2011 Fiscal Year Annual Research Report
大規模エピゲノム解析に基づく革新的消化器癌診断法の開発
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23240129
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
今井 浩三 東京大学, 医科学研究所, 特任教授 (60117603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 拓 札幌医科大学, 医学部, 助教 (20381254)
谷口 博昭 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (90563289)
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| Keywords | 癌 / ゲノム / トランスレーショナルリサーチ / マクロアレイ / 臨床 |
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| Research Abstract |
申請者らが蓄積した癌エピゲノム解析の基盤と、効率的なシークエンサー運用を組み合わせ、革新的エピゲノム診断法の開発、アレイ解析でカバーできず機能不明であった領域に解析を広げる。この結果、本研究は癌エピゲノムのシステマティックな理解に繋がり、我が国発の癌診断技術開発の基盤となる。臨床検体（大腸癌、胃癌、肝癌）を解析対象とし、MCAマイクロアレイ、遺伝子発現アレイ、癌抑制遺伝子のメチル化解析を基盤とし、高解像度メチル化解析の対象領域として癌特異的メチル化を示すCpGアイランド5000箇所を解析対象に選定、SOLiD4シークエンサーを使用し、正常大腸、大腸腺腫、大腸癌の高解像度メチローム解析結果を得た。シークエンス解析を基盤に腺腫および癌において最もメチル化が変化する領域を同定し、MSP法、MethyLight法、バイサルファイトパイロシークエンス法との整合性を検証した。各遺伝子のメチル化値をGene Spring GXにインポートし、バイオインフォマティクス解析を行った。その結果、新規のメチル化標的遺伝子候補が予想以上に得られ、より詳細な調査を実施する必要が生じたため、平成24年度に計画の一部を延長したが、これらの結果と臨床検体のDNAメチル化・ヒストン修飾・トランスクリプトームの統合的な解析を進め、候補遺伝子の絞り込みを行い、重要な知見が得られている。さらに、十分量の臨床検体で病理組織学的因子との検討を行い、診断マーカーに応用できるか検証している。また、個々の候補遺伝子に対する発現ベクター、shRNAベクターを構築し候補遺伝子の機能解析を行った。
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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
本研究では申請者がこれまで明らかにしてきた知見を更に発展させ、 (1)癌の超早期診断および転移浸潤予測、(2)診断確定後の個性診断および治療効果予測、に資する新規エピジェネティクス診断技術を開発しようとすることを目的としている。以下に示すように、すでにその基盤の一部は構築されている。平成23年度の目標である消化器癌における高解像度DNAメチローム解析を終えており、その結果、新規のメチル化標的遺伝子候補が予想以上に得られ、より詳細な調査を実施する必要が生じたため、計画の一部を平成24年度に施行したが、最終的に計画通り実施済である。平成24年度以降の目標である、癌エピゲノムの統合的な機能解析の内、①DNAおよびヒストン修飾解析、②トランスクリプトーム解析にすでに着手しており、一定の成果を得ている。さらに、十分量の臨床検体で病理組織学的因子との検討を行い、診断マーカーに応用できるか検証している。また、個々の候補遺伝子に対する発現ベクター、shRNAベクターを構築し機能解析を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に確立した癌エピゲノムの統合的な機能解析を、多くの臨床検体での検証を進める。RNA-seqの結果を比較し癌幹細胞マーカーとなるRNA分子の候補を絞り込み、癌幹細胞マーカー候補のRNAが同定された場合、細胞株を用いて機能解析を行う。また、バイオインフォマティクス解析を進めているが、得られた結果により既知の遺伝子プロモーター領域外のメチル化が転写活性化あるいは抑制に与える影響を検討する。また、便・消化管洗浄液由来の微量DNAから、500個程度の癌関連遺伝子メチル化を検出するミニTeBSシステムの構築に着手している。最終的に、DNAメチル化による抗癌剤感受性の情報を加えて個別化診断することで、有効な治療法を選択出来るアルゴリズムの開発を行う。
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