ecDNAによるRTKの腫瘍内不均一性ならびに治療抵抗性機序解明と新規治療法探索

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K15433
• Research Institution: Suzuka University of Medical Science
• Principal Investigator: 金山 和樹 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 准教授 (20605943)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: Extrachromosomal DNA / Receptor tyrosine kinase / 腫瘍内不均一性 / FGFR2 / シングルセルクローニング / CGHアレイ / FISH / 治療抵抗性クローン

Outline of Annual Research Achievements

Receptor tyrosine kinase(以下RTK)阻害剤に対する治療抵抗性機序の1つに腫瘍内不均一性が報告されているが、腫瘍内不均一性の形成機序や治療抵抗性のメカニズムは十分に解明されていない。本研究課題で着目しているExtrachromosomal DNA(以下ecDNA)は環状構造を示し、セントロメアを欠くというユニークな特徴を持つことが知られている。近年、ecDNA数は腫瘍細胞間で大きく異なっており、数理モデルにより腫瘍内遺伝的不均一性を促進させることが報告された。しかし、腫瘍進展に重要となるRTKが組み込まれたecDNAが腫瘍細胞間で不均一に分離されるかどうかについては十分に明らかにされておらず、また、RTKが組み込まれたecDNAの不均一な分離とRTKタンパク発現の不均一性ならびに治療抵抗性への直接的な関連性についても明らかにされていない。本年度は、RTKの1つであるFGFR2が組み込まれたecDNAをもつ胃癌細胞株(SNU-16)を使用し、腫瘍細胞間におけるRTKの不均一性ならびに薬剤感受性解析を行った。SNU-16をシングルセルクローニングによって5つのクローンを単離し、各クローン内のFGFR2遺伝子のコピー数を解析した結果、クローン内で大きく変動していた。また、CGHアレイとFISHで解析した結果、コピー数に加えてecDNAの構造がクローン間で異なっており、タンパク発現、FGFR2阻害剤への感受性に差が認められた。さらに、単離したクローンからFGFR2阻害剤に対する治療抵抗性クローンを作製し、CGHアレイとFISHでecDNAを解析した結果、ecDNAの構造が変化していた。これらの結果よりRTKが組み込まれたecDNAは動的に変化することでRTK阻害剤に対する治療抵抗性を獲得することが示唆され現在論文投稿の準備を進めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度、ecDNAによるFGFR2の腫瘍内不均一性ならびに治療抵抗性におけるecDNAの新規知見を得ることができたため、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本年度の研究成果によりecDNAが治療抵抗性機序に直接関わることが明らかとなったため、ecDNAの排出機構ならびに取込み機構の解析、選択的オートファジー(ヌクレオファジー)の解析を行い、ecDNAを標的とした新規治療法の探索を行っていく。また、並行してHER2、MET遺伝子が組み込まれたecDNAについても解析を行っていく。

Causes of Carryover

本年度予定していた研究計画がおおむね順調に進んだため、次年度計画している試薬購入費に使用する。