被ばく者癌における遺伝子変異シグネチャー解析

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07463
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 赤澤 祐子 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 准教授 (80582113)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 正洋 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50284683) ; 柴田 龍弘 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (90311414)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 遺伝子損傷応答 / 被ばく者 / 遺伝子変異シグネチャー

Outline of Annual Research Achievements

癌は放射線の晩発影響の代表的疾患である。原爆投下から70年以上経過した現在でも広島・長崎被ばく者においては発癌の増加が認められている。被ばく者組織検体は放射線晩発影響を研究する上での唯一のコホートであり、我々はこれまで被ばく発癌の機序について検討を重ねてきた。しかし、原爆による放射線被ばく関連腫瘍の分子生物学的機序や遺伝子的な特異性は未だ不明である。近年、変異スペクトラム解析の進歩によって、癌の原因によって生じた遺伝子変異パターンが、癌遺伝子に残される“変異シグネチャー”として検出可能であることが発表された。しかし被ばく者癌に特殊な遺伝子変異シグネチャーが存在するかは、これまで検討されていない。今回我々は、2008年に収集を開始した被ばく者癌組織バンク検体を用い、被ばくにより発症した癌に特異的な遺伝子変異シグネチャーを特定し、放射線発癌の遺伝子学的メカニズムの解明に挑んでいる。
被ばく者固形癌を収集保存している長崎被爆者腫瘍組織バンクに存在する検体のうち、爆心地より2km以内の近距離被ばく症例（乳癌、肺癌、甲状腺癌、大腸癌、胃癌、肝臓癌）のDNAを用いた。まず次世代シークエンサーを用いて1次解析を行い、体細胞遺伝子置換/インデル/構造多型を検出した。これまでの検討では被ばく者に特異的な構造異型は認めていない。
今後は遺伝子変異および放射線被ばくの影響がほぼないと疫学的に判明している、同バンクの遠距離被ばく者（爆心地より4Km以上における被ばく）をコントロールとして、至近距離被ばくおよび遠距離被ばくの遺伝子変異シグネチャーの違いを同定する。次に想定される被ばく線量と変異シグネチャー発現を定量的に明らかにする予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまで甲状腺、肺癌について合計20人の近距離被ばく（爆心地より２ｋｍ）患者における癌組織とその周囲の正常組織を収集し、DNA, RNAを抽出した。これらの約半数についてはSequence が終了し、現在解析中である。甲状腺癌、肺がんにおいては、予想通り、至近距離被ばく症例では、特異的な遺伝子の構造的な変化は見られなかった。現在シグネチャー解析中である。当初の見込みよりシグネチャー解析に時間を要しているため、やや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

予定症例のうち、解析が終了していない検体、被ばく者組織バンクの爆心地より2km以内の近距離被ばく症例91例のうち、放射線による有意な過剰相対リスクが明らかである乳腺21例、肺27例、結腸20例を目標として解析を進めていく。さらに、我々は、被ばく者では発癌リスクの背景として、自然発生DNA損傷の亢進が観られ、遺伝子不安定性の関与のあることを報告した(Naruke Y et al,2009, Cancer)。この結果より、組織幹細胞レベルで数十年前の被ばくによる遺伝子不安定性が惹起されていて、発癌の生涯リスクに関与するものと考察される。変異シグネチャーの有無と癌背景組織の遺伝子不安定性の関連を、DNA損傷応答分子発現とアレイCGHによるDNAコピー数異常を指標に明らかにしていく予定である。

Causes of Carryover

COVID-19 流行のために検体回収量、実験に遅れが出たことにより次年度使用が生じた。
引き続き令和3年度に実施する解析に必要な物品の購入に充てる。