Diagnostic and therapeutic application of p53 family in esophageal squamous cell carcinoma

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09354
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 佐々木 泰史 札幌医科大学, 医療人育成センター, 教授 (70322328)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 食道扁平上皮癌 / p53 / p53ファミリー / NGS

Outline of Annual Research Achievements

ゲノム研究の飛躍的な進展により，がん領域においても遺伝子異常を基にして適切な治療法や発症予防法を開発するPrecision medicineが推進されている．予後不良な消化器癌である食道扁平上皮癌ではp53変異が高頻度に認められるが，変異p53自体は治療標的とはならず，有効な分子標的薬も存在しない．本研究では，p53の機能獲得（GOF）変異に着目し， p53ネットワークにかかわるトランスクリプトームの全容をゲノム情報を駆使して効率的に分析した．一部の候補遺伝子について，機能解析へと展開し，さらに発現異常，遺伝子変異の有無，悪性度および治療効果との関連性を解析することで，食道癌を中心としたヒト腫瘍における新しい診断・治療効果予測システムの開発を試みた．今後ゲノム情報に基づいたがんの個別化医療の理想に近づく基礎研究を目指す．
上記以外の本研究に関連した研究成果
1. 大腸鋸歯状病変76症例を対象とし、新規に開発した大腸癌遺伝子パネルを用いて変異解析を行った。その結果、無茎性鋸歯状腺腫（SSA）と比較し、鋸歯状腺腫（TSA）ではWntシグナル関連分子の遺伝子変異とSMOC1遺伝子メチル化が高頻度にみられ、SSAとは異なるTSA独自の発癌経路が存在することが示唆された。PLoS One. 15: e0229262, 2020.
2. 免疫チェックポイント阻害剤nivolumab治療後に救済化学療法を行った口腔扁平上皮癌2例のゲノム解析を行い、治療効果との関連性を考察した。Oral Oncol. 102: 104509, 2020.
3. 新規p53標的遺伝子としてARVCFを同定した。機能解析により、ARVCFは腫瘍特異的なスプライシング変化に関与し、腫瘍抑制に寄与する事を明らかにした。Oncogene. 39: 2202-2211, 2020.

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでにマイクロアレイ、次世代シークエンサーを用いて、20以上のp53ファミリーの標的遺伝子を同定してきた。本研究期間においても野生型・変異型p53 によって制御される蛋白コード遺伝子、非コードRNA（miRNA, lncRNAなど）を効率的に同定し、その機能解析を展開している。今後も臨床検体における発現異常、構造異常（遺伝子変異、コピー数異常等）の分析を通じて、p53 ネットワークによる腫瘍抑制メカニズムのさらなる理解を目指している

Strategy for Future Research Activity

p53ファミリー（p53, p63）の遺伝子異常と相関して変異、コピー数異常を認める遺伝子は発がん、がんの進展に関与している可能性がある。さらにその発現はがん組織で変化している可能性が高く、予後、治療効果等と相関していることが推測される。また、RNA-seqの結果からp53ファミリーに制御される複数の新規非コードRNAをすでに複数同定しており、今後は機能解析、発現解析を進め、バイオマーカーとしての有用性を検討していく。

Causes of Carryover

予備的解析（細胞株のトランスクリプトーム，および変異解析）は前年度、前々年度に行っており，本年度は癌症例のRNA-seq（タンパクコード遺伝子・lincRNA発現解析），small RNA-seq（miRNA発現解析）の一部のみを行い，データ解析が中心となったため，物品費の節約が可能であった．本研究の質を向上させるために，同定した治療効果のマーカーをより多くの食道癌症例で検証する必要があると考えた．また、現在投稿中の論文が1編（Int. J. Mol. Sci.），投稿準備中の論文が1編あるため、revision後の追加実験と論文掲載のため、事業延長を申請し，最終的に170万円あまりの次年度使用額が生じた．使用計画：
細胞レベルでの発現・転写解析のための試薬類（次世代シークエンス試薬120万円）
謝金（研究補助50万円）

Research Products

• [Journal Article] Significance of gene mutations in the Wnt signaling pathway in traditional serrated adenomas of the colon and rectum (2020)
  • Author(s): Nakanishi, H. Sawada, T. Kaizaki, Y. Ota, R. Suzuki, H. Yamamoto, E. Aoki, H. Eizuka, M. Hasatani, K. Takahashi, N. Inagaki, S. Ebi, M. Kato, H. Kubota, E. Kataoka, H. Takahashi, S. Tokino, T. Minamoto, T. Sugai, T. Sasaki, Y.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 15 Pages: e0229262
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0229262
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pathogenesis of multiple pancreatic cancers involves multicentric carcinogenesis and intrapancreatic metastasis (2020)
  • Author(s): Fujita, Y. Matsuda, S. Sasaki, Y. Masugi, Y. Kitago, M. Yagi, H. Abe, Y. Shinoda, M. Tokino, T. Sakamoto, M. Kitagawa, Y.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 111 Pages: 739-748
  • DOI: 10.1111/cas.14268
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] p53-induced ARVCF modulates the splicing landscape and supports the tumor suppressive function of p53 (2020)
  • Author(s): Suzuki, N. Idogawa, M. Tange, S. Ohashi, T. Sasaki, Y. Nakase, H. Tokino, T.
  • Journal Title: Oncogene Volume: 39 Pages: 2202-2211
  • DOI: 10.1038/s41388-019-1133-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemotherapy after progression on nivolumab is essential for responders with genetic alterations of driver gene: Review of two recurrent/metastatic oral squamous cell carcinoma patients (2020)
  • Author(s): Ogi, K. Kobayashi, J. Nakagaki, T. Okamoto, J. Koike, K. Hirokawa, N. Someya, M. Sakamoto, H. Takada, K. Tokino, T. Sasaki, Y. Hiratsuka, H. Miyazaki, A.
  • Journal Title: Oral Oncol Volume: 102 Pages: 104509
  • DOI: 10.1016/j.oraloncology.2019.104509
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prognostic Effect of Long Noncoding RNA NEAT1 Expression Depends on p53 Mutation Status in Cancer (2019)
  • Author(s): Idogawa, M. Nakase, H. Sasaki, Y. Tokino, T.
  • Journal Title: J Oncol Volume: 1 Pages: 4368068
  • DOI: 10.1155/2019/4368068
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] FGFR Signaling as a Candidate Therapeutic Target for Cancers Resistant to Carbon Ion Radiotherapy (2019)
  • Author(s): Darwis, N. D. M. Nachankar, A. Sasaki, Y. Matsui, T. Noda, S. E. Murata, K. Tamaki, T. Ando, K. Okonogi, N. Shiba, S. Irie, D. Kaminuma, T. Kumazawa, T. Anakura, M. Yamashita, S. Hirakawa, T. Kakoti, S. Hirota, Y. Tokino, T. Iwase, A. Ohno, T. Shibata, A. Oike, T. Nakano, T.
  • Journal Title: Int J Mol Sci Volume: 20 Pages: 4563
  • DOI: 10.3390/ijms20184563
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 遺伝子パネルを用いたがんゲノム解析 (2019)
  • Author(s): 佐々木泰史
  • Organizer: 第120回北海道癌談話会例会
  • Invited
• [Presentation] Targeted exome sequencing profiles genetic alterations in oral squamous cell carcinoma from Japanese patients. (2019)
  • Author(s): Sasaki Y, Nakagaki T, Tamura M, Fukushima F, Ikeda H, Koyama R, Idogawa M, Tokino T.
  • Organizer: American Association of Cancer Research (AACR) annual meeting 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The novel p53 family target BRMS1L suppresses cancer cell invasion and migration (2019)
  • Author(s): Sasaki Y, Koyama R, Maruyama R, Tamura M, Idogawa M, Suzuki H, Tokino T
  • Organizer: 11th AACR-JCA Joint International Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 日本人口腔扁平上皮癌における全exome解析 (2019)
  • Author(s): 佐々木 泰史, 中垣 貴文, 荻 和弘, 丹下 正一朗, 井戸川 雅史, 宮崎 晃亘, 時野 隆至
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会