放射線治療の個別最適化を目指したメタボロミクス・リバースTR

• Project/Area Number: 22K07659
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 尾池 貴洋 群馬大学, 医学部附属病院, 講師 (10643471)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 放射線感受性 / メタボロミクス

Outline of Research at the Start

前向きに集積済の子宮頸癌・根治的放射線治療症例80例の治療前腫瘍検体をLC-MS/MSで解析しメタボロームを同定する。機械学習を用いて同コホートの治療成績を予期するメタボロームを抽出する。独自に開発したCCLE収載がん細胞株の放射線感受性データベースとCCLEが公開する　メタボロームデータを関連解析し上記実験で抽出したメタボロームの科学的蓋然性を検証する。培養細胞実験をおこない②で抽出したメタボロームの科学的蓋然性を最終確認する。

Outline of Annual Research Achievements

がん放射線治療をさらに個別最適化するためには普及型光子線治療に抵抗性を示す症例を診断時に同定し、粒子線治療など強度の高い治療モダリティへ層別化する必要がある。近年、プレシジョンメディシンが薬物療法領域で急速に普及しつつあるが、遺伝子パネル検査はいまだに高価かつ用途が限定的なことから放射線治療臨床への速やかな導入は現実的でない。一方、近年の技術革新によりがん細胞中の微小代謝産物プロファイル（メタボローム）の高精度かつ安価な解析が可能となった。以上から、本研究は、臨床の根治的放射線治療コホートの解析と独自に開発したがん細胞放射線感受性データベースを活用した解析を組み合わせたリバース・トランスレーショナルリサーチにより放射線治療抵抗性を予期するメタボロームを同定することを目的とする。具体的には、前向きに集積済の子宮頸癌・根治的放射線治療症例の治療前腫瘍検体をLC-MS/MSで解析しメタボロームを同定する。機械学習を用いて同コホートの治療成績を予期するメタボロームを抽出する。独自に開発したCCLE収載がん細胞株の放射線感受性データベースとCCLEが公開するメタボロームデータを関連解析し抽出した候補メタボロームの科学的蓋然性を検証する。培養細胞実験をおこない抽出した候補メタボロームの科学的蓋然性を最終確認する。研究第二年度のR5年度は前年度に引き続き前向き集積・子宮頸癌・根治的放射線治療症例の腫瘍ならびに血液検体をLC-MS/MSで解析しメタボロームをプロファイルした。悪性度が高く高腫瘍免疫応答に乏しい腫瘍との関連が報告されている新規がん関連代謝産物リボシル化クレアチンの亢進を子宮頸癌検体において初めて同定した。さらにリボシル化クレアチン亢進症例の血清においてはクレアチン・アルギニンの代謝経路が特徴的なプロファイルをとることが明らかになった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

予定通り進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

以下を予定通り進める。
・CCLE収載がん細胞株の放射線感受性データベースとCCLEが公開するメタボロームデータを関連解析し抽出したメタボロームの科学的蓋然性を検証する。
・培養細胞実験をおこない抽出したメタボロームの科学的蓋然性を確認する。

Research Products

• [Journal Article] Characterization of the signal transduction cascade for inflammatory gene expression in fibroblasts with ATM-ATR deficiencies after Ionizing radiation (2024)
  • Author(s): Haruna Shunji、Okuda Ken、Shibata Akiko、Isono Mayu、Tateno Kohei、Sato Hiro、Oike Takahiro、Uchihara Yuki、Kato Yu、Shibata Atsushi
  • Journal Title: Radiotherapy and Oncology Volume: 194 Pages: 110198-110198
  • DOI: 10.1016/j.radonc.2024.110198
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] HLA Class I Expression Is Associated with DNA Damage and Immune Cell Infiltration into Dysplastic and Neoplastic Lesions in Ulcerative Colitis (2023)
  • Author(s): Okami Haruka、Ozawa Naoya、Sohda Makoto、Yokobori Takehiko、Osone Katsuya、Erkhem-Ochir Bilguun、Dorjkhorloo Gendensuren、Shiraishi Takuya、Okada Takuhisa、Sano Akihiko、Sakai Makoto、Miyazaki Tatsuya、Ogawa Hiroomi、Yao Takashi、Oike Takahiro、Sato Hiro、Shirabe Ken、Shibata Atsushi、Saeki Hiroshi
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Issue: 17 Pages: 13648-13648
  • DOI: 10.3390/ijms241713648
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Improved Algorithm for Estimation of Linear Energy Transfer in Carbon Ion Radiotherapy Plans (2023)
  • Author(s): ANAKURA MAI、KUBOTA YOSHIKI、OIKE TAKAHIRO、MATSUMURA AKIHIKO、SAKAI MAKOTO、KANEMATSU NOBUYUKI、TASHIRO MUTSUMI、OHNO TATSUYA
  • Journal Title: Anticancer Research Volume: 43 Issue: 7 Pages: 2975-2984
  • DOI: 10.21873/anticanres.16468
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pilot study of plasma creatine riboside as a potential biomarker for cervical cancer (2023)
  • Author(s): Oike Takahiro、Osu Naoto、Yoshimoto Yuya、Obinata Hideru、Yoshikawa Kazuhiro、Harris Curtis C.、Ohno Tatsuya
  • Journal Title: Heliyon Volume: 9 Issue: 6 Pages: e16684-e16684
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e16684
• [Journal Article] Association between Tumor Mutational Burden, Stromal CD8+ Tumor-Infiltrating Lymphocytes, and Clinical Factors in Cervical Cancers Treated with Radiotherapy (2023)
  • Author(s): Ruan Hanguang、Oike Takahiro、Sato Hiro、Ando Ken、Ohno Tatsuya
  • Journal Title: Cancers Volume: 15 Issue: 4 Pages: 1210-1210
  • DOI: 10.3390/cancers15041210
• [Journal Article] Creatine riboside is a cancer cell?derived metabolite associated with arginine auxotrophy (2022)
  • Author(s): Parker Amelia L.、Toulabi Leila、Oike Takahiro et al.
  • Journal Title: Journal of Clinical Investigation Volume: 132 Issue: 14
  • DOI: 10.1172/jci157410
• [Journal Article] Comparative Analysis of the Antitumor Immune Profiles of Paired Radiotherapy-naive and Radiotherapy-treated Cervical Cancer Tissues (2022)
  • Author(s): IMAMURA AYAKA、OIKE TAKAHIRO、SATO HIRO、YOSHIMOTO YUYA、ANDO KEN、OHNO TATSUYA
  • Journal Title: Anticancer Research Volume: 42 Issue: 7 Pages: 3341-3348
  • DOI: 10.21873/anticanres.15821
• [Journal Article] Radiosensitization by the Selective Pan-FGFR Inhibitor LY2874455 (2022)
  • Author(s): Darwis Narisa Dewi Maulany、Horigome Eisuke、Li Shan、Adachi Akiko、Oike Takahiro、Shibata Atsushi、Hirota Yuka、Ohno Tatsuya
  • Journal Title: Cells Volume: 11 Issue: 11 Pages: 1727-1727
  • DOI: 10.3390/cells11111727
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Double-layer omics analysis of castration- and X-ray-resistant prostate cancer cells (2022)
  • Author(s): Iwanaga Mototaro、Kawamura Hidemasa、Kubo Nobuteru、Mizukami Tatsuji、Oike Takahiro、Sato Hiro、Miyazawa Yoshiyuki、Sekine Yoshitaka、Kawabata-Iwakawa Reika、Nishiyama Masahiko、Ohno Tatsuya、Nakano Takashi
  • Journal Title: Journal of Radiation Research Volume: 63 Issue: 4 Pages: 585-590
  • DOI: 10.1093/jrr/rrac022
• [Presentation] 早期子宮頸癌の放射線抵抗性因子探索を目指したクリニカルシーケンス (2023)
  • Author(s): 関口慶仁, 尾池貴洋, 吉本由哉, 安藤謙, 大野達也
  • Organizer: 第3回日本量子医科学会学術大会
• [Presentation] 炭素イオン線治療計画におけるLET推定アルゴリズムの改善と臨床応用について (2023)
  • Author(s): 吉松幸彦, 穴倉麻衣, 尾池貴洋, 吉田英恵, 久保田佳樹, 松村彰彦, 酒井真理, 兼松伸幸, 田代睦, 大野達也
  • Organizer: 第3回日本量子医科学会学術大会
• [Presentation] 次世代シーケンスを用いた放射線照射後の炎症・免疫遺伝子発現プロファイルの解明 (2023)
  • Author(s): 春名俊志, 奥田賢, 柴田晃子, 磯野真由, 佐藤浩央, 尾池貴洋, 内原脩貴, 加藤優, 柴田淳史
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
• [Presentation] 進行胃癌の出血に対する緩和的放射線治療の有効性 (2023)
  • Author(s): 大田哲愛, 安達彰子, 尾池貴洋, 久武祐太, 東澤俊彦, 寺元研, 岡村幸重, 大野達也
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
• [Presentation] 炭素イオン線治療計画におけるLET推定アルゴリズムの精度向上と臨床実装 (2023)
  • Author(s): 吉松幸彦, 穴倉麻衣, 尾池貴洋, 吉田英恵, 久保田佳樹, 松村彰彦, 酒井真理, 兼松伸幸, 田代睦, 大野達也
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
• [Presentation] 選択的汎FGFR阻害薬LY2874455による放射線増感 (2023)
  • Author(s): 堀込瑛介, 尾池貴洋, 安達彰子, Narisa Dewi Maulany Darwis, 柴田淳史, 大野達也
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第36回学術大会
• [Presentation] 超解像ガンマH2AX foci体積を用いた混成LET炭素イオン線の殺細胞効果予測 (2023)
  • Author(s): 尾池貴洋, Sangeeta Kakoti, 酒井真理, 松村彰彦, 大野達也, 柴田淳史
  • Organizer: 日本放射線影響学会第66回大会
• [Presentation] Radiosensitization by FGFR inhibition (2023)
  • Author(s): Takahiro Oike, Eisuke Horigome, Akiko Adachi, Narisa Dewi Maulany Darwis, Atsushi Shibata, Tatsuya Ohno
  • Organizer: AACR-NCI-EORTC Molecular Targets and Cancer Therapeutics Conference
• [Presentation] 化学放射線治療の最適化を目指した多層オミクス免疫プロファイリング (2023)
  • Author(s): 尾池貴洋
  • Organizer: 第65回日本婦人科腫瘍学会学術講演会
• [Presentation] 選択的汎FGFR阻害薬LY2874455による放射線増感と臨床応用の課題 (2023)
  • Author(s): 堀込瑛介, 尾池貴洋, 安達彰子, Narisa Dewi Maulany Darwis, 柴田淳史, 大野達也
  • Organizer: 第26回癌治療増感研究会
• [Presentation] 炭素イオン線におけるLET, ガンマH2AX foci 体積, および殺細胞効果の関係性の解析 (2023)
  • Author(s): 尾池貴洋, Sangeeta Kakoti, 酒井真理, 松村彰彦, 大野達也, 柴田淳史
  • Organizer: 第60回日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会
• [Presentation] FGF受容体ファミリーの変異が子宮頸癌放射線治療予後に及ぼす影響 (2022)
  • Author(s): 吉本由哉, 佐々木泰史, 尾池貴洋, 安藤謙, 濱本純子, 鈴木義行, 中野隆史, 時野隆至, 大野達也
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
• [Presentation] 早期子宮頸癌の遺伝子変異解析による放射線抵抗性寄与因子の探索 (2022)
  • Author(s): 関口慶仁, 尾池貴洋, 吉本由哉, 安藤謙, 佐々木泰史, 時野隆至, 大野達也
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
• [Presentation] 根治的放射線治療症例におけるtumor mutational burdenの解析 (2022)
  • Author(s): 太田哲愛, 吉本由哉, 安藤謙, 尾池貴洋, 大野達也
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
• [Presentation] 炭素イオン線照射により誘導されるがん細胞メタボローム変化の解析 (2022)
  • Author(s): 大須直人, 牧野嶋秀樹, 尾池貴洋, 大野達也
  • Organizer: 日本放射線腫瘍学会第35回学術大会
• [Presentation] 未来のがん患者のために放射線腫瘍医が今やるべきこと (2022)
  • Author(s): 尾池貴洋
  • Organizer: 第60回日本癌治療学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 子宮頸癌における腫瘍遺伝子変異量と放射線治療成績の関連解析 (2022)
  • Author(s): 尾池貴洋, 大田哲愛, 吉本由哉, 佐藤浩央, 安藤謙, 大野達也
  • Organizer: 第64回日本婦人科腫瘍学会学術講演会
• [Presentation] 子宮頸部扁平上皮癌症例における腫瘍マーカーSCCの照射後非特異的上昇の解析 (2022)
  • Author(s): 尾池妙, 尾池貴洋, 安藤謙, 岩瀬明, 大野達也
  • Organizer: 第64回日本婦人科腫瘍学会学術講演会
• [Presentation] 重粒子線治療の個別最適化を目指した基礎・トランスレーショナル研究 (2022)
  • Author(s): 尾池貴洋
  • Organizer: 第50回放射線による制癌シンポジウム
  • Invited