2016 Fiscal Year Research-status Report
大腸癌臨床でのメチル化DNAマーカーを用いたLiquid Biopsyの開発
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16K10549
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
渡辺 昌彦 北里大学, 医学部, 教授 (80146604)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | liquid biopcy / stool test / blood test / DNA methylation / HOPX / CDO1 / colorectal cacner |
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| Outline of Annual Research Achievements |
われわれは、微量癌細胞の痕跡を検出し臨床応用できないかを目指した癌バイオマーカー同定作業をこれまでにおこなってきた。pharmacological unmasking microarray法を用いて同定したメチル化遺伝子について、特に大腸癌における癌バイオマーカー候補としてDNA methlationマーカーである HOPX, CDO1遺伝子に注目した研究を展開している。DNA methyaltion マーカーは検体の質が安定しており、臨床のルーチン検査を目指すうえで特に優れた側面を有する。これまでの研究で、HOPX, CDO1はともに大腸癌組織において、非癌部粘膜に比較して高頻度かつ癌特異的メチル化を示すことを明らかにし、大腸癌DNAマーカーとして優れているこをと明らかにした。このDNA マーカーは組織のみならず、便や血液の中でも検出可能であり外科治療、抗癌剤治療の成功の是非を評価する surveillance markerとしても期待される。現段階では、DNA methylation の定量システムを確立し原発癌での臨床病理学的解析が終了した段階である。今後便や血液での liquid biopsy における癌検出能についての検討を行い、臨床応用を目指した研究を展開する予定である。便を用いた検出研究に当たっては、前癌病変のメチル化状況を把握する必要があるため、癌だけではなく腺腫（ポリープ）も含めたメチル化の状況確認を行っている。
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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
CDO1, HOPX ２つの遺伝子メチル化の原発大腸癌における臨床理学的解析を adenomaを含めて行っている。CDO1メチル化は、normal mucosa, low grade adenoma, high grade adenoma, primary CRC cancer without liver metastasis, primary cancer with liver metastasisになるに従い、メチル化が上昇していくことが確認された。一方、HOPXは normal mucosa, low grade adenoma, high grade adenoma, primary CRC cancer と上昇していくが、原発癌においてはメチル化の上昇が認められなかった。異常のことから、HOPXは早期大腸癌のマーカーとして、CDO1は予後を反映するバイオマーカーとしての可能性が示唆された。メチル化頻度は CDO1の方が HOPXより高かった。しかし、癌組織と非癌組織を分ける AUCがそれぞれ 0.96, 0.84と高かったため、癌のマーカーとしてこれまで報告されているメチル化遺伝子を大きく凌駕する臨床的ポテンシャルを有すると考えている。一方、adenoma-carcinoma sequenceに伴ってメチル化頻度、メチル化レベルが上昇することから、治療が必要な neoplasm のスクリーニング検査のマーカーとして有望であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
便を用いたstool DNA test は米国ＦＤＡで認可され、FIT（便鮮血検査）に比較して有用性が明らかにされた。stool DNA testはNDRG4, BMP3を K-ras mutation, FITに追加した大腸癌検出キットであるが、今回われわれが同定している CDO1遺伝子の AUCはこれらを凌駕している。まずは単独マーカーとして便における CDO1メチル化検出能のポテンシャルを検討していく。Q-MSPを用いた定量あるいは定性検査による検出限界は1000倍程度の希釈限界であるが、nested PCRを用いた定性検査は 100000倍程度の希釈限界を有する。便におけるメチル化検出能の検討にはこの両者における検出感度を比較していく。一方、血液においては、Q-MSPによる検出では思ったほど高率の検出はできなかった。そこで、nested PCR, digital PCRを用いた検出能の向上が重要であると考えている。nested PCRは感度は上昇するが結果が不安定となる。一方、digital PCRは機器が学内に存在せず、企業での pilot studyに協力を得ている。有望なデータが得られれば、digital PCRを購入申請する流れになると考える。安定な検出系が確立された場合、まずは手術による血中マーカーの動き、抗癌剤や放射線治療を行った後の気中マーカーの動きを検討しメチル化腫瘍マーカーの新たな可能性について探っていきたい。
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Research Products
(2 results)
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[Journal Article] Comprehensive molecular exploration identified promoter DNA methylation of the CRBP1 gene as a determinant of radiation sensitivity in rectal cancer.2017
Author(s)
Yokoi K, Yamashita K, Ishii S, Tanaka T, Nishizawa N, Tsutsui A, Miura H, Katoh H, Yamanashi T, Naito M, Sato T, Nakamura T, Watanabe M.
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Journal Title
Br J Cancer
Volume: 116
Pages: 1046-56
DOI
Peer Reviewed
