Creation of novel diagnostic methods and epigenome therapy based on higher-order epigenome analysis in treatment-resistant oral cancer

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K20595
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 廣末 晃之 熊本大学, 医学部附属病院, 助教 (00638182)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 口腔癌 / エピゲノム / DNAメチル化 / ヒストン修飾 / 放射線耐性 / 高悪性

Outline of Annual Research Achievements

今年度は口腔扁平上皮癌(OSCC)の抗癌剤/放射線耐性、浸潤・転移に関連する遺伝子群の高次エピゲノムの解析およびOSCCにおけるエピゲノム・プロファイルとその臨床的意義の解析を中心に解析を進めていく予定であったため、前年度に行った転移能の高いOSCC細胞株でのヒストン3リジン27のアセチル化（H3K27ac)のChIP-seqの解析結果をもとに、転移に関与する遺伝子の探索を行った。その結果、転移に関連の深い、MMP遺伝子群の近傍にはH3K27acの高集積が確認された。そこで、MMP遺伝子群の中でMMP2に着目し、解析を進めた。H3K27acの高集積部位にBRD4が結合しているかを確認するため、BRD4の抗体を用いてChIP解析を行ったところ、MMP2遺伝子座のH3K27acの高集積部位でBRD4の結合が確認できた。続いてBRD4阻害薬（JQ1)を用いて解析を行った。JQ1をOSCC細胞株に投与したところ、増殖・遊走・浸潤の低下を認め、さらにはMMP2の著明な発現の低下を認めた。次いで、OSCC患者の非癌部、癌部から採取した検体のRNAを抽出し、BRD4とMMP2の遺伝子発現レベルをqRT-PCRで比較したところ、有意に正に相関することを認め、頸部リンパ節転移を認めた患者群でより高い発現傾向にあった。さらにJQ1の投与は、MMP2遺伝子座のH3K27ac集積部位へのBRD4の結合量を低下させた。これらの結果から高次エピゲノム制御に関与するBRD4が口腔癌における新たな浸潤転移の指標、さらには治療標的となり得る可能性が示唆された。現在、放射線耐性に関与する遺伝子に関しても同定し解析を進めており、これらの研究結果から本研究の目的である治療療抵抗性に関与する高次エピゲノム異常を解明し、エピゲノムプロファイルに基づいた新規診断法とエピゲノム治療法の創出を目指したいと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Tumor budding as a novel predictor of occult metastasis in cT2N0 tongue squamous cell carcinoma. (2018)
  • Author(s): Sakata J, Yamana K, Yoshida R, Matsuoka Y, Kawahara K, Arita H, Nakashima H, Nagata M, Hirosue A, Kawaguchi S, Gohara S, Nagao Y, Hiraki A, Shinohara M, Toya R, Murakami R, Nakayama H.
  • Journal Title: Human Pathology Volume: 76 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.humpath.2017.12.021.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Severe interstitial pneumonia associated with anti-PD-1 immune checkpoint antibody after talc slurry pleurodesis. (2018)
  • Author(s): Sakata S, Matsuoka Y, Kawahara K, Kakiuchi Y, Takaki A, Hirosue A, Yoshida R, Saeki S, Fujii K, Nakayama H.
  • Journal Title: Respiratory Investigation Volume: 56 Pages: 195-198
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2017.11.006.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FBXW7 expression affects the response to chemoradiotherapy and overall survival among patients with oral squamous cell carcinoma. (2017)
  • Author(s): Arita H, Nagata M, Yoshida R, Matsuoka Y, Hirosue A, Kawahara K, Sakata J, Nakashima H, Kojima T, Toya R, Murakami R, Hiraki A, Shinohara M, Nakayama H
  • Journal Title: Tumour Biology Volume: 39 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1177/1010428317731771.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Salivary duct carcinoma treated with cetuximab-based targeted therapy: A case report. (2017)
  • Author(s): Kawahara K, Hiraki A, Yoshida R Yoshida, Arita H, Matsuoka Y, Yamashita T, Koga K, Nagata M, Hirosue A, Fukuma D, Nakayama H.
  • Journal Title: Molecular and Clinical Oncology Volume: 6 Pages: 886-892
  • DOI: 10.3892/mco.2017.1226.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] BRD4はMMP2遺伝子座にエピジェネティックな調節を介して口腔扁平上皮癌の転移に関与する (2018)
  • Author(s): 山本 達郎、廣末 晃之、中元 雅史、川原 健太、高橋 望、吉田 遼司、平木 昭光、篠原 正徳斉藤 典子、中尾 光善、中山 秀樹
  • Organizer: 第36回 日本口腔腫瘍学会総会・学術大会
• [Presentation] Overexpression of IGFBP3 contributes to radioresistance and a poor prognosis in oral squamous cell carcinoma (2017)
  • Author(s): Junki Sakata, Akiyuki Hirosue, Ryoji Yoshida, Yuichiro Matsuoka, Kenta Kawahara, Tatsuro Yamamoto, Hidetaka Arita, Hikaru Nakashima, Shunsuke Gohara, Sho Kawaguchi, Yuka Nagao, Keisuke Yamana, Hideki Nakayama
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会
• [Presentation] IGFBP3 は DNA 修復の促進を介して口腔扁平上皮癌に放射線抵抗性を附与する (2017)
  • Author(s): 坂田純基、廣末晃之、吉田遼司、松岡祐一郎、永田将士、川原健太、高橋望、有田英生、中嶋光、田中拓也、福間大喜、尾木秀直、中山秀樹
  • Organizer: 第41回日本頭頸部癌学会
• [Presentation] IGFBP3 は DNA 修復の促進を介して口腔扁平上皮癌に放射線抵抗性を附与する (2017)
  • Author(s): 坂田純基、廣末晃之、吉田遼司、松岡祐一郎、永田将士、川原健太、有田英生、中嶋光、田中拓也、福間大喜、尾木秀直、中山秀樹
  • Organizer: 第71回NPO法人日本口腔科学会学術集会