iPS細胞誘導によるクローン性を利用したドライバーおよびパッセンジャー変異の検出

• 研究課題/領域番号: 16K07137
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 腫瘍生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人国立成育医療研究センター
• 研究代表者: 岡村 浩司 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, システム発生・再生医学研究部, 室長 (80456194)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: iPS細胞 / 色素性乾皮症 / XPA / ERCC2 / ドライバー変異 / パッセンジャー変異 / 癌 / ゲノム / 変異 / クローニング

研究成果の概要

がんは多くの体細胞変異を保持し、また増殖にしたがって新規な変異を蓄積してゆく。これらはがん化に関わったドライバー変異とは異なり、細胞の生存とは関わらないパッセンジャー変異と呼ばれ区別される。がんの予防や治療には前者を同定することが重要であるが、診断、予後予測などにおいては後者の検出も軽視できない。本研究ではDNA修復関連遺伝子に変異を持つ患者の細胞からiPS細胞を樹立、全エクソーム解析を行い、親株との塩配列比較を行い変異を検出した。その結果、パッセンジャー変異の種類、多寡、周辺配列、内在性遺伝子のレトロトランスポジション頻度に、病因変異遺伝子それぞれの機能に依存した特徴的な違いが観察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ドライバー変異とパッセンジャー変異の識別は困難で、多くの手法が提案されているがどれも予測にとどまる。また、低頻度の体細胞変異の検出にはかなりのシークエンシング量が要求されるという問題がある。本研究は、モザイク性とクローン性に着目し、上記2問題を解決するユニークでかつ強力な手法となった。がんは部位によって分類されていたが、関与する遺伝子で分類すべきである。またがんは変異群のプロファイリングによっても分類され、真のパッセンジャー変異を区別することで、いずれはドライバー変異との関係も明確になると期待され、これらの成果はがんの発生機序の理解から撲滅へと発展しうる、社会的にも意義深いものである。

研究成果

• [雑誌論文] Whole transcriptome sequencing reveals a KMT2A‐USP2 fusion in infant acute myeloid leukemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Junji、Shiba Norio、Tsujimoto Shin‐ichi、Yoshida Masanori、Nakabayashi Kazuhiko、Ogata‐Kawata Hiroko、Okamura Kohji、Takeuchi Masanobu、Osumi Tomoo、Tomizawa Daisuke、Hata Kenichiro、Kiyokawa Nobutaka、Ito Shuichi、Kato Motohiro
  • 雑誌名: Genes, Chromosomes and Cancer 巻: in press 号: 9 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1002/gcc.22751
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical and molecular characteristics of MEF2D fusion-positive B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia in childhood, including a novel translocation resulting in MEF2D-HNRNPH1 gene fusion. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohki K, Kiyokawa N, Hayashi Y, Koh K, Manabe A, Ohara A; Tokyo Children’s Cancer Study Group (TCCSG) et al.
  • 雑誌名: Haematologica. 巻: 104(1) 号: 1 ページ: 128-137
  • DOI: 10.3324/haematol.2017.186320
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transient multifocal genomic crisis creating chromothriptic and non-chromothriptic rearrangements in prezygotic testicular germ cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hattori、Kohji Okamura、Yumiko Terada、Rika Tanaka、Yuko Katoh-Fukui、Yoichi Matsubara、Keiko Matsubara、Masayo Kagami、Reiko Horikawa、Maki Fukami
  • 雑誌名: BMC Medical Genomics 巻: in press (MGNM-D-18-00350R2) ページ: 1-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel KMT2A-ACTN2 fusion in infant B-cell acute lymphoblastic leukemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yoshida、Kazuhiko Nakabayashi、Hiroko Ogata-Kawata、Tomoo Osumi、Shin-ichi Tsujimoto、Ryota Shirai、Kaoru Yoshida、Kohji Okamura、Kimikazu Matsumoto、Nobutaka Kiyokawa、Daisuke Tomizawa、Kenichiro Hata、Motohiro Kato
  • 雑誌名: Pediatric Blood & Cancer 巻: in press (MPO27821) 号: 8 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1002/pbc.27821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 未来のゲノムデータベースから理解するディープラーニング (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡村浩司
  • 雑誌名: 遺伝子医学 巻: 9-3
  • NAID: 40021973517
• [雑誌論文] Novel SIN3A mutation identified in a Japanese patient with Witteveen-Kolk syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Narumi-Kishimoto Yoko、Araki Naomi、Migita Ohsuke、Kawai Tomoko、Okamura Kohji、Nakabayashi Kazuhiko、Kaname Tadashi、Ozawa Yuri、Ozawa Hiroshi、Takada Fumio、Hata Kenichiro
  • 雑誌名: European Journal of Medical Genetics 巻: in press 号: 9 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2018.09.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RecurrentRARBTranslocations in Acute Promyelocytic Leukemia LackingRARATranslocation (2018)
  • 著者名/発表者名: Osumi Tomoo、Tsujimoto Shin-ichi、Tamura Moe、Uchiyama Meri、Nakabayashi Kazuhiko、、Takita Junko（22ｔｈ）、Inukai Takeshi、Ogawa Seishi、Kitamura Toshio、Matsumoto Kimikazu、Hata Kenichiro、Kiyokawa Nobutaka、Goyama Susumu、Kato Motohiro
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 78 号: 16 ページ: 4452-4458
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-18-0840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delayed Degradation and Impaired Dendritic Delivery of Intron-Lacking EGFP-Arc/Arg3.1 mRNA in EGFP-Arc Transgenic Mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Steward O, Matsudaira Yee K, Farris S, Pirbhoy PS, Worley P, Okamura K, Okuno H, Bito H.
  • 雑誌名: Front Mol Neurosci. 巻: 10 ページ: 435-435
  • DOI: 10.3389/fnmol.2017.00435
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An unclassified variant of CHD7 activates a cryptic splice site in a patient with CHARGE syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Katoh-Fukui Yuko、Yatsuga Shuichi、Shima Hirohito、Hattori Atsushi、Nakamura Akie、Okamura Kohji、Yanagi Kumiko、Iso Manami、Kaname Tadashi、Matsubara Yoichi、Fukami Maki
  • 雑誌名: Human Genome Variation 巻: 5 号: 1 ページ: 18006-18006
  • DOI: 10.1038/hgv.2018.6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Protein-altering variants of PTPN2 in childhood-onset Type 1A diabetes (2018)
  • 著者名/発表者名: Okuno M.、Ayabe T.、Yokota I.、Musha I.、Shiga K.、Kikuchi T.、Kikuchi N.、Ohtake A.、Nakamura A.、Nakabayashi K.、Okamura K.、Momozawa Y.、Kubo M.、Suzuki J.、Urakami T.、Kawamura T.、Amemiya S.、Ogata T.、Sugihara S.、Fukami M.、the Japanese Study Group of Insulin Therapy for Childhood and Adolescent Diabetes
  • 雑誌名: Diabetic Medicine 巻: 35 号: 3 ページ: 376-380
  • DOI: 10.1111/dme.13566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characteristics of the KCNJ5 mutated aldosterone-producing adenomas (2017)
  • 著者名/発表者名: Murakami Masanori、Yoshimoto Takanobu、Nakabayashi Kazuhiko、Nakano Yujiro、Fukaishi Takahiro、Tsuchiya Kyoichiro、Minami Isao、Bouchi Ryotaro、Okamura Kohji、Fujii Yasuhisa、Hashimoto Koshi、Hata Ken-ichiro、Kihara Kazunori、Ogawa Yoshihiro
  • 雑誌名: Endocrine-Related Cancer 巻: 24 号: 10 ページ: 531-541
  • DOI: 10.1530/erc-17-0117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fetal Therapy Model of Myelomeningocele with Three-Dimensional Skin Using Amniotic Fluid Cell-Derived Induced Pluripotent Stem Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Kajiwara Kazuhiro、Tanemoto Tomohiro、Wada Seiji、Karibe Jurii、Ihara Norimasa、Ikemoto Yu、Kawasaki Tomoyuki、Oishi Yoshie、Samura Osamu、Okamura Kohji、Takada Shuji、Akutsu Hidenori、Sago Haruhiko、Okamoto Aikou、Umezawa Akihiro
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 8 号: 6 ページ: 1701-1713
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.05.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential roles of DNA methylation in the initiation and establishment of replicative senescence revealed by array-based methylome and transcriptome analyses (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Sakaki, Y. Ebihara, K. Okamura, K. Nakabayashi, A. Igarashi, K. Matsumoto, K. Hata, Y. Kobayashi, and K. Maehara
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12(2) 号: 2 ページ: e0171431-e0171431
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0171431
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ZNF384-related fusion genes consist of a subgroup with a characteristic immunophenotype in childhood B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi S, Ohki K, Nakabayashi K, Ichikawa H, Momozawa Y, Okamura K, Yaguchi A, Terada K, Saito Y, Yoshimi A, Ogata-Kawata H, Sakamoto H, Kato M, Fujimura J, Hino M, Kinoshita A, Kakuda H, Kurosawa H, Kato K, Kajiwara R, Moriwaki K, Morimoto T, Nakamura K, Noguchi Y, Osumi T, Sakashita K, Takita J, et al.
  • 雑誌名: Haematologica. 巻: 102 号: 1 ページ: 118-129
  • DOI: 10.3324/haematol.2016.151035
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome-wide multilocus imprinting disturbance analysis in Temple syndrome and Kagami-Ogata syndrome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kagami M, Matsubara K, Nakabayashi K, Nakamura A, Sano S, Okamura K, Hata K, Fukami M, Ogata T.
  • 雑誌名: Genet Med. 巻: 19 号: 4 ページ: 476-482
  • DOI: 10.1038/gim.2016.123
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeted DNA demethylation in vivo using dCas9-peptide repeat and scFv-TET1 catalytic domain fusions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morita S, Noguchi H, Horii T, Nakabayashi K, Kimura M, Okamura K, Sakai A, Nakashima H, Hata K, Nakashima K, Hatada I
  • 雑誌名: Nat Biotechnol. 巻: 34 号: 10 ページ: 1060-1065
  • DOI: 10.1038/nbt.3658
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo maturation of human embryonic stem cell-derived teratoma over time (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidenori Akutsu, Michiyo Nasu, Shojiroh Morinaga, Teiichi Motoyama, Natsumi Honma, Masakazu Machida, Mayu Yamazaki-Inoue, Kohji Okamura, Kazuhiko Nakabayashi, Shuji Takada, Naoko Nakamura, Seiichi Kanzaki, Kenichiro Hata, and Akihiro Umezawa*
  • 雑誌名: Regen. Ther. 巻: 5 ページ: 31-39
  • DOI: 10.1016/j.reth.2016.06.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NR0B1 frameshift mutation in a boy with idiopathic central precocious puberty (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirohito Shima, Shuichi Yatsuga, Akie Nakamura, Shinichiro Sano, Takako Sasaki, Noriyuki Katsumata, Erina Suzuki, Kenichro Hata, Kazuhiko Nakabayashi, Yukihide Momozawa, Michiaki Kubo, Kohji Okamura, Shigeo Kure, Yoichi Matsubara, Tsutomu Ogata, Satoshi Narumi, and Maki Fukami*
  • 雑誌名: Sex. Dev. 巻: 10 号: 4 ページ: 205-209
  • DOI: 10.1159/000448726
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complex Genomic Rearrangement Within the GNAS Region Associated With Familial Pseudohypoparathyroidism Type 1b. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura A, Hamaguchi E, Horikawa R, Nishimura Y, Matsubara K, Sano S, Nagasaki K, Matsubara Y, Umezawa A, Tajima T, Ogata T, Kagami M, Okamura K, Fukami M.
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab 巻: 101(7) 号: 7 ページ: 2623-7
  • DOI: 10.1210/jc.2016-1725
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinctive features of single nucleotide alterations in induced pluripotent stem cells with different types of DNA repair deficiency disorders (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohji Okamura, Hironari Sakaguchi, Rie Sakamoto-Abutani, Mahito Nakanishi, Ken Nishimura, Mayu Yamazaki-Inoue, Manami Ohtaka, Vaiyapuri S. Periasamy, Ali A. Alshatwi, Akon Higuchi, Kazunori Hanaoka, Kazuhiko Nakabayashi, Shuji Takada, Kenichiro Hata, Masashi Toyoda, and Akihiro Umezawa*
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 26342-26342
  • DOI: 10.1038/srep26342
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Human genetic variation database, a reference database of genetic variations in the Japanese population. (2016)
  • 著者名/発表者名: Higasa K, Miyake N, Yoshimura J, Okamura K, Niihori T, Saitsu H, Doi K, Shimizu M, Nakabayashi K, Aoki Y, Tsurusaki Y, Morishita S, Kawaguchi T, Migita O, (中略), Matsumoto N, Matsuda F.
  • 雑誌名: J Hum Genet. 巻: advance online publication 号: 6 ページ: 547-553
  • DOI: 10.1038/jhg.2016.12
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lists of HumanMethylation450 BeadChip probes with nucleotide-variant information obtained from the Phase 3 data of the 1000 Genomes Project. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okamura K, Kawai T, Hata K, Nakabayashi K.
  • 雑誌名: Genomics data 巻: 7 ページ: 67-9
  • DOI: 10.1016/j.gdata.2015.11.023
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete genome sequence of the mitochondrial DNA of the sparkling enope squid, Watasenia scintillans (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Kawai YL, Yura K, Yoshida MA, Ogura A, Hata K, Nakabayashi K, Okamura K
  • 雑誌名: Mitochondrial DNA 巻: ? 号: 3 ページ: 1842-1843
  • DOI: 10.3109/19401736.2014.971251
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Multifocal and multifaceted genomic crisis leading to highly complex chromosomal rearrangements in a boy with congenital disorders (2019)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hattori, Kohji Okamura, Yumiko Terada, Rika Tanaka, Yuko Katoh-Fukui, Yoichi Matsubara, Keiko Matsubara, Masayo Kagami, Reiko Horikawa, Maki Fukami
  • 学会等名: Pediatric Academic Societies Meeting 1801.15
  • 国際学会
• [学会発表] 第一期IRUD (希少・未診断疾患イニシアチブ) 統計と今後 (2018)
  • 著者名/発表者名: 要 匡, 柳 久美子, 磯 まなみ, 小林 奈々, 阿部 幸美, 竹下 芽衣子, 黒木 陽子, 林 恵子, 岡村 浩司, 緒方-川田 広子, 河合 智子, 中林 一彦, 秦 健一郎, 小崎 健次郎, 佐藤 万仁, 松原 洋一
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会 3P-0654
• [学会発表] 深層学習および線形分類を利用したトランススプライシングに関わる塩基配列の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片桐 沙弥, 片桐 沙紀, 青砥 早希, 西野 光一郎, 岡村 浩司
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会 2P-0170
• [学会発表] オリゴヌクレオチドの位置関係と畳み込みニューラルネットワークを利用したプロモーター配列の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 青砥 早希, 岡村 浩司
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会 1PW1-12-3/2P-0169
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞をリプログラミングすることで明らかにできたMMPファミリーの遺伝子発現機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片桐 沙紀, 高澤 建, 由良 敬, 堀家 慎一, 西野 光一郎, 岡村 浩司
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会 2P-0138
• [学会発表] ゲノム塩基配列における特定塩基長の頻度情報を利用した深層学習による種分類 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片桐 沙紀, 岡村 浩司
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 深層学習を利用したトランススプライシングに関わるゲノム領域の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片桐 沙弥, 片桐 沙紀, 西野 光一郎, 岡村 浩司
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] ハイブリッドアセンブリによる健常日本人男性の全ゲノム配列決定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡村 浩司, 三浦 巧, 中林 一彦, 秦 健一郎, 佐藤 陽治, 梅澤 明弘
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [産業財産権] 非破壊的な細胞解析方法 (2019)
  • 発明者名: 梅澤明弘, 岡村浩司, 柴田眞侑, 野中秀紀, 山田雅雄, 他
  • 権利者名: 梅澤明弘, 岡村浩司, 柴田眞侑, 野中秀紀, 山田雅雄, 他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-024097
  • 出願年月日: 2019
• [産業財産権] 細胞判定装置、細胞判定方法及びプログラム (2018)
  • 発明者名: 西野光一郎, 新井, 梅澤, 阿久津, 岡村, 堀家, 犬塚
  • 権利者名: 西野光一郎, 新井, 梅澤, 阿久津, 岡村, 堀家, 犬塚
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-034579
  • 出願年月日: 2018