ヒトの細胞間相互作用ネットワークの概要を可視化－多細胞生物を構成する細胞の相互作用を体系的に記述－

ヒトの細胞間相互作用ネットワークの

概要を可視化

－多細胞生物を構成する細胞の相互作用

を体系的に記述－

2015年7月27日　理化学研究所

詳細は、リンクを参照して下さい。

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　理化学研究所ライフサイエンス技術基盤

研究センター ゲノム情報解析チームの

ピエロ・カルニンチ チームリーダー、

ジョーダン・ラミロフスキー特別研究員、

アリスター・フォレスト客員主管研究員

らの研究チームは、細胞が互いに

コミュニケーションする際に用いる

タンパク質の大規模な発現解析を行い、

ヒトで機能している細胞間相互作用の

概要を可視化することに成功しました。

　単細胞生物から多細胞生物への進化は、

生物進化における最大の変化の1つです。

　多数の細胞が協調して1つの個体を

作り上げ、その体を維持していくため

には、細胞間コミュニケーション

（細胞間相互作用）が非常に重要です。

　細胞間相互作用は、細胞から分泌される

ホルモンや成長因子などのリガンド[1]と、

細胞膜表面に存在する受容体と呼ばれる

タンパク質の相互作用によって担われて

おり、特定の生命現象に関わるリガンドや

受容体の研究が精力的に行われています。

　しかし、これらのほとんどは数種類の

細胞による限られたリガンド-受容体の

ペアに着目したもので、細胞同士の

相互作用の全体像を体系的に記述した

報告はありませんでした。

　研究チームは、ヒトで報告されている

リガンド-受容体1,894ペアに焦点をあて、

ヒトの初代細胞[2]での発現を網羅的に

解析しました。

　その結果、ほとんどの細胞が数十種から

数百種のリガンドや受容体を発現し、

複数のリガンド-受容体経路を介した

細胞間相互作用ネットワークを構築して

いることが明らかとなりました。

　さらに、リガンドや受容体は細胞種

によって特異的に発現する傾向が

非常に強いこと、多くのリガンド-受容体

のペアが自身と同種の細胞を標的として

いる（自己分泌シグナル伝達）可能性が

高いことなどが分かりました。

　これは、ヒトにおける細胞同士の

相互作用の全体像を可視化した初めての

研究であり、この成果を利用することで、

未知の細胞間相互作用の予測などに

役立つと期待できます。

　研究チームは、リガンド-受容体ペアが

形成するネットワークの関係をユーザーが

検索し可視化できるツールを構築し、

インターネット上で公開しました注1)。

　本研究は、理研が主導する

国際研究コンソーシアムFANTOM5

プロジェクトの一環として実施しました。

　データのダウンロードやツール、

関連論文などは、FANTOM5

プロジェクトホームページ注2)に掲載して

います。

　成果は、英国のオンライン科学雑誌

『Nature Communications』

（6月22日付け：日本時間6月22日）に

掲載されました。

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今後の期待

　リガンドと受容体についての

データベースDLRP、HPMRは、いずれも

10年以上前に構築され、その後十分に

アップデートされていませんでした。

　今回、これらのデータベースの情報を

検証しつつ、最新のリガンド-受容体ペア

の情報を反映したことで、

従来データベースに記載のあった

1,179種類の1.5倍以上にあたる1,849種類

の、より信頼性の高いリガンド-受容体ペア

がリスト化できました。

　これにより、ヒトの細胞間相互作用を

網羅的に解析し、その概要を世界で初めて

可視化することに成功しました。

　さらにこの成果を研究者コミュニティと

共有し、多様な目的に使いやすい

インターフェースとともに提供したことで、

多細胞生物の根源的な理解に向けた

研究基盤となります。

　医学研究の観点からは、細胞膜上に露出

している受容体が重要な創薬ターゲットと

なることが知られています。

　今回の成果は、さまざまな疾患の

創薬ターゲットの探索において、強力な

研究開発支援ツールとなることが

期待できます。

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　素晴らしい研究です。

＞多細胞生物の根源的な理解に向けた

＞研究基盤となります。

＞医学研究の観点からは、

＞さまざまな疾患の創薬ターゲットの

＞探索において、強力な研究開発支援

＞ツールとなることが期待できます。

　良いですね。

　期待しています。