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Stratification of breast cancer based on single-cell analysis

Research Project

Project/Area Number 20K07708
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
Research InstitutionJapanese Foundation for Cancer Research

Principal Investigator

MARUYAMA Reo  公益財団法人がん研究会, がん研究所 がんエピゲノムプロジェクト, プロジェクトリーダー (60607985)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 洋子  公益財団法人がん研究会, 有明病院 乳腺外科, 副医長 (70383809)
中太 智義  公益財団法人がん研究会, がん研究所 がんエピゲノムプロジェクト, 研究員 (10364770)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords乳がん / 腫瘍内不均一性 / scATAC-seq / エストロゲン受容体 / シングルセル解析 / エピゲノム
Outline of Research at the Start

乳癌は腫瘍毎に生物学的特性が大きく異なるヘテロな疾患群であり、より精密な症例の層別化と各々の病態の正確な理解が求められている。腫瘍の特性を精緻に記述するためには、腫瘍内の「個々のがん細胞の機能的特性とその多様性の度合い」を正確に評価すること、かつ腫瘍を構成する「非がん細胞の種類と割合」を正確に測定すること、この2点が重要であると考えている。本研究では、シングルセルATACseq法の確立と改良を行い、多数の乳癌検体から単一細胞レベルのエピゲノム情報を正確に取得し上記2点を評価することが現実的に可能か、可能であるならばそれが臨床的に有用な情報を有するかどうかを検証することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, single-cell epigenomic analysis was performed on human breast cancer tissue to analyze the cell types constituting cancer and their epigenomic heterogeneity. Furthermore, we focused on the activity of the estrogen receptor motif and the intra-tumor heterogeneity of its target genes and discussed their relevance to endocrine resistance. Furthermore, an integrated analysis of data from autologous cases and the TCGA breast cancer cohort identified breast cancer subgroups with reduced accessibility of ER-binding regions but maintained ER expression. These results suggest that epigenetic heterogeneity of breast cancer cells may be associated with endocrine resistance and poor prognosis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エストロゲン受容体(ER)陽性乳がんは、世界で新規に診断される全乳がんの70%を占める。ER陽性乳がんにはERシグナルを遮断する内分泌療法が著効するが、約20%の患者で治療後に再発する。本研究はER陽性乳がん患者にはエピゲノムレベルでの多様性が存在することを明らかにしたが、それが将来の治療抵抗性を予測しうるものであれば、早期診断や早期治療介入といった応用が可能となる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Transcriptomic intratumor heterogeneity of breast cancer patient-derived organoids may reflect the unique biological features of the tumor of origin2023

    • Author(s)
      Saeki Sumito、Kumegawa Kohei、Takahashi Yoko、Yang Liying、Osako Tomo、Yasen Mahmut、Otsuji Kazutaka、Miyata Kenichi、Yamakawa Kaoru、Suzuka Jun、Sakimoto Yuri、Ozaki Yukinori、Takano Toshimi、Sano Takeshi、Noda Tetsuo、Ohno Shinji、Yao Ryoji、Ueno Takayuki、Maruyama Reo
    • Journal Title

      Breast Cancer Research

      Volume: 25 Issue: 1 Pages: 21-21

    • DOI

      10.1186/s13058-023-01617-4

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chromatin profile-based identification of a novel ER-positive breast cancer subgroup with reduced ER-responsive element accessibility2023

    • Author(s)
      Kumegawa Kohei、Saeki Sumito、Takahashi Yoko、Yang Liying、Osako Tomo、Nakadai Tomoyoshi、Amino Sayuri、Maeda Tetsuyo、Takahata Chikako、Mori Seiichi、Noda Tetsuo、Ohno Shinji、Ueno Takayuki、Maruyama Reo
    • Journal Title

      British Journal of Cancer

      Volume: 128 Issue: 7 Pages: 1208-1222

    • DOI

      10.1038/s41416-023-02178-1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Estrogen receptor α K303R mutation reorganizes its binding to forkhead box protein A1 regions and induces chromatin opening2022

    • Author(s)
      Nakadai Tomoyoshi、Yang Liying、Kumegawa Kohei、Maruyama Reo
    • Journal Title

      Molecular Biology Reports

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 1209-1220

    • DOI

      10.1007/s11033-022-08089-3

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] GRHL2 motif is associated with intratumor heterogeneity of cis-regulatory elements in luminal breast cancer2022

    • Author(s)
      Kumegawa Kohei、Takahashi Yoko、Saeki Sumito、Yang Liying、Nakadai Tomoyoshi、Osako Tomo、Mori Seiichi、Noda Tetsuo、Ohno Shinji、Ueno Takayuki、Maruyama Reo
    • Journal Title

      npj Breast Cancer

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 70-70

    • DOI

      10.1038/s41523-022-00438-6

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 乳がん患者由来オルガノイドの樹立・解析と乳がんの多様性の評価の試み.2022

    • Author(s)
      佐伯澄人、高橋洋子、粂川昂平、楊麗英、馬合木特亜森、鈴鹿淳、大野真司、上野貴之、丸山玲緒.
    • Organizer
      第4回がん三次元培養研究会.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 単一細胞オミックス解析による乳癌の多様性の理解.2022

    • Author(s)
      丸山玲緒.
    • Organizer
      第30回日本乳癌学会学術総会.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 乳がんにおける患者間ならびに腫瘍内のがん細胞のエピゲノム不均一性の解析.2022

    • Author(s)
      粂川昂平、佐伯澄人、高橋洋子、楊麗英、尾辻和尊、高野利実、大野真司、上野貴之、丸山玲緒.
    • Organizer
      第74回日本細胞生物学会大会.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] GRHL2 motif is associated with intratumor heterogeneity of cis-regulatory elements in luminal breast cancer.2022

    • Author(s)
      Reo Maruyama, Kohei Kumegawa, Yoko Takahashi, Sumito Saeki, Liying Yang, Shinji Ono, Takayuki Ueno.
    • Organizer
      The 40th Sapporo International Cancer Symposium.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 乳がんの多様性の解析2022

    • Author(s)
      丸山玲緒
    • Organizer
      第6回理論免疫学ワークショップ
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] がん研究における1細胞オミックス解析の現状と展望2021

    • Author(s)
      丸山玲緒
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Dissecting tumor heterogeneity and cancer cell plasticity in human breast cancer with chromatin accessibility profiling2021

    • Author(s)
      丸山玲緒、粂川昂平、佐伯澄人、高橋洋子、中太智義、野田哲生、大野真司、上野貴之
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 乳癌の生物学的特性の評価におけるシングルセルATAC-seq解析の有用性2021

    • Author(s)
      丸山玲緒、高橋洋子、佐伯澄人、粂川昂平、楊麗英、大野真司、上野貴之
    • Organizer
      第29回日本乳癌学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] シングルセル解析による乳がん多様性評価の試み2021

    • Author(s)
      丸山玲緒
    • Organizer
      JST MIRAI会議・令和3年度シンポジウム・社会実装を目指した異分野融合生物学
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] single-cell chromatin accessibility reveals intra- and inter-tumor heterogeneity in human breast cancer.2021

    • Author(s)
      Reo Maruyama
    • Organizer
      The 39th Sapporo International Cancer Symposium.
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 乳がん臨床検体のscATAC-seq解析2021

    • Author(s)
      丸山玲緒
    • Organizer
      第5回理論免疫学ワークショップ
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] scATAC-seq解析を用いた乳癌の多様性評価の試み2021

    • Author(s)
      丸山玲緒、高橋洋子、佐伯澄人、楊麗英、宮木理帆、粂川昂平、中太智義、大野真司、上野貴之.
    • Organizer
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ATAC-seq解析を用いた乳癌の多様性の評価2020

    • Author(s)
      佐伯澄人、高橋洋子、楊麗英、粂川昂平、大野真司、上野貴之、丸山玲緒
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] single-cell ATAC-seq解析による乳癌の腫瘍内不均一性評価の試み2020

    • Author(s)
      粂川昂平、高橋洋子、佐伯澄人、楊麗英、尾辻和尊、中太智義、大野真司、上野貴之、丸山玲緒.
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ATAC-seq解析を用いた乳癌の多様性の評価2020

    • Author(s)
      丸山玲緒、高橋洋子、佐伯澄人、楊麗英、中太智義、大野真司、上野貴之.
    • Organizer
      第28回日本乳癌学会学術総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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