乳癌PDXモデルを活用した循環腫瘍DNAに関するリバーストランスレーショナル研究

• 研究課題/領域番号: 18K16132
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分54010:血液および腫瘍内科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人国立がん研究センター
• 研究代表者: 林 光博 国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, 研究員 (50735628)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018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: Breast cancer / Liquid biopsy / PDX / Circulating tumor DNA / Translational research

研究実績の概要

臨床解析として血漿および組織のペア解析が可能な乳癌69例を、NGSにて52個の網羅的がん関連遺伝子解析を行なった（Oncomine Pan-Cancer Cell-Free Assay）。全体で45%に何らかの変異ctDNAが検出され、進行例の方が変異検出率は高く、Luminal乳癌で40％、HER2乳癌で67％、Triple Negative乳癌で100％の検出率であり、活性型変異ではTP53、PIK3CA、MAP2K1、AKT1が多かった。何らかの変異ctDNAが検出された例では無病生存期間が短い結果であった（P＝0.01）。
ctDNAが臨床乳癌の進行度、治療応答・生命予後に関わる可能性が示唆されたため、次にリバーストランスレーショナル研究として、腫瘍移植ゼノグラフトモデルを用いた解析を行なった。
近年既存細胞株ではなく、患者腫瘍を直接的に免疫不全モデルに移植して樹立するする患者組織移植モデル（Patient-derived xenograft: PDX）の重要性が高まっており、様々なサブタイプを含む乳癌PDXを24株樹立、NCCオンコパネル解析を行なって、患者腫瘍組織と同じ遺伝子変異がPDX腫瘍組織においても検出されることを確認した。次にPDX腫瘍組織が一定サイズに達した段階でPDXモデル血漿を採取、ctDNA解析を行った。
PDX腫瘍組織で検出された遺伝子変異はPDXモデル血漿中にも検出され、ctDNA臨床病態の再現がPDXモデルにて可能であることを見出した。またPDXモデルに対する抗癌薬投与試験にて、腫瘍が有意に縮小する薬剤においては変異ctDNAも有意に減少し、変異ctDNAの評価が治療応答マーカーになることが明らかとなった。
これらの検討により、乳癌PDXモデルを用いることでctDNAに関するclinical questionを科学的に検証できる可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphoethanolamine Accumulation Protects Cancer Cells under Glutamine Starvation through Downregulation of PCYT2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Osawa T, Shimamura T, Saito K, Hasegawa Y, Ishii N, Nishida M, Ando R, Kondo A, Anwar M, Kato K, Endo K, Yamano S, Kanki Y, Matsumura Y, Minami T, Tanaka T, Anai M, Wada Y, Wanibuchi H, Hayashi M, Hamada A, Yoshida M, Yachida S, Nakao M, Sakai J, Aburatani H, Shibuya M, Hanada K, Miyano S, Soga T, Kodama T
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 29(1) 号: 1 ページ: 89-103
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.08.087
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Applications of MALDI mass spectrometry imaging for pharmacokinetic studies during drug development (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishidate Masanobu、Hayashi Mitsuhiro、Aikawa Hiroaki、Tanaka Kouji、Nakada Naoyuki、Miura Shin-ichi、Ryu Shoraku、Higashi Tatsuya、Ikarashi Yoshinori、Fujiwara Yasuhiro、Hamada Akinobu
  • 雑誌名: Drug Metabolism and Pharmacokinetics 巻: 34 号: 4 ページ: 209-216
  • DOI: 10.1016/j.dmpk.2019.04.006
  • NAID: 50014558508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eribulin penetrates brain tumor tissue and prolongs survival of mice harboring intracerebral glioblastoma xenografts (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Masamichi、Miki Shunichiro、Fujimoto Kenji、Fukuoka Kohei、Matsushita Yuko、Maida Yoshiko、Yasukawa Mami、Hayashi Mitsuhiro、Shinkyo Raku、Kikuchi Kiyomi、Mukasa Akitake、Nishikawa Ryo、Tamura Kenji、Narita Yoshitaka、Hamada Akinobu、Masutomi Kenkichi、Ichimura Koichi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 110 号: 7 ページ: 2247-2257
  • DOI: 10.1111/cas.14067
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Patient-derived xenograft（PDX）モデルを用いた新薬開発：J-PDXライブラリー事業 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林 光博、後藤 悌、庄司 広和、米盛 勧、森実 千種、高橋 雅道、福原 傑、岩田 慎太郎、清水 俊雄、小川 千登世、高橋 真美、吉田 正行、平岡 伸介、加藤 健、田村 研治、山本 昇、今井 俊夫、間野 博行
  • 学会等名: 第17回日本臨床腫瘍学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 乳癌におけるNGSパネルを用いた循環腫瘍DNAの包括的遺伝子型判定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林 光博、田村 研治、野口 瑛美、小島 勇貴、須藤 一起、下村 昭彦、谷岡 真樹、吉田 正行、米盛 勧、木下 貴之
  • 学会等名: 第27回日本乳癌学会学術総会