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[病気]  心血管疾患を予測する細胞の行動パターンを発見
2022.1.7 , EurekAlert より:   記事の難易度 1
  

循環する好中球(免疫細胞の一種)が炎症過程でさまざまな行動パターンを獲得することを発見した、というスペイン・国立心血管系疾患研究センター(CNIC)からの研究報告。本研究は、心筋梗塞の影響を最小限に抑えるための新しい治療法につながる可能性のある重要な情報を提供するものであるという。

好中球は、体内の防御の第一線を形成する免疫細胞だが、心臓血管系の細胞を含む健康な細胞にも損傷を与える可能性があるという。「いくつかの研究は、血液中の好中球の存在を心血管疾患のより高いリスクと重症度に関連付けています」と筆頭著者のジョルジアナ・クリニシユーク氏は述べている。

けれども、単純に好中球を除去することによって心血管系を保護することはできない、というのは「身体を脅かす病原体に対して身体を無防備にするからだ」ともクリニシユーク氏は述べている。

この問題を解決するために、研究チームは血管損傷を引き起こす特定のタイプの好中球を同定しようと、生きている動物の毛細血管内の細胞を視覚化できる技術である高解像度の生体顕微鏡法によって細胞を分析した。

研究チームは、サイズ、形状、動きの変化を簡単に測定することで、細胞が血管内でどのように振る舞うかを分析できる、非常に新しい計算システムを設計した。この分析は、炎症過程中の3つの好中球行動パターンを特定し、大きなサイズと血管壁への近接性を特徴とするそのうちの1つだけが心血管損傷に関連していることを示した。

■Fgr分子
この計算システムを動物モデルの大規模な遺伝子分析と組み合わせることで、研究チームは、有害な好中球の行動の原因となる分子を同定することができたという。

研究チームは、この病理学的行動の原因が単一分子、Fgrにあることを発見した。この発見は、心筋梗塞後の炎症と細胞死を防ぐことができる非常に効果的な薬を選択するための鍵を提供するものだという。

「現在は、これを患者の臨床治療に変換するために必要なさらなるテストと分析を継続しようと考えている」とクリニシユーク氏は述べている。

研究チームは、この研究が心血管疾患の治療の改善だけでなく、免疫細胞を分析するための方法論においても大きな進歩を示していると信じているという。「現在の技術によって、研究者は細胞あたりの多数の遺伝子と分子を分析でき、これにより、疾患の発症に関連する多数の細胞集団の発見が可能になりました」と共筆頭著者のミゲル・パロミノ=セグラ博士は説明する。

それにもかかわらず、と彼は付け加えた。「私たちのモデルは、細胞の遺伝的プロファイルからではなく、疾患中の活動から細胞を特定できるので、ユニークです。これは、病態のダイナミズムを利用して新しい情報を生成する免疫プロセスの研究に対するまったく新しいアプローチです。」

「このアプローチの鍵は、好中球がその形状、活動、および移動能力をほんの数秒で変化させる能力です。これらの急激な変化は顕微鏡下でのみ捉えることができます」と主任研究者のアンドレス・イダルゴ博士は述べている。

これらの画像の可能性を最大限に引き出すために、研究チームはマドリードのカルロス3世大学のエンジニアと協力して、生体組織の測定を行うための新しいコンピュータービジョン技術を開発した。

この研究では、数千の細胞から得られた巨大なデータセットを体系的に組み合わせて比較するために必要な計算能力を開発するための多大な努力も必要だったという。「この技術は他の種類のデータにも適用されていますが、これは顕微鏡データを処理するための最初の使用例であり、その結果は驚くべきものです」と、共著者のジョン・シシリア氏は述べている。

出典は『ネイチャー』。 (論文要旨)      
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