結核と免疫反応に関する新しい知見
研究では、結核への感受性や免疫反応に影響を与える遺伝的要因が明らかになった。
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結核(TB)は、Mycobacterium tuberculosisっていうバイ菌が原因の深刻な病気だよ。世界中で感染症による死亡の主な原因の一つなんだ。多くの人がこのバイ菌に感染するけど、実際に活動性のTBになるのは約5%から10%なんだって。TBにかかると、再び感染するリスクも高くなるんだ。つまり、体の中にある何かが病気の進行や発症に関与してる可能性があるってこと。
免疫システムの役割
俺たちの免疫システムは、いろんな経路や細胞を使って感染と戦ってるんだ。一部の研究では、インターフェロンの信号伝達や代謝の変化みたいな特定の免疫反応がTBの進行に関わってることがわかってるよ。その他の研究では、活性TBの人たちの中でTh17細胞みたいな特定の免疫細胞が減ってしまうことが発見されてる。科学者たちは、活動性TBになるリスクを高める遺伝的要因をいくつか特定してるけど、そういう遺伝的変異と免疫細胞がTBのバイ菌に反応する仕組みとの完全な関連はわかってないんだ。
骨髄系細胞とTB
骨髄系細胞は、体がTBと戦うのに重要な役割を果たす免疫細胞の一種だよ。特にマクロファージと樹状細胞っていう二つの骨髄系細胞は、TBのバイ菌の主要な標的なんだ。マクロファージはバイ菌を飲み込んで破壊する手助けをするし、樹状細胞はバイ菌の一部を他の免疫細胞に見せて、感染を認識して戦うのを助けてる。
研究によると、TBにかかってる人の骨髄系細胞は、病気じゃない人の細胞とは反応が違うんだ。例えば、体がバイ菌に反応するのを助ける特定の遺伝子が、TBにかかるリスクがあるかどうかでオン・オフされることがあるらしい。これは、科学者が免疫反応に基づいて病気にかかりやすい人を特定するのに役立つかもしれないから重要なんだ。
研究
遺伝学と免疫反応がTBにどう関係してるかをもっと理解するために、ペルーで研究が行われたんだ。この研究では、TBと診断された患者と、そのバイ菌にさらされたけど病気にならなかった家庭のメンバーを対象にしてるんだ。目的は、遺伝的な構成とその前のTB経験に基づいて免疫細胞がどう振る舞うかを見ることだったんだ。
参加者には、活性TBの履歴がある人と、さらされたけど健康だった人が含まれてた。研究者たちは、特定の免疫細胞である樹状細胞とマクロファージの遺伝子活動を調べたんだ。
何がわかった?
研究者たちは興味深い発見をしたよ。特定の遺伝子が免疫細胞でどう表現されるかに影響を与える遺伝的変異が見つかったんだ。特に、TBを経験した人の樹状細胞におけるfumarylacetoacetate hydrolase(FAH)っていう遺伝子に影響を与える15番染色体の変異を特定したんだ。この遺伝子は体がアミノ酸みたいな特定の物質を処理するのに関与してるんだ。
この発見の驚くべき点は、同じ遺伝的変異が健康な人や同じ人のマクロファージではFAHの表現に影響を与えなかったことなんだ。これは、免疫細胞の種類だけでなく、その人のTBの履歴が遺伝子調整に関わってることを示してるね。
患者グループ
研究では、活動性TBに進行した人(進行者)と、感染しても病気にならなかった人(非進行者)の二つのグループを特に見てる。研究者たちは両方のグループからサンプルを集めて、免疫細胞での遺伝子表現を分析したんだ。
研究の結果、遺伝的要因が免疫反応に与える影響は、個人のTB履歴によって異なることがわかった。病気を経験した人では、特定の遺伝子が異なる表現をされていて、病気の結果に影響を及ぼす根底にある生物学的メカニズムが示唆されるんだ。
骨髄系細胞の調査
研究チームは骨髄系細胞を詳細に調べることに注力したよ。血液サンプルから免疫細胞を分化させて、樹状細胞とマクロファージの純粋な集団を作ったんだ。そして、TBのバイ菌で刺激して、どう反応するか、どの遺伝子がオン・オフされるかを見たんだ。
RNA配列解析
研究者たちはRNA配列解析っていう手法を使って、これらの細胞での遺伝子表現のレベルを測定したんだ。この高度な技術は、異なる条件下で各種類の細胞で遺伝子がどう振る舞っているかを完全に把握するのに役立ったんだ。
遺伝的変異と遺伝子表現
分析で、研究者たちは特に遺伝子表現定量的特徴座(eQTL)に興味を持ってたんだ。これが遺伝的変異と遺伝子の表現の関係を示してるんだよ。特定の遺伝的変異が骨髄系細胞での遺伝子調整に関連しているのがわかったんだ。
研究は、特定の遺伝的変異が樹状細胞での遺伝子表現の仕方を変えて、特にTBの履歴のある人たちにおいてそうだったことを明らかにしたんだ。この発見は、遺伝的変異が誰が活動性TBになりやすいか、またどのくらい重症化するかを決定するのに関わるかもしれないって示唆してるんだ。
細胞タイプの重要性
この研究からの重要なポイントの一つは、遺伝的変異が遺伝子表現に与える影響が、関与する免疫細胞の種類によって異なるってことだよ。例えば、ある変異が樹状細胞の遺伝子表現に大きく影響を与えたりするけど、マクロファージにはほとんど影響がないかもしれない。これが俺たちの免疫システムの複雑さや、異なる細胞タイプがどう機能するかを強調してるんだ。
大きな視点で見ると
これがTBとの戦いに何を意味するかって?この研究から得た洞察は、活動性TBに進行するリスクが高い人を特定する新しい戦略を開発するのに役立つかもしれないんだ。免疫反応に対する遺伝的および環境的な影響をよりよく理解することで、公共の健康対策を、追加のサポートや治療が必要な人に向けて調整できるんだ。
今後の方向性
さらなる研究が必要だね。例えば、遺伝的差異がTB治療に対する個人の反応を予測するのにどんな意味があるかを理解するのは、患者の結果を改善するのに重要かもしれない。それに、遺伝的変異が影響する代謝経路を探ることで、TBのような感染症が全身の代謝や免疫機能をどう変えるかについての洞察が得られるかもしれない。
結論
要するに、TBは依然として大きな世界的健康問題だよ。TBに対する感受性に関与する遺伝的および免疫的要因を理解することは重要だよ。こういう研究は、俺たちの免疫システムの複雑さを明らかにして、TBや他の感染症に対する効果的な対策を見つけるための努力を促進するんだ。
特定の遺伝的変異とそれが免疫反応に与える影響を理解することで、科学者たちは新しい治療や予防のターゲットを見つけられるかもしれないし、最終的には世界中のTBの負担を減らす助けになるかもしれないね。
タイトル: History of tuberculosis disease is associated with genetic regulatory variation in Peruvians
概要: A quarter of humanity is estimated to be latently infected with Mycobacterium tuberculosis (Mtb) with a 5-10% risk of developing tuberculosis (TB) disease. Variability in responses to Mtb infection could be due to host or pathogen heterogeneity. Here, we focused on host genetic variation in a Peruvian population and its associations with gene regulation in monocyte-derived macrophages and dendritic cells (DCs). We recruited former household contacts of TB patients who previously progressed to TB (cases, n=63) or did not progress to TB (controls, n=63). Transcriptomic profiling of monocyte-derived dendritic cells (DCs) and macrophages measured the impact of genetic variants on gene expression by identifying expression quantitative trait loci (eQTL). We identified 330 and 257 eQTL genes in DCs and macrophages (False Discovery Rate (FDR) < 0.05), respectively. Five genes in DCs showed interaction between eQTL variants and TB progression status. The top eQTL interaction for a protein-coding gene was with FAH, the gene encoding fumarylacetoacetate hydrolase, which mediates the last step in mammalian tyrosine catabolism. FAH expression was associated with genetic regulatory variation in cases but not controls. Using public transcriptomic and epigenomic data of Mtb-infected monocyte-derived dendritic cells, we found that Mtb infection results in FAH downregulation and DNA methylation changes in the locus. Overall, this study demonstrates effects of genetic variation on gene expression levels that are dependent on history of infectious disease and highlights a candidate pathogenic mechanism through pathogen-response genes. Furthermore, our results point to tyrosine metabolism and related candidate TB progression pathways for further investigation.
著者: Sara Suliman, V. E. Nieto-Caballero, S. Asgari, K. Lopez, S. K. Iwany, Y. Luo, A. Nathan, D. Fernandez-Salinas, M. Chinas, C.-C. Huang, Z. Zhang, S. R. Leon, R. I. Calderon, L. Lecca, M. B. Murray, I. Van Rhijn, S. Raychaudhuri, D. B. Moody, M. Gutierrez-Arcelus
最終更新: 2023-06-27 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.20.23291558
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.20.23291558.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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