Development of glycomolecule-based liquid biopsy marker for evaluation of prostate cancer malignancy

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09157
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 米山 徹 弘前大学, 医学研究科, 助教 (50587649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 畠山 真吾 弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (10400136) ; 飛澤 悠葵 弘前大学, 医学研究科, 助教 (70623768) ; 大山 力 弘前大学, 医学研究科, 教授 (80282135)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: リキッドバイオプシー / 前立腺癌 / 糖転移酵素

Outline of Annual Research Achievements

前立腺癌検診の普及により早期前立腺癌が発見される件数が急増しているが、治療法の選択基準は明確になっていない。その理由は悪性度や治療後の再発率あるいは治療効果を正確に反映するバイオマーカーが存在しないからである。私たちは前立腺癌の発癌、悪性化、去勢抵抗性獲得を反映する前立腺癌細胞表面の糖鎖構造やその合成に関わる糖転移酵素など、前立腺癌診断、悪性度評価に有用な糖鎖性分子を同定してきた。本研究では、Cell free DNA (cfDNA)やCirculating tumor Cell (CTC)における糖転移酵素や糖鎖構造を定量検出する新規Liquid biopsy 法の確立とその手法が前立腺癌の悪性度評価あるいは治療効果のサロゲートマーカーとなり得るか検証する。平成30年度は、共焦点イメージサイトメーターによる前立腺癌患者の全血からのCTC 検出法の確立と前立腺癌患者の全血から分離したcfDNA 中の糖転移酵素のddPCR による発現量検出法の確立を試みた。健常人あるいは、種々の前立腺癌患者の末梢血検体からcfDNA を抽出し、droplet digital PCR により、I 抗原O-glycan の合成に関連するGCNT2 糖転移酵素の発現を検出可能かどうか検証した。その結果、共焦点イメージサイトメーターでのCTC検出は、困難であり、確立には至っていない。一方cfDNA中のB4GALNT4やGCNT2糖転移酵素遺伝子の発現は、検出可能であることを確認した。これらの研究成果を今後日本、欧州、および米国の各泌尿器科学会で発表を検討している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

H30年度の研究実施予定であった
1. 共焦点イメージサイトメーターによる前立腺癌患者の全血からのCTC 検出法の確立
2. 前立腺癌患者の全血から分離したcfDNA 中の糖転移酵素のddPCR による発現量検出法の確立
のうち、1のCTC検出法の確立についてCTCを安定して検出する方法の確立に至っていないため、当初の予定通り進捗していない。2については、droplet digital PCRによって目的とする糖転移酵素の発現が検出可能であることを確認した。

Strategy for Future Research Activity

今後は、「7．現在までの進捗状況」における2の計画を中心に検討を進め、cfDNAを検体としdroplet digital PCRによる前立腺癌の悪性度を評価する方法の開発を進める。

Causes of Carryover

CTC検出法にかかる実験計画に関して、技術的な問題から、遅れが生じており、予定していた物品費使用額より少なくなったため、差額が生じた。次年度は、当初の計画通り実験が進行しているcfDNAを検体としたdroplet digital PCRによる前立腺癌の悪性度を評価する方法の開発をさらに推進するため、droplet digital PCR関連の試薬、プローブなどの物品費の購入を増やす必要があり、このために物品費として、差額および翌年度助成金を使用する。

Research Products

• [Journal Article] Clinical implication of a quantitative frailty assessment tool for prognosis in patients with urological cancers. (2018)
  • Author(s): Osamu Soma, Shingo Hatakeyama, Teppei Okamoto, Naoki Fujita, Teppei Matsumoto, Yuki Tobisawa, Tohru Yoneyama, Hayato Yamamoto, Takahiro Yoneyama, Yasuhiro Hashimoto, Takuya Koie, Shigeyuki Nakaji, Chikara Ohyama
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 9 Pages: 17396-17405
  • DOI: 10.18632/oncotarget.24712.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Risk-stratified surveillance protocol improves cost-effectiveness after radical nephroureterectomy in patients with upper tract urothelial carcinoma. (2018)
  • Author(s): Masaki Momota, Shingo Hatakeyama, Hayato Yamamoto, Hiromichi Iwamura, Yuki Tobisawa, Tohru Yoneyama, Takahiro Yoneyama, Yasuhiro Hashimoto, Takuya Koie, Ikuya Iwabuchi, Masaru Ogasawara, Toshiaki Kawaguchi, Chikara Ohyama
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 9 Pages: 23047-23057
  • DOI: 10.18632/oncotarget.25198
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sleep Disturbance Has a Higher Impact on General and Mental Quality of Life Reduction than Nocturia: Results from the Community Health Survey in Japan. (2018)
  • Author(s): Koichi Kido, Shingo Hatakeyama, Atsushi Imai, Hayato Yamamoto, Yuki Tobisawa, Tohru Yoneyama, Takahiro Yoneyama, Yasuhiro Hashimoto, Takuya Koie, Shigeyuki Nakaji, Chikara Ohyama
  • Journal Title: European urology focus Volume: 18 Pages: S2405-4569
  • DOI: 10.1016/j.euf.2018.04.017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthetic glycopeptides as a designated standard in focused glycoproteomics to discover serum cancer biomarkers. (2018)
  • Author(s): K V Yogesh, Toshiya Kamiyama, Chikara Ohyama, Tohru Yoneyama, Kazuhiro Nouso, Satoshi Kimura, Hiroshi Hinou, Shin-Ichiro Nishimura
  • Journal Title: MedChemComm Volume: 9 Pages: 1351-1358
  • DOI: 10.1039/c8md00162f.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differences in semen characteristics between patients with testicular cancer and other malignancies using various cut-off values. (2018)
  • Author(s): Itsuto Hamano, Shingo Hatakeyama, Rika Nakamura, Rie Fukuhara, Daisuke Noro, Toshikazu Tanaka, Tohru Yoneyama, Hayato Yamamoto, Takahiro Yoneyama, Yasuhiro Hashimoto, Takuya Koie, Yoshihito Yokoyama, Chikara Ohyama
  • Journal Title: International journal of urology : official journal of the Japanese Urological Association Volume: 25 Pages: 817-824
  • DOI: 10.1111/iju.13732.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relationship between oxidative stress and lower urinary tract symptoms: results from a community health survey in Japan. (2018)
  • Author(s): Teppei Matsumoto, Shingo Hatakeyama, Atsushi Imai, Toshikazu Tanaka, Kazuhisa Hagiwara, Sakae Konishi, Kazutaka Okita, Hayato Yamamoto, Yuki Tobisawa, Tohru Yoneyama, Takahiro Yoneyama, Yasuhiro Hashimoto, Takuya Koie, Shigeyuki Nakaji, Chikara Ohyama
  • Journal Title: BJU international Volume: 未定 Pages: 未定
  • DOI: 10.1111/bju.14535.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neoadjuvant chemohormonal therapy followed by robot-assisted and minimum incision endoscopic radical prostatectomy in patients with high-risk prostate cancer: comparison of perioperative and oncological outcomes at single institution. (2018)
  • Author(s): Naoki Fujita, Takuya Koie, Yasuhiro Hashimoto, Takuma Narita, Yuki Tobisawa, Toshikazu Tanaka, Daisuke Noro, Masaaki Oikawa, Kazuhisa Hagiwara, Tohru Yoneyama, Atsushi Imai, Hayato Yamamoto, Shingo Hatakeyama, Takahiro Yoneyama, Chikara Ohyama
  • Journal Title: International urology and nephrology Volume: 50 Pages: 1999-2005
  • DOI: 10.1111/iju.13732.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] PSAの糖鎖変異を利用した前立腺癌診断および悪性度評価マーカー (2018)
  • Author(s): 米山 徹、金子智典、彼谷高敏、須田美彦、石川友一、伊達睦廣、成田伸太郎、三塚浩二、羽渕友則、荒井陽一、大山 力
  • Organizer: 第106回日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] 癌性糖鎖変異S2,3PSA検査とF/TおよびPSA検査との前立腺癌診断能比較 (2018)
  • Author(s): 米山 徹、石川友一、飛澤悠葵、畠山真吾、成田伸太郎、三塚浩二、橋本安弘、古家琢也、羽渕友則、荒井陽一、伊達睦廣、大山 力
  • Organizer: 第106回日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] PSA糖鎖修飾異性体 (PSA-Gi)検査とF/TおよびPSA検査との前立腺癌診断能比較 (2018)
  • Author(s): 米山 徹、飛澤悠葵、金子智典、彼谷高敏、畠山真吾、三塚浩二、橋本安弘、古家琢也、荒井陽一、須田美彦、大山 力
  • Organizer: 第106回日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] Comparison with diagnostic performance between aberrant glycosylated S2,3PSA test and conventional PSA tests (2018)
  • Author(s): Tohru Yoneyama, Tomokazu Ishikawa, Yuki Tobisawa, Shingo Hatakeyama, Mutsuhiro Date, Kenji Nakamura, Shintaro Narita, Koji Mitsuzuka, Wilhelmina Duivenvoorden, Jehonathan H. Pinthus, Yasuhiro Hashimoto, Takuya Koie, Tomonori Habuchi, Yoichi Arai and Chikara Ohyama
  • Organizer: American Urological Association 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 血清N-glycanプロファイルによる早期抗体関連拒絶の予測 (2018)
  • Author(s): 米山 徹
  • Organizer: 第34回 腎移植血管外科研究会
  • Invited
• [Presentation] Diagnostic and high-grade cancer prediction performance of LDN-PSA glycosylation isoform (2018)
  • Author(s): T. Yoneyama, T. Kaneko, T. Kaya, Y. Tobisawa, S. Hatakeyama, Y. Hashimoto, T. Koie, Y. Suda, C. Ohyama
  • Organizer: 70th AACC Scientific Annual Meeting & Clinical Lab Expo
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 泌尿器科腫瘍に対する分子マーカー研究の現状と将来 泌尿器腫瘍に対する糖鎖バイオマーカーの現状と将来 (2018)
  • Author(s): 米山徹， 石川友一， 金子智典， 彼谷高敏， 飛澤悠葵， 畠山真吾， 田中壽一， 石橋祐介， 萩原和久， 橋本安弘， 古家琢也， 伊達睦廣， 須田美彦， 大山力
  • Organizer: 第56回日本癌治療学会
  • Invited
• [Presentation] Clinical significant prostate cancer diagnostic performance of LacdiNAc-Prostate-Specific Antigen Glycoisomer Assay at Initial Prostate Biopsy: Retrospective Multi-Institutional Study (2018)
  • Author(s): Tohru Yoneyama, Yuki Tobisawa, Tomonori Kaneko, Takatoshi Kaya, Shingo Hatakeyama, Koji Mitsuzuka, Wilhelmina Duivenvoorden, Jehonathan H. Pinthus, Yasuhiro Hashimoto, Akihiro Ito, Takuya Koie, Yoshihiko Suda, Robert A. Gardiner, and Chikara Ohyama
  • Organizer: European Association of Urology 2019
  • Int'l Joint Research