Study on the mechanism of oncogene activation by structural variants in cancer genome

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K08171
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 佐々木 高明 旭川医科大学, 医学部, 助教 (70516997)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水上 裕輔 旭川医科大学, 医学部, 教授 (30400089) ; 平井 理子 旭川医科大学, 大学病院, 客員助教 (90596272) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: がんゲノム / ゲノム構造異常 / ナノポアシーケンシング / ドライバー遺伝子変異 / 薬剤耐性

Outline of Annual Research Achievements

がんはゲノム異常の疾患です。網羅的遺伝子解析の手法でゲノムが解析され、臨床診断に応用され対応する分子標的治療等の治療が行われてきています。しかしこの網羅的遺伝子解析でも治療標的となる遺伝子異常が見つからず、有効な治療にたどり着かない患者も多く存在し、未知のがんゲノム異常が発がんに寄与している可能性があります。従来の網羅的遺伝子解析の手法では、未知の融合遺伝子、選択的スプライスバリアントによるエクソン欠失、繰り返し配列といったゲノム構造異常は検出されません。本研究は、特に肺癌細胞におけるがんゲノム構造異常による、がん遺伝子の活性化メカニズムに関して研究します。またゲノム構造異常の新たな検出方法が開発されれば、これに対する有効な治療法の開発につながります。
効率よく未知の融合遺伝子、選択的スプライスバリアントによるエクソン欠失、繰り返し配列といったゲノム構造異常を検出するために、がん細胞の細胞膜上に発現している、受容体型チロシンキナーゼに標的を絞って、遺伝子解析を進めていきます。なかでもMET遺伝子のエクソン14欠失変異に関して、ゲノム上には大きな構造異常をきたしていると報告があり、MET異常を検出できる実験系を確立しているところです。
今後は、ドライバー遺伝子陰性の肺癌細胞株あるいは、EGFR, HER2, BRAF, KRAS, ALK, ROS1, RETなどドライバー遺伝子陽性で薬剤耐性の機序としてのゲノム構造異常を満たしているかどうかを検討していくところです。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究は３段階に分けて3年間の研究期間で遂行する予定である。
①ナノポアシーケンサにおける、Cas9 targeted sequencing法の検証
②Cas9 targeted sequencing法による、薬剤耐性細胞株におけるゲノム構造異常の継時的変化を検証する
③ドライバー遺伝子変異陰性の肺癌臨床検体でゲノム構造異常の検出を試みる本方法で検証を行ったが、解析の標的を、「受容体型チロシンキナーゼ」に拡大するにあたり、各標的に対するCas9をデザインする必要がある。コストを考え、Nanopore sequencingをまず全ゲノムで行い、Adaptive samplingとして標的遺伝子を選択的に解析する方法へ変更した。

Strategy for Future Research Activity

上記の様に、Nanopore解析の方法修正により当初の予定よりやや遅れている。
上記の研究段階②③の解析はまだ進んでいない。
さらに方法変更により臨床の微小検体では解析が困難な場合が予測されるが、一つでも新規の治療標的を検出し臨床への応用へつなげたい。

Causes of Carryover

本研究の進捗は若干遅延しており、2021年度の余剰金を繰り越して研究を行う予定である。