微生物群集が宿主の免疫反応に影響を及ぼす
宿主に常在する微生物はがんの進行や治療効果に影響を及ぼす可能性があります。食事や薬剤が微生物の多様性を破壊し、微生物の重要な種が宿主免疫への局所的または全身的な影響を引き起こす可能性があります。1,2
将来の治療では、既存のがん治療に、有益な微生物の増殖や有害な微生物の排除を促進させる方法を組み合わせることが期待されています。NGSに基づく研究では続けて宿主微生物相互作用を探索していることから、イルミナはこの分野の将来性を補完し、実現するゲノム技術の発展に努めています。
がん免疫療法と微生物の役割
現代のがん免疫療法の効果は、腸内微生物の組成の影響を受けることがあります。
微生物はがんの進行にさまざまな作用を発揮しうる
サイトカイン放出や炎症に影響を及ぼす微生物は、腫瘍増殖または免疫系が腫瘍増殖を抑制する能力に対して、良い作用または悪い作用を発揮する可能性があります。
NGSによってさまざまな状況で微生物群集のプロファイリングが可能となり、このプロファイリングは新たながん治療法の開発でターゲットとなりうる種や症状を同定する上で非常に重要です。
NGSアプリケーションによって可能となったメタゲノム
NGS法は微生物研究に大革命を起こしました。3個々の細菌の培養やクローン化が不要であるため、NGSによって、健康な人とがん患者から得られたサンプル中の何千もの微生物群集の種を同時に比較できます。大量の新規データを管理できるバイオインフォマティクスツールが開発され、単一細菌解析から転換されたことによって、種の多様性を正確に評価し、微生物群集の動的な変動を測定することが可能になります。
がんにおけるキープレイヤーとしての微生物の出現
微生物ががんや免疫療法に及ぼす影響、およびこの拡大している分野での先端研究を支援するためにNGSが担う役割の概要。
がんにおいて微生物が担う役割を研究するNGS法
複雑な微生物群集を解析できるNGSの性能は、がんまたは薬剤の効果を促進する宿主微生物相互作用の新たな機序を解明するのに役立つ可能性があります。
NGSの処理能力や経費節約によって、メタゲノム研究が促進され、微生物群集全体のゲノム調査ができるようになりました。
微生物への重要な遺伝学的洞察をもたらしうるNGS法：
ショットガンメタゲノミクスシーケンス
複雑な微生物サンプル中のすべての細菌のすべての遺伝子を包括的に採取できるDNA配列法。
16S rRNAシーケンス
所定のサンプル内に存在する細菌を同定・比較するのに用いる16SリボソームRNA遺伝子シーケンス法。
微生物メタトランスクリプトーム解析
複雑なサンプル中の微生物群集によってコードされたすべてのRNAの解析
微生物マルチオミクスがどのようにしてヒトの健康を支えられるか
シーケンステクロノジーによって、腸内微生物をより深く解析できます。今では研究者は、微生物常在菌がどう作用し、がんや自己免疫疾患などの疾患にどのように寄与し、疾患からどのように保護するのかを探索できます。
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がん微生物解析ワークフロー
NGSは、そのハイスループットや高い感度によって、がんサンプルと正常なサンプル中の何千もの微生物の種を同定できます。
以下のをクリックしてワークフローの各ステップで使用する製品をご覧ください。
Nextera XT Library Prep Kit
トランスクリプトームおよびメタトランスクリプトームの情報を解析するため、細菌、ウイルス、その他の微生物のシーケンス対応ライブラリーを調製します。
Illumina Stranded Total RNA Prep with Ribo-Zero Plus能率的な、コスト効率が高い、トータルRNA解析用のスケーラブルなソリューション。
Illumina DNA Prep
ヒト全ゲノムシーケンスからアンプリコン、プラスミド、微生物の種まで、広範囲の用途に対して迅速な統合ワークフロー。
NextSeq 1000および2000システム
コスト効率が高く、使いやすいミッドスループットのベンチトップシーケンサーは、新たなアプリケーションをサポートする極めて高い柔軟性を備えています。
NovaSeq 6000システム生産規模のゲノミクス用のハイスループットおよび低コスト。
16Sメタゲノム解析
GreenGenes分類学的データベースのイルミナ精選版を用いて、16S rRNAターゲットアンプリコン解読の分類学的手法を実施します。
DRAGENメタゲノミクスパイプラインリードに分類学的手法を実施し、単一サンプルおよび集計レポート作成を提供します。
BaseSpace Sequence Hub
シーケンサーの運用を開始し、急速に拡大するラボのためのデータ管理および簡素化されたバイオインフォマティクス。
微生物研究での遺伝子レベルのメタゲノム
Fred Hutchinson Cancer Research CenterのSamuel Minot博士が、メタゲノムシーケンスデータセットからがんなどのヒトの疾患に関連する微生物の種や系統を同定する、新たな遺伝子レベルのバイオインフォマティクス法について論じます。
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関連するアプリケーション
RNA-Seqと一緒にタンパク質の発現を測定する
バルクRNA-Seqにタンパク質検出を組み込む方法と、BEN-Seqのワークフローを開発し、細胞解析に全体的なアプローチを提供します。
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参考文献
- Zama D, Biagi E, Masetti R, et al. Gut microbiota and hematopoietic stem cell transplantation: where do we stand? Bone Marrow Transplant. 2017;52 (1):7-14.
- Schwabe R, Jobin C. The microbiome and cancer. Nat Rev Cancer. 2013;13 (11):800-812.
- Franzosa EA, Hsu T, Sirota-Madi A, et al. Sequencing and beyond: integrating molecular 'omics' for microbial community profiling. Nat Rev Microbiol. 2015;13(6):360-372.