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皮膚マイクロバイオームの皮膚T細胞リンパ腫における役割

研究が皮膚のバイ菌が皮膚T細胞リンパ腫の進行にどう影響するかを明らかにした。

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目次

皮膚T細胞リンパ腫(CTCL)は、主に皮膚に存在する特定の白血球、特にT細胞に影響を与えるがんの一種だよ。CTCLの中でも、マイコシス・ファンゴイデス(MF)が最も一般的な形。アメリカでは、毎100万人あたり約4.1件の症例が報告されてる。MFの患者は、がん化したT細胞や一部の正常な免疫細胞が成長して作る複数の皮膚病変を持つことが多いんだ。病気が進行すると、これらのがん細胞と正常細胞が皮膚に集まってきて、影響を受けた部分の炎症や赤みが増してくる。

MFの病変は、どれだけ多くの免疫細胞が集まって、皮膚がどれだけ炎症を起こしているかに基づいて分類できる。主に3つの段階がある:パッチ、プラーク、そして腫瘍。初期段階(IA – IIA)では、MFはあまり攻撃的ではなく、多くの患者が良い生存率を持ってる。でも、進行した段階になると生存の可能性はかなり低く(約20%)、MFがどのように発生するのかの理由は完全にはわからなくて、利用可能な治療法が限られてるから治すのは難しいんだ。

MFの発展

MFは、皮膚に存在する成熟したT細胞から始まると考えられてる。これらの細胞は、感染に応答する準備ができた他のメモリーT細胞に似ているんだ。でも、一部の研究者は、がん化の変化が、T細胞がまだ胸腺で発展している特定の初期段階に起きるかもしれないとも考えてる。これらの細胞の初期の変化が皮膚に向かうことがあって、そこで成長して病変を形成するかもしれない。

今のところ、T細胞が変化してMFで制御不能に成長する原因は不明だよ。いくつかのウイルスが疑われていて、他のタイプのリンパ腫がウイルス感染に関連しているから、MFの患者は他のウイルス関連のがんを同時に発症したり、後で発症するリスクが高いとされてる。ただ、さまざまな研究がウイルスのMFにおける正確な役割について矛盾する結果を示しているんだ。

MFに影響を及ぼす経路

MFの発展のメカニズムはまだ研究中だよ。正常なT細胞では、その活動や成長は3つの信号によって制御されている。最初の信号は、特定のタンパク質がT細胞受容体を活性化するときに起こる。2番目の信号は共刺激と呼ばれていて、さまざまな分子を通じて最初の信号を強化する。3番目の信号はサイトカインに関与していて、これは免疫反応に関与する物質だよ。TCRと共刺激の信号は、T細胞の活動に影響を与える経路につながるんだ。

MFでは、これらの経路の多くがうまく機能していなくて、TCR、共刺激経路、サイトカイン経路の活動にそれが見られるんだ。でも、MFの遺伝子の活動は患者間や同じ人の中でも大きく異なっていて、共通の原因を特定するのが難しいんだ。

皮膚マイクロバイオームの役割

最近の研究では、皮膚マイクロバイオーム、つまり私たちの皮膚に存在するさまざまな細菌や他の微生物がMFの発展に影響を与えるかもしれないことが示唆されているよ。MFの患者の中には、より攻撃的な病気の兆候が見られ、皮膚病変で特定のスタフィロコッカス・アウレウスの菌株が確認されたんだ。この菌株は、悪化した臨床結果と関連していたよ。対照的に、よりバランスの取れた皮膚マイクロバイオームを持つ別のグループの患者は、より良い結果を示したんだ。

重要な発見は、特定の病原性因子(spa)を持つS. aureusの菌株が、より悪化した病気を持つ患者に多く見られたこと。これは、T細胞の共刺激にとって重要なNF-κBシグナル経路を活性化することが知られていて、MFの進行に寄与するかもしれないんだ。一部の研究では、より攻撃的なMFの形態においてこの経路の異常な活動が記録されていて、皮膚マイクロバイオームが病気において重要な役割を果たすという仮説を強化しているよ。

マイクロバイオームの影響を調査する

マイクロバイオームがMFに影響を与えるかをテストするために、研究者たちはRNAシーケンシングを含む広範な分析を行ったんだ。これは皮膚サンプルの遺伝子活動を調べるもので、同じ患者のマイクロバイオームとウイルス成分を研究する他のアプローチも含まれてる。

これらの研究から3つの主要な観察結果が得られたよ:

  1. 遺伝子活動の変動性:患者間の遺伝子活動の違いは、主にT細胞シグナルの異なる経路がどのように活性化されたかによって駆動されていた。研究者が微生物の影響を考慮しなかった場合、遺伝子活動の変動性が減少して、皮膚マイクロバイオームが病気のシグナルを形作る重要な役割を果たしていることを示唆している。

  2. S. aureusと経路の活性化:分析は、悪化した病気の患者に関連するS. aureusの菌株が特定のシグナル経路、つまり非古典的なNF-κBとIL-1Bシグナルを引き起こすことを示した。これらの経路はT細胞の生存と活性化に寄与していて、このS. aureusの菌株がT細胞活動を高めることで病気を悪化させる可能性があることを示唆している。

  3. ウイルス免疫応答:研究者たちは、MFの患者においてウイルスに対する活発な免疫応答があることを発見した。特に、エプスタイン・バーウイルス(EBV)とヒトパピローマウイルス71(HPV71)が皮膚病変と血液の両方でより多く見られる傾向があり、これらのウイルスが病気の発展に関与している可能性があることを示している。

患者コホートの理解

この研究には、MFと診断された10人の患者が関与していて、アクティブな病変と影響を受けていない皮膚からサンプルが収集された。研究者たちは、あるサブグループの患者(ΔSA陽性)が病変でのS. aureusのレベルが増加しているのに対し、別のサブグループ(ΔSA中立)はそのような増加がないことを観察した。ΔSA陽性の患者は中立の患者よりも臨床的な見通しが著しく悪かったんだ。

遺伝子活動に関する主要な発見

RNAシーケンシングの分析は、MFの病変タイプ間で遺伝子発現の強い違いを示した。研究者たちは、MFで破壊された経路を探りながら、遺伝子発現データを分析するためにさまざまな方法を使用したんだ。T細胞シグナルに関連する経路は、異なる病変タイプを持つ患者で顕著に異なっていたよ。

この分析は、マイクロバイオームの影響が遺伝子活動の変動に中心的な役割を果たしていることも際立たせていて、マイクロバイオームのデータをトランスクリプトームデータと統合した後、遺伝子活動のパターンの複雑さが減少したことからも、マイクロバイオームがMFに関連する遺伝子発現に大きく影響を与えることを示している。

MFにおける微生物応答

研究者たちは、皮膚マイクロバイオームがMF患者の遺伝子活動にどのように影響しているかを詳しく調べたんだ。特定の経路が異なる微生物集団に応じて活性化されていることがわかったよ。具体的には、パッチ病変の患者とプラーク病変の患者では、細菌成分に対する応答を活性化する経路が異なっていたんだ。

プラーク病変では、特にS. aureusに応答する経路がより活発で、皮膚マイクロバイオームがMFにおける免疫応答を調整する重要な役割を果たしていることを示している。これらの患者では、S. aureus感染に対抗する経路が豊富に見られ、これはこの細菌の過成長に対する反応を示唆しているよ。

マイクロバイオームと病気の進行の関連

マイクロバイオームデータと遺伝子発現データの統合は、異なる細菌集団、およびそれらがT細胞シグナルに与える影響と患者の臨床結果との関係を明確にした。この研究は、S. aureusの菌株の存在とT細胞活動を促進する経路の活性化の間に正の相関関係があることを指摘している。

特に、このS. aureusの菌株がT細胞の生存と増殖を可能にする経路を活性化する可能性があり、MFにおける悪性T細胞の特性をもたらすことが示されているんだ。

MFの原因におけるウイルス要因

研究のもう一つの重要な発見は、MFにおけるウイルスの潜在的な役割だったよ。特にEBVとHPV71の高ウイルス量が皮膚病変と血液の両方に見られた。ウイルスの存在は、これらのウイルスに対する免疫応答の証拠と組み合わさって、彼らがMFの発展に寄与するかもしれないことを示唆している。

皮膚病変では、T細胞が非病変皮膚にいるT細胞よりもEBV関連タンパク質を認識する可能性が高いことが示されていて、T細胞がウイルス抗原に反応してMFの発展にウイルスが関与していることを示しているんだ。

結論:MFの発展モデル

全体的な発見は、皮膚マイクロバイオーム、T細胞活動、そしておそらくウイルス感染の間に複雑な相互作用があることを示唆しているよ。この研究は、T細胞における初期のがん化の変化がウイルス感染のような要因に影響されるかもしれないと提案していて、一旦悪性T細胞が皮膚に浸潤すると、微小環境に反応してマイクロバイオームに変化をもたらし、病気の進行をさらに推進するんだ。

バランスの取れたマイクロバイオームを持つ患者では、臨床的な結果が良い傾向があるんだけど、S. aureusのような優勢な病原体を持つ患者では、病気の予後が著しく悪化するんだ。この複雑な相互作用はMFの新たな理解の可能性を示唆していて、将来の治療戦略の開発に向けて重要なんだよ。

今後の方向性

今後は、より大規模な患者グループを対象にした長期的な研究が必要だね。これらの努力は、異なる要因がMFの発展や進行にどのように影響するかを明確にし、MFに苦しむ患者の管理や治療オプションの向上につながるかもしれない。細菌、ウイルス、免疫応答の相互関係を理解することが、MFの背後にある正確なメカニズムとその多様な臨床結果を解明する鍵となるだろうね。

要約

この研究は、皮膚マイクロバイオームが皮膚T細胞リンパ腫の進行に影響を与える重要な役割を強調しているよ。潜在的なウイルス要因との相互作用や重要な経路を特定することで、今後この複雑な病気の基本メカニズムを探る基盤が築かれたんだ。科学コミュニティがこれらの関係を調査し続ける中で、MFに影響を受けた人々のために、より効果的な治療が開発され、最終的には患者のケアと結果を改善することが期待されているよ。

オリジナルソース

タイトル: Multiomic Data Integration Reveals Microbial Drivers of Aetiopathogenesis in Mycosis Fungoides

概要: BackgroundMycosis fungoides (MF) represents the most prevalent entity of cutaneous T cell lymphoma (CTCL). The MF aetiopathogenesis is incompletely understood, due to strong transcriptomic heterogeneity and opposing perspectives on the initial oncologic transformation mapping the event to both early thymocytes and mature, effector memory T cells. Recently, using clinical specimen, our group showed that the skin microbiome aggravates disease course, mainly driven by an outgrowing, pathogenic S. aureus strain carrying the virulence factor spa, which reportedly activates the T cell signalling pathway NF-{kappa}B. MethodsTo further investigate the role of the skin microbiome in MF aetiopathogenesis, we here performed RNA sequencing, multiomic data integration of the skin microbiome and skin transcriptome using Multi-Omic Factor Analysis (MOFA), virome profiling, and T cell receptor (TCR) sequencing in 10 MF patients representing a subset of our previous study cohort. ResultsWe observed that inter-patient transcriptional heterogeneity may be largely driven by differential activation of T cell signalling pathways. Strikingly, the MOFA model resolved the heterogenous activation pattern of T cell signalling after denoising the transcriptome from microbial influence. The MOFA model showed that the outgrowing S. aureus strain evoked signalling by non-canonical NF-{kappa}B and IL-1B, which likely fuelled the aggravated disease course. Further, the MOFA model revealed aberrant pathways of early thymopoiesis alongside enrichment of antiviral innate immunity. In line, viral prevalence, particularly of Epstein-Barr virus (EBV), trended higher in both lesional skin and the blood compared to nonlesional skin. Additionally, TCRs in both MF skin lesions and the blood were significantly more likely to recognize EBV peptides involved in latent infection. ConclusionsFirst, our findings suggest that S. aureus with its virulence factor spa fuels MF progression trough non-canonical NF-{kappa}B and IL-1B signalling. Second, our data provide insights into the potential role of viruses in MF aetiology. Last, we propose a model of microbiome-driven MF aetiopathogenesis: Thymocytes undergo initial oncologic transformation, potentially caused by viruses. After maturation and skin infiltration, an outgrowing, pathogenic S. aureus strain evokes activation and maturation into effector memory T cells, resulting in aggressive disease.

著者: Volker Mailaender, P. Licht

最終更新: 2024-01-15 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.15.575621

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.15.575621.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/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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