高悪性度EGFR変異型肺腺癌の分子病理（MUC21を指標とした網羅的変異検索）

• Project/Area Number: 18K15086
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 49020:Human pathology-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 松村 舞依 横浜市立大学, 医学部, 助教 (50812997)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: EGFR変異肺腺癌 / MUC21 / 微小乳頭状亜型 / 全エクソーム解析 / バイオインフォマティクス解析 / 肺癌 / 肺腺癌 / EGFR変異

Outline of Annual Research Achievements

我々の研究ではこれまでに、高悪性度EGFR肺腺癌が微小乳頭状成分を伴うこと(Matsumura M et al. 2016 PLoS One）を示し、微小乳頭状組織亜型の悪性度を規定する分子基盤の解明を目標としてきた。我々はムチンタンパク質のひとつであるMUC21がこのような微小乳頭状成分に特異的に発現していること、MUC21を高発現するがん細胞はリンパ管侵襲性が極めて強く特に悪性度が高いことを明らかにした(Matsumura M et al. 2019 PLoS One)。さらに、EGFR肺腺癌凍結検体からマイクロダイセクションを用いて、MUC21染色陽性となる微小乳頭状成分と、MUC21染色陰性の非微小乳頭状成分、正常肺組織を単離し、それぞれから抽出したDNAを用いて全エクソーム解析を行った。得られたfastqファイルを使ってバイオインフォマティクス解析を行い、微小乳頭状成分に特異的に変異を有する1762個の体細胞遺伝子変異を抽出、KEGG pathway解析によって発がんや細胞接着に関わる遺伝子が多く含まれていることが解明された(松村舞依 他, 日本病理学会学術総会, 2019年）。当該年度は、これらの体細胞遺伝子変異の中から、さらなるバイオインフォマティクス解析により、変異に意味のある遺伝子(アミノ酸置換がたんぱく質の構造に与える影響の大きい変異等)を選び出し、最終的に32個の候補遺伝子(30個のsingle nucleotide variantsと2個のinsertion/deletion)に絞り込んだ（松村舞依 他, 日本癌学会学術総会, 2019年）。これらの候補遺伝子について、全エクソーム解析に用いた同一症例に対しサンガー法での検証作業を行っている。さらに今後は、症例を拡張してamplicon sequenceを行うことで、微小乳頭状組織亜型の悪性度を規定する分子基盤の解明に繋げる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

微小乳頭状成分を伴うEGFR肺腺癌の全エクソーム解析結果について、バイオインフォマティクス解析室の先生や神奈川県立がんセンターのバイオインフォルマティシャンにご協力を仰ぎ、解析が終了した。現在は、候補遺伝子について、全エクソーム解析に用いた同一症例に対しサンガー法での検証作業を行っている。初めてのバイオインフォマティクス解析に時間を要した上、サンガー法での検証にも時間を要する等の理由から進捗が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、全エクソーム解析を行った同一症例に対しサンガー法で検証が可能であった候補遺伝子について、EGFR肺腺癌30症例程度の別検体（凍結コンパウンド材料, ホルマリン固定・パラフィン包埋材料）で検証する。検証方法(研究計画書と一部内容を変更)は、次世代シークエンサーによるamplicon sequence解析を用いて、候補遺伝子の全エクソンにおける変異の頻度を調べる。
これらを完遂し、高悪性度病変に特有の遺伝子異常を同定するという研究目標を達成する予定である。

Research Products

• [Journal Article] An NRAS mutation in primary malignant melanoma of the lung: a case report (2020)
  • Author(s): Hibiya Takashi、Tanaka Meiro、Matsumura Mai、Aoki Ayako、Ikegami Tadashi、Okudela Koji、Kawano Naomi、Ohashi Kenichi
  • Journal Title: Diagnostic Pathology Volume: 15
  • DOI: 10.1186/s13000-020-0928-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Specific expression of MUC21 in micropapillary elements of lung adenocarcinomas (2019)
  • Author(s): Matsumura M, Okudela K, Nakashima Y, Mitsui H, Denda-Nagai K, Suzuki T, Arai H, Umeda S, Tateishi Y, Koike C, Kataoka T, Irimura T, Ohashi K.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 14
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0215237
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Unique expression profiles of mucin proteins in interstitial pneumonia-associated lung adenocarcinomas. (2019)
  • Author(s): Kataoka T1, Okudela K2, Nakashima Y1, Mitsui H1, Matsumura M1, Umeda S1, Arai H3,4, Baba T5, Suzuki T1, Koike C1, Tateishi Y1, Tajiri M4, Takemura T6, Ogura T5, Masuda M3, Ohashi K1.
  • Journal Title: Histol Histopathol Volume: 34(11) Pages: 1243-1254
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A subpopulation of airway epithelial cells that express hepatocyte nuclear factor 4α - its implication in the development of non-terminal respiratory unit-type lung adenocarcinoma. (2019)
  • Author(s): Okudela K1, Arai H2, Kitamura H3, Baba T3, Mitsui H4, Suzuki T4, Sugiyama M5, Honda E5, Matsumura M4, Takemura T5, Kataoka T4, Koike C4, Tateshi Y4, Tajiri M2, Ogura T3, Ohashi K4.
  • Journal Title: Histol Histopathol Volume: 34(11) Pages: 1217-1227
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pulmonary melanocytic nevus ? A case report with a mutation analysis of common driver oncogenes (2019)
  • Author(s): Tanaka Meiro、Matsumura Mai、Okudela Koji、Mitsui Hideaki、Tateishi Yoko、Umeda Shigeaki、Suzuki Takehisa、Koike Chihiro、Kataoka Toshiaki、Kawano Naomi、Kojima Yui、Osawa Hiroyuki、Ohashi Kenichi
  • Journal Title: Pathology International Volume: 69 Pages: 667-671
  • DOI: 10.1111/pin.12850
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Miliary Lung Metastases from Genital Large Cell Neuroendocrine Carcinomas (2019)
  • Author(s): Sekine Akimasa、Satoh Makiko、Okudela Koji、Matsumura Mai、Morishita Yukio、Minami Yuko、Hayashihara Kenji、Saito Takefumi、Iwasawa Tae、Ogura Takashi
  • Journal Title: Intern. Med. Volume: 58 Issue: 8 Pages: 1127-1130
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.1220-18
  • NAID: 130007632761
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A subpopulation of airway epithelial cells that express hepatocyte nuclear factor 4α - its implication in the development of non-terminal respiratory unit-type lung adenocarcinoma (2019)
  • Author(s): Okudela K, Arai H, Kitamura H, Baba T, Mitsui H, Suzuki T, Sugiyama M, Honda E, Matsumura M, Takemura T, Kataoka T, Koike C, Tateshi Y, Tajiri M, Ogura T, Ohashi K
  • Journal Title: Histology and histopathology Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Secondary pulmonary alveolar proteinosis predominant in the transplanted lung in patients with idiopathic interstitial pneumonia: an autopsy case (2018)
  • Author(s): Ikeda Satoshi、Sekine Akimasa、Baba Tomohisa、Katano Takuma、Yamakawa Hideaki、Oda Tsuneyuki、Iwasawa Tae、Matsumura Mai、Takemura Tamiko、Ogura Takashi
  • Journal Title: Journal of Thoracic Disease Volume: 10
  • DOI: 10.21037/jtd.2018.04.49
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A molecular pathological study of four cases of ciliated muconodular papillary tumors of the lung (2018)
  • Author(s): Kataoka T, Okudela K, Matsumura M, Mitsui H, Suzuki T, Koike C, Sawazumi T, Umeda S, Tateishi Y, Yamanaka S, Ishikawa Y, Arai H, Tajiri M, Ohashi K.
  • Journal Title: Pathology International Volume: 68 Pages: 353-358
  • DOI: 10.1111/pin.12664
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] びまん性肺疾患の病理診断におけるクライオ生検の現状 (2020)
  • Author(s): 松村舞依
  • Organizer: 第39回日本画像医学会
• [Presentation] EGFR肺腺癌の微小乳頭状組織亜型に特徴的な体細胞遺伝子変異の解明 (2019)
  • Author(s): Mai Matsumura, Koji Okudela, Chihiro Koike, Jun Nakabayashi, Hideaki Mitsui, Takehisa Suzuki, Toshiaki Kataoka, Shigeaki Umeda, Yoko Tateishi, Hiromasa Arai, Kenichi Ohashi
  • Organizer: 第108回日本病理学会総会
• [Presentation] Somatic mutations specific to micropapillary element in EGFR-mutated lung adenocarcinoma (2019)
  • Author(s): Mai Matsumura, Koji Okudela, Chihiro Koike, Jun Nakabayashi, Hideaki Mitsui, Takehisa Suzuki, Toshiaki Kataoka, Shigeaki Umeda, Yoko Tateishi, Hiromasa Arai, Kenichi Ohashi
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] びまん性肺疾患の病理診断におけるクライオ生検と外科的生検の比較 (2019)
  • Author(s): 松村 舞依
  • Organizer: 第38回日本画像医学会
• [Presentation] Relationship between MUC21 expression and glycosylation status in EGFR-mutated lung adenocarcinoma (2018)
  • Author(s): Mai Matsumura, Koji Okudela, Hideaki Mitsui, Kaori Denda-Nagai, Hiromasa Arai, Shigeaki Umeda, Yoko Tateishi, Shoji Yamanaka, Tatsuro Irimura, Kenichi Ohashi
  • Organizer: 第107回日本病理学会総会