名古屋大学大学院医学系研究科システム生物学分野の小嶋泰弘 特任講師、島村徹平 教授、分子細胞免疫学の西川博嘉 教授と、三重大学大学院医学系研究科血液・腫瘍内科学の永春圭規 博士課程学生（現 市立四日市病院）、三重大学医学部附属病院輸血・細胞治療部の大石晃嗣 病院教授（部長）らの研究グループは、小嶋特任講師が開発した深層生成モデルとスプライシング数理モデルの融合により、単細胞レベルの RNA 遺伝子発現の網羅的解析(scRNA-seq)から細胞分化の方向性の“ゆらぎ”を定量的に解析する手法と、大石教授らが開発した包括的リンパ球培養法を用いて、抗体産生に関わるヒト B リンパ球と I 型インターフェロンを分泌する形質細胞様樹状細胞(pDC)が共通の前駆細胞由来であること、この細胞分岐点で細胞分化の方向性が大きくゆらぐこと、接着分子である LFA-1 がpDC 方向への分化（のゆらぎ）に関連すること等を発見しました。

血液細胞の分化は、造血幹細胞から骨髄球系およびリンパ球系前駆細胞に分岐し、さらに様々な細胞に段階的に分岐していく(tree-like model)と考えられていましたが、scRNA-seq 解析の進歩により、現在では、血液細胞の分化は連続的(continuous)に起きるという考え方が主流となっています。本研究グループは今回の研究で、特定の細胞分岐では、外因性あるいは内因性因子の影響を受けて細胞分化の方向性が大きくゆれることを明らかにし、新しい分化モデル(fluctuation-based differentiation model)を提唱しました。

本研究成果は、2022 年 8 月 30 日に、国際学術誌「Cell Reports」にオンライン掲載されました。

【ポイント】

○ 細胞分化の方向性のゆらぎを定量化する新たな scRNA-seq 解析法(VICDYF 法)を独自開発

○ ヒト B リンパ球と形質細胞様樹状細胞がゆらぎの高い共通の前駆細胞由来であることを解明

○ 特定の細胞分岐では細胞分化の方向性が大きくゆれることを明らかにし、新しい分化モデルを提唱

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【論文情報】

掲雑誌名：Cell Reports

論 文 タ イ トル ： A bifurcation concept for B-lymphoid/plasmacytoid dendritic cells with largely fluctuating transcriptome dynamics

著 者 ： Keiki Nagaharu,^1,10 Yasuhiro Kojima,^2,10 Haruka Hirose,² Kodai Minoura,² Kunihiko Hinohara,^3,4 Hirohito Minami,¹ Yuki Kageyama,¹ Yuka Sugimoto,¹ Masahiro Masuya,¹ Shigeru Nii,⁵ Masahide Seki,⁶ Yutaka Suzuki,⁶ Isao Tawara,¹ Teppei Shimamura,^2,4 Naoyuki Katayama,¹ Hiroyoshi Nishikawa,^3,4,7,8 and Kohshi Ohishi⁹

所属名：¹ Department of Hematology and Oncology, Mie University Graduate School of Medicine, Tsu 514-8507, Japan

² Division of Systems Biology, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya 466-8550, Japan

³ Department of Immunology, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya 466-8550, Japan

⁴ Institute for Advanced Research, Nagoya University, Nagoya, Japan

⁵ Shiroko Women’s Hospital, Suzuka 510-0235, Japan

⁶ Department of Computational Biology and Medical Sciences, The University of Tokyo, Kashiwa 277-8561, Japan

⁷ Division of Cancer Immunology, Research Institute, National Cancer Center, Tokyo 104-0045, Japan

⁸ Division of Cancer Immunology, Exploratory Oncology Research and Clinical Trial Center (EPOC), National Cancer Center, Chiba 277-8577, Japan

⁹ Department of Transfusion Medicine and Cell Therapy, Mie University Hospital, Tsu 514-8507, Japan

¹⁰ These authors contributed equally

DOI：10.1016/j.celrep.2022.111260

【研究代表者】

大学院医学系研究科　西川 博嘉　教授

https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/laboratory/basic-med/micro-immunology/immunology/