| Project/Area Number |
22K15433
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 49020:Human pathology-related
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| Research Institution | Suzuka University of Medical Science |
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Principal Investigator |
金山 和樹 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 准教授 (20605943)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | Extrachromosomal DNA / Receptor tyrosine kinase / 微小核 / 腫瘍内不均一性 / FGFR2 / シングルセルクローニング / CGHアレイ / FISH / 治療抵抗性クローン |
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| Outline of Research at the Start |
Receptor tyrosine kinase(RTK)阻害剤に対する治療抵抗性機序の1つに腫瘍内不均一性が報告されているが、そのメカニズムは十分に解明されていない。近年、Extrachromosomal DNA(ecDNA)が腫瘍内遺伝的不均一性に寄与することが報告された。このことからRTKを組み込んだecDNAの増幅と腫瘍細胞間における不均一な分離がRTKの腫瘍内不均一性に起因し治療抵抗性を引き起こすと推察するが解明されていない。そこで本研究では、RTKを組み込んだecDNAをもつ各種癌細胞株のクローンを作製し、RTKが組み込まれたecDNA数とタンパク発現、薬剤感受性の解析を行い、ecDNAによるRTKの腫瘍内不均一性と治療抵抗性機序の解明ならびに新規治療法を探索する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
Receptor tyrosine kinase (以下RTK)阻害剤に対する治療抵抗性機序の1つに腫瘍内不均一性が報告されているが、腫瘍内不均一性の形成機序や治療抵抗性のメカニズムは十分に解明されていない。本研究課題で着目しているExtrachromosomal DNA (以下ecDNA)は環状構造を示し、セントロメアを欠くというユニークな特徴を有することが知られている。近年、ecDNA数は腫瘍細胞間で大きく異なっており、数理モデルにより腫瘍内遺伝的不均一性を促進させることが報告された。しかし、腫瘍進展に重要となるRTKが組み込まれたecDNAの不均一な分離とRTKタンパク発現の不均一性ならびに治療抵抗性への直接的な関連性について明らかにされていない。昨年度、FGFR2が組み込まれたecDNAを有する胃癌細胞株SNU-16を用いてRTKが組み込まれたecDNAは癌細胞間で不均一性を示し、ecDNAは構造やコピー数を変化させることでRTK阻害剤に対する治療抵抗性に直接的に寄与することを明らかにした。本年度はecDNAを標的とした治療法の探索を目的に、ecDNAの排出に関わる微小核の形成と微小核内のecDNAをFISH法で解析を行った。その結果、癌細胞では微小核はある一定の頻度で形成されており、すべての微小核にRTKが組み込まれたecDNAが取り込まれる訳ではないことが分かった。一方、RTK発現の上昇したクローンおよび治療抵抗性クローンではRTKが組み込まれたecDNAの微小核内への取り込みが多く観察された。さらにこれらのクローンをRNA-seqで解析した結果、細胞外排出に関連する遺伝子発現が有意に上昇していた。これらの知見より、ecDNAの微小核内への取り込みと排出はRTKのコピー数と発現量の調節機能として働いている可能性が示唆され、治療応用へのさらなる検証を進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
FGFR2が組み込まれたecDNAの検証に多くの時間を費やしたため、HER2、MET遺伝子が組込まれたecDNAについてはまだ十分な検証ができていない。今後、実験スピードを上げてHER2、MET遺伝子についても同様の解析を行っていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
EcDNAの微小核の取り込みと排出に関わる遺伝子発現についてさらなる調査を行い、治療応用へ可能性を模索する。また、選択的オートファジー(ヌクレオファジー)について解析を進め、ecDNAの除去の可能性について検証を行っていく。
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