大腸癌発癌pathwayから検証した大腸癌前癌病変の非侵襲的血清診断法の確立

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26293301
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 楠 正人 三重大学, 医学系研究科, 教授 (50192026)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 問山 裕二 三重大学, 医学部付属病院, 講師 (00422824) ; 井上 靖浩 三重大学, 医学系研究科, 客員准教授 (20324535) ; 毛利 靖彦 三重大学, 医学系研究科, 客員准教授 (70345974) ; 沖上 正人 三重大学, 医学系研究科, リサーチアソシエイト (90722596)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 大腸癌 / エキソソーム / microRNA / 早期診断マーカー

Outline of Annual Research Achievements

本研究は①大腸癌発癌過程(前癌病変から癌病変)にて特異的に発現するmicroRNAを網羅的に解析し、分泌されたそれらのmiRNAsが血清で検出できるか否かを検証することで、この癌発生過程を踏まえた散発性大腸癌の血清早期診断マーカーを同定することである。
②他施設協同研究にて集積終了した内視鏡施行前の患者血清を用いた前向き検証試験を行い、同定したmiRNAsの診断マーカーとしての精度検定を行うことである。
①に関してはすでに発癌過程にて特異的に発現し、さらに血清中に分泌するものを複数個同定している。それらに関しても他施設で集めた血清を用いて検証実験を開始している。選択したmiRNAsの中で、miR-1290は大腸癌患者において血清中で発現が有意に高くなり、早期診断の可能性を示唆したほか、予後予測を可能とする予後マーカーとしても有用であること、また組織におけるmiR-1290発現が、癌進展機序に深く関与することを報告した。さらに他のmiRNAsに関しても、血清中と血清エキソソーム中におけるmiRNA発現レベルを同一患者血清で評価し、miRNA特異的に血清ならびに血清エキソソーム分画において発現変化が起こり、いずれも大腸腺腫検出において有用な早期診断マーカーとなり得ることを報告した。
またさらに血清中エキソソーム分画に存在するmiRNAs発現を網羅的に解析するうえで、癌細胞より特異的に分泌されるエキソソームに着目し、大腸癌細胞ならびに正常上皮細胞より分泌されたエキソソームの抽出をおこない、網羅的蛋白プロファイリングを施行した。その結果、80を超える蛋白を癌細胞より分泌されたエキソソーム特異的に発現上昇を示すことが確認され、これらのなかで6つの蛋白が、パブリックデータベースを用いた解析においても大腸癌組織特異的に発現増加を示すことが判明した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

エキソソームの指摘抽出方法の開発や、その同定方法の検討、さらにはそれらの基礎実験にやや時間を要したため。

Strategy for Future Research Activity

今後は現在、同定された新規マーカーを用いた、スクリーニング方法の開発、多数検体を用いたvalidationと、それをもちいることでさらなるエキソソーム内miRNA発現変化を評価していく予定としている

Research Products

• [Journal Article] MiR-139-5p as a novel serum biomarker for recurrence and metastasis in colorectal cancer. (2017)
  • Author(s): Miyoshi J, Toden S, Yoshida K, Toiyama Y, Alberts SR, Kusunoki M, Sinicrope FA, Goel A.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 7 Pages: 43393
  • DOI: doi: 10.1038/srep43393.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CCAT1 and CCAT2 long noncoding RNAs, located within the 8q.24.21 'gene desert', serve as important prognostic biomarkers in colorectal cancer. (2017)
  • Author(s): Ozawa T, Matsuyama T, Toiyama Y, Takahashi N, Ishikawa T, Uetake H, Yamada Y, Kusunoki M, Calin G, Goel A.
  • Journal Title: Ann Oncol. Volume: 28 Pages: 1882-1888
  • DOI: doi: 10.1093/annonc/mdx248.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Panel of Methylated MicroRNA Biomarkers for Identifying High-Risk Patients With Ulcerative Colitis-Associated Colorectal Cancer. (2017)
  • Author(s): Toiyama Y, Okugawa Y, Tanaka K, Araki T, Uchida K, Hishida A, Uchino M, Ikeuchi H, Hirota S, Kusunoki M, Boland CR, Goel A.
  • Journal Title: Gastroenterology. Volume: 153 Pages: :1634-1646.e8.
  • DOI: doi: 10.1053/j.gastro.2017.08.037.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Successful identification of a predictive biomarker for lymph node metastasis in colorectal cancer using a proteomic approach. (2017)
  • Author(s): Mori K, Toiyama Y, Otake K, Ide S, Imaoka H, Okigami M, Okugawa Y, Fujikawa H, Saigusa S, Hiro J, Kobayashi M, Ohi M, Tanaka K, Inoue Y, Kobayashi Y, Mohri Y, Kobayashi I, Goel A, Kusunoki M.
  • Journal Title: Oncotarget. Volume: 8 Pages: 106935-106947
  • DOI: doi: 10.18632/oncotarget.22149.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 大腸腺腫患者における非侵襲的診断マーカーとしての血清およびエクソソームmicro RNA の比較検討. (2017)
  • Author(s): 北嶋貴仁、問山裕二、志村匡信、今岡裕基、沖上正人、安田裕美、奥川喜永、大北喜基、吉山繁幸、廣純一郎、三枝晋、井上幹大、小林美奈子、大井正貴、荒木俊光、田中光司、 井上靖浩、内田恵一、毛利靖彦、楠 正人
  • Organizer: 第87回大腸癌研究会
• [Presentation] Diagnostic potential of serum and exosomal microRNAs for patients with pre-malignant lesions of colorectal cancer:Detection of adenoma. (2017)
  • Author(s): Uratani R,Toiyama Y,Kitajima T,Fujikawa H,Hiro J,Kobayashi M,Tanaka K,Inoue Y,Mohri Y,Mori T,Kato T,Goel A,Kusunoki M
  • Organizer: AACR Annual Meeting , Washington,D.C., USA, April 4,2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 消化管悪性腫瘍におけるBDNF/TrkB axisの腹膜播種進展における機序解明と，治療標的としての可能性. (2017)
  • Author(s): 奥川喜永、問山裕二、楠 正人
  • Organizer: 第15回日本消化器外科学会大会
• [Presentation] The clinical significance of epigenetic microRNA-137 silencing in patients with ulcerative colitis. (2017)
  • Author(s): Toiyama Y, Okugawa Y , Hur K ,Tanaka K, Araki T, Uchida K , Uchino M , Ikeuchi H , Hirota S , Kusunoki M ,Boland CR, Goel A
  • Organizer: AACR Annual Meeting , Washington,D.C., USA, April 4,2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Preoperative evaluation of heat shock protein 47 expression to identify patients with colorectal cancer with lymph node metastasis and poor prognosis. (2017)
  • Author(s): Mori K, Toiyama Y, Okugawa Y, Ichikawa T, Nagano Y, Oki S, Imaoka H, Okigami M, Fujikawa H, Hiro J, Saigusa S, Kobayashi M, Inoue Y, Mohri Y, Kusunoki M
  • Organizer: 2017 Gastrointestinal Cancers Symposium San Francisco, California, USA, Jan 21, 2017
  • Int'l Joint Research