishii H, Hasegawa T,Masuda T, Matsui Y, Niida A, Soga T, Suzuki Y, Miyano S,Aburatani H, Doki Y, Eguchi H, Mori M, Nakayama KI,Shimamura T, Shibata T, Mimori K. Br J Cancer. 2023 Apr 19.
doi: 10.1038/s41416-023-02256-4. IF: 8.8【新聞報道】