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Diagnostic strategy for prostate cancer based on multifaceted analyses of genetic background, life style and gut microbiome

Research Project

Project/Area Number 23K24471
Project/Area Number (Other) 22H03212 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 56030:Urology-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

野々村 祝夫  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30263263)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柴 知史  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 特任研究員 (00797003)
山田 拓司  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (10437262)
谷内田 真一  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (20359920)
松下 慎  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (40824785)
藤田 和利  近畿大学, 医学部, 准教授 (50636181)
波多野 浩士  大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (60762234)
岡田 随象  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70727411)
中村 昇太  大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (90432434)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsprostate cancer / microbiome / life style / metabolome analysis / short chain fatty acid / metagenome analysis / lifestyle / GWAS / 前立腺癌 / 腸内細菌 / メタゲノム解析 / メタボローム解析
Outline of Research at the Start

腸内細菌叢解析から得られたメタボローム解析結果における男性ホルモン様物質産生細菌の同定と、男性ホルモン様物質が本当に前立腺癌の増殖に促進的に作用するのかどうかの検証をin vitro, in vivoの実験系で行う。その他の代謝産物に関しても検討する。
また、生活習慣アンケートの結果から得られたデータをもとに、前立腺癌の高リスク集団の抽出を行う。

Outline of Annual Research Achievements

ショットガン解析では前立腺生検で陰性であった58名と前立腺癌と診断された104名の合計162名の直腸診時の便スワブよりDNAを抽出し、ショットガン解析を行った。その結果前立腺癌と統計学的に有意に関係のある特定の細菌は認めなかった。また特定の遺伝子も認めなかった。一方Gene Set Enrichment Analysis (GSEA)を行うと18の細菌のPathwayが前立腺癌と有意に関係していた。その中で2番めにLipopolysaccharide biosynthesisのpathwayが有意に前立腺癌と関連していた。これらの知見は、我々のこれまでの動物モデルによる知見と一致している。前立腺癌の遺伝的素因をPolygenetic risk socre(PRS)を用いて検討を行い、前立腺癌の発症リスクと有意に関連するPRSを作成したところ、PRSはLPS synthesis pathwayと有意に関連しており、また更に前立腺癌の有無の関係なくPRSはLPS pathwayと関連していた。
さらに、登録患者の生活習慣アンケートの結果も集計がほぼ終了し、生活習慣と特定の細菌叢との関連を順に調べている。その際、癌ありと癌なしで、significant cancerかで有意差のある細菌叢を調べるのが妥当と考えている。さらには、アンドロゲンの代謝産物にも着目して、癌の有無、代謝産物の毛中あるいは便中の濃度と細菌叢との相互関連を解析中である。
これらの人における解析に加えて、PTEN Knockout mousの前立腺発がんモデルにおいて、検証実験も行ってきた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

polygenic risk scoreと前立腺がんの有無には明確な相関を認めなかったが、lypopolysaccharide pathwayと有意な相関を認めたことは、新たな知見であり、これらの結果は我々がこれまで動物モデルで報告してきた結果とcompatibleであった。現在、生活習慣アンケートの結果と腸内細菌叢との関連を調べているが、生活習慣アンケートの調査項目数が非常に多いため、解析にはやや時間がかかりそうである。

Strategy for Future Research Activity

以下の、2点を主に行う。
1点目は、生活習慣アンケートの結果と、腸内細菌叢との関連を調べること。すでにこの解析は着手している。2点目は、PTEN knockout mouseを用いた、検証である。現在、運動と前立腺がんの発生に関する動物実験を開始している。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2023 2022

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 8 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Emerging Relationship between the Gut Microbiome and Prostate Cancer2023

    • Author(s)
      Matsushita Makoto、Fujita Kazutoshi、Hatano Koji、De Velasco Marco A.、Tsujimura Akira、Uemura Hirotsugu、Nonomura Norio
    • Journal Title

      The World Journal of Men's Health

      Volume: 41 Issue: 4 Pages: 759-759

    • DOI

      10.5534/wjmh.220202

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Gut-Prostate Axis: A New Perspective of Prostate Cancer Biology through the Gut Microbiome2023

    • Author(s)
      Fujita Kazutoshi、Matsushita Makoto、De Velasco Marco A.、Hatano Koji、Minami Takafumi、Nonomura Norio、Uemura Hirotsugu
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 15 Issue: 5 Pages: 1375-1375

    • DOI

      10.3390/cancers15051375

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prognostic significance of serum fucosylated pro-haptoglobin in advanced renal cell carcinoma patients treated with immune checkpoint inhibitors2023

    • Author(s)
      Kato Taigo、Morishita Koichi、Tomiyama Eisuke、Hayashibara Ayumu、Ishizuya Yu、Yamamoto Yoshiyuki、Hatano Koji、Kawashima Atsunari、Fukuhara Shinichiro、Nonomura Norio、Miyoshi Eiji、Fujita Kazutoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 17239-17239

    • DOI

      10.1038/s41598-023-42739-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The presence of lymph node metastases and time to castration resistance predict the therapeutic effect of enzalutamide for castration-resistant prostate cancer.2023

    • Author(s)
      Oka T, Hatano K, Okuda Y, Yamamoto A, Uemura T, Yamamichi G, Tomiyama E, Ishizuya Y, Yamamoto Y, Kato T, Kawashima A, Fujita K, Nonomura N.
    • Journal Title

      Int J Clin Oncol.

      Volume: 28 Issue: 3 Pages: 427-435

    • DOI

      10.1007/s10147-022-02288-5

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gut microbiome and prostate cancer.2022

    • Author(s)
      Kazutoshi Fujita , Makoto Matsushita , Eri Banno , Marco A De Velasco , Koji Hatano , Norio Nonomura , Hirotsugu Uemura
    • Journal Title

      International journal of urology

      Volume: 29 Issue: 8 Pages: 793-798

    • DOI

      10.1111/iju.14894

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-fat diet promotes prostate cancer growth through histamine signaling.2022

    • Author(s)
      Matsushita M, Fujita K, Hatano K, Hayashi T, Kayama H, Motooka D, Hase H, Yamamoto A, Uemura T, Yamamichi G, Tomiyama E, Koh Y, Kato T, Kawashima A, Uemura M, Nojima S, Imamura R, Mubeen A, Netto GJ, Tsujikawa K, Nakamura S, Takeda K, Morii E, Nonomura N.
    • Journal Title

      Int J Cancer

      Volume: in press Issue: 4 Pages: 623-636

    • DOI

      10.1002/ijc.34028

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genomic Profiling of Prostate Cancer: An Updated Review2022

    • Author(s)
      Hatano K, Nonomura N.
    • Journal Title

      World J Mens Health

      Volume: 40 Issue: 3 Pages: 368-379

    • DOI

      10.5534/wjmh.210072

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Localization and potential role of prostate microbiota2022

    • Author(s)
      Okada K, Takezawa K, Tsujimura G, Imanaka T, Kuribayashi S, Ueda N, Hatano K, Fukuhara S, Kiuchi H, Fujita K, Motooka D, Nakamura S, Koyama Y, Shimada S, Nonomura N
    • Journal Title

      Front Cell Infect Microbiol.

      Volume: 12 Pages: 1048319-1048319

    • DOI

      10.3389/fcimb.2022.1048319

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Connecting the Dots Between the Gut IGF-1 Prostate Axis: A Role of IGF-1 in Prostate Carcinogenesis2022

    • Author(s)
      Matsushita Makoto、Fujita Kazutoshi、Hatano Koji、De Velasco Marco A.、Uemura Hirotsugu、Nonomura Norio
    • Journal Title

      Frontiers in Endocrinology

      Volume: 13 Pages: 852382-852382

    • DOI

      10.3389/fendo.2022.852382

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Firmicutes in Gut Microbiota Correlate with Blood Testosterone Levels in Elderly Men.2022

    • Author(s)
      Matsushita M, Fujita K, Motooka D, Hatano K, Hata J, Nishimoto M, Banno E, Takezawa K, Fukuhara S, Kiuchi H, Pan Y, Takao T, Tsujimura A, Yachida S, Nakamura S, Obara W, Uemura H, Nonomura N.
    • Journal Title

      World J Mens Health

      Volume: in press Issue: 3 Pages: 517-525

    • DOI

      10.5534/wjmh.210190

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The presence of lymph node metastases and time to castration resistance predict the therapeutic effect of enzalutamide for castration-resistant prostate cancer2023

    • Author(s)
      岡 利樹、波多野浩士、奥田洋平、山本顕生、植村俊彦、山道 岳、冨山栄輔、石津谷 祐、山本 致之、加藤大悟、河嶋厚成、藤田和利、野々村祝夫
    • Organizer
      第110回 日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Lipopolysaccharide from high-fat diet-induced dysbiotic gut microbiota promotes inflammatory prostate cancer growth2023

    • Author(s)
      松下 慎, 藤田和利, 波多野浩士, 冨山栄輔, 加藤大悟, 河嶋厚成, 植村元秀, 今村亮一, 辻川和丈, 中村昇太, 竹田 潔, 森井英一, 野々村祝夫
    • Organizer
      第110回 日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高齢者男性の血中テストステロン値に関係する腸内細菌叢の検討2023

    • Author(s)
      藤田和利、松下 慎, 波多野浩士、秦淳也、吉山あずさ、兼平 貢、西本光寿、福原慎一郎、南高文、中村昇太、吉村一宏、野々村祝夫, 植村天受
    • Organizer
      第110回 日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The relationship between gut microbiota and prostate cancer2023

    • Author(s)
      松下 慎、藤田和利、野々村祝夫
    • Organizer
      第110回 日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPR screens reveal that DCLRE1c is a radiosensitization target for prostate cancer2023

    • Author(s)
      岡 利樹、波多野浩士、二村圭祐、石津谷 祐、Liu Yutong、堀部祐輝、吉村明洋、谷 優、奥田洋平、山道 岳、冨山栄輔、山本 致之、加藤大悟、河嶋厚成、藤田和利、野々村祝夫
    • Organizer
      第82回 日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 日本人の高悪性度前立腺癌に関連する腸内細菌叢の解明2023

    • Author(s)
      松下 慎
    • Organizer
      第42回 日本アンドロロジー学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射線感受性と遺伝子相互作用の系統的マッピングによる前立腺癌の新規治療標的の同定2023

    • Author(s)
      波多野浩士、岡 利樹、二村圭祐、石津谷 祐、奥田洋平、植村俊彦、山道 岳、冨山栄輔、山本致之、加藤大悟、河嶋厚成、藤田和利、野々村祝夫
    • Organizer
      第110回 日本泌尿器科学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Genome-wide CRISPR screens identify novel target genes which alter prostate cancer sensitivity to radiation therapy2023

    • Author(s)
      Koji Hatano, Toshiki Oka, Keisuke Nimura, Yohei Okuda, Akinaru Yamamoto, Toshihiro Uemura, Gaku Yamamichi, Eisuke Tomiyama, Yu Ishizuya, Yoshiyuki Yamamoto, Taigo Kato, Atsunari Kawashima, Kazutoshi Fujita, Norio Nonomura
    • Organizer
      Annual Meeting of the American Urological Association 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 前立腺癌 アップデート2022 ―基礎研究から最新の臨床までー The role of gut microbiome in prostate cance2022

    • Author(s)
      藤田 和利、松下 慎、波多野 浩士、デベラスコ マルコ、野々村祝夫、植村天受
    • Organizer
      第81回 日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腸内細菌叢由来 LPS はヒスタミン H1 受容体シグナル経路を介して前立腺癌増殖を促進する2022

    • Author(s)
      藤田 和利、松下 慎、元岡 大祐、長谷 拓明、加藤 大悟、波多野浩士、河嶋 厚成、南 高文、デベラスコ マルコ、吉村 一宏、ネットー ジョージ、辻川 和丈、中村 昇太、森井 英一、植村 天受、野々村 祝夫
    • Organizer
      第81回 日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高脂肪食によるディスバイオシスが前立腺癌に及ぼす影響の解明2022

    • Author(s)
      松下 慎、藤田和利、林 拓自、香山尚子、元岡大祐、長谷拓明、山本顕生、植村俊彦、山道 岳、冨山栄輔、洪 陽子、加藤大悟、波多野浩士、河嶋厚成、植村元秀、野島 聡、今村亮一、辻川和丈、中村昇太、竹田 潔、森井英一、野々村祝夫
    • Organizer
      第37回前立腺シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子改変マウスを用いたマイクロバイオーム研究2022

    • Author(s)
      松下 慎、藤田和利、野々村祝夫
    • Organizer
      第37回前立腺シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Investigation of the role of gut-prostate axis in prostate cancer development and progression2022

    • Author(s)
      Makoto Matsushita, Fujita Kazutoshi, Norio Nonomura
    • Organizer
      Annual meeting of the American Urological Association
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Lipopolysaccharide from dysbiotic gut microbiota due to high-fat diet promotes inflammatory prostate cancer growth through histamine H1 receptor signaling2022

    • Author(s)
      Makoto Matsushita, Kazutoshi Fujita,Takuji Hayashi, Hisako Kayama, Daisuke Motooka, Hiroaki Hase, Toshihiro Uemura, Akinaru Yamamoto, Gaku Yamamichi, Eisuke Tomiyama, Yoko Koh, Taigo Kato, Koji Hatano, Atsunari Kawashima,・・・・Eiichi Morii, Norio
    • Organizer
      Annual meeting of the American Urological Association
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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