免疫ゲノミクス

免疫レパートリーシーケンス（IR-Seq）

免疫プロファイリングにより、BCRおよびTCRレパートリーに関する遺伝子レベルの洞察を得る

ラボライブラリー調製のサイエンティスト

免疫レパートリーシーケンスとは何か？

免疫レパトアシーケンス（IR-Seq） は、次世代シーケンス（NGS）を用いて B細胞受容体（BCR） と T細胞受容体（TCR） の多様性を網羅的にプロファイルする手法です。1 IR-Seqにより、研究者はレパートリーの多様性やクローン性を詳細に評価し、血液悪性腫瘍、自己免疫疾患、その他の疾患に関連する受容体配列 を解析することが可能になります。2さらに IR-Seq は、BCR および TCR を高解像度で解析するために必要な 高スループット と 高感度 を提供し、健康と疾患における 適応免疫に関する知見をもたらします。

BCRおよびTCRシーケンスの免疫レパートリーは、感染症、自己免疫疾患、およびがんに応じて動的に変化します。循環抗原受容体のレパートリーは、多様なプールから、免疫反応中に拡大した抗原特異的クローンに支配されるプールへと変化します。したがって、免疫レパートリーの構成を理解することは、免疫介在性疾患の理解を深めるため、および治療開発に情報を与えるために不可欠です。3

このページには以下が記載されています：

免疫レパートリーの定義

免疫レパートリーシーケンスソリューション

免疫レパートリー解析のためのマルチオミクスアプローチ

注目のウェビナー

IR-Seqに関するFAQ

免疫レパートリーの定義

適応免疫系は、主にT細胞とB細胞という2つの主要なリンパ球タイプで構成されています。これらの免疫細胞は、抗原受容体の非常に多様なレパートリーを生成する遺伝子組み換えプロセスを通して病原体からの保護を提供するために不可欠です。4抗原受容体がターゲット病原体を認識すると、一連のイベントが発生し、その受容体を増幅し、追加の免疫細胞が集められて感染が排除されます。

機能的BCRとTCRはV(D)J組み換えによって形成され、可変（V）、多様性（D）、結合（J）遺伝子セグメントが確率的に組み換えられます。このプロセスでは、健康な人において、BCRとTCRのきわめて多様な集団が生まれます。BCRレパートリーとTCRレパートリーというBCRとTCRの完全なコレクションは、免疫レパートリーを構成します。5

Representation of TCR-β V(D)J gene recombination to help clarify TCR diversity in regards to immune repertoire sequencing.

TCR-β V(D)J遺伝子再構成の模式図。染色体7上に位置するTCR-β遺伝子座は、約620 kbにわたります。V(D)J再構成の過程では、2つのD領域のうち1つが、13あるJ領域のうちの1つとランダムに結合します。続いて、50以上あるV領域の中からランダムに選択された1つが付加され、最終的に約500 bpのVDJ領域が形成されます。さらに、これらの遺伝子セグメントが結合する際の機構により塩基対の多様性が導入され、セグメントの組み合わせ選択と相まって、TCRの多様性が生み出されます。TCR α鎖についても同様の過程が起こりますが、Dセグメントは存在しません。CDR = 相補性決定領域。

免疫レパートリーシーケンスソリューション

  • 検証済みサードパーティ製ライブラリー調製キットをご確認いただき、IR-Seqワークフローに最適なソリューションを見つけるために、当社のシーケンシングシステムをご覧ください。

IR-Seqライブラリー調製キット

免疫レパートリーライブラリーソリューションの選択は、インプット、手法、シーケンスされた領域、鎖タイプなどのさまざまな要因に依存します。IR-Seqアプリケーションのニーズに合った、検証済みサードパーティ製ライブラリー調製キットをお選びください。

IR-Seqアプリケーション用検証済みサードパーティライブラリー調製キットa

解像度およびシーケンス対象領域 プロバイダーおよびキット名 ターゲット受容体 推奨シーケンスリード長
バルクRNA-Seq
CDR3/完全長		 New England Biolabs
NEBNext Immune Sequencing Kit (Human) (E6320S, E6320L)		 BCR、TCR、または
BCR + TCR 		 2 × 300 bp 
バルクRNA-Seq
CDR3/完全長		 New England Biolabs
NEBNext Immune Sequencing Kit (Mouse) (E6330S, E6330L)		 BCR、TCR、または
BCR + TCR 		 2 × 300 bp 
バルクRNA-Seq
CDR3/完全長		 QIAGEN
QIAseq Immune Repertoire RNA Library Kit（333705）		 TCR 2 × 300 bp 
バルクRNA-Seq
CDR3/完全長		 タカラ
SMART-Seq Human TCR (with UMIs) (634780, 634781, 634779)		 TCR 2 × 300 bp 
バルクRNA-Seq
CDR3/完全長		 タカラ
SMART-Seq Human BCR (with UMIs) (634777, 634778, 634776)		 BCR 2 × 300 bp 
シングルセル
CDR3/完全長		 BDバイオ
BD Rhapsody TCR/BCR Multiomic Assay Kit（665828、665829）		 BCR、TCR、または
BCR + TCR 		 85 × 215 bpbまたは
2 × 300 bp 
  1. 代表的なライブラリーは、ユニークな分子インデックス（UMI）テクノロジーを使用しており、エラー修正、重複排除、パイプラインから得られる信頼性の高いリードを提供します。 
  2. シングルセルのラン構成は、小型の300サイクルキットカートリッジと互換性があります。

IR-Seq装置

MiSeq i100 in lab

MiSeq i100 シリーズ

MiSeq i100シリーズには10種類の試薬構成があります。これらの構成オプションには、最大2 × 300 bpのリード長を持つIR-Seqが含まれ、500万～1億リードおよび1.5 Gb～30 Gbの出力範囲をサポートします。この容量の拡大により、研究者はサンプルのスループットを高め、より深いシーケンスを行うことができます。 

NextSeq 1000 and NextSeq 2000 System in lab

NextSeq 1000システムとNextSeq 2000システム

免疫レパトリーの膨大で複雑な多様性を詳細に解析するためには、高いシーケンス深度 が不可欠です。検証済みライブラリー調製キットや、免疫レパトリーを精密に捉えるのに十分なリード数を提供する NextSeq 1000／NextSeq 2000 シーケンスシステム について、ぜひ詳しくご覧ください。

IR-Seqアプリケーションノートをダウンロードする
Benchtop applications eBook

ゲノム研究をより身近に

マルチオミクス、ターゲットDNAシーケンス、エクソームシーケンス、免疫レパートリーシーケンスなど、当社のベンチトップシーケンスシステムでで利用可能な人気の手法やアプリケーションをご紹介。

免疫レパートリー解析のためのマルチオミクスアプローチ

マルチオミクスは、ゲノミクス、トランスクリプトミクス、エピジェネティクス、プロテオミクスなどの複数の分子レベルのデータセットを組み合わせることで、強力な生物学的洞察を提供する統合アプローチです。マルチオミクスにより、異なる生物学的レベルがどのように相互作用するかをより包括的かつ統合的に理解することが可能です。さらに、異なるNGS技術を組み合わせることで、免疫レパートリー、薬剤耐性メカニズム、および将来の疾患治療戦略の可能性に対する理解を深めるマルチオミクスな洞察を得ることができます。6

マルチオミクスデータセットは本質的に複雑であり、解析は大きな課題となっています。Illumina Connected Multiomicsソフトウェアは、研究者に直感的でスケーラブルな解析を提供し、サンプルから洞察までのワークフローを合理化します。これらのビルトイン機能により、生物学者はバイオインフォマティクスのバックグラウンドなしに、自信を持って強力な統計とインタラクティブな視覚化を生成できます。マルチオミクスリソースページでは、複数のオムにまたがる研究を拡大し、マルチオミクスデータ解析と可視化のニーズに対応するIllumina Connected Multiomicsソフトウェアについてご紹介します。

scientist in lab reviewing data on laptop

注目のウェビナー

がん免疫療法におけるマルチオミクス

Samra Turajlic氏（The Francis Crick Institute）、Rong Fan氏（Yale University）、Christina Leslie氏（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）らの学際的な専門家パネルにて、マルチオミクスを用いた研究の進歩と課題について解説します。

シングルセルレベルでの免疫学の発見

Dr Pandurangan Vijayanand（La Jolla Institute of Immunology）、Shane Liddelow（NYU Langone）、およびMenna Clatworthy（University of Cambridge）が、シングルセルシーケンステクノロジーを使用してさまざまな分野で達成された進歩について語ります。

IR-Seqに関するFAQ

レパートリーシーケンスデータを得るためには、以下の3つの主要なアプローチが用いられます。

  1. バルク組織解析：精製されたトータルRNAは、免疫受容体遺伝子のすべてのVセグメントとCセグメントに対してマルチプレックスPCRにかけられます。得られたアンプリコンはNGSによってシーケンスされ、その後データ解析が行われます。
  2. シングルセルレパートリーシーケンス：個々のB細胞とT細胞はシングルセルトランスクリプトームシーケンスを受け、通常はBCR遺伝子とTCR遺伝子のシーケンス特異的プライマーを使用したエンリッチメントPCRによって行われます。調製済みライブラリーはNGSでシーケンスし、解析します。 
  3. バイオインフォマティクスベースの再構成：バルクRNAシーケンスとシングルセルシーケンスデータの公開データベースは、計算アプローチを使用して免疫レパートリーシーケンスを再構築するために用いられます。3

免疫学では、免疫レパートリーとは、特定の時点での個々のBCRとTCRの完全なコレクションを指します。しかし、BCRレパートリーとTCRレパートリーは動的であり、免疫反応中に急速に変化する可能性があります。

抗体レパートリーは液性免疫を提供する上で重要な役割を果たし、個々のBCRと抗体シーケンスの完全なコレクションによって定義されます。7

IR-Seqは、基本的な免疫学、免疫レパートリーの特性評価、ワクチン研究、リンパ球系統の追跡など、多数の研究分野で使用されています。8

ゲノムを用いた免疫疾患に関する洞察を得るには、免疫ゲノミクス研究ページをご覧ください。

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参考文献

  1. Woodsworth DJ, Castellarin M, Holt RA. Sequence analysis of T-cell repertoires in health and disease. Genome Med. 2013;5(10):98. doi:10.1186/gm502
  2. Robins H. Immunosequencing: applications of immune repertoire deep sequencing. Curr Opin Immunol. 2013;25(5):646-652. doi:10.1016/j.coi.2013.09.017
  3. Katoh H, Komura D, Furuya G, Ishikawa S. Immune repertoire profiling for disease pathobiology. Pathol Int. 2023;73(1):1-11. doi:10.1111/pin.13284
  4. InformedHealth.org. Cologne, Germany: Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG); 2006. In brief: The innate and adaptive immune systems. ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279396. Accessed September 12, 2025. 
  5. Liu H, Pan W, Tang C, et al. The methods and advances of adaptive immune receptors repertoire sequencing. Theranostics. 2021;11(18):8945-8963. doi:10.7150/thno.61390 
  6. Wu X, Yang X, Dai Y, et al. Single-cell sequencing to multi-omics: technologies and applications. Biomark Res. 2024;12:110. doi:10.1186/s40364-024-00643-4 
  7. Miho E, Roškar R, Greiff V, Reddy ST. Large-scale network analysis reveals the sequence space architecture of antibody repertoires. Nat Commun. 2019;10(1):1321.  doi:10.1038/s41467-019-09278-8 
  8. Ma KY, He C, Wendel BS, et al. Immune Repertoire Sequencing Using Molecular Identifiers Enables Accurate Clonality Discovery and Clone Size Quantification. Front Immunol. 2018;9:33. doi:10.3389/fimmu.2018.00033