Development of next-generation precision medicine targeting the pathways on which driver gene mutation-positive lung cancer depends
| Project/Area Number |
20H03771
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 55040:Respiratory surgery-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
冨田 秀太 岡山大学, 大学病院, 准教授 (10372111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊岡 伸一 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (30397880)
大橋 圭明 岡山大学, 大学病院, 研究准教授 (60729193)
山本 寛斉 岡山大学, 大学病院, 助教 (40467733)
諏澤 憲 岡山大学, 大学病院, 助教 (90839713)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | EGFR遺伝子変異 / 肺腺がん / ドラッグリポジショニング / ドライバー遺伝子変異 / 肺癌 / パスウェイ / 精密医療 / ドライバー遺伝子 |
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| Outline of Research at the Start |
ドライバー遺伝子変異陽性肺がんの治療奏効率は高く、EGFR遺伝子変異陽性の肺腺がんを対象とした奏効率は80％程度であるが、一方で5人に1人は治療が奏功していない。
本研究では、ドライバー遺伝子変異陽性肺がんを対象に、①治療抵抗性症例が依存するがん化パスウェイの解明と、②ドラッグリポジショニングから依存度の高いパスウェイを標的とする薬剤の探索、さらに、③ドライバー遺伝子変異の抑制と併用療法のシナジー効果の高い標的パスウェイを評価・抽出することにより、治療抵抗性ドライバー遺伝子変異陽性肺がんが依存するパスウェイを標的とする次世代精密医療の基盤を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の目的は、治療抵抗性・ドライバー遺伝子変異陽性肺がんが依存するパスウェイを狙い撃ちする次世代精密医療の基盤を築くことにある。具体的には、治療抵抗性症例において遺伝子発現レベルで活性化しているパスウェイを抽出し、ドライバー遺伝子変異の抑制とシナジー効果の高い標的パスウェイをドラッグリポジショニング解析などのin silico解析を駆使して評価することにより、治療抵抗性を示すドライバー遺伝子変異陽性の肺がん症例が依存するパスウェイを狙い撃ちする次世代精密医療を検討する。今年度は治療抵抗性を示すEGFR遺伝子変異陽性肺がん細胞株の耐性獲得メカニズムとして知られている上皮間葉転換（EMT）を標的としてドラッグリポジショニングを行い、抗EMT作用が示唆されるモネンシンが抽出された。そこで、HCC827株とH1975株を用いて、抗EMT効果を確認することを行った。さらにモネンシンを添加することで、オシメルチニブに対する耐性を抑制できることを確認した。この結果は、モネンシンを用いた併用療法の可能性を示している。
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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
大規模癌細胞株データベース（CCLE）から、肺癌細胞株を抽出し、E-cadherinやVimentinといったEMTマーカーの発現パターンを用いて、上皮様細胞株12種類と間葉様細胞株16種類を抽出した。網羅的な遺伝子発現パターンを用いて、Connectivity-map (C-map)を用いたドラッグリポジショニング解析を実施し、抗EMT作用が示唆される薬剤リストを作成することに成功した。その中から、抗EMT作用に関する機能解明が十分ではないモネンシンを対象に、EGFR遺伝子変異陽性のHCC827株とH1975株を用いて、抗EMT効果を確認することを行った。EMTを誘導することが知られているTGF-betaを用いて、HCC827株とH1975株においてEMTが誘導されることを確認した後、モネンシンを併用することによりEMTを抑制することを確認した。さらに、TGF-betaを用いて誘導されたEMTにより第3世代の抗EGFR薬剤であるオシメルチニブに対する耐性を獲得することを、HCC827株とH1975株において確認した後、モネンシンを添加することで、オシメルチニブに対する耐性を抑制できることが確認できた。これらの結果は、モネンシンを用いた併用療法により、抗EGFR薬剤に対する耐性獲得メカニズムの1つであるEMTの抑制を通して、耐性獲得を抑制する可能性を示している。
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| Strategy for Future Research Activity |
CCLEの網羅的な遺伝子発現データを用いたドラッグリポジショニングにより、耐性獲得メカニズムを抑制する作用をもつモネンシンを用いた併用療法を見出した。この結果から、EMTに関与するメカニズムを抑制することにより、耐性獲得を抑制するという併用効果の可能性を示している。この結果をもとに、CCLEのデータベースを拡張するデータを取得し、ドラッグリポジショニングを展開する準備を進めている。具体的には、低接着性のハニカム構造のプレートを用いた培養により、三次元（３D）様の培養環境を構築できる。この３D細胞培養系を用いることで、ことなる培養形態を示すことが明らかとなっている。この３D細胞培養系で増殖した細胞株からRNAを抽出し、RNA-Seqを実施することで、肺癌細胞の網羅的な３D培養条件における遺伝子発現データを取得した。生体環境を模倣した環境における発現データを解析対象として、ドラッグリポジショニングを実施することに、獲得耐性メカニズムの抑制機能が高く、併用効果の高い薬剤の探索が期待される。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Site-Specific and Targeted Therapy Based on Molecular Profiling by Next-Generation Sequencing for Cancer of Unknown Primary Site: A Nonrandomized Phase 2 Clinical Trial2020
Author(s)
Hayashi, H. Takiguchi, Y. Minami, H. Akiyoshi, K. Segawa, Y. Ueda, H. Iwamoto, Y. Kondoh, C. Matsumoto, K. Takahashi, S. Yasui, H. Sawa, T. Onozawa, Y. Chiba, Y. Togashi, Y. Fujita, Y. Sakai, K. Tomida, S. Nishio, K. Nakagawa, K.
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Journal Title
JAMA Oncology
Volume: 6
Pages: 1931-1931
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] CERS6 required for cell migration and metastasis in lung cancer.2020
Author(s)
Suzuki M, Cao K, Kato S, Mizutani N, Tanaka K, Arima C, Tai MC, Nakatani N, Yanagisawa K, Takeuchi T, Shi H, Mizutani Y, Niimi A, Taniguchi T, Fukui T, Yokoi K, Wakahara K, Hasegawa Y, Mizutani Y, Iwaki S, Fujii S, Satou A, Tamiya-Koizumi K, Murate T, Kyogashima M, Tomida S, Takahashi T.
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Journal Title
Journal of Cellular and Molecular Medicine
Volume: 24
Pages: 11949-11959
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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