2019 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of the bona-fide evolution from early to advanced CRC to establish the eradication methods.
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19H03715
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
三森 功士 九州大学, 大学病院, 教授 (50322748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井田 厚司 東京大学, 医科学研究所, 講師 (00772493)
鈴木 穣 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323646)
工藤 進英 昭和大学, 医学部, 特任教授 (70161643)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 大腸発がん / 腫瘍免疫応答 / 選択圧 / 陥凹型大腸がん / VISIUM / シングルセル解析 / CMS分類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸がんは様々な化学療法や分子標的薬の開発にも関わらず難治であり高い致死率を示し続けており、従来の進行がん検体の解析に基づいた治療標的変異同定とは異なるアプローチが求められている。大腸は初期病変より成育して、様々な進化様式を経て、最終的には進行大腸がんに到りCMS分類の4群(Nat Rev Cancer 2017)に分類されると考えられる。しかし、『大腸初期病変において何が選択圧となり、如何なる進化様式で、最終的にどのCMSに分類されるか？』明らかではない。
1）本研究では将来の進行がんの芽となると考えられている大腸初期病変と考えらる『陥凹型/平坦型/隆起型』早期病変3群(各3例x 3検体)について、シングルセルレベルのゲノム解析および腫瘍免疫応答解析 (RNA Seq)を併施して発がんから進化への理解を深め分子治療の標的を求めることを目標として掲げている。
2）上述の発がん機構については、癌細胞におけるドライバー変異について明らかにしようとするアプローチであるが、実際の大腸発がんにおいては、がん組織と微小環境における 競合社会において成立している。特に腫瘍免疫応答が発がんの選択圧になっているか興味深い。腫瘍の免疫関連RNAの発現と腫瘍と面している部分の間質細胞のTGF-B、PGE-2、MMPｓなどのケモカイン・サイトカインの発現との相関関係を確認する。われわれは空間的情報を保持したままのシングルセル解析であるVISIUMを用いて大腸がん病変を解析し進化系統樹を描出を試みる。VISIUMは新たな解析アプローチであることから、九州大学におけるヒトゲノム倫理委員会について修正した。現在、VISIUM用検体調整のための条件設定を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Guinneyらは遺伝子発現により大腸癌を4つのサブタイプに分類するThe consensus molecular subtype(CMS)が報告された(Guinney et al. Nature Med 2015)。この中でmesenchymal typeであるCMS4は間質浸潤やTGF-β活性化などの特徴を持ち4つのサブタイプのなかでRFSやOSが最も悪く, 悪性度の高いサブタイプと考えられる.CMSは進行大腸がんの分類であるが陥凹型大腸がん病変が進展した際どのように分類されるのか興味深い。本研究では早期陥凹型大腸癌23例について対照隆起型症例8例とともに九州大学病院別府病院にてゲノム解析およびRNA Seqを行いCMS分類との関連を調べた。陥凹型大腸癌でKRAS野生型、特定の染色体増幅およびEMT, 血管新生関連遺伝子群過剰発現を認めCMS4との深い関係性を明らかにした。
2）VISIUMを用いた大腸がん病変の解析を開始した。腫瘍部と間質部のRNAの発現、adenomaと間質部のRNAの発現、正常組織と間質部のRNAの発現を解析してそれぞれの境界でのサイトカインの発現量を比較している。adenoma-carcinomaと変化していく中で発現量が変化する遺伝子を検索し、carcinoma・adenomaの中心と辺縁のRNAの発現量の違いを定量的に評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
多段階発がんのモデルである大腸がん（MSS、陥凹型、MSI-H）を対象とする。各症例の検体をにおける癌部の検体を作成する。われわれは当初申請時に記載した単なるシングルセル解析ではなく、空間情報をもったシングルセル解析を行うためにVISIUMを用いる。各凍結検体(10m)を切片作成し、①1枚目のvisium解析を実施する②WES解析ができるdepthが得られるレベルまでLMDで癌部・腺腫部ともにできるだけ細かく採取する。
（１）大腸腺腫におけるゲノム変異における進化解析（九州大学 三森、連携研究者 東京大学 新井田厚司講師）：目的の組織を採取し、エキソーム解析を行うSureSelect Human All Exon V5 Kit (Agilent Technologies, Tokyo, Japan)。コピー数CNAについてはExomeの結果からEXCAVATOR47 (http://sourceforge.net/projects/excavatortool/)ソフトウエアを用いて解析。
（２）visium解析(担当：連携研究者 東京大学大学院 新領域創成化学研究科 鈴木 穣 教授)：①凍結1切片を病理医に電子顕微鏡で腫瘍部(腺腫または癌）、間質部等を診断する。②1切片については各プロット部位でRNA Seqを施行する。③其々のデータ統合で各部位でのRNAの発現を確認する。1回につき4切片まで実施可能でRNAの発現が空間的に認識が出来るというところにあり、腫瘍部のRNAの発現と間質部分でのRNAの発現を見ることが出来る。隣接する切片2の同一部位由来のゲノム変異（コピー数変異）と逆相関する発現分子(群）を明らかにする。あるいは突然変異数(TMB)が高いにも拘わらずTILの乏しい領域における発現遺伝子プロファイルに注目する。
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[Journal Article] YAP1 is a potent driver of the onset and progression of oral squamous cell carcinoma.2020
Author(s)
Omori H, Nishio M, Masuda M, Miyachi Y, Ueda F, Nakano T, Sato K, Mimori K, Taguchi K, Hikasa H, Nishina H, Tashiro H, Kiyono T, Mak TW, Nakao K, Nakagawa T, Maehama T, Suzuki A.
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Journal Title
Sci Adv.
Volume: 6(12)
Pages: eaay3324
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] KIF15 Expression in Tumor-associated Monocytes Is a Prognostic Biomarker in Hepatocellular Carcinoma.2020
Author(s)
Kitagawa A, Masuda T, Takahashi J, Tobo T, Noda M, Kuroda Y, Hu Q, Kouyama Y, Kobayashi Y, Kuramitsu S, Sato K, Fujii A, Yoshikawa Y, Wakiyama H, Shimizu D, Tsuruda Y, Eguchi H, Doki Y, Mori M, Mimori K.
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Journal Title
Cancer Genomics Proteomics.
Volume: 17(2)
Pages: 141-149
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] GTF2IRD1 on chromosome 7 is a novel oncogene regulating the tumor-suppressor gene TGFβR2 in colorectal cancer.2020
Author(s)
Nambara S, Masuda T, Kobayashi Y, Sato K, Tobo T, Koike K, Noda M, Ogawa Y, Kuroda Y, Ito S, Eguchi H, Sugimachi K, Mimori K.
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Journal Title
Cancer Sci.
Volume: 111(2)
Pages: 343-355
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Disruption of FBXL5-mediated cellular iron homeostasis promotes liver carcinogenesis.2019
Author(s)
Muto Y, Moroishi T, Ichihara K, Nishiyama M, Shimizu H, Eguchi H, Moriya K, Koike K, Mimori K, Mori M, Katayama Y, Nakayama KI.
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Journal Title
J Exp Med.
Volume: 216(4)
Pages: 950-965
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Comprehensive assay for the molecular profiling of cancer by target enrichment from formalin-fixed paraffin-embedded specimens.2019
Author(s)
Kohsaka S, Tatsuno K, Ueno T, Nagano M, Shinozaki-Ushiku A, Ushiku T, Takai D, Ikegami M, Kobayashi H, Kage H, Ando M, Hata K, Ueda H, Yamamoto S, Kojima S, Oseto K, Akaike K, Suehara Y, Hayashi T, Saito T, Takahashi F, Takahashi K, Takamochi K, Suzuki K, Nagayama S, Oda Y, Mimori K,(11名略), Mano H.
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Journal Title
Cancer Sci.
Volume: 110(4)
Pages: 1464-1479
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Novel oncogene 5MP1 reprograms c-Myc translation initiation to drive malignant phenotypes in colorectal cancer.2019
Author(s)
Sato K, Masuda T, Hu Q, Tobo T, Gillaspie S, Niida A, Thornton M, Kuroda Y, Eguchi H, Nakagawa T, Asano K, Mimori K.
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Journal Title
EBioMedicine.
Volume: 44
Pages: 387-402
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Distinct methylation levels of mature microRNAs in gastrointestinal cancers.2019
Author(s)
Konno M, Koseki J, Asai A, Yamagata A, Shimamura T, Motooka D, Okuzaki D, Kawamoto K, Mizushima T, Eguchi H, Takiguchi S, Satoh T, Mimori K, Ochiya T, Doki Y, Ofusa K, Mori M, Ishii H.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 10(1)
Pages: 3888.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A clinical trial of somatic and germline analyses for healthy longevity in a postoperative cancer patient.2019
Author(s)
Hayashi N, Kuroda Y, Saito T, Tsuruda Y, Niida A, Otsu H, Eguchi H, Masuda T, Suzuki Y, Natsugoe S, Mimori K.
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Journal Title
Surg Today.
Volume: 49(9)
Pages: 738-747
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] miR-221 Targets QKI to Enhance the Tumorigenic Capacity of Human Colorectal Cancer Stem Cells.2019
Author(s)
Mukohyama J, Isobe T, Hu Q, Hayashi T, Watanabe T, Maeda M, Yanagi H, Qian X, Yamashita K, Minami H, Mimori K, Sahoo D, Kakeji Y, Suzuki A, Dalerba P, Shimono Y.
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Journal Title
Cancer Res.
Volume: 79(20)
Pages: 5151-5158
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Oncogenic splicing abnormalities induced by DEAD-Box Helicase 56 amplification in colorectal cancer.2019
Author(s)
Kouyama Y, Masuda T, Fujii A, Ogawa Y, Sato K, Tobo T, Wakiyama H, Yoshikawa Y, Noda M, Tsuruda Y, Kuroda Y, Eguchi H, Ishida F, Kudo SE, Mimori K.
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Journal Title
Cancer Sci.
Volume: 110(10)
Pages: 3132-3144
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Clinical significance of GET4 expression in colorectal cancer.2019
Author(s)
Kensuke Koike, Takaaki Masuda, Kuniaki Sato, Yushi Motomura, Junuchi Takahashi, Dai Shimizu, Shotaro Kuramitsu, Atsushi Fujii, Akihiro Kitagawa, Miwa Noda, Yusuke Tsuruda, Hajime Otsu, Yousuke Kuroda, Hidetoshi Eguchi, Takashi Nakagawa, Koshi Mimori.
Organizer
AACR Annual Meeting 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Clinical significance of Fanconi anemia complementation group E (FANCE) DNA repair-related gene expression in hepatocellular carcinoma2019
Author(s)
Junichi Takahashi, Takaaki Masuda, Yosuke Kuroda, Akihiro Kitagawa, Yushi Motomura, Kensuke Koike, Dai Shimizu, Shotaro Kuramitsu,Atsushi Fujii, Miwa Noda, Kuniaki Sato, Yusuke Tsuruda, Hajime Otsu, Hidetoshi Eguchi, Keishi Sugimachi, Masaki Mori, Koshi Mimori.
Organizer
AACR Annual Meeting 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Clinical significance of eif5 mimic protein 1 in pancreatic cancer.2019
Author(s)
Yushi Motomura, Takaaki Masuda, Kuniaki Sato, Atsushi Fujii, Akihiro Kitagawa, Hiroaki Wakiyama, Kensuke Koike, Junichi Takahashi, Dai Shimizu, Shitaro Kuramitsu, Miwa Noda, Yusuke Tsuruda, Hajime Otsu, Yosuke Kuroda, Hidetoshi Eguchi, Katsumi Sakamoto, Msakazu Hirakawa, Hiroshi Honda, Koshi Mimori.
Organizer
AACR Annual Meeting 2019
Int'l Joint Research
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