2017 Fiscal Year Research-status Report
ゲノムダメージに関わる標的分子の特定と血中モニタリングシステムの開発
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16K10514
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
鈴木 浩一 自治医科大学, 医学部, 准教授 (70332369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
力山 敏樹 自治医科大学, 医学部, 教授 (80343060)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Satelliteαtranscript / セントロメア / 脱メチル化異常 / 染色体不安定性 / 発癌リスク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究目的】
年齢と共に増加する発癌リスクの要因としてゲノム損傷の蓄積が考えられます。その契機は遺伝子複製の際の染色体分配です。正常な染色体分配には染色体のセントロメア領域のメチル化が必須です。セントロメア領域は反復配列であるSatelliteα配列より構成され、そこから転写されるnon-cording RNAであるSatelliteαtranscript(SatA)により染色体の均等分配が司られます。我々はこれまで、セントロメア領域のメチル化異常によりSatAが過剰発現し、特定の染色体を標的として数的異常が生じる事を明らかにしました。この変化は癌部のみならず癌の背景粘膜でも認められ、特に多発癌の背景粘膜で高値を示すことから、SatAは癌の発生母地のゲノム損傷を反映すると考えています。本研究では、加齢に伴う染色体のメチル化異常に着目し、SatAを介する染色体不安定性の標的染色体からゲノム損傷に関わる標的分子を特定します。それを血中モニタリングすることで発癌リスクを経時的に評価するシステムを構築します。
【研究計画】
細胞株を用いて「Satelliteαtranscript」の遺伝子導入を行い、染色体分配に与える影響としてセントロメア蛋白の発現変化、キネトコア形成に関わる影響、染色体数の変化を検討します。その結果を、臨床検体を用いて検証します。
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| 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、大腸癌細胞株に対してリポフェクション法を用いてSatAをトランジェントに遺伝子導入してきました。本年度は、レンチウイルスを用いて乳腺上皮細胞株にSatAを遺伝子導入しました。染色体不安定性をもたらす有糸分裂異常を免疫細胞化学によって調べたところ、Abnormal segregation、MicronucleiおよびAnaphase bridgeといった有糸分裂異常の頻度はSatAの過剰発現細胞において有意に増加していることを明らかにしました。
臨床検体の検証では、SatAのDNAメチル化レベルとSatAの発現レベルとの相関関係を検討しました。
乳癌患者45人から乳癌の腫瘍組織および同一検体内の非癌部乳腺組織を採取し、MethyLight法でSatAの脱メチル化レベルを評価し、reverse transcription-quantitative PCRでSatAの発現レベルを測定したところ、SatA発現レベルは腫瘍組織だけでなく非癌部乳腺組織においてもSatAの脱メチル化レベルと有意に相関していることが示されました。さらにSatAの発現レベルに従って、45人の乳癌患者から8人をサンプリングし、アレイCGHを行いました。高発現症例4人と低発現症例4人のコピー数変化を比較したところ、SatA高発現症例では高頻度に8番及び20番染色体の長椀に増幅を認めました。この結果は、International Journal of Oncologyに掲載されました（掲載論文3）。
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| Strategy for Future Research Activity |
in vitroと臨床検体の検証結果を踏まえ、「Satelliteαtranscript」を介するゲノムダメージの誘導の標的染色体、責任遺伝子を同定します。予備実験で抽出された遺伝子群のアノテーション解析からAXON Guidanceに関わる遺伝子群が特定されました。AXON Guidanceは胚の軸索誘導の調節因子として知られる遺伝子群ですが、最近発癌との関連性が報告されており、今後検討すべき標的遺伝子として注目しています。
【染色体不安定性に関わる遺伝子群の抽出】臨床検体を用いた検討より「Satelliteαtranscript」を介する染色体不安定性に関わる遺伝子群を抽出し、in vitroの遺伝子導入実験から検証します。
【アノテーション解析による責任遺伝子の絞り込み】アノテーション解析を行い、責任遺伝子を絞り込みます。
【責任遺伝子の機能解析】責任遺伝子の機能解析を進め、染色体不安定性に関わるメカニズムを明らかにします。
【臨床検体での検証】責任遺伝子の変化を臨床検体で検証します。
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| Causes of Carryover |
消耗品価格の変動のため生じた平成29年度の残額と、平成３0年度分に請求した助成金とあわせて消耗品の購入と旅費に計上します。
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[Journal Article] Monitoring circulating tumor DNA revealed dynamic changes in KRAS status in patients with metastatic colorectal2018
Author(s)
Yuji Takayama, Koichi Suzuki, Yuta Muto, Kosuke Ichida, Taro Fukui, Nao Kakizawa, Hideki Ishikawa, Fumiaki Watanabe, Fumi Hasegawa, Masaaki Saito, Shingo Tsujinaka, Kazushige Futsuhara, Yasuyuki Miyakura, Hiroshi Noda, Fumio Konishi, Toshiki Rikiyama
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Journal Title
Oncotarget
Volume: 9
Pages: 24398～24413
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Appearance of KRAS mutated circulating tumor DNA during various treatments for metastatic colorectal cancer patients2017
Author(s)
Takayama Y, Suzuki K, Ichida K, Fukui T, Kakizawa N, Watanabe F, Hasegawa F, Tsujinaka S, Miyakura Y, Noda H, Rikiyama T
Organizer
Exosomes and Liquid Biopsies ASIA
Int'l Joint Research
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