胃がんに関連したARID2遺伝子の新規SNP機能解析及びその臨床応用

Research Project

Project/Area Number	21K08763
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research Institution	Chiba Cancer Center (Research Institute)
Principal Investigator	中村洋子千葉県がんセンター(研究所), がん予防センター, 主任上席研究員 (60260254)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	下里修千葉県がんセンター(研究所), がん予防センター腫瘍ゲノム研究室, 室長 (30344063) 巽康年千葉県がんセンター(研究所), がん予防センター腫瘍ゲノム研究室, 研究員 (00450578)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	胃がん / ARID2遺伝子 / SNP / ゲノム / がん予防
Outline of Research at the Start	先行研究から、消化器がんを発症した「リスク群」において有意に高頻度で検出される生殖細胞系列での一塩基亜型(SNV)を複数同定した。その中で、クロマチンリモデリングに関与するARID2遺伝子のアミノ酸置換を伴うSNVは、変異アレル頻度が約2.5%の一塩基多型(SNP)であり、海外のSNPデータベースでは未登録である。本研究では、胃がんのリスク予測、予防、治療への応用を目指し、胃がん発症・進展における当該SNPの意義を分子レベルで解明することを目的とする。本研究の成果は、発がんリスクアレルを有するがん未病者に対するがん予防対策への応用が期待される。
Outline of Annual Research Achievements	日本多施設共同コーホート研究では、個人の体質を考慮した生活習慣病の予防対策に必要な基礎資料の提供を目的とし、20年以上にわたって試料の保管と住民追跡調査を行う予定で進め現在19年目である。我々はその付随研究として、千葉県北西部の住民の疫学情報と血液試料を用いてがんのリスクに関連する生殖細胞系列SNVの探索を行い、その成果として胃がん発症との関連性が予想される生殖細胞系列SNVを複数見出した。本研究では、それらの一つであるクロマチンリモデリングに関与するARID2遺伝子に含まれる新規SNPに着目し、胃がん発症における意義の解明を目的とする。令和4年度は、千葉県がんセンターバイオバンクに収蔵された胃がんの凍結組織を用いて当該組織における機能を検討した。凍結組織からDNA・RNAを抽出し、当該SNPの有無と遺伝子発現パターンとの関連性を検討した。その結果、いくつかの重要な生物学的反応経路に関連する遺伝子群の発現に優位な差が認められたことから、当該SNPの発現によって細胞の挙動に変化の生じた可能性が示唆された。一方、胃がんにおける当該SNPの意義を検討するため、作製済みの当該SNPのノックイン（KI）マウスに発がん物質であるメチルニトロソ尿素（MNU）を用いた化学発がん実験を実施した。MNUは飲水に混ぜて4週間投与した後、さらに体重変化や異常行動の有無を観察しながら40週間飼育した。観察期間中の体重変化はKIマウスと野生型マウスとの間に差はなく、異常行動も観察されなかった。現在、観察を終了した個体から胃を含む各種臓器を採材し、組織学的解析を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 昨年度に計画した実験を概ね実施し一定の成果を得ることができたことから、上記のように判断した。
Strategy for Future Research Activity	生体内における当該SNPの意義を検討するために胃がんの化学発がんモデルを実施したが、胃がんモデルの構築には検討の余地が残された。MNUによる胃がん発症モデルは長い実験期間を要することに加えて、がん化における遺伝子の役割がヒトとマウスとの間で異なる可能性も考えられたので、化学発がん実験には胃に限らず様々な発がんモデルを採用し、がんの発症・進展における当該SNPの意義を検討する。さらに今後は、オルガノイド培養による試験管内での形質転換における当該SNPの意義も併せて検討する予定である。具体的には、当該SNPを有するKIマウスあるいは野生型マウスから胃に加えて小腸、大腸、肝臓などの消化器の上皮組織を採取し、3次元培養法によって組織オルガノイドを得る。その樹立の際に、変異型がん原遺伝子（KRAS-G12Vなど）の過剰発現やがん抑制遺伝子（APCやTP53など）のノックダウンすることによって得られたオルガノイドの性状と形質転換が起こる確率の変化を検討する。さらに、変異型ARID2を過剰発現するがん細胞株をヌードマウスなどに接種して、造腫瘍能などへの影響を検討する。加えて、上記で得られた初代培養腫瘍細胞での網羅的な遺伝子発現やエピゲノムに関する解析を行って、これらの結果と昨年度に得た当該SNPを有するヒト胃がん組織での遺伝子発現の特徴と比較する。以上から、がんの発生・進展における当該SNPの意義を明らかにする。