長鎖シークエンス技術を用いた肝癌の転写異常の包括的解析

• 研究課題/領域番号: 18H02680
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分50010:腫瘍生物学関連
• 研究機関: 東京大学 (2019-2021); 京都大学 (2018)
• 研究代表者: 藤本 明洋 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (30525853)
• 研究分担者: 中川 英刀 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (50361621)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 長鎖シークエンサー / 肝癌 / 転写産物の全長 / HBV / 長鎖シークエンス / トランスクリプトーム / 長鎖シークエンス技術 / B型肝炎ウイルス / 転写産物 / 発現解析

研究成果の概要

申請者らは、長鎖シークエンスデータの解析を目的として、全ゲノムシークエンスの解析手法（CAMPHORソフトウエア）、トランスクリプトームの解析手法（SPLICEソフトウエア）を開発した。また、この方法を用いて肝癌11ペア（癌部と非癌部肝臓 計22サンプル）の全ゲノムシークエンス、42ペア（癌部と非癌部肝臓 計84サンプル　HBV陽性は16ペア 32サンプル）のトランスクリプトームシークエンスを行った(1,2)。これらの研究により、肝癌の複雑な構造異常、B型肝炎ウイルス（HBV）のゲノムへの組み込み箇所、肝癌で発現変化した転写産物や融合遺伝子を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肝癌は、世界の癌死の第３位に挙げられる予後不良の癌であり、有効な治療法の確立が急務である。これらの疾患の発症機序解明や治療ターゲットの発見のために、多くのゲノム、転写産物の研究が行われてきた。しかし、それらの先行研究は、短鎖（リード長が短い）の次世代シークエンサー（NGS）を用いて行われており、リピートを介した構造異常の検出や、転写産物の全長の解析が不可能であった。本研究は、長鎖シークエンサーを用いた初の肝癌のトランスクリプトーム研究であり、発癌に寄与する遺伝子候補が多数同定された。

研究成果

• [雑誌論文] Classification of primary liver cancer with immunosuppression mechanisms and correlation with genomic alterations. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujita M, Yamaguchi R, Hasegawa T, Shimada S, Arihiro K, Hayashi S, Maejima K, Nakano K, Fujimoto A, Ono A, Aikata H, Ueno M, Hayami S, Tanaka H, Miyano S, Yamaue H, Chayama K, Kakimi K, Tanaka S, Imoto S, Nakagawa H.
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 53 ページ: 102659-102659
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2020.102659
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comprehensive Analysis of Indels in Whole-genome Microsatellite Regions and Microsatellite Instability across 21 Cancer Types (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto A*, Fujita M, Hasegawa T, Wong JH, Maejima K, Oku-Sasaki A, Nakano K, Shiraishi Y, Miyano S, Yamamoto G, Akagi K, Imoto S, and Nakagawa H
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 30 号: 3 ページ: 334-34
  • DOI: 10.1101/gr.255026.119
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pan-cancer analysis of whole genomes (2020)
  • 著者名/発表者名: The ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Consortium
  • 雑誌名: Nature 巻: 578 号: 7793 ページ: 82-93
  • DOI: 10.1038/s41586-020-1969-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] eVIDENCE: a practical variant filtering for low-frequency variants detection in cell-free DNA (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Kei、Akamatsu Shusuke、Sumiyoshi Takayuki、Wong Jing Hao、Fujita Masashi et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 15017-15017
  • DOI: 10.1038/s41598-019-51459-4
  • NAID: 120006734882
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of intermediate-sized deletions and inference of their impact on gene expression in a human population. (2019)
  • 著者名/発表者名: Wong JH, Shigemizu D, Yoshii Y, Akiyama S, Tanaka A, Nakagawa H, Narumiya S, Fujimoto A
  • 雑誌名: Genome Medicine 巻: 11 号: 1 ページ: 44-44
  • DOI: 10.1186/s13073-019-0656-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical utility of androgen receptor gene aberrations in circulating cell-free DNA as a biomarker for treatment of castration-resistant prostate cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Sumiyoshi Takayuki、Mizuno Kei、Yamasaki Toshinari、Miyazaki Yu、Makino Yuki、Okasho Kosuke、Li Xin、Utsunomiya Noriaki、Goto Takayuki、Kobayashi Takashi、Terada Naoki、Inoue Takahiro、Kamba Tomomi、Fujimoto Akihiro、Ogawa Osamu、Akamatsu Shusuke
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 4030-4030
  • DOI: 10.1038/s41598-019-40719-y
  • NAID: 120006709427
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole Genome Sequencing of a Vietnamese Family from a Dioxin Contamination Hotspot Reveals Novel Variants in the Son with Undiagnosed Intellectual Disability (2018)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Dang、Nguyen Hai、Nguyen Thuy、Nguyen Thi、Nakano Kaoru、Maejima Kazuhiro、Sasaki-Oku Aya、Nguyen Van、Nguyen Duy、Le Bach、Wong Jing、Tsunoda Tatsuhiko、Nakagawa Hidewaki、Fujimoto Akihiro、Nong Van
  • 雑誌名: International Journal of Environmental Research and Public Health 巻: 15 号: 12 ページ: 2629-2629
  • DOI: 10.3390/ijerph15122629
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Whole genome sequencing and mutation rate analysis of trios with paternal dioxin exposure (2018)
  • 著者名/発表者名: Ton ND, Nakagawa H, Ha NH, Duong NT, Nhung VP, Hien LTT, Hue HTT, Hoang NH, Wong JH, Nakano K, Maejima K, Sasaki-Oku A, Tsunoda T, Fujimoto A*, Van Hai N.
  • 雑誌名: Hum Mutat. 巻: 10 号: 10 ページ: 1384-1392
  • DOI: 10.1002/humu.23585
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] IMSindel: An accurate intermediate-size indel detection tool incorporating de novo assembly and gapped global-local alignment with split read analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigemizu Daichi、Miya Fuyuki、Akiyama Shintaro、Okuda Shujiro、Boroevich Keith A、Fujimoto Akihiro、Nakagawa Hidewaki、Ozaki Kouichi、Niida Shumpei、Kanemura Yonehiro、Okamoto Nobuhiko、Saitoh Shinji、Kato Mitsuhiro、Yamasaki Mami、Matsunaga Tatsuo、Mutai Hideki、Kosaki Kenjiro、Tsunoda Tatsuhiko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 5608-5608
  • DOI: 10.1038/s41598-018-23978-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Loss-of-function mutations in Zn-finger DNA-binding domain of <i>HNF4A</i> cause aberrant transcriptional regulation in liver cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Hiroaki、Fujimoto Akihiro、Kono Hidetoshi、Furuta Mayuko、Fujita Masashi、Nakagawa Hidewaki
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 号: 40 ページ: 26144-26156
  • DOI: 10.18632/oncotarget.25456
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 進化遺伝学とがんゲノム解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤本明洋
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 増刊号 ページ: 105-109
• [雑誌論文] ゲノムシークエンスデータの情報解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤本明洋
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 58 ページ: 001-003
  • NAID: 130007378613
• [雑誌論文] 肝癌の全ゲノムシークエンス解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤本明洋
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 8月4日 ページ: 399-404
• [学会発表] Identification of structural variations and analysis of their functional roles (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤本明洋
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of structural variations and analysis of their functional roles (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤本明洋
  • 学会等名: 日本癌学会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of structural variations and analysis of their functional roles (2019)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Fujimoto
  • 学会等名: InCoB
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Population Genetics (2019)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Fujimoto
  • 学会等名: InCoB
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒト肝癌のゲノム異常の包括的解析と今後の課題 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤本 明洋
  • 学会等名: 関西肝癌局所療法研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Comprehensive Analysis of Indels in Whole-genome Microsatellite Regions and Microsatellite Instability across 21 Cancer Types (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤本 明洋
  • 学会等名: アメリカ人類遺伝学会
  • 国際学会
• [学会発表] ヒトのゲノム配列の解析と今後の課題；ゲノム解析の基礎、がんゲノム.研究、リキッドバイオプシーの個別化医療への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤本 明洋
  • 学会等名: 薬物動態談話会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of structural variations and analysis of their functional roles (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤本 明洋
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 東京大学大学院医学系研究科国際保健学専攻人類遺伝学教室
  • URL: http://www.humgenet.m.u-tokyo.ac.jp/publication.html