Development of liquid biopsy technology targeting DNA methylation for prostate cancer diagnosis
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21K07211
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福重 真一 東北大学, 医学系研究科, 特任教授 (90192723)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三塚 浩二 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (80568171)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 癌 / ゲノム / 遺伝子 / 前立腺癌 / DNAメチル化 / リキッドバイオプシー / qMSP |
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| Outline of Research at the Start |
近年、血漿中の癌特異的ドライバー遺伝子変異を調べる「リキッドバイオプシー」が診断に有効なことがわかってきた。臨床への応用には、特異性、感度の高い新たなバイオマーカーの発見が重要な課題である。これまで我々は、前立腺癌における高メチル化遺伝子の探索をおこない、癌特異的に高率にメチル化され、転写抑制される4候補遺伝子（PYCARD、ZNF750、SLC30A2、IRX1）を同定した。
本研究では、これら4遺伝子の前立腺腫瘍形成における役割を明らかにし、DNAメチル化を標的とするリキッドバイオプシーの技術開発によって早期診断への可能性や予後との関連を調べることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、1) 前立腺癌における4種の高メチル化遺伝子（PYCARD、ZNF750、SLC30A2、IRX1）の腫瘍形成における役割を解明すること、2)これら4種のDNAメチル化を標的とするリキッドバイオプシー技術を開発し、前立腺癌の早期診断への可能性や予後との関連を調べることを目的とした。
昨年度、4種の高メチル化遺伝子のうちZNF750の発現誘導が前立腺癌細胞株の増殖抑制を引き起こし、逆に、ZNF750のノックダウンが正常前立腺細胞株の増殖亢進を引き起こすことを明らかとした。本年度は、LNCaP前立腺癌細胞株でのZNF750遺伝子発現誘導前後、および、RWPE-1正常前立腺細胞株でのZNF750遺伝子ノックダウン前後でtotal RNAを調製し、マイクロアレイ解析によりZNF750下流遺伝子の探索をおこなった。その結果、ZNF750遺伝子発現に応じて発現変化する遺伝子としてTWIST1、PTPRBを同定した。ZNF750とPTPRB の発現は正の相関関係を示し、ZNF750とTWIST1の発現は逆の相関関係を示した。前立腺癌の正常部と腫瘍部の遺伝子発現データベース（TCGAパブリックデータ）解析からTWIST1は腫瘍部で発現が高く、ZNF750、PTPRBは発現が低かった。また、LNCaP細胞株でTWIST1をノックダウンすると細胞増殖が阻害され、RWPE-1正常細胞株でPTPRBをノックダウンすると細胞増殖が亢進することが明らかとなった。
さらに、ホルマリン固定、パラフィン包埋した前立腺癌手術標本51症例のZNF750免疫染色の結果、41%（21/51）で腫瘍部での発現が著しく低下していた。
リキッドバイオプシーに関しては、パイロットスタディとして、前立腺癌20症例、癌以外の疾患10症例の血清からcfDNAを回収し、バイサルファイト処理を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ZNF750遺伝子の発現誘導、ノックダウンを実施した前立腺癌細胞株、正常前立腺細胞株を用いてZNF750遺伝子の下流遺伝子を探索し、細胞増殖に関わるTWIST1、PTPRBの２遺伝子を同定することができた。また、リキッドバイオプシーのメチル化解析の準備ができていることから研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ZNF750は転写因子であり、扁平上皮がんのがん抑制遺伝子として報告されている。同様に、前立腺癌細胞株でZNF750を発現誘導すると細胞増殖を抑制し、正常前立腺細胞株で遺伝子ノックダウンすると細胞増殖の亢進を示すことから、ZNF750のDNAメチル化による発現低下が前立腺癌細胞の増殖促進に関与していることが示唆される。ZNF750遺伝子の下流遺伝子としてTWIST1、PTPRBを同定したため、ZNF750が直接、これらの遺伝子プロモーター領域に結合し、その転写を制御するのかどうかを明らかにする。また、TWIST1は浸潤、転移を促進することが知られており、前立腺癌においてもZNF750を介して細胞増殖だけでなく浸潤、転移にも影響を及ぼすのかどうか解析する。リキッドバイオプシーに関しては、パイロットスタディとして、前立腺癌20症例、癌以外の疾患10症例の血清からcfDNAを用い、４遺伝子のqMSPによるメチル化解析を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
