Genomic and epigenomic analysis of dedifferentiated liposarcoma

• Project/Area Number: 21K15601
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 浅野 尚文 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (10445299)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 脂肪肉腫 / 脱分化 / ゲノム解析 / クローン進化 / メチル化解析 / エピゲノム解析

Outline of Research at the Start

脱分化型脂肪肉腫は高悪性度の軟部肉腫で、極めて予後不良の疾患である。中間悪性腫瘍である異型脂肪腫からの脱分化が10％で生じると言われているが、残りの90％は新規に発生し、脱分化現象のメカニズムは明らかとなっていない。本研究では、１）多症例の腫瘍検体を用いたDNAメチル化解析と２）1腫瘍当たり、10検体の多領域の腫瘍検体を用いた多領域ゲノム・エピゲノム解析を行うことで、脱分化現象のメカニズムの解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

脱分化型脂肪肉腫は、染色体12q13-15領域の高度増幅を特徴とし、高分化（以下、WD）成分と非脂肪性の増悪である脱分化（以下、DD）成分によって構成された軟部腫瘍である。脱分化の明確なトリガーは解明されていないため、多領域解析を行い、そのクローン進化を推定した。
3症例の脱分化型脂肪肉腫を対象として、10サンプルずつ腫瘍組織検体を採取し、1）ゲノム（全エクソームシーケンス）、2）エピゲノム（DNAメチル化アレイ）、3）トランスクリプトーム（RNAシーケンス）の多領域解析を実施した。
1）各症例内の全サンプルに共通した体細胞遺伝子異常（変異＋コピー数異常）は12q13-15高度増幅を含む4、26、2個だったのに対し、同一成分（WDまたはDD）内の全サンプルに共通した遺伝子異常は、WDで27、0、12個、DDで55、26、81個であった。3例中2例においては、全サンプルに共通するものが少なく、WD成分とDD成分が早期に枝分かれするクローン進化が推定された。
2）WD成分は全症例において正常脂肪と類似したDNAメチル化パターンを有していたが、DD成分は症例間で傾向が異なり、症例特異的な脱メチル化が広い領域で生じていることが明らかとなった。また、メチル化パターンから予測された系統樹は、遺伝子異常から予測された系統樹と類似していた。
3）WD成分・DD成分間で脂肪分化・形成に関連する遺伝子の発現に差が見られたが、そのパターンは症例間で異なっていた。一部では、CpGアイランドのメチル化状態と発現の相関が見られた。
本研究によって、一部の脱分化型脂肪肉腫においてはWD成分とDD成分が腫瘍形成の初期に分岐し、別々のクローン進化を遂げていることが明らかになった。また、脂肪分化・形成に関連する遺伝子の発現及びDNAメチル化パターンから、脱分化にDNAメチル化異常が寄与している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

研究結果をまとめて、論文化を行う予定である。

Research Products

• [Presentation] 脱分化型脂肪肉腫のクローン進化 (2023)
  • Author(s): 関田 哲也, 浅野 尚文, 服部 奈緒子, 吉田 朗彦, 小林 英介, 込山 元清, 中山 ロバート, 川井 章, 松本 守雄, 中村 雅也, 市川 仁．
  • Organizer: 第96回日本整形外科学会学術総会
• [Presentation] Clonal Evolution of Dedifferentiated Liposarcoma. (2023)
  • Author(s): 関田 哲也, 浅野 尚文, 服部 奈緒子, 吉田 朗彦, 小林 英介, 込山 元清, 中山 ロバート, 川井 章, 松本 守雄, 中村 雅也, 市川 仁．
  • Organizer: European Society For Medical Oncology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 多領域ゲノム解析による脱分化型脂肪肉腫クロー ン進化の検討 (2022)
  • Author(s): 関田哲也、浅野尚文
  • Organizer: 第55回 日本整形外科学会骨・軟部腫瘍学術集会
• [Presentation] 脱分化型脂肪肉腫のクローン進化 (2022)
  • Author(s): 関田哲也、浅野尚文
  • Organizer: 第81回 日本癌学会学術総会
• [Presentation] Intratumor Heterogeneity and Clonal Evolution of Dedifferentiated Liposarcoma. (2022)
  • Author(s): Tetsuya Sekita, Naofumi Asano, Takashi Kubo, Hirohiko Totsuka, Sachiyo Mitani, Akihiko Yoshida, Eisuke Kobayashi, Akira Kawai, Morio Matsumoto, Masaya Nakamura, Robert Nakayama, Hitoshi Ichikawa
  • Organizer: 第5回日本サルコーマ治療研究学会学術集会
• [Presentation] Intratumor Heterogeneity and Clonal Evolution of Dedifferentiated Liposarcoma. (2021)
  • Author(s): Tetsuya Sekita, Naofumi Asano, Takashi Kubo, Hirohiko Totsuka, Sachiyo Mitani, Akihiko Yoshida, Eisuke Kobayashi, Akira Kawai, Morio Matsumoto, Masaya Nakamura, Robert Nakayama, Hitoshi Ichikawa
  • Organizer: 第80回癌学会学術総会