Whole-exome sequencing of familial non-small cell lung cancer patients with the EGFR gene mutations

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K16037
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 東出 直樹 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 非常勤講師 (00732223)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: EGFR遺伝子変異 / 肺癌 / エクソンシークエンス

Outline of Annual Research Achievements

上皮成長因子受容体(EGFR)遺伝子変異陽性肺癌は、「アジア系人種、女性、非喫煙者」に多く、その発癌機構として遺伝学的背景が示唆されている。その遺伝学的機序を明らかにすることを目的として、EGFR遺伝子変異陽性肺癌が集積している3家系の患者8人、家系内未発症者2人および健常者2人の計12人に対して、末梢血DNAを用いてエクソーム解析を行った。1サンプルあたり約2万3千個のSNVsが検出され、その内でdbSNPや1000Genomesなど既知のゲノム変異データベースに存在しない新規の遺伝子変異が4319個、さらにアミノ酸の変換を伴う遺伝子変異が1997個同定された。また、家系内健常者では見られない遺伝子変異が148個同定された。
その中で、チロシンキナーゼ受容体の一つであるMETに新規遺伝子異常(N375K)があることに着目した。この遺伝子変異は、リガンドであるHGFとの結合部の一つであるSEMAドメインに位置している。METの細胞外ドメインをFcとのキメラ蛋白として発現させ、遺伝子変異を導入したMET-N375K、MET-N375S蛋白を精製してELISA法にて検討したところ、同部位の遺伝子変異によりHGFとの親和性が低下することが確認された。
最終年度は、METが発現していないH1299細胞株にレトロウィルスベクターを用いて遺伝子導入し、MET-WTならびにMET-N375K安定発現細胞株を作製した。MTS assayやwound healing assay、創傷治癒assayを行い、MET-WTで認められた増殖能、コロニー形成能や細胞の運動/遊走能がMET-N375Kでは減弱しており、同遺伝子変異がMETとHGFとの親和性を低下させることで、loss of functionの遺伝子変異として機能することが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Inhaled GM-CSF for Pulmonary Alveolar Proteinosis (2019)
  • Author(s): Tazawa R、Ueda T、Abe M、Tatsumi K、Eda R、Kondoh S、Morimoto K、Tanaka T、Yamaguchi E、Takahashi A、Oda M、Ishii H、Izumi S、Sugiyama H、Nakagawa A、Tomii K、Suzuki M、Konno S、Ohkouchi S、Tode N、Handa T、Hirai T、Inoue Y、Arai T、Asakawa K、Sakagami T、Hashimoto A、Tanaka T、Takada T、Mikami A、Kitamura N、Nakata K
  • Journal Title: New England Journal of Medicine Volume: 381 Pages: 923～932
  • DOI: 10.1056/NEJMoa1816216
  • Peer Reviewed / Open Access