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Genomic instability and immunology of hepato-biliary cancer

Research Project

Project/Area Number 23K24324
Project/Area Number (Other) 22H03063 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

中川 英刀  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (50361621)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 透  北海道大学, 医学研究院, 助教 (70645796)
大野 敦司  広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (80774645)
相方 浩  広島大学, 医系科学研究科(医), 専門研究員 (30403512)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords肝臓がん / ゲノム / 空間的発現解析 / 胆道がん / 膵がん / シークエンス解析 / ゲノム不安定 / 肝胆膵がん / がんゲノム / 空間的RNA解析 / 腫瘍免疫
Outline of Research at the Start

本研究では、最新のlong-read sequencingによる肝胆がんの全ゲノム(WGS)解析を行い、ウイルスゲノムも含めて、そのマクロ的なゲノム構造を明らかにし、肝胆がんのゲノム不安定性の機序を解明する。また、免疫ゲノム解析のデータと合わせて、ゲノム不安定性と関連することが提唱されている免疫逃避機構の機序を明らかにする。肝臓と胆管の前がん病変や微小病変を対象として、in situ single-cell RNAseq(10x Visium) を行って、肝胆がんの腫瘍不均一性とともに、発生初期段階でのゲノム不安定の特徴および免疫的特性を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

これまで国際連携での肝がんの全ゲノム解析を進めており、中国人特有の変異シグニチャー(アリストロキア酸暴露関連)を同定し、論文発表をおこなった(Nature. 627:586-593, 2024) 。また、ICGC/PCAWGで報告してきた肝がん(Nature 2020)やNBNCで発生原因不明のHCCを含め、合計360例の肝がんの全ゲノム変異データを集計した。
B型肝炎、C型肝炎、アルコール性肝炎、およびNASHの凍結保存肝組織について、空間的RNA発現解析(Visium)を行い、HCV肝炎肝臓のデータより、HCVの配列を有する感染肝細胞を同定し、その周辺の非感染肝細胞とのRNA発現の比較検討をおこなった。
胆道がん(合計200例)および膵臓がん(90例)の切除標本より、exome およびRNAseq、そして小腸組織のRNAseqをおこない、放射線療法の分子および免疫レベルでの影響を解析した。
分担者の広島大学の肝がんについて、ゲノム変異、RNA発現プロファイルと免疫プロファイルとMRIの所見との関連解析を行い、肝がんの免疫環境や免疫療法の効果との関連について解析し、論文発表をおこなった(Cancers. 15:4234.2023)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

これまで国際連携での肝がんの全ゲノム解析を進めており、中国人特有の変異シグニチャー(アリストロキア酸暴露関連)を同定し、論文発表をおこなった(Nature. 627:586-593 ,2024) 。また、ICGC/PCAWGで報告してきた肝がん(Nature 2020)やNBNCで発生原因不明のHCCを含め、合計360例の肝がんの全ゲノム変異データを集計した。
胆道がん、膵癌のシークエンスデータの取得を終了した。胆道がんは200
例以上、膵癌は90例。

Strategy for Future Research Activity

肝臓および胆膵がん領域のFFPE保存標本から空間的RNA発現解析(Visium)を引き続き行う。胆道がんおよび膵臓がんexome およびRNAseqについては、機械学習法にて、ゲノム変異、RNA発現データ、免疫データ、小腸細菌叢データ、そして臨床情報を組み合わせて、予後予測のためのアルゴリズムの構築を試みる。肝臓がんにCAGEデータよりregulatory elementsを網羅的に同定し、体細胞変異が集積しているregulatory elementsの探索を行う。また、360例の肝がんの全ゲノム変異データよりシグニチャー解析を行い、飲酒、喫煙、脂肪肝、および重複がんとの関連を探索する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 8 results)

  • [Int'l Joint Research] 北京大学(中国)

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  • [Int'l Joint Research] MD Anderson Cancer Center(米国)

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  • [Int'l Joint Research] Universidade de Santiago de Compostela(スペイン)

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  • [Int'l Joint Research] Sanger Institute(英国)

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  • [Journal Article] Deep whole genome analysis of 494 hepatocellular carcinomas.2024

    • Author(s)
      Wang H, Chen L, Xue R, Lie M, Bai J, Bao J, Wang Y, Li Z, Wang W, Wang R, Zheng B, Yang A, Hu J, Lie K, Shen S, Wang Y, Zhu Y, Gu J, Gao D, Wng XW, Nakagawa H, Zang N, Wu L, Rozen SG, Bai F, and Wang H
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 627 Issue: 8004 Pages: 586-593

    • DOI

      10.1038/s41586-024-07054-3

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Association of hepatobiliary phase of Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI imaging with immune microenvironment and response to atezolizumab plus bevacizumab treatment.2023

    • Author(s)
      Tamura Y, Ono A, Nakahara H, Hayes N, Fujii Y, Zhang P, Yamauchi M, Uchikawa S, Kodama K, Teraoka Y, Fujimo H, Nakahara T, Murakami E, Serikawa M, Miki D, Kawaoka T, Okamoto W, Imamura M, Nakamura Y, Awai T, Ohdan H, Fujita M, Nakagawa H, Chayama K, Aikata H, and Oka S
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 15 Issue: 17 Pages: 4234-4234

    • DOI

      10.3390/cancers15174234

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hereditary cancer variants and homologous recombination deficiency in biliary tract cancer2023

    • Author(s)
      Okawa Yuki、Iwasaki Yusuke、Johnson Todd A.、Ebata Nobutaka、Inai Chihiro、Endo Mikiko、Maejima Kazuhiro、Sasagawa Shota、Fujita Masashi、Matsuda Koichi、Murakami Yoshinori、Nakamura Toru、Hirano Satoshi、Momozawa Yukihide、Nakagawa Hidewaki
    • Journal Title

      Journal of Hepatology

      Volume: 78 Issue: 2 Pages: 333-342

    • DOI

      10.1016/j.jhep.2022.09.025

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comprehensive analysis of full-length transcripts reveals novel splicing abnormalities and oncogenic transcripts in liver cancer2022

    • Author(s)
      Kiyose Hiroki、Nakagawa Hidewaki、Ono Atsushi、Aikata Hiroshi、Ueno Masaki、Hayami Shinya、Yamaue Hiroki、Chayama Kazuaki、Shimada Mihoko、Wong Jing Hao、Fujimoto Akihiro
    • Journal Title

      PLOS Genetics

      Volume: 18 Issue: 8 Pages: e1010342-e1010342

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1010342

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The presence of vessels encapsulating tumor clusters is associated with an immunosuppressive tumor microenvironment in hepatocellular carcinoma.2022

    • Author(s)
      Zhang P, Ono A, Fujii Y, Hayes CN, Tamura Y, Miura R, Shirane Y, Nakahara H, Yamauchi M, Uchikawa S, Uchida T, Teraoka Y, Fujino H, Nakahara T, Murakami E, Miki D, Kawaoka T, Okamoto W, Makokha GN, Imamura M, Arihiro K, Kobayashi T, Ohdan H, Fujita M, Nakagawa H, Chayama K, and Aikata H.
    • Journal Title

      Int J Cancer.

      Volume: 151 Issue: 12 Pages: 2278-2290

    • DOI

      10.1002/ijc.34247

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Proteo-genomic characterization of virus-associated liver cancers reveals potential subtypes and therapeutic targets2022

    • Author(s)
      Fujita Masashi、Chen Mei-Ju May、Siwak Doris Rieko、Sasagawa Shota、Oosawa-Tatsuguchi Ayako、Arihiro Koji、Ono Atsushi、Miura Ryoichi、Maejima Kazuhiro、Aikata Hiroshi、Ueno Masaki、Hayami Shinya、Yamaue Hiroki、Chayama Kazuaki、Lee Ju-Seog、Lu Yiling、Mills Gordon B.、Liang Han、Nishizuka Satoshi S.、Nakagawa Hidewaki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 6481-6481

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34249-x

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 肝癌全ゲノムシークエンス解析(WGS)の臨床的有用性2023

    • Author(s)
      中川 英刀
    • Organizer
      第59回日本肝癌研究会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 消化器がんにおける全ゲノムシークエンス解析(WGS)の臨床的有用性2023

    • Author(s)
      中川 英刀
    • Organizer
      JDDW 日本消化器外科学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 胆道がんの全ゲノム解析とそのゲノム多様性2023

    • Author(s)
      中川 英刀
    • Organizer
      日本胆道学会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Somatic Mutational Signatures and Their Associations with Asian Cancer Etiology and Phenotypes2023

    • Author(s)
      Hidewaki Nakagawa
    • Organizer
      Human Genomics Asia 2023
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Spatial transcriptomics and genomics of non-tumor disease tissues2023

    • Author(s)
      Hidewaki Nakagawa
    • Organizer
      Spatial Biology Congress Asia (Singapore)
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Proteo-genomic Characterization of Japanese Primary Liver Cancers Identifies Novel Subtypes and Therapeutic Strategies2022

    • Author(s)
      中川英刀
    • Organizer
      日本肝癌研究会
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    • Invited
  • [Presentation] Proteo-Genomic Characterization of Japanese Primary Liver Cancers Identifies Novel Subtypes and Therapeutic Strategies2022

    • Author(s)
      中川英刀
    • Organizer
      アジア太平洋肝臓学会(APASL)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 腫瘍免疫と関連するがんゲノム異常とがんゲノム医療2022

    • Author(s)
      中川英刀
    • Organizer
      日本がん免疫学会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 胆道癌1,292例における遺伝性腫瘍関連遺伝子バリアントのスクリーニング2022

    • Author(s)
      大川裕貴、中村 透, 平野 聡, 桃沢 幸秀, 中川 英刀
    • Organizer
      日本遺伝性腫瘍学会
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      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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