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Establishment of the method to identify the ulcerative colitis patients with high risk of colorectal cancer

Research Project

Project/Area Number 17K10628
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Digestive surgery
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

Toiyama Yuji  三重大学, 医学系研究科, 准教授 (00422824)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 靖浩  三重大学, 医学系研究科, 客員准教授 (20324535)
楠 正人  三重大学, 医学系研究科, 教授 (50192026)
荒木 俊光  三重大学, 医学系研究科, 准教授 (70343217)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords潰瘍性大腸炎 / 大腸癌 / DNAメチル化 / 癌化 / バイオマーカー
Outline of Final Research Achievements

We conducted comprehensive methylation array to identify novel DNA methylation markers for predicting the risk of neoplasia in UC patients.We collected 23 rectal samples from UC patients with CRC and 24 rectal samples from UC patients in cohort1. We also collected 8 rectal samples from UC patients with CRC and 24 rectal samples from UC patients without CRC in cohort 2.
We identified 486 differentially methylated regions (DMRs) with absolute delta beta-value > 0.1 in rectal mucosal tissues of UC patients with CAC compared with that without neoplasia. Next, pathway enrichment analysis was performed to select coordinately methylated DMRs, and 180 DMRs were extracted. Finally, optimal 11 DMRs were selected by the Elastic Net classification algorithm. In the ROC analysis for cohort 1, the AUC was 0.96. For cohort 2, the AUC was 0.81. We identified 11 DMRs for identifying UC patients with high risk of developing CAC.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

同一臓器内に同時・異時性多発癌が生じやすくする”Field cancerization”の概念がDNAメチル化の分野で提唱されており、その変化を評価することにより、発癌の素地を検出可能と考え、本研究へ応用した。直腸粘膜の採取で、全大腸のどの部位にも大腸癌が発生しているリスク評価ができる結果であり、この結果を臨床応用可能であれば、潰瘍性大腸炎患者の癌化診断に対して、年に一度繰り返し行われる大腸内視鏡検査やそれに伴う多数の生検による侵襲的負担の軽減、癌化の見落としによる不幸な予後の回避、さらには高齢化による高騰する医療費の削減にも効果が発揮されるものであると考えている。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Inflammation-Associated Microsatellite Alterations Caused by MSH3 Dysfunction Are Prevalent in Ulcerative Colitis and Increase With Neoplastic Advancement.2019

    • Author(s)
      Munakata K, Koi M, Kitajima T, Tseng-Rogenski S, Uemura M, Matsuno H, Kawai K, Sekido Y, Mizushima T, Toiyama Y, Yamada T, Mano M, Mita E, Kusunoki M, Mori M, Carethers JM.
    • Journal Title

      Clin Transl Gastroenterol.

      Volume: 10 Issue: 12 Pages: e00105-e00105

    • DOI

      10.14309/ctg.0000000000000105

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comprehensive analysis identifying aberrant DNA methylation in rectal mucosa from ulcerative colitis patients with neoplasia.2018

    • Author(s)
      Toiyama Y, Okugawa Y, Kondo S, Okita Y, Araki T, Kusunoki K, Uchino M, Ikeuchi H, Hirota S, Mitsui A, Takehana K, Umezawa T, Kusunoki M.
    • Journal Title

      Oncotarget.

      Volume: 4 Issue: 69 Pages: 33149-33159

    • DOI

      10.18632/oncotarget.26032

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Panel of Methylated MicroRNA Biomarkers for Identifying High-Risk Patients With Ulcerative Colitis-Associated Colorectal Cancer.2017

    • Author(s)
      Toiyama Y, Okugawa Y, Tanaka K, Araki T, Uchida K, Hishida A, Uchino M, Ikeuchi H, Hirota S, Kusunoki M, Boland CR, Goel A.
    • Journal Title

      Gastroenterology.

      Volume: 153 Issue: 6 Pages: 1634-1646

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2017.08.037

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小児潰瘍性大腸炎患者の直腸粘膜におけるmicroRNA-124メチル化の意義2019

    • Author(s)
      小池 勇樹, 問山 裕二, 奥川 喜永, 長野 由佳, 松下 航平, 大北 喜基, 井上 幹大, 荒木 俊光, 内田 恵一, 楠 正人
    • Organizer
      日本外科学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 網羅的DNAメチル化解析から抽出した潰瘍性大腸炎合併大腸癌診断マーカー2019

    • Author(s)
      問山 裕二, 山本 晃, 奥川 喜永, 楠 蔵人, 大村 悠介, 藤川 裕之, 大北 喜基, 廣 純一郎, 大井 正貴, 楠 正人
    • Organizer
      日本消化器外科学
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 網羅的メチル化解析から抽出したOPLAHメチル化異常の潰瘍性大腸炎における臨床的意義2019

    • Author(s)
      問山 裕二, 山本 晃, 奥川 喜永, 楠 蔵人, 楠 由紀奈, 大村 悠介, 市川 崇, 井出 正造, 志村 匡信, 北嶋 貴仁, 藤川 裕之, 安田 裕 美, 大北 喜基, 横江 毅, 廣 純一郎, 大井 正貴, 荒木 俊光, 内田 恵一, 楠 正人
    • Organizer
      日本大腸肛門病学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 潰瘍性大腸炎癌化リスク診断としての直腸粘膜生検によるDNAメチル化測定法2018

    • Author(s)
      問山 裕二, 奥川 喜永, 楠 正人
    • Organizer
      JDDW
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 癌合併潰瘍性大腸炎患者診断マーカー同定のための直腸粘膜における網羅的DNAメチル化解析2018

    • Author(s)
      問山 裕二, 北嶋 貴仁, 奥川 喜永, 廣 純一郎, 楠 正人
    • Organizer
      日本癌学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 遺伝子のメチル化レベルを指標にした潰瘍性大腸炎関連大腸癌の診断に有用なバイオマーカーの確立2018

    • Author(s)
      山本 晃, 問山 裕二, 奥川 喜永, 重盛 恒彦, 市川 崇, 近藤 哲, 藤川 裕之, 廣 純一郎, 荒木 俊光, 楠 正人
    • Organizer
      日本消化器外科学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Field effectとEpigenetic driftの概念を利用したMicroRNA のメチル化による潰瘍性大腸炎癌化のハイリスク診断2018

    • Author(s)
      問山裕二
    • Organizer
      日本外科学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] miRNAsメチル化マーカーパネルを用いた潰瘍性大腸炎患者の癌化リスク診断2017

    • Author(s)
      問山裕二,奥川喜永,荒木俊光,小林美奈子,大北喜基,田中光司,井上靖浩,内田恵一,毛利靖彦,楠正人
    • Organizer
      日本消化器外科学会総会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Book] 大腸がんperspective2019

    • Author(s)
      問山 裕二, 楠 正人
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      メディカルレビュー社
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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