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Analysis of Cancer Evolution by Single Cell Amplicomics

Research Project

Project/Area Number 20J01794
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research InstitutionNational Cancer Center Japan

Principal Investigator

中山 淳  国立研究開発法人国立がん研究センター, 細胞情報学分野, 特別研究員(PD) (30801237)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsDCIS / scRNA-seq / 不均一性 / VARIED / 定量的ネットワークトポロジー / HER2陽性乳癌 / 浸潤性乳管がん / 乳がん / ERBB2 / 遺伝子増幅 / シングルセルアンプリコミクス / ERRB2 / がん遺伝子 / アンプリコン
Outline of Research at the Start

癌の遺伝子増幅領域(アンプリコン)では、ドライバー癌遺伝子と近傍に位置する周辺遺伝子が共に増幅されており、アンプリコンの差異(増幅の及ぶ領域・過剰発現の誘引)は発癌だけでなく、悪性化・転移を引き起こす要因であることが明らかになってきた。
従来のアンプリコン研究は、バルクの癌細胞株や臨床組織に由来するものであり、シングルセルレベルでの腫瘍内アンプリコン不均一性は明らかにされていない点に着想した。本研究は、シングルセルレベルでのアンプリコン網羅的解析技術を開発し、腫瘍内アンプリコン不均一性と遺伝子増幅の時空間的動態を明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

令和4年度の研究成果として、収集した臨床検体のシングルセルRNA-seq解析を実施し、LuminalサブタイプDCIS検体、Luminal-HER2サブタイプDCIS検体、Luminalサブタイプ原発腫瘍、HER2陽性サブタイプ原発腫瘍の統合解析を行った。その結果、DCISに特徴的な遺伝子をシングルセルレベルで抽出することに成功した。また、DCISですでにERBB2遺伝子増幅領域に含まれる遺伝子が複数発現上昇していることを見出した。
さらに、定量的ネットワークトポロジーを用いた遺伝子発現不均一性の解析VARIED法を開発した。このVARIED法を適用することで、乳がんにおける間質細胞の不均一性の増大を見出した。これらの結果は従来の知見をサポートするものであり、不均一性を定量的に議論することが可能となった。
これらの結果を統合し、Cancer Research誌に成果を報告した(Tokura and Nakayama (Co-first) et al., Cancer Research, 2022)。
当初の計画以上に進展しており、新たなシングルセル解析手法の開発に取り組む予定である。
現在は、本研究課題をさらに発展させ、浸潤性小葉がんのシングルセル・空間トランスクリプトーム解析やVARIED法の適用拡張のための共同研究を推進している。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (55 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (45 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Aberrant accumulation of NIK promotes tumor growth by dysregulating translation and post-translational modifications in breast cancer2023

    • Author(s)
      Hayashi Yusuke、Nakayama Jun、Yamamoto Mizuki、Maekawa Masashi、Watanabe Shinya、Higashiyama Shigeki、Inoue Jun-ichiro、Yamamoto Yusuke、Semba Kentaro
    • Journal Title

      Cancer Cell International

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 57-57

    • DOI

      10.1186/s12935-023-02904-y

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    • Author(s)
      Azuma Kazushi、Sakamoto Mai、Katayama Shota、Matsui Atsuka、Nakamichi Kazuya、Goshima Naoki、Watanabe Shinya、Nakayama Jun、Semba Kentaro
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 28 Issue: 4 Pages: 277-287

    • DOI

      10.1111/gtc.13009

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      Nakayama Jun、Yamamoto Yusuke
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2021.12.09.472029

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    • Journal Title

      American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology

      Volume: 67 Issue: 6 Pages: 708-719

    • DOI

      10.1165/rcmb.2021-0555oc

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    • Journal Title

      Cancer Research

      Volume: 82 Issue: 18 Pages: 3236

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-22-0090

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      Volume: 15 Issue: 6

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      Volume: - Issue: 3 Pages: 467-477

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      Volume: 22 Issue: 4 Pages: 1886-1886

    • DOI

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    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Issue: 21 Pages: 7896-7896

    • DOI

      10.3390/ijms21217896

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      Watanabe Naoaki、Nakayama Jun、Fujita Yu、Mori Yutaro、Kadota Tsukasa、Shimomura Iwao、Ohtsuka Takashi、Okamoto Koji、Araya Jun、Kuwano Kazuyoshi、Yamamoto Yusuke
    • Journal Title

      medRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2020.12.03.20242412

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  • [Presentation] Establishment and Characterization of Luminal High-Osteolytic Breast Cancer Cell Lines Using Intra-Caudal Arterial Injection2020

    • Author(s)
      Yuxuan Han, Jun Nakayama, Yusuke Hayashi, Seongmoon Jeong, Mitsuru Futakuchi, Emi Ito, Shinya Watanabe, Kentaro Semba
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳組織中での増殖能に基づくHER2陽性乳がん細胞株の分類2020

    • Author(s)
      黒岩由佳, 中山淳, 足立ちひろ, 井上貴文, 山本雄介, 渡辺慎哉, 仙波憲太郎
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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