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Development of liquid biopsy technology (donor-derived DNA analysis) aimed at improving the results of liver transplantation

Research Project

Project/Area Number 20K08967
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
Research InstitutionInternational University of Health and Welfare

Principal Investigator

Shinoda Masahiro  国際医療福祉大学, 医学部消化器外科, 教授 (50286499)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井ノ上 逸朗  国立遺伝学研究所, ゲノム・進化研究系, 教授 (00192500)
日比 泰造  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (10338072)
山田 洋平  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60383816)
河地 茂行  東京医科大学, 医学部, 主任教授 (80234079)
高原 武志  藤田医科大学, 医学部, 教授 (80453306)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsリキッドバイオプシー / 拒絶反応 / 肝移植 / ドナー由来cell free DNA / 拒絶 / ドナー由来cfDNA / グラフト機能 / 早期診断 / cell free DNA
Outline of Research at the Start

臓器機能の廃絶を臓器置換で復活をさせる臓器移植は、過去半世紀目覚ましい発展を遂げた。我が国の臓器移植は、肝、小腸、心、肺、膵、腎の各臓器移植が行われており、数多くの国民の救命を達成してきた。しかし、術後急性期、慢性期とも各種の原因でグラフト不全を来たし、移植の恩恵が水泡に帰すことは現在も少なくない。
本研究では、当施設で積極的に行っている肝移植における各種病態におけるドナー由来のcell free-DNA(ddcfDNA)をモニターし、直接生検、血清マーカー、画像診断など従来の診断方法と比較解析することで、肝グラフトの早期、正確、かつ低侵襲なグラフト機能把握方法を確立する。

Outline of Final Research Achievements

To evaluate the use of donor‐derived cell‐free DNA (dd‐cfDNA) in diagnosing graft injuries in Japanese liver transplantation (LTx). A total of 321 samples from 10 newly operated LTx recipients were collected. Fifty‐five samples from 55 recipients were collected during protocol biopsies (PB), whereas 36 samples from 27 recipients were collected during event biopsies, consisting of 11 biopsy‐proven acute rejection (AR), 20 acute dysfunctions without rejection (ADWR), and 5 chronic rejections. The dd‐cfDNA levels were elevated significantly after LTx. The dd‐cfDNA levels were significantly higher in the 11 samples obtained during AR than those obtained during PB. The ROC curve analysis of diagnostic ability yielded areas under the curve of 0.975 for AR versus PB. The dd‐cfDNA levels during AR were elevated earlier and correlated more strongly with the RAI than AST/ALT. Donor‐derived cell‐free DNA serves as a sensitive biomarker for detecting graft injuries in LTx.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回われわれは肝臓移植後患者を対象とした研究で,日本で初めてとなるドナー由来cell free DNAに関する研究を行った。肝移植における急性拒絶反応の診断にドナー由来遊離DNA(dd-cfDNA)の検出が有用である可能性が示唆され、本法が臨床的に応用されれば従来の侵襲的経皮的肝生検の代わりにリキッドバイオプシーで非侵襲的に拒絶を診断できる可能性がある。また、心、肺、腎、小腸、膵など多臓器に応用し有用性を示すことができれば社会的意義は絶大となる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Noninvasive graft monitoring using donor-derived cell-free DNA in Japanese liver transplantation.2024

    • Author(s)
      Kanamori H, Yamada Y, Ito Y, Shirosaki K, Yamagishi S, Maeda Y, Kudo Y, Umeyama T, Takahashi N, Kato M, Hasegawa Y, Matsubara K, Shinoda M, Obara H, Irie R, Tsujikawa H, Okita H, Nguyen PT, Saigo K, Mitsunaga S, Inoue I, Kitagawa Y, Kuroda T.
    • Journal Title

      Hepatol Res

      Volume: 54 Issue: 3 Pages: 300-314

    • DOI

      10.1111/hepr.13978

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The hypotaurine-taurine pathway as an antioxidative mechanism in patients with acute liver failure2022

    • Author(s)
      Mizota Takamasa、Hishiki Takako、Shinoda Masahiro、Naito Yoshiko、Hirukawa Kazuya、Masugi Yohei、Itano Osamu、Obara Hideaki、Kitago Minoru、Yagi Hiroshi、Abe Yuta、Matsubara Kentaro、Suematsu Makoto、Kitagawa Yuko
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 70 Issue: 1 Pages: 54-63

    • DOI

      10.3164/jcbn.21-50

    • NAID

      130008139089

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Non-invasive diagnosis of graft damage focusing on differences in DNA between donor and recipient ~progress of liquid biopsy technique in liver transplantation and future prospects~2024

    • Author(s)
      Masahiro Shinoda, Yohei Yamada, Hiroki Kanamori, Yasushi Hasegawa, Hideaki Obara, Akihiro Fujino, Kenichi Saigo, Shigeki Mitsunaga, Ituro Inoue, Yuko Kitagawa
    • Organizer
      第36回日本肝胆膵外科学会・学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 長期グラフト予後指標としてのドナー由来血中遊離DNA解析の有用性2023

    • Author(s)
      金森洋樹、山田洋平、篠田昌宏 ほか
    • Organizer
      第59回日本移植学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝移植におけるドナー由来遊離DNAに着目した非侵襲的グラフトモニタリング法の開発2023

    • Author(s)
      篠田昌宏、山田洋平、金森洋樹 ほか
    • Organizer
      第13回国際医療福祉大学学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝移植におけるドナー由来cell free DNA解析の試みと展望2022

    • Author(s)
      篠田 昌宏
    • Organizer
      国際医療福祉大学学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 肝移植と小腸移植におけるドナー由来cell free DNA解析の試みと展望2022

    • Author(s)
      金森洋樹
    • Organizer
      日本小児外科学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 肝移植におけるドナー由来cell free DNA解析の試みと展望2021

    • Author(s)
      篠田 昌宏, 金森 洋樹, 山田 洋平, 長谷川 康, 井ノ上 逸朗, 尾原 秀明, 北川 雄光, 黒田 達夫.
    • Organizer
      国際医療福祉大学学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 移植医療におけるリキッドバイオプシー 肝移植と小腸移植におけるドナー由来cell free DNA解析の試みと展望.2021

    • Author(s)
      金森 洋樹, 山田 洋平, 長谷川 康, 篠田 昌宏, 井ノ上 逸朗, 尾原 秀明, 北川 雄光, 黒田 達夫.
    • Organizer
      日本移植学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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