腫瘍の多様な染色体・ゲノム構造と異常転写産物形成の分子機構の統合解析

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08335
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 滝 智彦 杏林大学, 保健学部, 教授 (50322053)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: がん / ゲノム / 染色体 / キメラ遺伝子 / エクソン / イントロン

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、ドイツのLeibniz-Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell CulturesでIllumina HiSeq2500により解析が行われた造血器腫瘍細胞株100株（Quentmeier H, et al. Sci Rep. 2019;9:8218）の公開されている次世代シーケンスデータのうち、RNAシーケンスデータをダウンロードし、融合遺伝子解析プログラムSTAR-Fusion（https://github.com/STAR-Fusion/STAR-Fusion）によって解析を行った。HCLを除く99株に1～50種（中央値8）の融合遺伝子が検出され、スプライシングバリアントを含めるとその数は1～72（中央値9）種であった。融合遺伝子の総数は718種で、関与する遺伝子の総数は1185個におよんだ。このうち473種の融合遺伝子は1細胞株のみにみられ、245種の融合遺伝子は複数の細胞株にみられた。もっとも多くの細胞株で見られた融合遺伝子は26細胞株で検出された。
それぞれの融合遺伝子を形成するためのゲノムの変化としては、異なる染色体間での転座、腕内欠失（または相同染色体間での転座）、縦列重複（または相同染色体間での転座または環状融合）、逆位や挿入を伴う複雑な再構成などに大きく分けられた。また、融合している遺伝子のタイプの組み合わせは、タンパク質コード遺伝子同士の融合、コード遺伝子と非コード遺伝子の融合、非コード遺伝子同士の融合の3パターンに大きく分けられた。しかし、発現する可能性があるタンパク質の構造を考えたとき、その融合はより複雑であると判明した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

昨年度は所属の変更のため研究体制の構築に時間がかかり当初の研究計画に遅れが生じたが、今年度は解析のためのハードウェア、ソフトウェアのセットアップの完了と共に、新たに研究生を1名迎えることができ、研究スピードが大幅にアップした。

Strategy for Future Research Activity

今年度は同一細胞株の全エクソンシーケンスデータを手に入れ、融合点近傍のエクソン単位でのコピー数を詳細に確認する。また、細胞株のRNAおよびDNAを用いて、シーケンスデータから予想したゲノム構造のvalidationを行う。これらのデータを統合することにより、より正確な融合遺伝子のゲノム構造を明らかにすることができ、ゲノム異常が起こるメカニズムの解明につなげることができると考えている。

Causes of Carryover

消耗品の購入計画に変更が生じたため若干次年度使用額が生じたが、次年度に消耗品の購入に使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] A pediatric case of secondary T-cell acute lymphoblastic leukemia with KMT2A-MAML2 developing after hepatoblastoma treatment (2020)
  • Author(s): Takahashi Y, Terui K, Chinen Y, Tandai S, Kudo K, Sasaki S, Tono C, Taki T, Ito E
  • Journal Title: Pediatr Blood Cancer Volume: 67 Pages: e28033
  • DOI: 10.1002/pbc.28033.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recurrent intragenic exon rearrangements of SOBP and AUTS2 in non-Hodgkin B-cell lymphoma (2020)
  • Author(s): Matsumoto Y, Chinen Y, Shimura Y, Nagoshi H, Sasaki N, Muramatsu A, Kuriyama K, Ohshiro M, Hirakawa Y, Iwai T, Uchiyama H, Taki T, Horiike S, Kuroda J, Taniwaki M
  • Journal Title: Int J Hematol Volume: 111 Pages: 75-83
  • DOI: 10.1007/s12185-019-02766-z.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Patients aged less than 3 years with acute myeloid leukaemia characterize a molecularly and clinically distinct subgroup. (2020)
  • Author(s): Hara Y, Shiba N, Yamato G, Ohki K, Tabuchi K, Sotomatsu M, Tomizawa D, Kinoshita A, Arakawa H, Saito AM, Kiyokawa N, Tawa A, Horibe K, Taga T, Adachi S, Taki T, Hayashi Y
  • Journal Title: Br J Haematol Volume: 188 Pages: 528-539
  • DOI: 10.1111/bjh.16203.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcriptome analysis offers a comprehensive illustration of the genetic background of pediatric acute myeloid leukemia (2019)
  • Author(s): Shiba N, Yoshida K, Hara Y, Yamato G, Shiraishi Y, Matsuo H, Okuno Y, Chiba K, Tanaka H, Kaburagi T, Takeuchi M, Ohki K, Sanada M, Okubo J, Tomizawa D, Taki T, Shimada A, Sotomatsu M, Horibe K, Taga T, Adachi S, Tawa A, Miyano S, Ogawa S, Hayashi Y
  • Journal Title: Blood Adv Volume: 3 Pages: 3157-3169
  • DOI: 10.1182/bloodadvances.2019000404.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nationwide survey of pediatric hypodiploid acute lymphoblastic leukemia in Japan (2019)
  • Author(s): Ishimaru S, Okamoto Y, Imai C, Sakaguchi H, Taki T, Hasegawa D, Cho Y, Kakuda H, Sano H, Manabe A, Imamura T, Kato M, Arakawa Y, Shimonodan H, Sato A, Suenobu S, Inukai T, Watanabe A, Kawano Y, Kikuta A, Horibe K, Ohara A, Koh K
  • Journal Title: Pediatr Int Volume: 61 Pages: 1103-1108
  • DOI: 10.1111/ped.14006.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Recurrent gene mutations in pediatric AML by targeted sequencing using a 343-gene custom panel (2019)
  • Author(s): Kaburagi T, Yamato G, Shiba N, Yoshida K, Hara Y, Shiraishi Y, Ohki K, Sotomatsu M, Arakawa H, Matsuo H, Shimada A, Taki T, Kiyokawa N, Tomizawa D, Horibe K, Miyano S, Adachi S, Taga T, Ogawa S, Hayashi Y
  • Organizer: 第81回日本血液学会学術集会
• [Presentation] TP53 遺伝子異常を伴う小児急性骨髄性白血病の臨床像と分子生物学異常の解析 (2019)
  • Author(s): Hara Y, Taki T, Yamato G, Yoshida K, Shiba N, Kaburagi T, Shiraishi Y, Ohki K, Kawamura M, Sotomatsu M, Arakawa H, Matsuo H, Shimada A, Toki T, Kiyokawa N, Tomizawa D, Taga T, Ito E, Horibe K, Miyano S, Ogawa S, Adach S, Hayashi Y
  • Organizer: 第61回日本小児血液・がん学会学術集会
• [Presentation] 乳児急性リンパ性白血病に対する層別化治療:日本小児白血病リンパ腫研究グループ MLL-10 臨床試験の報告 (2019)
  • Author(s): Tomizawa D, Miyamura T, Imamura T, Watanabe T, Saito A, Ogawa A, Takahashi Y, Hirayama M, Arakawa Y, Taki T, Deguchi T, Hori T, Omori S, Haba M, Iguchi A, Koga Y, Manabe A, Horibe K, Ishii E, Koh K
  • Organizer: 第61回日本小児血液・がん学会学術集会
• [Presentation] 小児急性骨髄性白血病患者における KMT2C 変異と PHF6 変異の臨床的意義について (2019)
  • Author(s): Kaburagi T, Yamato G, Shiba N, Yoshida K, Hara Y, Shiraishi Y, Ohki K, Sotomatsu M, Arakawa H, Matsuo H, Shimada A, Taki T, Kiyokawa N, Tomizawa D, Horibe K, Miyano S, Adachi S, Taga T, Ogawa S, Hayashi Y
  • Organizer: 第61回日本小児血液・がん学会学術集会