ゲノム、エピゲノム統合解析による低侵襲潰瘍性大腸炎癌化リスク診断法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K08773
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 問山 裕二 三重大学, 医学系研究科, 教授 (00422824)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川村 幹雄 三重大学, 医学系研究科, 助教 (00722589) ; 大北 喜基 三重大学, 医学部附属病院, 講師 (20378342) ; 奥川 喜永 三重大学, 医学部附属病院, 教授 (30555545) ; 藤川 裕之 三重大学, 医学系研究科, リサーチアソシエイト (40616091) ; 今岡 裕基 三重大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (70762938)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 潰瘍性大腸炎 / 大腸癌 / ゲノム / エピゲノム

Outline of Annual Research Achievements

潰瘍性大腸炎の癌化に関与する既知のgenetic異常ならびに網羅的に解析したepigenetic異常を解析し、大腸癌合併潰瘍性大腸癌(UCAC）患者を早期診断可能とする体液を用いた低侵襲なバイオマーカー開発を目標としている。またepigenetic異常であるDNAメチル化、 miRNAに着目することでそれにより制御される遺伝子発現に着目し、新たな潰瘍性大腸炎癌化のメカニズムを解明することで、新たな治療戦略を確立し、潰瘍性大腸炎患者の予後・QOLの向上を目指すことを目標としている。
本年はUCACを同定可能なDNAメチル化マーカーを検索するために、網羅的メチル化解析を行った。散発性大腸癌(CRC) 6例，健常人8例，UCAC 8例，癌非合併UC8例の癌組織・非癌部粘膜を用いた網羅的メチル化解析を行い、CRC・UCAC発癌に共通して高メチル化となるCpG siteを検索した。検索しえたCpG site のメチル化の臨床的意義を検証した。
網羅的メチル化解析の結果からCRC，UCACともに高メチル化となるOPLAHを抽出した。 UCにおけるOPLAHメチル化（ｍOPLAH）の臨床的意義として、mOPLAHは盲腸粘膜と比較し、直腸粘膜で有意に高値を示し，直腸粘膜のmOPLAHは病悩期間と正の相関を示した。UCACのmOPLAHは非癌部UC粘膜に比べ有意に高値であり、UCAC合併患者の直腸粘膜におけるmOPLAHは癌非合併UC患者の直腸粘膜と比較し、有意に高値を示した(P＜0.0001，AUC:0.84)。 ValidationにおいてもmOPLAHはUCAC合併患者を同定可能であった(P＜0.0001，AUC:0.79)。
直腸粘膜におけるmOPLAHの測定は、UCAC合併患者の拾い上げに有効であることが示された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

UCACを同定可能なDNAメチル化マーカーを検索するために、網羅的メチル化解析を行い、候補となるCpGサイトを複数同定できた。

Strategy for Future Research Activity

非合併UC患者(n=200)ならびに、癌合併UC患者(n=50)の術前血清、尿からDNAならびにRNAを抽出する。メチル化DNAの定量に関しては、バイサルファイト処理後digital PCR を用いてqMSP法を行い、候補遺伝子のプロモーター領域におけるCpGサイトのメチル化レベルを定量する。標準化として単位量当たりの血清、尿中の全バイサルファイトDNA量とし、β-actinまたはLine-1にて定量し、補正する。
メチル化DNAの癌合併UC患者診断能を検証するためにROC解析を行い、感受性、特異度、正診率そしてcut-off値を作成する。またcombination ROC解析にてメチル化DNAのパネルを用い癌合併UC患者診断能が上がるかを検証する。

Causes of Carryover

理由：コロナ禍により学会発表はすべてWEB開催となり、旅費等が計画より少なく済んだことと、網羅的DNAメチル化解析が計画通りに進行した。
使用計画：今後のvalidation研究において、当初計画したよりサンプル数を増やし再現性を検証する予定であり、その定量に必要な消耗品に充てることを検討している。

Research Products

• [Presentation] DNAメチル化解析を用いた潰瘍性大腸炎関連癌と散発性大腸癌の鑑別法 (2022)
  • Author(s): 大北 喜基, 山本 晃, 大村 悠介, 今岡 裕基, 志村 匡信, 北嶋 貴仁, 川村 幹雄, 松下 航平, 小池 勇樹, 安田 裕美, 森本 雄貴, 奥川 喜永, 横江 毅, 大井 正貴, 内田 恵一, 問山 裕二
  • Organizer: 第122回日本外科学会定期学術集会