The clinical applications of long non-coding RNA and extracellular vesicles to diagnosis and therapy for pancreatic cancer

• Project/Area Number: 21K07954
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 高橋 賢治 旭川医科大学, 大学病院, 助教 (00736332)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水上 裕輔 旭川医科大学, 医学部, 教授 (30400089) ; 小野 裕介 医療法人徳洲会札幌東徳洲会病院医学研究所, ゲノム診断研究部, 部門長 (40742648) ; 小暮 高之 東北医科薬科大学, 医学部, 准教授 (70400330) ; 藤井 聡 北海道大学, 大学病院, 臨床検査管理医師 (90291228) ; 谷上 賢瑞 東京大学, アイソトープ総合センター, 特任准教授 (90648627)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥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: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 長鎖ノンコーディングRNA / 膵癌 / 細胞外小胞 / リキッドバイオプシー / エクソソーム

Outline of Research at the Start

長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)の機能が解明されつつあるが、膵癌における報告は依然少ない。また、膵癌早期診断に寄与する新規バイオマーカーの探索は急務である。
本研究では、膵癌患者血液中の細胞外小胞(EV)中に高発現する新規lncRNAを同定し、その機能を明らかにするとともに、EVを介した膵癌進展制御機構の解明を目的とする。また、膵癌切除材料及び血液中EVにおける新規lncRNAの発現変化を解析し、リキッドバイオプシーや創薬への応用可能性について検証する。

Outline of Annual Research Achievements

長鎖ノンコーディングRNA（lncRNA）の機能が解明されつつあるが、膵癌における報告は依然少ない。膵癌は早期より浸潤・転移を伴うことが多く、その制御機構の解明と早期診断に寄与する新規バイオマーカーの探索は急務である。研究代表者らはこれまで、膵癌患者血清中の細胞外小胞(EVs)中に高発現する新規lncRNAとしてLINC02280とLOC100507412を同定し、膵癌細胞を用いた解析にて癌遺伝子として機能し得る証左を得ている。
本研究では、まずLOC100507412（HEVEPAと命名し、膵癌新規バイオマーカーとして知財出願中）について、総数70症例の血清検体を用いた解析の結果、健常者、膵管内乳頭粘液性腫瘍（IPMN）患者と比べ、膵癌患者血清EVs中に高発現することを実証した。患者体液検体からEVsを効率良く回収する新規手法と併せて、HEVEPAに関連するデータを論文としてまとめ、2024年にPancreas誌に掲載された。
次にLINC02280について、in vitro、in vivo双方の実験結果から、上皮間葉形質転換促進を介し膵癌細胞の浸潤・遊走能を増強することを明らかとした。さらにRISPR-Cas9を用いたLINC02280ノックアウト膵癌細胞を樹立し、同細胞を用いた検討において、これまでの実験結果に再現性が見られることを実証した。全100例の血清検体を用いた解析によって、LIC02280は、健常者、IPMN患者と比べ、膵癌患者血清EVs中に高発現し診断に寄与することを明らかとした。さらに、腫瘍マーカーCA19-9やlncRNAであるHEVEPA、HULCとの併用で診断能が向上することを確認した。このことから、LINC02280は膵癌において癌遺伝子として機能するとともに、新規バイオーマーカーとしての有用性が期待され、現在論文投稿に向けて準備を進めている。

Research Products

• [Journal Article] New gel immersion endoscopic ultrasonography technique for accurate periampullary evaluation. (2024)
  • Author(s): Sato H, Kawabata H, Iwamoto H, Okada T, Fujibayashi S, Takahashi K, Kitano Y, Goto T, Mizukami Y, Okumura T, Fujiya M.
  • Journal Title: Surg Endosc. Volume: 38 (4) Issue: 4 Pages: 2297-2394
  • DOI: 10.1007/s00464-024-10762-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genomic insights into familial adenomatous polyposis: unraveling a rare case with whole APC gene deletion and intellectual disability (2024)
  • Author(s): Tanabe Hiroki、Ijiri Masami、Takahashi Kenji、Sasagawa Honoka、Kamanaka Tomomi、Kuroda Shohei、Sato Hiroki、Sarashina Takeo、Mizukami Yusuke、Makita Yoshio、Okumura Toshikatsu
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 11 Issue: 1 Pages: 13-13
  • DOI: 10.1038/s41439-024-00270-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Liquid Biopsy for Pancreatic Cancer by Serum Extracellular Vesicle-Encapsulated Long Noncoding RNA HEVEPA. (2024)
  • Author(s): Takahashi K, Inuzuka T, Shimizu Y, Sawamoto K, Taniue K, Ono Y, Asai F, Koyama K, Sato H, Kawabata H, Iwamoto H, Yamakita K, Kitano Y, Teramoto T, Fujiya M, Fujii S, Mizukami Y, Okumura T.
  • Journal Title: Pancreas. Volume: - Issue: 5 Pages: 395-404
  • DOI: 10.1097/mpa.0000000000002315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Current status of molecular diagnostic approaches using liquid biopsy (2023)
  • Author(s): Takahashi Kenji、Takeda Yohei、Ono Yusuke、Isomoto Hajime、Mizukami Yusuke
  • Journal Title: Journal of Gastroenterology Volume: 58 Issue: 9 Pages: 834-847
  • DOI: 10.1007/s00535-023-02024-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Multiplex Digital PCR Assay to Detect Multiple KRAS and GNAS Mutations Associated with Pancreatic Carcinogenesis from Minimal Specimen Amounts (2023)
  • Author(s): Maeda Chiho、Ono Yusuke、Hayashi Akihiro、Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Kakisaka Rika、Mori Miyuki、Ishii Takahiro、Sato Hiroki、Okada Tetsuhiro、Kawabata Hidemasa、Goto Takuma、Tamamura Nobue、Omori Yuko、Takahashi Kuniyuki、Katanuma Akio、Karasaki Hidenori、Liss Andrew Scott、Mizukami Yusuke
  • Journal Title: The Journal of Molecular Diagnostics Volume: 23 Issue: 6 Pages: 1525-1578
  • DOI: 10.1016/j.jmoldx.2023.02.007
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genomic medicine for the early detection of pancreatic cancer (2022)
  • Author(s): SATO Hiroki、TAKAHASHI Kenji、MIZUKAMI Yusuke
  • Journal Title: Suizo Volume: 37 Issue: 1 Pages: 29-39
  • DOI: 10.2958/suizo.37.29
  • NAID: 130008164821
  • ISSN: 0913-0071, 1881-2805
  • Year and Date: 2022-02-28
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA Exosome Component EXOSC4 Amplified in Multiple Cancer Types Is Required for the Cancer Cell Survival (2022)
  • Author(s): Taniue Kenzui、Tanu Tanzina、Shimoura Yuki、Mitsutomi Shuhei、Han Han、Kakisaka Rika、Ono Yusuke、Tamamura Nobue、Takahashi Kenji、Wada Youichiro、Mizukami Yusuke、Akimitsu Nobuyoshi
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 23 Issue: 1 Pages: 496-496
  • DOI: 10.3390/ijms23010496
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mutant GNAS limits tumor aggressiveness in established pancreatic cancer via antagonizing the KRAS-pathway (2022)
  • Author(s): Kawabata Hidemasa、Ono Yusuke、Tamamura Nobue、Oyama Kyohei、Ueda Jun、Sato Hiroki、Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Okada Tetsuhiro、Fujibayashi Syugo、Hayashi Akihiro、ほか
  • Journal Title: Journal of Gastroenterology Volume: 57 Issue: 3 Pages: 208-220
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01846-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Long Non-Coding RNAs in Epithelial-Mesenchymal Transition of Pancreatic Cancer (2021)
  • Author(s): Takahashi Kenji、Taniue Kenzui、Ono Yusuke、Fujiya Mikihiro、Mizukami Yusuke、Okumura Toshikatsu
  • Journal Title: Frontiers in Molecular Biosciences Volume: 8 Pages: 717890-717890
  • DOI: 10.3389/fmolb.2021.717890
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Crucial knowledge for early detection and prevention of pancreatic cancer：Genomic alterations and subtypes in precancerous lesions (2024)
  • Author(s): Kenji Takahashi, Yusuke Mizukami
  • Organizer: The 13th International Forum of The Japanese Society of Gastroenterology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 専門医セミナー 「膵胆道癌診療 最新Topics」講演1: 膵胆道癌の個別化治療とがん遺伝子診療 (2024)
  • Author(s): 高橋賢治
  • Organizer: 第134回日本消化器病学会北海道支部例会
  • Invited
• [Presentation] 細胞外小胞EVsとノンコーディングRNAを用いた新規膵癌リキッドバイオプシー体系の構築 (2023)
  • Author(s): 高橋賢治、小山一也、梶浦麻未、佐藤裕基、岡田哲弘、河端秀賢、岩本英孝、北野陽平、藤谷幹浩、水上裕輔、奥村利勝
  • Organizer: 第8回 Gastro-PLUS
• [Presentation] 循環EVs中miR-425による膵癌進展制御機構およびリキッドバイオプシー標的としての有用性の検討 (2023)
  • Author(s): 小山一也、高橋賢治、梶浦麻未、岡田哲弘、河端秀賢、岩本英孝、北野陽平、藤谷幹浩、水上裕輔、奥村利勝
  • Organizer: 第31回日本消化器関連学会週間
• [Presentation] 細胞外小胞内包型ノンコーディングRNAの膵癌リキッドバイオプシー標的としての有用性 (2023)
  • Author(s): 小山一也、高橋賢治、梶浦麻未、岡田哲弘、河端秀賢、岩本英孝、北野陽平、藤谷幹浩、水上裕輔、奥村利勝
  • Organizer: 第31回 若手膵臓研究会
• [Presentation] Circulating extracellular vesicle-encapsulated long non-coding RNAs obtained via liquid biopsy are potential biomarkers for pancreatic ductal adenocarcinoma (2023)
  • Author(s): Kenji Takahashi, Tatsutoshi Inuzuka, Fumi Asai, Kazuya Koyama, Yusuke Ono, Kenzui Taniue, Mami Kajiura, Hiroki Sato, Tetsuhiro Okada,Hidemasa Kawabata, Hidetaka Iwamoto, Yohei Kitano, Takashi Teramoto, Mikihiro Fujiya, Yusuke Mizukami, Toshikatsu Okumura
  • Organizer: United European Gastroenterology Week 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Serum miRNA signature for detecting pancreatobiliary cancer (2023)
  • Author(s): Tomomi Hamaguchi, Shuichi Mitsunaga, Makoto Ueno, Masafumi Ikeda, Seiya Miki, Takamichi Kuwahara, Yukiko Takayama, Keiji Hanada, Hitoshi Yoshida, Kenji Takahashi, Kohei Nakata, Hideaki Iwama, Satoko Takizawa
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 細胞外小胞EV内RNAに着目した膵癌バイオマーカー探索 (2023)
  • Author(s): 高橋賢治、梶浦麻未、小杉英史、岡田哲弘、河端秀賢、岩本英孝、北野陽平、藤谷幹浩、奥村利勝、水上裕輔
  • Organizer: 第54回日本膵臓学会大会
• [Presentation] DIC合併重症急性膵炎の臨床的アウトカムに関する検討 (2023)
  • Author(s): 岩本英孝、高橋賢治、梶浦麻未、小杉英史、佐藤裕基、岡田哲弘、河端秀賢、 北野陽平、藤谷幹浩、水上裕輔、奥村利勝
  • Organizer: 第54回日本膵臓学会大会
• [Presentation] IPMN関連膵癌におけるGNAS遺伝子の病態解明からみた治療戦略 (2023)
  • Author(s): 河端秀賢、高橋賢治、梶浦麻未、小杉英史、佐藤裕基、岡田哲弘、岩本英孝、 北野陽平、藤谷幹浩、奥村利勝、水上裕輔
  • Organizer: 第54回日本膵臓学会大会
• [Presentation] 膵液由来遊離核酸を用いた膵癌liquid biopsyの取り組みについて (2023)
  • Author(s): 高橋賢治、水上裕輔、奥村利勝
  • Organizer: 第109回日本消化器病学会総会
• [Presentation] IPMN関連膵癌における変異型GNASによる腫瘍悪性度の制御 (2023)
  • Author(s): 河端秀賢、高橋賢治、水上裕輔
  • Organizer: 第109回日本消化器病学会総会
• [Presentation] Tumor suppressor miRNA-665 based serum biomarker for detecting pancreatobiliary cancer (2023)
  • Author(s): Shuichi Mitsunaga, Makoto Ueno, Masahiro Tsuda, Takamichi Kuwahara, Yukiko Takayama, Keiji Hanada, Hitoshi Yoshida, Kenji Takahashi, Kohei Nakata, Masafumi Ikeda, Satoshi Kobayshi, Ikuya Miki, Kasuo Hara, Ryota Higuchi, Akinori Shimizu, Tomohiro Nomoto, Hidetaka Iwamoto, Masafumi Nakamura, Atsushi Ochiai
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2023
• [Presentation] 細胞外小胞によるmiR-425の細胞間伝達は上皮間葉形質転換を促進し膵癌進展を制御する (2022)
  • Author(s): 小山一也、高橋賢治、藤林周吾、林 明宏、河端秀賢、岩本英孝、後藤拓磨、北野陽平、 藤谷幹浩、水上裕輔、横山和典、奥村利勝
  • Organizer: 第30回日本消化器関連学会週間
• [Presentation] 膵癌微小環境における細胞外小胞EVs の役割について (2022)
  • Author(s): 小山一也、高橋賢治、佐藤裕基、藤林周吾、河端秀賢、岩本英孝、北野陽平、 藤谷幹浩、水上裕輔、奥村利勝
  • Organizer: 第30 回 若手膵臓研究会
• [Presentation] Development of the diagnostic method for pancreatic cancer using novel isolation technology of extracellular vesicles (2022)
  • Author(s): Yuta Shimizu, Kenji Takahashi, Fumi Asai, Tatsutoshi Inuzuka
  • Organizer: AACR Special Conference on Precision Prevention, Early Detection, and Interception of Cancer
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] High-sensitive mutation detection in liquid biopsy with duodenal fluid captures genetic mutations associated with pancreatic carcinogenesis. (2022)
  • Author(s): Yusuke Ono , Chiho Maeda, Kenji Takahashi, Hidenori Karasaki, Yusuke Mizukami
  • Organizer: AACR Special Conference on Pancreatic Cancer
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The application of EV RNA panel as liquid biopsy for pancreatic ductal adenocarcinoma (2022)
  • Author(s): Kenji Takahashi, Hiroki Sato, Shugo Fujibayashi, Akihiro Hayashi, Hidemasa Kawabata, Hidetaka Iwamoto, Takuma Goto, Yohei Kitano, Yusuke Mizukami, Toshikatsu Okumura
  • Organizer: The 26th International Association of Pancreatology (IAP) & The 53rd Annual Meeting of Japan Pancreats Society (JPS) 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Molecular barcode sequencing using duodenal fluid for profiling genomic alterations in pancreatic neoplasms (2022)
  • Author(s): Yusuke Ono, Kenji Takahashi, Hidenori Karasaki, Yusuke Mizukami, Akihiro Hayashi, Toru Kawamoto, Tetsuhiro Okada, Keisuke Kimura, Nobuyuki Yanagawa, Hirotoshi Iwano, Kuniyuki Takahashi, Yusuke Mizukami
  • Organizer: The 26th International Association of Pancreatology (IAP) & The 53rd Annual Meeting of Japan Pancreats Society (JPS) 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 十二指腸液由来遊離核酸を用いた膵癌リキッドバイオプシーの有用性 (2022)
  • Author(s): 高橋賢治、林 明宏、水上裕輔
  • Organizer: 第108回日本消化器病学会総会
• [Presentation] EUS-FNA検体と血清を用いた膵癌診断における長鎖ノンコーディングRNAの有用性 (2021)
  • Author(s): 高橋賢治、小山一也、川尻はるな、佐藤裕基、藤林周吾、林 明宏、河端秀賢、岩本英孝、後藤拓磨、山北圭介、北野陽平、水上裕輔、奥村利勝
  • Organizer: 第52回日本膵臓学会大会
• [Presentation] 細胞外小胞EVを用いた新規膵癌体液診断法の開発 (2021)
  • Author(s): 高橋賢治、北野陽平、麻生和信
  • Organizer: 第107回日本消化器病学会総会
• [Book] 胆と膵 Vol.44No.7(2023-7) (2023)
  • Author(s): 小野裕介、高橋賢治、水上裕輔
  • Publisher: 医学図書出版
  • ISBN: 9784865175400
• [Book] 日本臨牀 増刊号 膵癌・胆道癌2023 上 膵癌編 (2023)
  • Author(s): 河端秀賢、高橋賢治、水上裕輔
  • Total Pages: 13
  • Publisher: 日本臨牀社
• [Book] 胆と膵 (2022)
  • Author(s): 高橋賢治, 大森優子, 小野裕介, 古川 徹, 水上裕輔
  • Total Pages: 10
  • Publisher: 医学図書出版
• [Remarks] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/t-kenji