2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K20454
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 健之 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線影響研究部, 博士研究員(任常) (20726442)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 融合遺伝子 / 中性子線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線は染色体に介在型欠失や転座を起こすことが知られており、その結果放射線誘発の融合遺伝子が発生すると考えられる。その発生機序の特異性から自然発生の肺がんに見られる融合遺伝子とは区別できる可能性があり、放射線誘発融合遺伝子の発見は放射線の肺がん発生への寄与を明らかにする上で非常に重要であると考えられる。
研究部ではこれまでに様々な線種を用いた大規模なマウスの照射実験を行っており、この実験にて得られたマウス肺がんサンプルを多数保管している。本研究ではこのうち、自然発生した肺がんならびに、ガンマ線、炭素線、中性子線照射によって生じた肺がんについて病理診断を行い、極めて悪性度の高い肺腺癌を選別し、これらのサンプルへのRNAシーケンス解析をもって融合遺伝子の探索を行うことを目的とした。
解析においては正常組織の部分をできる限り少なくして、癌病巣からの純度を確保する必要があったため、マイクロダイセクション法により、HE染色後の病理スライドから、癌の病巣を切り抜いた上で抽出したRNAを用いることにした。RNAシーケンス解析の結果、放射線誘発癌における多数の融合遺伝子の候補をあげることが出来た。今年度の成果としては、そのような一連の融合遺伝子の候補の中から放射線誘発肺がんでしか見られない融合遺伝子の候補を挙げることができたということこそが重要であり、次年度からの詳細な検討によっては放射線の被ばくリスクを評価するための新しい解釈を与えてくれる可能性がある。
今後は、候補として上がってきた融合遺伝子のリストから、実際に遺伝子として機能しているものを選別し、それらの遺伝子の結合配列の特徴を捉えることとする。そして実際に、肺がんの増殖にどのように関与しているか、などの機能的な特徴を捉えるための解析を進めていく予定である。
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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
研究部ではこれまでに様々な線種を用いた大規模なマウスの照射実験を行っており、この実験にて得られたマウス肺がんサンプルを多数保管している。本研究では昨年度までに、これらのサンプルの中から自然発生した肺がんならびに、ガンマ線、炭素線、中性子線照射によって生じた肺がんについて病理診断を行い、極めて悪性度の高い肺腺癌を選別することができた。本年度はこれらの肺がんサンプルのRNAシーケンス解析をもって融合遺伝子の探索を進めた。この解析においては、正常組織の部分をできる限り少なくして、癌病巣からの純度を確保する必要があったため、マイクロダイセクション法により、HE染色後のスライドから、癌の病巣を切り抜いた上で抽出したRNAを用いることにした。なお、本年度に行ったRNAシーケンス解析は、次年度分の基金も前倒しで請求することで、選別した肺がんサンプルのRNAシーケンス解析を一気に外注にかけることができた。結果、本研究で注目する、中性子線照射によって誘導される融合遺伝子の候補を挙げることが出来ている。
科研費の前倒し請求をうまく駆使し、本研究の目的である融合遺伝子の候補となるデータを一気に回収できた事は研究の加速化という点からも本年度の成果として非常に重要であると考えている。そして研究の進捗状況としては概ね計画通り順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、まずは候補として上がってきた融合遺伝子のデータをもとに、実際に遺伝子として機能しているかを判断する。検証の流れとしては、国際データベースに登録されているマウスのゲノム配列のデータを参照し、融合した二つの遺伝子の結合部位がアミノ酸をコードしているのかどうかを調べる。調べた配列情報を元に、結合部位を挟む形でプライマーを設計し、PCRによって該当する融合遺伝子が、もとの肺腺癌中に実際に発現していることを検証する。そして増幅されたPCR産物を切り出し、サンガーシーケンスにより融合遺伝子の配列を確認する。ここでは結合部位の配列情報に着目し、融合遺伝子となりやすい、もとの遺伝子の特徴や配列、染色体座などの情報をプロファイリングすることで、候補として上がっている融合遺伝子の共通項や特徴を捉えることとする。
そして、実際に肺腺癌中で癌の増殖に関わっている見込みのある融合遺伝子の候補については、融合前の各遺伝子が変異していることで肺がん増殖に関わっていると考え、その遺伝子に着目して肺がんサンプルの免疫染色を行う事で、組織中の存在量を検証する。また、当該遺伝子に関連して活性化する遺伝子についても検証を進めることとする。
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| Causes of Carryover |
昨年度までに悪性度の高いと考えられるサンプルの選別を進め、既にあらかたのサンプル選別が終了していたことから、シーケンス解析を経て融合遺伝子の探索に望むフェーズを残すのみとなっていた。ここまでの成果を踏まえて令和３年度以降に予定しているRNAシーケンス試薬の購入費を前倒して、シーケンス外注費として導入する計画とした。早期にシーケンス解析を進め融合遺伝子の証拠となる配列データを取得できれば、その後に続く分子生物学的な解析や成果の社会発信としての論文化を進めることが出来る。つまり、本研究の目的である、中性子線のリスクを明らかにすることで将来の放射線治療の質を高めることがより早期に実現できる可能性があった。以上のように、本研究をより進展させる事が出来るため、当初は令和３年度に購入予定であったRNAシーケンスの実施に必要な消耗品費としてを前倒し使用することとした。シーケンス外注費の見積りはサンプルあたりの価格が定まっているため、端数２円が生じたが、端数分は次年度分として使用する予定はない。次年度は得られたデータの解析を進める計画である。
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