Elucidation of metabolic mechanisms focusing on genomic abnormalities and epigenomic changes related to tumor-bearing state and drug resistance

Research Project

Project/Area Number	19K07769
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
Research Institution	Yokohama City University (2022) National Cancer Center Japan (2019)
Principal Investigator	FUJII Satoshi 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (30314743)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	エピジェネティクス / メタボローム解析 / メタボローム / 代謝機構 / ゲノム異常 / エピゲノム変化
Outline of Research at the Start	本研究では、1) 担がん患者バイオマーカーの同定とその代謝制御によるがん細胞機能不全メカニズムの解明と、2) 薬剤耐性を獲得するゲノム異常特異的な代謝物生成機構の解明を目指し、細胞機能不全法と薬剤耐性解除法の創出を目指す。発がんからがんの進行を代謝変化とゲノム変異、エピゲノム変化を結び付けて解明する研究を行う。
Outline of Final Research Achievements	The purpose of this study is to identify metabolites related to specific functions of cancer cells, and metabolites characteristic of genomic abnormalities and epigenomic changes. Then, we aim to detect cancer-bearing patients and elucidate the metabolite formation mechanism that can be a therapeutic target through metabolome analysis. The energy required for the survival and proliferation of cancer cells caused by genomic abnormalities and epigenetic changes is produced through metabolism, and metabolites are produced in the process of producing functional proteins related to cancer phenotype. 150 surgical specimens of head and neck squamous cell carcinomas originating in the four regions (oral cavity, larynx, oropharynx, hypopharynx) and plasma from 8 patients with esophageal squamous cell carcinoma and plasma from 8 non-cancer patients were used for the analysis of this study. Metabolites X and Y, which are involved in epigenetic regulation, were identified in this study.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	頭頸部扁平上皮癌や食道扁平上皮癌には明確なドライバー遺伝子が見出されておらず、遺伝子異常に基づいた分子標的薬の開発が進んでいないがんのひとつである。メタボローム解析は、代謝経路の理解から、がんが生存するメカニズムを解明する有効な手段として注目されている。代謝経路とともにがんの生態を俯瞰的に理解することで、がんの新たな生物像を明らかにし、遺伝子異常のみに頼らない新しい治療法が期待される。我々の検討では、エピゲノム制御に関わる代謝物を見出していることから、代謝の変化とエピゲノム変化が連動し、その結果がんの形質が作られる可能性を指摘でき、新しい視点からのがんの生物像の理解と治療法の発展に寄与できる。