単一細胞解像度での遺伝子発現量的形質座位情報を用いた基底細胞がんの細胞特異的遺伝子の同定
Leveraging expression quantitative trait loci information in single-cell resolution to identify cell-specific genes for Basal cell carcinoma
基底細胞がん(BCC)は最も一般的な皮膚がんであり、UVによるDNA損傷が原因で、免疫監視によって形成される。GWASでは140以上のリスク座位が特定されているが、その細胞タイプ特異的な影響は組織レベルの平均化によって不明瞭であった。本研究では、英国のコホート(症例17,416人、対照375,455人)からのBCC GWAS要約統計量と、OneK1Kリソースの12の免疫細胞タイプからの単一細胞発現量的形質座位(sc-eQTL)データを統合した。OTTERSフレームワークとACAT-Oを組み合わせて単一細胞トランスクリプトーム全ゲノム関連解析(scTWAS)を実施した。GTEx全血を用いたバルクTWASは、比較のための従来の組織平均ベンチマークとして使用された。機能的濃縮は、遺伝子オントロジー(GO)を通じて実施された。GTEx全血を用いたバルクTWASは35個のBCC関連遺伝子を特定したが、scTWASは12のOneK1K細胞タイプ全体で207個の非冗長な感受性遺伝子を明らかにし、主にCD4 T細胞、単球、B細胞に集中していた。機能的濃縮により、バルク解析では見られなかった細胞タイプ特異的なプログラム(CD4 T細胞におけるMHCクラスII抗原提示、単球におけるPRR媒介性自然免疫、B細胞における炎症促進性分泌)が明らかになった。本研究は、単一細胞解像度を用いることで、バルク解析では見逃される細胞タイプ特異的なBCC関連性を明らかにできることを示唆しており、BCCにおける免疫関連遺伝子効果に関する仮説生成的な洞察を提供する。
- 英国コホート(症例17,416人、対照375,455人)のBCC GWAS要約統計量とOneK1Kリソースの12免疫細胞タイプのsc-eQTLデータを統合し、scTWAS解析を実施
- GTEx全血を用いたバルクTWASでは35個のBCC関連遺伝子を特定したのに対し、scTWASは207個の非冗長な感受性遺伝子を同定し、主にCD4 T細胞、単球、B細胞に集中
- 機能濃縮解析により、CD4 T細胞におけるMHCクラスII抗原提示、単球におけるPRR媒介性自然免疫、B細胞における炎症促進性分泌など細胞タイプ特異的な免疫プログラムを発見
本記事は単一細胞解像度のeQTL情報を用いたがん感受性遺伝子の同定手法に関する研究であり、がんゲノム解析の精度向上に寄与するものである。特に従来のバルク解析では見逃されていた細胞タイプ特異的な免疫関連遺伝子効果を明らかにした点が重要で、今後の精密医療や免疫関連創薬の標的探索に応用される可能性がある。ただし、基礎研究段階であり、具体的な製品化や企業の業績への直接的な影響はまだ見えていない。