分子標的治療耐性化メカニズムの網羅的探索

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H02795
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 高阪 真路 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (00627119)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ゲノム医学 / 薬剤耐性 / がん遺伝子 / ハイスループット機能解析

Outline of Annual Research Achievements

1. がん遺伝子の網羅的機能解析：68種類の遺伝子、243バリアントについて、3T3マウス線維芽細胞株にがん遺伝子を導入し、3T3 focus formation assay及びMANO法でのcell competition assayによるがん化能評価を行った。 さらに、肺がん細胞株、乳がん細胞株、メラノーマ細胞株に遺伝子を導入し、表現型の変化をfocus formation assayおよびsoft agar colony formation assayで評価した。
2. MANO法を用いた分子標的薬耐性化メカニズムの解明：特定の遺伝子経路に依存し、依存したシグナル伝達経路を阻害する分子標的薬に対しての感受性を示す細胞株を準備した。PC9 EGFR変異陽性肺がん細胞株、H2228 EML4-ALK fusion陽性肺がん細胞株、MDA-MB-361 PIK3CA変異陽性乳がん細胞株、A375 BRAF変異陽性メラノーマ細胞株にがん遺伝子243バリアントを導入して、各分子標的薬に対する薬剤感受性実験をMANO法を用いて行った。EGFR、ALK、BRAF阻害薬に対する耐性マーカーが複数同定された。さらに、取得された分子標的薬耐性バリアントを個別に細胞株に導入し、薬剤耐性化を検証した。耐性バリアントを導入した細胞と親株とを薬剤投与下でmRNAの発現解析、タンパク質リン酸化の解析を行い、耐性化のメカニズムを評価した。
3. 併用療法による耐性化解除の検討：耐性バリアントの中で分子標的薬があるものがあれば、併用治療の可能性が示唆される。複数のバリアントの組み合わせを遺伝子導入した細胞株を用意し、各バリアントに対応した標的薬の最適濃度決定のために各薬剤濃度を数条件に設定し併用投与実験を行い、薬剤併用試験のアッセイ系を確立した。さらに、MAP2K1の複数のがん遺伝子の組み合わせによりがん化した発がんモデルを用いて、薬剤併用試験による最適化薬剤の組み合わせおよび最適濃度の評価し、論文発表を行った (Mizuno S, et al. Mol Cancer Ther., 2023.)。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定していた、がん遺伝子の網羅的機能評価および分子標的薬耐性化スクリーニングを行い、複数の新規のバイオマーカーを同定することができた。

Strategy for Future Research Activity

スクリーニングにて候補として同定された薬剤耐性マーカーについて、個別の細胞実験による検証を行うと共に、複数の耐性バリアントのメカニズムを比較することで、耐性化の網羅的評価を行う。また、リキッドバイオプシーを用いて分子標的治療された症例を解析し、耐性・奏効性と関連するバイオマーカーの同定を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Molecular pathology quality control in Southeast Asia: Results of a Multiregional Quality Assurance Study from MASTER KEY Asia (2023)
  • Author(s): Okuma HS, Yoshida H, Kobayashi Y, Arakaki M, Mizoguchi C, Inagaki L, Pei Jye V, Malik Bin Ismail A, Fen Soo Hoo H, Yusak S, Severino B Imasa M, Nguyen Huy T, Thai Anh T, Kohsaka S, Mano H, Yonemori K, Nakamura K, Yatabe Y
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1111/cas.15790
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Clinical utility of Todai OncoPanel in the setting of approved comprehensive cancer genomic profiling tests in Japan (2023)
  • Author(s): Kage H, Shinozaki-Ushiku A, Ishigaki K, Sato Y, Tanabe M, Tanaka S, Tanikawa M, Watanabe K, Kato S, Akagi K, Uchino K, Mitani K, Takahashi S, Miura Y, Ikeda S, Kojima Y, Watanabe K, Mochizuki H, Yamaguchi H, Kawazoe Y, Kashiwabara K, Kohsaka S et al.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 114 Pages: 1710-1717
  • DOI: 10.1111/cas.15717
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expression of paired box 9 defines an aggressive subset of lung adenocarcinoma preferentially occurring in smokers (2023)
  • Author(s): Hayashi T, Kishi M, Takamochi K, Hosoya M, Kohsaka S, Kishikawa S, Ura A, Sano K, Sasahara N, Suehara Y, Takahashi F, Saito T, Suzuki K, Yao T; Tokyo Metropolitan Innovative Oncology Research Group (TMIG)
  • Journal Title: Histopathology Volume: 82 Pages: 672-683
  • DOI: 10.1111/his.14853
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Concordance Between Recommendations From Multidisciplinary Molecular Tumor Boards and Central Consensus for Cancer Treatment in Japan (2022)
  • Author(s): Naito Y, Sunami K, Kage H, Komine K, Amano T, Imai M, Koyama T, Ennishi D, Kanai M, Kenmotsu H, Maeda T, Morita S, Sakai D, Watanabe K, Shirota H, Kinoshita I, Yoshioka M, Mamesaya N, Ito M, Kohsaka S, Saigusa Y, Yamamoto K, Hirata M, Tsuchihara K, Yoshino T
  • Journal Title: JAMA Netw Open Volume: 5 Pages: 2245081
  • DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2022.45081
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] High-throughput functional evaluation of MAP2K1 variants in cancer (2022)
  • Author(s): Mizuno S, Ikegami M, Koyama T, Sunami K, Ogata D, Kage H, Yanagaki M, Ikeuchi H, Ueno T, Tanikawa M, Oda K, Osuga Y, Mano H, Kohsaka S
  • Journal Title: Mol Cancer Ther Volume: 22 Pages: 227窶?239
  • DOI: 10.1158/1535-7163.MCT-22-0302
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identification of novel prognostic and predictive biomarkers in salivary duct carcinoma via comprehensive molecular profiling (2022)
  • Author(s): Kohsaka S, Tada Y, Ando M et al.
  • Journal Title: NPJ Precis Oncol Volume: 6 Pages: 82
  • DOI: 10.1038/s41698-022-00324-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] C-CAT: The National Datacenter for Cancer Genomic Medicine in Japan (2022)
  • Author(s): Kohno T, Kato M, Kohsaka S, Sudo T, Tamai I, Shiraishi Y, Okuma Y, Ogasawara D, Suzuki T, Yoshida T, Mano H
  • Journal Title: Cancer Discov Volume: 12 Pages: 2509-2515
  • DOI: 10.1158/2159-8290.CD-22-0417
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Primary Intracranial Spindle Cell Sarcoma, DICER1-Mutant, with MDM2 Amplification Diagnosed on the Basis of Extensive Molecular Profiling (2022)
  • Author(s): Nejo T, Takayanagi S, Tanaka S, Shinozaki-Ushiku A, Kohsaka S, Nagata K, Yokoyama M, Sora S, Ushiku T, Mukasa A, Aburatani H, Mano H, Saito N
  • Journal Title: Clin Med Insights Case Rep Volume: 15 Pages: 1.17955E+16
  • DOI: 10.1177/11795476221131189
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel Calcium-Binding Ablating Mutations Induce Constitutive RET Activity and Drive Tumorigenesis (2022)
  • Author(s): Tabata J, Nakaoku T, Araki M, Yoshino R, Kohsaka S, Otsuka A, Ikegami M, Ui A, Kanno SI, Miyoshi K, Matsumoto S, Sagae Y, Yasui A, Sekijima M, Mano H, Okuno Y, Okamoto A, Kohno T
  • Journal Title: Cancer Res Volume: 82 Pages: 3751-3762
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-22-0834
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Survival benefit of HER2-targeted or androgen deprivation therapy in salivary duct carcinoma (2022)
  • Author(s): Kawakita D, Nagao T, Kohsaka S et al.
  • Journal Title: Ther Adv Med Oncol Volume: 14 Pages: 1.75884E+16
  • DOI: 10.1177/17588359221119538
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chronological improvement in precision oncology implementation in Japan (2022)
  • Author(s): Sunami K, Naito Y, Komine K, Amano T, Ennishi D, Imai M, Kage H, Kanai M, Kenmotsu H, Koyama T, Maeda T, Morita S, Sakai D, Kohsaka S, Tsuchihara K, Saigusa Y, Yoshino T
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 113 Pages: 3995-4000
  • DOI: 10.1111/cas.15517
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A multicenter investigator-initiated Phase 2 trial of E7090 in patients with advanced or recurrent solid tumor with fibroblast growth factor receptor (FGFR) gene alteration: FORTUNE trial (2022)
  • Author(s): Chiba Y, Sudo K, Kojima Y, Okuma H, Kohsaka S, Machida R, Ichimura M, Anjo K, Kurishita K, Okita N, Nakamura K, Kinoshita I, Takahashi M, Matsubara J, Kusaba H, Yonemori K, Takahashi M
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 22 Pages: 869
  • DOI: 10.1186/s12885-022-09949-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dramatic response to entrectinib in a patient with malignant peripheral nerve sheath tumor harboring novel SNRNP70-NTRK3 fusion gene (2022)
  • Author(s): Kobayashi H, Makise N, Shinozaki-Ushiku A, Zhang L, Ishibashi Y, Ikegami M, Tsuda Y, Kohsaka S, Ushiku T, Oda K, Miyagawa K, Aburatani H, Mano H, Tanaka S
  • Journal Title: Genes Chromosomes Cancer Volume: 62 Pages: 47-51
  • DOI: 10.1002/gcc.23089
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recommendations related to the analytical equivalence assessment of gene panel testing (2022)
  • Author(s): Nagai S, Nishihara H, Suzuki T, Nishio K, Taniguchi H, Tsuchihara K, Nakamura K, Takamatsu R, Ueno T, Aburatani H, Kohno T, Kohsaka S
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 113 Pages: 3282-3290
  • DOI: 10.1111/cas.15513
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expert panel consensus recommendations on the use of circulating tumor DNA assays for patients with advanced solid tumors (2022)
  • Author(s): Imai M, Nakamura Y, Sunami K, Kage H, Komine K, Koyama T, Amano T, Ennishi D, Kanai M, Kenmotsu H, Maeda T, Morita S, Sakai D, Bando H, Makiyama A, Suzuki T, Hirata M, Kohsaka S, Tsuchihara K, Naito Y, Yoshino T
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 113 Pages: 3646-3656
  • DOI: 10.1111/cas.15504
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Feasibility and clinical utility of comprehensive genomic profiling of hematological malignancies (2022)
  • Author(s): Fukuhara S, Oshikawa-Kumade Y, Kohsaka S et al.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 113 Pages: 2763-2777
  • DOI: 10.1111/cas.15427
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical relevance of PD-L2 expression in surgically resected lung adenocarcinoma (2022)
  • Author(s): Takamochi K, Hara K, Hayashi T, Kohsaka S, Takahashi F, Suehara Y, Shimokawa M, Suzuki K
  • Journal Title: Lung Cancer Volume: 168 Pages: 50-58
  • DOI: 10.1016/j.lungcan.2022.04.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tumor mutational burden measurement using comprehensive genomic profiling assay (2022)
  • Author(s): Kage H, Kohsaka S, Tatsuno K, Ueno T, Ikegami M, Zokumasu K, Shinozaki-Ushiku A, Nagai S, Aburatani H, Mano H, Oda K
  • Journal Title: Jpn J Clin Oncol Volume: 52 Pages: 917-921
  • DOI: 10.1093/jjco/hyac063
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Development of a comprehensive assay for the molecular profiling of cancer by target enrichment from FFPE specimens (2023)
  • Author(s): Shinji Kohsaka
  • Organizer: 2023 Joint Winter Meeting with RSM
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] RNA解析が拓く新たながんゲノム医療 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第60回日本癌治療学会
• [Presentation] 東大オンコパネル（TOP）を用いたプレシジョンメディシン（先進医療 B） (2022)
  • Author(s): 鹿毛 秀宣、牛久 綾、石垣 和祥、佐藤 悠佑、田辺 真彦、田中 將太、谷川 道洋、渡邊 広祐、高阪 真路、辰野 健二、牛久 哲男、油谷 浩幸、間野 博行、宮川 清、織田 克利
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] FGFR 遺伝子変異のがん化能および薬剤感受性に対する網羅的解析 (2022)
  • Author(s): 中村 育子、高阪 真路、上野 敏秀、高橋 史行、高橋 和久、間野博行
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] 網羅的薬効予測マーカー探索プラットフォームの構築 (2022)
  • Author(s): 池内 洋史、松野 悠介、池上 政周、小島 進也、大熊 ひとみ、小島 勇貴、米盛 勧、谷田部 恭、吉岡 研一、間野 博行、高阪 真路
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] 小児固形がんにおける循環腫瘍 DNA を用いたリキッドバイオプシーの臨床的有用性の検討 (2022)
  • Author(s): 柳垣 充、荒川 歩、上野 敏秀、大熊 ひとみ、池上 徹、間野 博行、高阪 真路
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] 遺伝子プロファイリングを目指した Ghost Cytometry によるcirculating tumor cell 分取実験 (2022)
  • Author(s): 伊田 英恵、河村 踊子、長谷川 延彦、上野 敏秀、小山 隆文、米盛 勧、大江 裕一郎、山本 昇、太田 禎生、間野 博行、高阪 真路
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] ユーイング肉腫における診断・治療モニタリングツールとしての血漿中の cell-free RNA の可能性 (2022)
  • Author(s): 長谷川 延彦、窪田 大介、高木 辰哉、齋藤 剛、岩田 慎太郎、川井 章、高阪 真路、間野 博行
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] 人工微小環境ポリマーアレイによる新規セルフェノミクスの創出とがん層別化法の開発 (2022)
  • Author(s): 椨 康一、高阪 真路、秀 拓一郎、田賀 哲也
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] がんゲノム医療におけるRNAシークエンスの活用法 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第81日本癌学会学術総会
• [Presentation] シングルセル解析の臨床応用 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第7回クリニカルバイオバンク学会シンポジウム
• [Presentation] がんゲノム医療が加速する研究開発 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第73回日本電気泳動学会総会
  • Invited
• [Presentation] リキッドバイオプシーの実践 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第19回日本婦人科がん会議
  • Invited
• [Presentation] がん遺伝子プロファイリング検査におけるリキッドバイオプシーの最適化 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第 63 回日本臨床細胞学会総会
• [Presentation] 循環腫瘍細胞を用いた遺伝子プロファイリング検査の構築 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第 63 回日本臨床細胞学会総会
• [Presentation] BRCA機能的スクリーニングとHBOC診療の個別化 (2022)
  • Author(s): 高阪真路
  • Organizer: 第 2 回 JOHBOC 学術総会
  • Invited