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Multi-regional analysis and the simulation of evolution elucidate the intra-tumor diversity of colorectal cancer.

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrated analysis and regulation of cellular diversity
Project/Area Number 20H05039
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

三森 功士  九州大学, 大学病院, 教授 (50322748)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords大腸癌 / ゲノム進化 / 腫瘍免疫応答 / 免疫逃避 / APM / 進化 / HLA / ダーウイン進化 / 中立進化 / コピー数変異 / シミュレーション / 早期大腸がん
Outline of Research at the Start

がんの腫瘍内ダイバーシティーを生み出す進化のダイナミクスを理解することは重要である。これまでに我々はMSS大腸がんの腫瘍内ダイバーシティーの再現進化モデルの構築に成功した。本研究では、(1)MSS大腸がん、(2)陥凹型大腸がん、(3)MSI-H大腸がんを対象に、ゲノムレベルの多領域データに加え腫瘍免疫微小環境データも取得する。それらを元に進化系統樹を推定し、シミュレーション解析に各サブタイプの進化モデルを構築する。すなわちゲノムレベルおよびがん-免疫細胞間相互作用を勘案した上で主要な三つの大腸がんサブタイプについての詳細な進化モデルの構築を行い、腫瘍内ダイバーシティーの理解を深化させる。

Outline of Annual Research Achievements

がんの腫瘍内ダイバーシティ(多様性)はがん難治性の一因であり、それを生み出すがんの進化のダイナミクスを理解することは臨床的にも重要である。われわれはMSS大腸がんを対象に多領域シーケンス解析を行い、早期大腸癌と進行大腸がんにおいて異なる進化様式から発生する腫瘍内多様性が存在することをシミュレーションで明らかにした。本研究でわれわれはMSS大腸がんの4サブタイプのうち特にMSI-H大腸がんについてゲノム進化を解析し、多領域データに加え腫瘍免疫微小環境を解析した。
MSI-H大腸がん症例における腫瘍内不均一性についてMSI-H CRCのゲノム解析とマルチサンプリングによるがん進化の数理モデリングを組み合わせた研究を行った。まず、246例のMSI-H 大腸がんの公開全エクソームシーケンス(WES)データを解析し、ゲノム変化がHLAクラスI遺伝子やB2Mなどの抗原提示機構(APM)に極めて濃縮されていることを明らかにした。さらに、6つのMSI-H 大腸がんの多領域WESにより、腫瘍内不均一性(ITH)を明らかにし、APM変異の多くがサブクローン変異として獲得されていることを明らかにした。また、サブクローナルな変異アレル頻度はMSS腫瘍に比べてMSI-H腫瘍で高い傾向にあり、サブクローナル変異は陽性選択を受けていることが示唆された。本件に関しては現在さらなる解析を行っている。また、MSI-Hにおける抗原提示機構の破綻を伴う進化とがん微小環境との関係性については現在鋭意解析を続けているところである。最後に、多領域解析データをもとにしたシミュレーションによりサブクローンの免疫逃避機構を伴うMSI-H 大腸がんの進化過程を明らかにした。すなわちMSI-H 大腸がんはサブクローナルな免疫逃避機構を頻繁に獲得し、それがダーウィン選択によって広範なITHの形成に寄与していることを示した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (79 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (26 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 26 results,  Open Access: 26 results) Presentation (53 results)

  • [Journal Article] Nano-scale physical properties characteristic to metastatic intestinal cancer cells identified by high-speed scanning ion conductance microscope.2022

    • Author(s)
      Wang D, Sun L, Okuda S, Yamamoto D, Nakayama M, Oshima H, Saito H, Kouyama Y, Mimori K, Ando T, Watanabe S, Oshima M.
    • Journal Title

      Biomaterials.

      Volume: 280 Pages: 121256-121256

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fanconi Anemia Complementation Group E, a DNA Repair-Related Gene, Is a Potential Marker of Poor Prognosis in Hepatocellular Carcinoma.2022

    • Author(s)
      Takahashi J, Masuda T, Kitagawa A, Tobo T, Nakano Y, Abe T, Ando Y, Kosai K, Kobayashi Y, Matsumoto Y, Yoshizumi T, Mori M, Mimori K.
    • Journal Title

      Oncology.

      Volume: 100(2) Issue: 2 Pages: 101-113

    • DOI

      10.1159/000520582

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] GET4 is a novel driver gene in colorectal cancer that regulates the localization of BAG6, a nucleocytoplasmic shuttling protein.2022

    • Author(s)
      Koike K, Masuda T, Sato K, Fujii A, Wakiyama H, Tobo T, Takahashi J, Motomura Y, Nakano T, Saito H, Matsumoto Y, Otsu H, Takeishi K, Yonemura Y, Mimori K, Nakagawa T.
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 113(1) Issue: 1 Pages: 156-169

    • DOI

      10.1111/cas.15174

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pan-cancer methylome analysis for cancer diagnosis and classification of cancer cell of origin.2021

    • Author(s)
      Shimizu D, Taniue K, Matsui Y, Haeno H, Araki H, Miura F, Fukunaga M, Shiraishi K, Miyamoto Y, Tsukamoto S, Komine A, Kobayashi Y, Kitagawa A, Yoshikawa Y, Sato K, Saito T, Ito S, Masuda T, Niida A, Suzuki M, Baba H, Ito T, Akimitsu N, Kodera Y, Mimori K.
    • Journal Title

      Cancer Gene Ther.

      Volume: Epub Issue: 5 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1038/s41417-021-00401-w

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Clinical Significance of Acylphosphatase 1 Expression in Combined HCC-iCCA, HCC, and iCCA.2021

    • Author(s)
      Sakano Y, Noda T, Kobayashi S, Kitagawa A, Iwagami Y, Yamada D, Tomimaru Y, Akita H, Gotoh K, Asaoka T, Tanemura M, Umeshita K, Mimori K, Doki Y, Eguchi H.
    • Journal Title

      Dig Dis Sci.

      Volume: Epub Issue: 8 Pages: 3817-3830

    • DOI

      10.1007/s10620-021-07266-x

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  • [Journal Article] The Evolving Genomic Landscape of Esophageal Squamous Cell Carcinoma Under Chemoradiotherapy.2021

    • Author(s)
      Hirata H,...Masuda T, Saito T, Kageyama SI, Motomura Y, Ito S, Yoshitake T, Tsurumaru D, Nishimuta Y, Yokoyama A, Hasegawa T, Chiba K, Shiraishi Y, Du J, Miura F, Morita M, Toh Y, Hirakawa M, Shioyama Y, Ito T, Akimoto T, Miyano S, Shibata T, Mori M, Suzuki Y, Ogawa S, Ishigami K, Mimori K.
    • Journal Title

      Cancer Res.

      Volume: 81(19) Issue: 19 Pages: 4926-4938

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-21-0653

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Postoperative elevation in the plasma CCL2 level is a predictive biomarker of colorectal cancer recurrence.2021

    • Author(s)
      Fukunaga M, Mimori K, Masuda T, Hu Q, Yamada K, Mori M.
    • Journal Title

      Surg Today.

      Volume: 51(10) Issue: 10 Pages: 1671-1681

    • DOI

      10.1007/s00595-021-02273-x

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  • [Journal Article] Oxysterol binding protein-like 3 (OSBPL3) is a novel driver gene that promotes tumor growth in part through R-Ras/Akt signaling in gastric cancer.2021

    • Author(s)
      Hu Q, Masuda T, Koike K, Sato K, Tobo T, Kuramitsu S, Kitagawa A, Fujii A, Noda M, Tsuruda Y, Otsu H, Kuroda Y, Ito S, Oki E, Mimori K.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 11(1) Issue: 1 Pages: 19178-19178

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98485-9

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  • [Journal Article] Single-cell DNA and RNA sequencing reveals the dynamics of intra-tumor heterogeneity in a colorectal cancer model2021

    • Author(s)
      Ono H, Arai Y, Furukawa E, Narushima D, Matsuura T, Nakamura H, Shiokawa D, Nagai M, Imai T, Mimori K, Okamoto K, Hippo Y, Shibata T, Kato M.
    • Journal Title

      BMC Biol

      Volume: 19 Issue: 1 Pages: 207-207

    • DOI

      10.1186/s12915-021-01147-5

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  • [Journal Article] Radiology- and gene-based risk stratification in small renal cell carcinoma: A preliminary study.2021

    • Author(s)
      Takao S, Ushijima Y, Motomura Y, Sakamoto K, Hirakawa M, Nishie A, Mimori K, Yamashita Y, Tsutsumi T, Ishigami K.
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 16(9) Issue: 9 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0256471

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  • [Journal Article] Appropriate use of cancer comprehensive genome profiling assay using circulating tumor DNA.2021

    • Author(s)
      Sunami K, Bando H, Yatabe Y, Naito Y, Takahashi H, Tsuchihara K, Toyooka S, Mimori K, Kohsaka S, Uetake H, Kinoshita I, Komine K, Takeda M, Hayashida T, Tamura K, Nishio K, Yamamoto N; Working Group of a Joint Task Force of Three Academic Societies for the Promotion of Cancer Genomic Medicine.
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 112(9) Issue: 9 Pages: 3911-3917

    • DOI

      10.1111/cas.15022

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  • [Journal Article] Modeling colorectal cancer evolution2021

    • Author(s)
      Niida Atsushi、Mimori Koshi、Shibata Tatsuhiro、Miyano Satoru
    • Journal Title

      Journal of Human Genetics

      Volume: 66 Issue: 9 Pages: 869-878

    • DOI

      10.1038/s10038-021-00930-0

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  • [Journal Article] Mitotic checkpoint regulator RAE1 promotes tumor growth in colorectal cancer.2021

    • Author(s)
      Kobayashi Y, Masuda T, Fujii A, Shimizu D, Sato K, Kitagawa A, Tobo T, Ozato Y, Saito H, Kuramitsu S, Noda M, Otsu H, Mizushima T, Doki Y, Eguchi H, Mori M, Mimori K.
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 112(8) Issue: 8 Pages: 3173-3189

    • DOI

      10.1111/cas.14969

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  • [Journal Article] Cancer-associated Fibroblast-derived Spondin-2 Promotes Motility of Gastric Cancer Cells. Cancer Genomics Proteomics.2021

    • Author(s)
      Kuramitsu S, Masuda T, Hu Q, Tobo T, Yashiro M, Fujii A, Kitagawa A, Abe T, Otsu H, Ito S, Oki E, Mori M, Mimori K.
    • Journal Title

      Cancer Genomics Proteomics.

      Volume: 18(4) Issue: 4 Pages: 521-529

    • DOI

      10.21873/cgp.20277

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      Qingjiang Hu 1 , Kentaro Nonaka 1 , Hiroaki Wakiyama 2 , Yu Miyashita 1 , Yoshiaki Fujimoto 1 , Tomoko Jogo 1 , Kentaro Hokonohara 1 , Ryota Nakanishi 1 , Yuichi Hisamatsu 1 , Koji Ando 1 , Yasue Kimura 1 , Takaaki Masuda 2 , Eiji Oki 1 , Koshi Mimori 2 , Yoshinao Oda 3 , Masaki Mori 1
    • Journal Title

      Cancer Med.

      Volume: - Issue: 9 Pages: 3129-3138

    • DOI

      10.1002/cam4.3828

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    • Author(s)
      Fujii A, Masuda T et al
    • Journal Title

      Cancer Sci

      Volume: 112 Issue: 4 Pages: 1655-1668

    • DOI

      10.1111/cas.14858

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  • [Journal Article] The Long Noncoding RNA CCAT2 Induces Chromosomal Instability Through BOP1-AURKB Signaling.2020

    • Author(s)
      Chen B, ...Mimori K,...Calin GA.
    • Journal Title

      Gastroenterology.

      Volume: 159(6) Issue: 6 Pages: 2146-2162

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2020.08.018

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  • [Journal Article] YAP1 is a potent driver of the onset and progression of oral squamous cell carcinoma2020

    • Author(s)
      Omori Hirofumi、Nishio Miki、Masuda Muneyuki、Miyachi Yosuke、Ueda Fumihito、Nakano Takafumi、Sato Kuniaki、Mimori Koshi、Taguchi Kenichi、Hikasa Hiroki、Nishina Hiroshi、Tashiro Hironori、Kiyono Tohru、Mak Tak Wah、Nakao Kazuwa、Nakagawa Takashi、Maehama Tomohiko、Suzuki Akira
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 6 Issue: 12 Pages: 3324-3324

    • DOI

      10.1126/sciadv.aay3324

    • NAID

      120006818745

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Prognostic Significance of PD-1, PD-L1 and CD8 Gene Expression Levels in Gastric Cancer.2020

    • Author(s)
      Ito S, Masuda T, Noda M, Hu Q, Shimizu D, Kuroda Y, Eguchi H, Tobo T, Utsunomiya T, Mimori K.
    • Journal Title

      Oncology.

      Volume: 98(7) Issue: 7 Pages: 501-511

    • DOI

      10.1159/000506075

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  • [Journal Article] Drug repositioning in cancer: The current situation in Japan.2020

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      Masuda T, Tsuruda Y, Matsumoto Y, Uchida H, Nakayama KI, Mimori K.
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 111(4) Issue: 4 Pages: 1039-1046

    • DOI

      10.1111/cas.14318

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    • Author(s)
      Kidogami S, Iguchi T, Sato K, Yoshikawa Y, Hu Q, Nambara S, Komatsu H, Ueda M, Kuroda Y, Masuda T, Mori M, Doki Y, Mimori K.
    • Journal Title

      Anticancer Res.

      Volume: 40(5) Issue: 5 Pages: 2941-2946

    • DOI

      10.21873/anticanres.14272

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    • Author(s)
      Kitagawa A, Masuda T, Takahashi J, Tobo T, Noda M, Kuroda Y, Hu Q, Kouyama Y, Kobayashi Y, Kuramitsu S, Sato K, Fujii A, Yoshikawa Y, Wakiyama H, Shimizu D, Tsuruda Y, Eguchi H, Doki Y, Mori M, Mimori K.
    • Journal Title

      Cancer Genomics Proteomics.

      Volume: 17(2) Issue: 2 Pages: 141-149

    • DOI

      10.21873/cgp.20174

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      Miki Nishio , Yoko To , Tomohiko Maehama , Yukari Aono , Junji Otani , Hiroki Hikasa , Akihiro Kitagawa , Koshi Mimori , Takehiko Sasaki , Hiroshi Nishina , Shinya Toyokuni , John P Lydon , Kazuwa Nakao , Tak Wah Mak , Tohru Kiyono , Hidetaka Katabuchi , Hironori Tashiro , Akira Suzuki
    • Journal Title

      Cancer science

      Volume: 111 Issue: 10 Pages: 3576-3578

    • DOI

      10.1111/cas.14581

    • NAID

      120006892076

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  • [Journal Article] Potential association of LOXL1 with peritoneal dissemination in gastric cancer via promotion of EMT2020

    • Author(s)
      Hu, Q, Masuda T et al
    • Journal Title

      PloS ONE

      Volume: 15 Issue: 10 Pages: e0241140-e0241140

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0241140

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  • [Journal Article] GTF2IRD1 on chromosome 7 is a novel oncogene regulating the tumor-suppressor gene TGFβR2 in colorectal cancer.2020

    • Author(s)
      Nambara S, Masuda T, Kobayashi Y, Sato K, Tobo T, Koike K, Noda M, Ogawa Y, Kuroda Y, Ito S, Eguchi H, Sugimachi K, Mimori K.
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 111(2) Issue: 2 Pages: 343-355

    • DOI

      10.1111/cas.14248

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  • [Journal Article] Reduction of T-Box 15 gene expression in tumor tissue is a prognostic biomarker for patients with hepatocellular carcinoma2020

    • Author(s)
      Yuji Morine, Tohru Utsunomiya, Yu Saito, Shinichiro Yamada, Satoru Imura, Tetsuya Ikemoto, Akihiro Kitagawa, Yuta Kobayashi, Seiichiro Takao, Keisuke Kosai, Koshi Mimori, Yasuhito Tanaka, Mitsuo Shimada
    • Journal Title

      Oncotarget

      Volume: 11 Issue: 52 Pages: 4803-4812

    • DOI

      10.18632/oncotarget.27852

    • NAID

      120007188429

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      中野貴文、増田隆明、阿部 正、斉藤秀幸、 大里祐樹、安東由貴、小斉啓祐、高橋純一、 小林雄太、大津 甫、武石一樹、米村祐輔、 池上 徹、三森功士
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      阿部正、増田隆明、斉藤秀幸、小林雄太、高橋純一、大津甫、武石一樹、米村祐輔、池上徹、三森功士
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      第76回日本消化器外科学会
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      第76回日本消化器外科学会
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      増田隆明、斉藤秀幸、大里祐樹、中野貴文、小林雄太、高橋純一、大津甫、武石一樹、米村祐輔、三森功士
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      第76回日本消化器外科学会
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      第76回日本消化器外科学会
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      増田隆明、佐藤晋彰、小池健輔、浅野桂、三森功士
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      第80回日本癌学会
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      第80回日本癌学会
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      第80回日本癌学会
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      大里祐樹、増田隆明、小林雄太、高尾誠一朗、久松雄一、戸島剛男、米村祐輔、水島恒和、森正樹、江口英利、土岐祐一郎、三森功士
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      第80回日本癌学会
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      高橋純一、増田隆明、北川彰洋、中野貴文、小斎啓祐、小林雄太、小池健輔、本村有史、安東由貴、戸島剛男、久松雄一、米村祐輔、吉住朋晴、三森功士
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      第80回日本癌学会
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  • [Presentation] 解糖系酵素PGK1発現は食道癌における予後因子となる2021

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      第80回日本癌学会
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      小林雄太、増田 隆明、中野 貴文、小齋 啓祐、高橋 純一、倉光 正太郎、藤井 昌志、北川 彰洋、野田 美和、鶴田 祐介、大津 甫、松本 佳大、内田 博喜、水島 恒和、土岐 祐一郎、森 正樹、三森 功士
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      第120回日本外科学会定期学術集会
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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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