CAGE法を用いた大腸癌リンパ節転移及び再発予測マーカーの開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10552
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 奥澤 淳司 順天堂大学, 革新的医療技術開発研究センター, 先任准教授 (00348913)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小見山 博光 順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (30348982) ; 加藤 俊介 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40312657) ; 茂櫛 薫 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 非常勤講師 (60569292)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: CAGE法 / 大腸がん / 次世代シークエンサー / 腫瘍マーカー / リンパ節転移 / 網羅的解析 / 再発予測マーカー

Outline of Annual Research Achievements

我々は，これまでがんの鋭敏な新規マーカー開発，分子標的治療の可能性を探り研究を進めてきた。
がん治療における課題は転移・再発への対応であり、がん患者における転移の有無やその性状の把握は予後評価や治療方法を検討する上で重要な情報となっている。
大腸がんにおいて転移はリンパ節以外にも肝、肺に見られるが，原発巣のみならず，転移巣に対しても積極的治療が選択される。すなわち大腸がんにおいては転移においても早期発見，早期治療は大腸がん患者の平均余命を向上させると考えられている。しかし転移を検出するためだけの「転移マーカー」は存在しない。このような事情から，転移を予測可能な，あるいは早期に発見するために有効な「転移マーカー」の開発が今後の大腸がん治療の進歩をもたらすものと考えた。
大腸がんの転移を検出しさらに予測可能なマーカーの創出のため，大腸がんにおける転移特異的な遺伝子を探索するためには，転移の有無に依るゲノムDNA上での反復数，欠失などの遺伝子の異常の出現頻度の差異の検出，mRNAの転写レベルを網羅的に調べることも有効と考えられる。遺伝子の転写開始点を網羅的に解析するCAGE法（cap analysis of gene expression法）が開発され，ヒトの18万を超える転写開始点と，それに由来する転写産物の発現量の網羅的解析がすでに行われている。CAGE法を用い，転移を伴う大腸がん症例の癌組織における網羅的発現解析を行った。本研究においては，大腸癌のリンパ節転移の有無によるmRNA 発現の有意な差異を確認する。RNA 発現が有意に上昇する遺伝子群の選抜を進め，また発現低下する遺伝子群を探索している。本研究において特定した遺伝子群のバイオマーカーとしての実用化により，大腸癌の転移の早期検出が可能になり，新たな診断法，創薬への進展が期待できる。

Current Status of Research Progress

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

Reason

CAGE法を用い，転移を伴う大腸がん症例の癌組織における網羅的発現解析を行い，大腸癌のリンパ節転移の有無によるmRNA 発現の有意な差異を確認している。さらにｍRNA の発現が上昇する遺伝子群の選抜をさらに進め，大腸癌での発現レベルが高く，かつ高発現検出率が高いことなどを指標にしてリンパ節転移マーカー候補を特定する予定である。以上から本研究の目的の達成に近づいており，本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

転移を伴う大腸がん症例の癌組織における網羅的発現解析を行い，大腸癌のリンパ節転移の有無によるmRNA 発現の有意な差異を確認している。さらにｍRNA の発現が上昇する遺伝子群の選抜をもう一歩進め，大腸癌での発現レベルが高く，かつ高発現検出率が高いことなどを指標にしてリンパ節転移マーカー候補を特定する予定である。
なお症例数がまだ足りないため，症例を追加して検証を行う予定である。
多数の検体に対して行うことにより各マーカー候補遺伝子のリンパ節転移マーカーとしての有効性を検証する。また特に術後再発患者検体を用いてさらにリンパ節転移に関わる遺伝子の特定を試みる。また臨床データーの追跡調査を行い、再発の有無による2群比較を行い，候補遺伝子の転移予測マーカーとしての有用性を評価する。

Causes of Carryover

設置を予定しておいた実験室が工事中であったことなどから設置場所が選定できず一部の機材の購入を延期した。これまでのところ一部の工程は既存機器を利用して研究を進めることができたが，H31年度は研究を進めるため，遠心機の他，分子遺伝学的操作のための試薬・消耗品、パソコンの購入，蓄積したデーター整理のためのアルバイトの雇用を予定している。

Research Products

• [Journal Article] Mitochondrial ribosomal protein PTCD3 mutations cause oxidative phosphorylation defects with Leigh syndrome. (2019)
  • Author(s): Borna NN, Kishita Y, Kohda M, Lim SC, Shimura M, Wu Y, Mogushi K, Yatsuka Y, Harashima H, Hisatomi Y, Fushimi T, Ichimoto K, Murayama K, Ohtake A, Okazaki Y.
  • Journal Title: Neurogenetics Volume: 20(1) Pages: 9-25
  • DOI: 10.1007/s10048-018-0561-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comprehensive molecular and immunological characterization of hepatocellular carcinoma. (2019)
  • Author(s): Shimada S, Mogushi K, Akiyama Y, Furuyama T, Watanabe S, Ogura T, Ogawa K, Ono H, Mitsunori Y, Ban D, Kudo A, Arii S, Tanabe M, Wands JR, Tanaka S.
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: 40 Pages: 457-470
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2018.12.058
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-sensitivity detection of micrometastases generated by GFP lentivirus-transduced organoids cultured from a patient-derived colon tumor. (2018)
  • Author(s): OkazawaY, Mizukoshi K, KoyamaY, Okubo S, Komiyama H, Kojima Y, Goto M, Habu S, Hino O, Sakamoto K, Orimo A.
  • Journal Title: J Vis Exp Volume: 136(e57374) Pages: ー
  • DOI: 10.3791/57374
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tumor sidedness and enriched gene groups for efficacy of first-line cetuximab treatment in metastatic colorectal cancer. (2018)
  • Author(s): Sunakawa Y, Mogushi K, Lenz HJ, Zhang W, Tsuji A, Takahashi T, Denda T, Shimada K, Kochi M, Nakamura M, Kotaka M, Segawa Y, Tanioka H, Negoro Y, Moran M, Astrow SH, Hsiang J, Stephens C, Fujii M, Ichikawa W.
  • Journal Title: Molecular Cancer Therapeutics Volume: 17(12) Pages: 2788-2795
  • DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-18-0694
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Tumor suppressor functions of DAXX through histone H3.3/H3K9me3 pathway in pancreatic NETs. (2018)
  • Author(s): Ueda H, Akiyama Y, Shimada S, Mogushi K, Serizawa M, Matsumura S, Mitsunori Y, Aihara A, Ban D, Ochiai T, Kudo A, Tanabe M, Tanaka S.
  • Journal Title: Endocrine-Related Cancer Volume: 25(6) Pages: 619-631
  • DOI: 10.1530/ERC-17-0328
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] COQ2 variants in Parkinson's disease and multiple system atrophy. (2018)
  • Author(s): Mikasa M, Kanai K, Li Y, Yoshino H, Mogushi K, Hayashida A, Ikeda A, Kawajiri S, Okuma Y, Kashihara K, Sato T, Kondo H, Funayama M, Nishioka K, Hattori N.
  • Journal Title: Journal of Neural Transmission Volume: 125(6) Pages: 938-944
  • DOI: 10.1007/s00702-018-1885-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] KCTD12 is negatively regulated by Kit in gastrointestinal stromal tumors. (2018)
  • Author(s): Suehara Y, Akaike K, Mukaihara K, Kurisaki-Arakawa A, Kubota D, Okubo T, Mitomi H, Mitani K, Takahashi M, Toda-Ishii M1, Kim Y, Tanabe Y, Takagi T, Hayashi T, Mogushi K, Kaneko K, Yao T, Saito T.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 9(43) Pages: 27016-27026
  • DOI: 10.18632/oncotarget.25469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GCH1 mutations in dopa-responsive dystonia and Parkinson's disease. (2018)
  • Author(s): Yoshino H, Nishioka K, Li Y, Oji Y, Oyama G, Hatano T, Machida Y, Shimo Y, Hayashida A, Ikeda A, Mogushi K, Shibagaki Y, Hosaka A, Iwanaga H, Fujitake J, Ohi T, Miyazaki D, Sekijima Y, Oki M, Kusaka H, Fujimoto KI Ugawa Y, Funayama M, Hattori N.
  • Journal Title: Journal of Neurology Volume: 265(8) Pages: 1860-1870
  • DOI: 10.1007/s00415-018-8930-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Elucidation of inhibitory effects on metastatic sentinel lymph nodes of breast cancer during One-Step Nucleic Acid Amplification. (2018)
  • Author(s): Horimoto Y, Tanabe M, Kazuno S, Miura Y, Mogushi K, Sonoue H, Arakawa A, Kajino K, Kobayashi T, Saito M.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8(1):7563 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-018-25911-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Laparoscopic Para-Aortic Lymph Node Resection For Colorectal Cancer. (2018)
  • Author(s): Kazuhiro Sakamoto,Toshiaki Hagiwara, Hirokazu Matsuzawa, Shingo Kawano, Shinya Kawai, Koichiro Niwa, Shun Ishiyama, Kiichi Sugimoto, Hirohiko Kamiyama, Makoto Takahashi, Yutaka Kojima, Yuichi Tomiki, Tetsu Fukunaga, Yoshiaki Kajiyama, Seiji Kawasaki
  • Organizer: SAGES & CAGES 16TH WORLD CONGRESS OF ENDOSCOPIC SURGERY, Seattle, WA, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Complete Mesocolic Excision For Transverse Colon In Our Hospital. (2018)
  • Author(s): Shun Ishiyama, Kota Amemiya, Yuki Tsuchiya, Hirokazu Matsuzawa, Shingo Kawano, Masaya Kawai, Koichiro Niwa, Kiichi Sugimoto, Hirohiko Kamiyama, Makoto Takahashi, Hiromitsu Komiyama, Yutaka Kojima, Atsushi Okuzawa, Yuichi Tomiki, Tetsu Fukunaga, Yoshiaki Kajiyama, Seiji Kawasaki, Kazuhiro Sakamoto
  • Organizer: SAGES & CAGES 16TH WORLD CONGRESS OF ENDOSCOPIC SURGERY, Seattle, WA, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Experience Of Using A Spray-Type Anti-Adhesion Barrier In Laparoscopic Surgery For Colorectal Carcinoma. (2018)
  • Author(s): Yutaka Kojima, Kazuhiro Sakamoto, Yuichi Tomiki, Michitoshi Goto, Makoto Takahashi, Hirohiko Kamiyama, Kiichi Sugimoto, Shun Ishiyama, Koichiro Niwa, Masaya Kawai, Ryoichi Tsukamoto, Shunsuke Motegi, Yurika Makino, Toshiaki Hagiwara, Seiji Kawasaki, Yoshiaki Kajiyama, Tetsu Fukunaga
  • Organizer: SAGES & CAGES 16TH WORLD CONGRESS OF ENDOSCOPIC SURGERY, Seattle, WA, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Feasibility Of Laparoscopic Surgery For Primary Tumor Resection In Patients With Metastatic Colorectal Cancer. (2018)
  • Author(s): Shingo Ito, Kazuhiro Sakamoto, Ryo Ohta, Yuki Tsuchiya, Hirokazu Matsuzawa, Ryoichi Tsukamoto, Shinya Munakata, Masaya Kawai, Koichiro Niwa, Shun Ishiyama, Kiichi Sugimoto, Hirohiko Kamiyama, Makoto Takahashi, Yutaka Kojima, Yuichi Tomiki
  • Organizer: SAGES & CAGES 16TH WORLD CONGRESS OF ENDOSCOPIC SURGERY, Seattle, WA, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Significance of Plasma p14 gene DNA Methylation in Colorectal Cancer (2018)
  • Author(s): Hirokazu Matsuzawa, Kichi Sugimoto, Shun Ishiyama, Hirohiko Kamiyama, Makoto Takahashi, Yutaka Kojima, Yuichi Tomiki and Kazuhiro Sakamoto.
  • Organizer: The 29th ISUCRS Biennial Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Combination of TAS-102 and Bevacizumab as the third line chemotherapy for metastatic colorectal cancer (TAS-CC3 Study) (2018)
  • Author(s): H. Kamiyama, Y. Yoshida, H. Yoshida, C. Kosugi, K. Ishibashi, K. Ihara, M. Takahashi, H. Kuramochi, A. Fukazawa, H. Sonoda, K. Yoshimatsu, A. Matsuda, S. Yamaguchi, H. Ishida, S. Hasegawa, T. Yamada, K. Sakamoto, K. Koda
  • Organizer: ESMO 2018 Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 大腸癌における血漿中遊離DNAのCHFR遺伝子メチル化測定の意義(英語) (2018)
  • Author(s): 杉本 起一, 牧野 有里香, 青木 順, 岡澤 裕, 水越 幸輔, 河合 雅也, 宗像 慎也, 石山 隼, 神山 博彦, 高橋 玄, 小島 豊, 冨木 裕一, 福永 哲, 梶山 美明, 坂本 一博
  • Organizer: 第56回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] SLC7A1に対するモノクローナル抗体 大腸癌組織における遺伝子発現評価と,抗体の癌細胞株に対する傷害活性(Monoclonal antibodies against SLC7A1: assessment of gene expression and cytotoxicity in colorectal cancer) (2018)
  • Author(s): 深谷 緑, 小見山 博光, 杉本 起一, 神山 博彦, 益子 高, 坂本 一博
  • Organizer: 第77回日本癌学会学術総会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 大腸癌における循環血液中p14遺伝子DNAメチル化測定の意義 (2018)
  • Author(s): 杉本 起一, 萩原 俊昭, 神山 博彦, 高橋 玄, 小島 豊, 冨木 裕一, 福永 哲, 梶山 美明, 川崎 誠治, 坂本 一博
  • Organizer: 第73回日本消化器外科学会総会
• [Remarks] 順天堂大学大学院 下部消化管外科学
  • URL: https://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/kabusyoukakan/