de novo大腸発がんの分子機構解明と解析モデルの構築

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04299
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 鈴木 拓 札幌医科大学, 医学部, 教授 (20381254)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 英一郎 札幌医科大学, 医学部, 助教 (60567915) ; 丸山 玲緒 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (60607985) ; 甲斐 正広 札幌医科大学, 医学部, 講師 (80260777)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 大腸がん / ゲノム / エピゲノム / 表面型大腸腫瘍

Outline of Annual Research Achievements

内視鏡的に切除された大腸組織（非がん部大腸粘膜、表面型腫瘍、隆起型腫瘍、進行大腸がん）合計40検体から得たシークエンスデータおよびDNAメチル化アレイデータを元に、新規大腸がん関連遺伝子を抽出した。それらの遺伝子のDNAメチル化を、大腸腺腫（conventional adenoma、sessile serrated adenoma、traditional adenoma）、早期大腸がん検体および進行大腸がん検体、合計1000例を対象にバイサルファイトパイロシークエンスで解析した。その結果、新規大腸がん関連遺伝子としてB3GALNT1、CADPS、CCDC180、DGKG、FAM92A1、FEZ1、FRMD4B、GABRA4、NTSR1、OGFRL1、PRDM16、SMOC1、ZNF345、ZNF582-AS1を同定した。コロニーフォーメーションアッセイ、MTTアッセイ、フローサイトメトリー、wound healingアッセイ、マトリゲル浸潤アッセイ、ヌードマウスでのxenograft形成能解析の結果、DGKG、SMOC1、ZNF581-AS1が大腸がん抑制遺伝子的に機能することを明らかにした。またSMOC1のメチル化および免疫染色は、大腸早期病変であるserrated lesionの鑑別診断に有用なマーカーであることを明らかにした。
またNTSR1と大腸表面型腫瘍との相関を明らかにした。NTSR1メチル化はLaterally spreading tumorなど側方進展形式を示す大腸腫瘍に高頻度であり、NTSR1の高メチル化は予後良好と相関した。機能解析の結果、NTSR1は大腸がん細胞の増殖・遊走・浸潤を促進することから、NTSR1がメチル化されることが大腸腫瘍の非浸潤性・側方進展性に関わると推測された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

予定していた大腸臨床検体におけるゲノム・エピゲノム解析を終了し、新規大腸がん関連遺伝子を複数同定しえた。それらの中から、表面型大腸腫瘍に関連する遺伝子を同定した。またserrated lesionの新規鑑別診断マーカーとなりうる遺伝子を同定した。これらの遺伝子の機能解析を行い、細胞増殖、遊走・浸潤能に関わる事を明らかにした。これらのことより研究はおおむね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

同定した遺伝子について、さらに多数の臨床検体での遺伝子変異、DNAメチル化、遺伝子発現の解析を推進する。臨床病理学的所見、および拡大内視鏡所見との相関関係を明らかにし、大腸前がん病変および早期がんの診断に有用な所見を明らかにするとともに、大腸がんリスク診断や超早期診断マーカーとしての有用性を検証する。また同定した遺伝子のノックアウト細胞を作成し、機能解析モデルの構築を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Epigenetic silencing of diacylglycerol kinase gamma in colorectal cancer. (2017)
  • Author(s): Kai M, Yamamoto E, Sato A, Yamano HO, Niinuma T, Kitajima H, Harada T, Aoki H, Maruyama R, Toyota M, Hatahira T, Nakase H, Sugai T, Yamashita T, Toyota M, Suzuki H.
  • Journal Title: Mol Carcinog Volume: 56 Pages: 1743-1752
  • DOI: doi: 10.1002/mc.22631.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Molecular subtypes of colorectal cancers determined by PCR-based analysis. (2017)
  • Author(s): Sugai T, Eizuka M, Takahashi Y, Fukagawa T, Habano W, Yamamoto E, Akasaka R, Otuska K, Matsumoto T, Suzuki H.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 108 Pages: 427-434
  • DOI: doi: 10.1111/cas.13164.
• [Journal Article] Genetic differences stratified by PCR-based microsatellite analysis in gastric intramucosal neoplasia. (2017)
  • Author(s): Sugai T, Sugimoto R, Habano W, Endoh M, Eizuka M, Tsuchida K, Yamamoto E, Kawasaki K, Yanai S, Matsumoto T, Suzuki H.
  • Journal Title: Gastric Cancer Volume: 20 Pages: 286-296
  • DOI: doi: 10.1007/s10120-016-0616-2.
• [Journal Article] Genome-wide analysis of DNA copy number alterations in early and advanced gastric cancers. (2017)
  • Author(s): Arakawa N, Sugai T, Habano W, Eizuka M, Sugimoto R, Akasaka R, Toya Y, Yamamoto E, Koeda K, Sasaki A, Matsumoto T, Suzuki H
  • Journal Title: Mol Carcinog Volume: 56 Pages: 527-537
  • DOI: doi: 10.1002/mc.22514.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of molecular alterations in laterally spreading tumors of the colorectum. (2017)
  • Author(s): Sugai T, Habano W, Takagi R, Yamano H, Eizuka M, Arakawa N, Takahashi Y, Yamamoto E, Kawasaki K, Yanai S, Ishida K, Suzuki H, Matsumoto T.
  • Journal Title: J Gastroenterol Volume: 52 Pages: 715-723
  • DOI: doi: 10.1007/s00535-016-1269-y.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TET1 Depletion Induces Aberrant CpG Methylation in Colorectal Cancer Cells. (2016)
  • Author(s): Kai M, Niinuma T, Kitajima H, Yamamoto E, Harada T, Aoki H, Maruyama R, Toyota M, Sasaki Y, Sugai T, Tokino T, Nakase H, Suzuki H.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11 Pages: e0168281
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0168281.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular differences in the microsatellite stable phenotype between left-sided and right-sided colorectal cancer. (2016)
  • Author(s): Takahashi Y, Sugai T, Habano W, Ishida K, Eizuka M, Otsuka K, Sasaki A, Matsumoto T, Morikawa T, Unno M, Suzuki H.
  • Journal Title: Int J Cancer Volume: 139 Pages: 2493-2501
  • DOI: doi: 10.1002/ijc.30377.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epigenetic activation of LY6K predicts the presence of metastasis and poor prognosis in breast carcinoma. (2016)
  • Author(s): Kong HK, Park SJ, Kim YS, Kim KM, Lee HW, Kang HG, Woo YM, Park EY, Ko JY, Suzuki H, Chun KH, Song E, Jang KY, Park JH.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 7 Pages: 55677-55689
  • DOI: doi: 10.18632/oncotarget.10972.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A genomic screen for long noncoding RNA genes epigenetically silenced by aberrant DNA methylation in colorectal cancer. (2016)
  • Author(s): Kumegawa K, Maruyama R, Yamamoto E, Ashida M, Kitajima H, Tsuyada A, Niinuma T, Kai M, Yamano HO, Sugai T, Tokino T, Shinomura Y, Imai K, Suzuki H.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 6 Pages: 26699
  • DOI: doi: 10.1038/srep26699.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Assessment of epigenetic alterations in early colorectal lesions containing BRAF mutations. (2016)
  • Author(s): Sawada T, Yamamoto E, Yamano HO, Nojima M, Harada T, Maruyama R, Ashida M, Aoki H, Matsushita HO, Yoshikawa K, Harada E, Tanaka Y, Wakita S, Niinuma T, Kai M, Eizuka M, Sugai T, Suzuki H.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 7 Pages: 35106-35118
  • DOI: doi: 10.18632/oncotarget.9044.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Clinical prognostic value of DNA methylation in hepatoblastoma: Four novel tumor suppressor candidates. (2016)
  • Author(s): Honda S, Minato M, Suzuki H, Fujiyoshi M, Miyagi H, Haruta M, Kaneko Y, Hatanaka KC, Hiyama E, Kamijo T, Okada T, Taketomi A.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 107 Pages: 812-819
  • DOI: doi: 10.1111/cas.12928.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinicopathological and molecular alterations in early gastric cancers with the microsatellite instability-high phenotype. (2016)
  • Author(s): Sugimoto R, Sugai T, Habano W, Endoh M, Eizuka M, Yamamoto E, Uesugi N, Ishida K, Kawasaki T, Matsumoto T, Suzuki H.
  • Journal Title: Int J Cancer Volume: 138 Pages: 1689-1697
  • DOI: doi: 10.1002/ijc.29916.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CpGアイランドメチル化形質：発生機序と臨床的意義 (2016)
  • Author(s): 鈴木拓
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] 大腸鋸歯状腺腫の進展に関わるDNAメチル化異常の同定 (2016)
  • Author(s): 青木敬則、山本英一郎、山野泰穂、萬顕、石黒一也、原田拓、新沼猛、甲斐正広、足立靖、遠藤高夫、菅井有、鈴木拓
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] 大腸がんにおけるdiacylglycerol kinase zeta遺伝子バリアントのエピジェネティックな制御 (2016)
  • Author(s): 甲斐正広、新沼猛、北嶋洋志、丸山玲緒、山本英一郎、鈴木拓
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] 慢性胃炎および胃癌に関連する長鎖noncoding RNAの同定 (2016)
  • Author(s): 北嶋洋志、丸山玲緒、山本英一郎、新沼猛、青木敬則、原田拓、甲斐正広、仲瀬裕志、時野隆至、鈴木拓
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] 大腸癌における腫瘍血管内皮関連遺伝子の同定 (2016)
  • Author(s): 萬顕、山本英一郎、津矢田明泰、沼田有斗、甲斐正広、新沼猛、北嶋洋志、青木敬則、若杉英樹、時野隆至、仲瀬裕志、菅井有、鈴木拓
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] 消化管間質腫瘍の再発に関連するmicroRNAの解析 (2016)
  • Author(s): 新沼猛、若杉英樹、山本英一郎、甲斐正広、鈴木拓
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08