2018 Fiscal Year Annual Research Report
肺腺癌のFounderエピドライバーに着目した低侵襲診断とエピゲノム治療法の開発
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18H02894
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| Research Institution | Aichi Cancer Center Research Institute |
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Principal Investigator |
井本 逸勢 愛知県がんセンター(研究所), 分子遺伝学分野, 副所長兼分野長 (30258610)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 肺腺癌 / エピゲノム / ドライバー / リキッドバイオプシー / 治療標的 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺腺癌では様々なdriver変異が同定され分子標的治療の開発が進んでいるが、多くの症例でactionable変異が検出されず、検出されても癌の時間的空間的不均一性を基盤に耐性が獲得される。これらを克服し得る診断・治療標的分子異常として、申請者らは肺腺癌の早期から高頻度に癌特異的高メチル化を示すfounder epi-driver型癌抑制遺伝子 TRIM58の同定に成功した。
本研究では、新たな肺腺癌のエピゲノム予防・診断・治療法の構築を目的に、①癌化予測可能な複数のepi-markerを血漿で検出する低侵襲での早期・再発診断や治療効果予測アルゴリズムの開発、②体系的な新規epi-driver遺伝子の同定と発癌機構の解明、③epi-driver関連パスウェイの標的化合物in silicoスクリーニングやエピゲノム編集技術を応用した予防・治療法の開発に取り組む。
本年度は以下の成果を得た。
1) I期肺腺癌症例のメチローム解析で得られた癌特異的メチル化CpG islandを対象に、各領域内で非癌部に比べ癌部で特異的に高メチル化を示すCpG配列を選択した。前浸潤病変と追加早期癌症例とを対象に、bisulfite処理-デジタルPCRを用いた定量的メチル化解析を行い、癌化でメチル化されるCpG配列を抽出した。カットオフ値を設定し、高い感度と特異度で癌と非癌状態を鑑別できるCpG配列とその組み合わせを選択して、公的データベースで検証した。
2) 担癌者と対照非担癌者の血漿を用いて、デジタルPCRによる候補CpG配列のメチル化状態の定量的検出からカットオフ値を決定し、癌の早期診断としての妥当性を検証した。液体生検に適した感度・特異度を示すCpG配列評価系を構築し、別コホート検体を用いて検証した。
3)検討の過程で遺伝子内のメチル化により発現上昇を生じる新規肺腺癌促進遺伝子GAD1を同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年7月に、パイロシーケンス・質量分析を用いた前がん～超早期がん病変での標的CpG配列の定量DNAメチル化解析を行ったところ、当初の想定に反し変化が定量性の検出感度限界以下で正確な定量比較ができない検体が多いことが判明した。このため、検出方法を変更して再度高感度検出系を構築したうえ、追加検体を用いて精度を検証したため、6ヶ月の遅れが生じた。構築した新規解析系を用いてその後に当初から予定していた標的メチル化配列抽出と検証を行い、さらに血漿メチル化異常検出系の構築と検証にすすんだため、若干の遅れは生じたが、計画を進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) 肺腺癌の早期から安定して癌特異的高メチル化を示すCpGマーカー候補のさらなる抽出
I期肺腺癌症例のメチローム解析で取得済み癌特異的メチル化解析データから得られた癌部特異的に高メチル化を示すCpG配列のうち、検討済み配列に新たに追加した配列について前浸潤病変と追加早期癌症例とを対象にbisulfite処理-デジタルPCRによる定量的メチル化解析を行い、癌化早期でメチル化されるCpG配列を抽出する。公的データベースで検証し、配列セットに加える。
2) DNAメチル化マーカーを用いた肺腺癌液体生検の最適化
新規配列セットについて、担癌者（術前・術後を含め経時的に採取）と対照非担癌者の血漿を用いて、デジタルPCRによるメチル化状態の定量的検出とカットオフ値の決定を行い、癌の早期診断ならびに経過観察マーカーとしての妥当性を検証する。液体生検に最適な感度・特異度を示すCpG配列の評価アルゴリズムを構築し、別コホート検体を用いて検証を行う。感度・特異性が不十分な場合には、PNA（ペプチド核酸）を用い非メチル化DNAをマスクして検出感度を上げる（目標最終感度0.05％以上）。必要に応じて、精度の確保のために、次世代シーケンサーでの検出に切り替える。
3）肺腺癌のfounder epi-driver型メチル化標的癌抑制遺伝子の体系的同定
肺腺癌の早期から高頻度に癌特異的高メチル化を示すCpG islandを含む遺伝子から、メチル化で発現が抑制され脱メチル化で発現が回復するものを、公的データベースと細胞株を用いた実験により選択する。更に、強制発現実験などで、発現消失ががんの病態の原因となるepi-driver候補を選択すると共に、情報解析により候補遺伝子による癌化に関わる分子パスウェイを解明することで、治療標的を抽出する。
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[Presentation] Compound heterozygous missense variants in the ADAM17 gene cause neonatal inflammatory skin and bowel disease 1.2018
Author(s)
Imoto I, Saito M, Suga K, Naruto T, Kohmoto T, Otsu M, Horiuchi K, Nakayama H, Higashiyama S, Nakagawa R, Tange S, Masuda K, Kagami S.
Organizer
Annual meeting of American Society of Human Genetics 2018, SanDiego, USA
Int'l Joint Research
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