2019 Fiscal Year Annual Research Report
A comprehensive genomic analysis of central nervous system germ cell tumors and generation of their cellular model
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19H03440
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| Research Institution | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
市村 幸一 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (40231146)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 護 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 部門長 (40391916)
杉原 英志 筑波大学, プレシジョン・メディスン開発研究センター, 准教授 (50464996)
小島 洋児 京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点助教 (70720811)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 中枢神経系胚細胞腫 / 全ゲノム解析 / 生殖細胞 / iPSC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度の事業を繰り越した補助事業として、令和２年度には令和元年度にショートリードによる全ゲノムシークエンスを行った数例のジャーミノーマを選択し、ナノポアシークエンスによる全ゲノムのロングリードシークエンスを行った。ロングリードシークエンスにより腫瘍で約40x、非腫瘍組織で10-20x程度のリードを得ることができた。腫瘍組織での平均リード長は約12kb、非腫瘍組織では約20kbであった。現在、ロングリードシークエンスとショートリードシークエンスの結果を組み合わせることにより、染色体再配列などの構造解析、LINE1などレトロトランスポゾンの解析および全ゲノム的DNAメチル化の解析を進めている。hiPSCにKITのD816V変異を導入した細胞に対しては、始原生殖細胞様細胞に誘導した結果、KIT変異を持つPGCLCはKIT野生型の始原生殖細胞様細胞に比べてKITリガンド（SCF）に対する依存性が少ないことが分かった。さらにKITがリガンドなしに自己リン酸化されてること、およびAKTがリン酸化されていることを発見した。一方ERKのリン酸化は認められず、KIT変異が活性化するシグナル伝達経路は主にPI3K-Akt経路であることが示唆された。KIT変異を導入した始原生殖細胞様細胞はさらにgonocyteまで分化させることが可能であった。KIT変異を持つ分化させたgonocyteの発現プロファイルは正常のgonocyteと近似していた。ジャーミノーマの発現プロファイルとの比較から、ジャーミノーマではKIT変異を導入した始原生殖細胞様細胞と同様にPI3K-Akt経路が活性化していることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
世界的なコロナ禍の中で消耗品の調達が遅れ、Nanoporeシークエンスが予定ほどには症例を増やすことができなかったが、全体として全ゲノム解析についてはおおむね順調に進んでいる。hiPSCにKIT変異を誘導した細胞の機能解析については順調に進んでおり、現在論文を執筆中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は全ゲノムシークエンスのデータからcoding regionのsomatic variantやsmall indelを血液と腫瘍の比較により検出し、既存のexome sequenceのデータと比較し、CNSGCTの体細胞性点突然変異を再評価する。またプロモーターやエンハンサー領域を始めとした、noncoding regionについてsomatic variantを解析する。さらにNanopore sequencingを用いたロングリードシークエンスを行い、ゲノム再配列と融合遺伝子の有無を既存のRNAシークエンスの結果と比較して検索する。また先行研究によりCNSGCTの亜型であるgerminomaではglobal DNA hypomethylationが起きることを示したが、これを発展させ、 Nanopore sequencingのデータからレトロトランスポゾンにおけるDNAメチル化の状態を解析し、またレトロトランスポゾンの活性化をゲノムシークエンスとRNAシークエンスの結果の比較から検討する。KIT変異を導入し始原生殖細胞に誘導したhiPSCに対しても同様の変化が起きているかを検討する。
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