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神経膠腫における腫瘍進化的トラジェクションの解明と次世代個別化医療の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20H03789
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56010:脳神経外科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

夏目 敦至  名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任教授 (30362255)

研究分担者 大岡 史治  名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (10725724)
日野原 邦彦  名古屋大学, 医学系研究科, 特任准教授 (50549467)
青木 恒介  名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (10759773)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード脳腫瘍 / 数理モデル / 尿遺伝子解析 / ゲノム / シングルセル解析 / 遺伝子診断 / 進化トラジェクション / CRISPR/Cas9 / 神経膠腫 / DNAバーコードラベル / CRISPR/Cas9ノックアウト / シングルセル
研究開始時の研究の概要

本課題では、これまでの組織レベルの研究ではわからなかった、腫瘍増殖を引き起こす進化遺伝子変異(evolutionary mutation)をシングルセルバーコード解析技術により探索し、腫瘍の寛解につながる治療法を見出すことを目的とする。IDH1変異やEZH2高発現に依存しなくなった進化的トラジェクションを引き起こす起因遺伝子を同定し、悪性転化により腫瘍増殖が制御不能になる前に介入できる新規薬剤を見出すことを最終的なゴールとする。本研究の科学的な裏付けをもって、悪性転化を阻止・遅延するというきめ細やかな治療戦略により、新規のプレシジョンメディシンの概念を確立する。

研究成果の概要

数理モデルによって、低悪性度IDH変異神経膠腫の各患者さんにとって、悪性化を防ぎ、結果として生存率を向上させる治療が提示できる。また、本解析アプローチは、新たな治療法や他の悪性腫瘍にも応用可能な汎用性の高いものである。また、尿による本ナノワイヤ診断技術は、肺がん等の他のがんも尿で高精度に診断できる可能性が高い。それを達成することで、わずかな尿を使用し、脳腫瘍だけではなく、多種類のがんを同時に発見できる可能性がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々が作成したモデルは脳腫瘍の悪性度や大きさを問わず、正確に診断することができた。本研究から尿中のマイクロRNAは今後、脳腫瘍のバイオマーカーとして実用化される可能性が示された。本数理モデルによって、低悪性度IDH変異神経膠腫の各患者さんにとって、悪性化を防ぎ、結果として生存率を向上させる治療が提示できる。また、本解析アプローチは、新たな治療法や他の悪性腫瘍にも応用可能な汎用性の高いものである。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Defining super-enhancers by highly ranked histone H4 multi-acetylation levels identifies transcription factors associated with glioblastoma stem-like properties.2023

    • 著者名/発表者名
      Das Nando D.、Chang Jen-Chien、Hon Chung-Chau、Kelly S. Thomas、Ito Shinsuke、Lizio Marina、Kaczkowski Bogumil、Watanabe Hisami、Katsushima Keisuke、Natsume Atsushi、Koseki Haruhiko、Kondo Yutaka、Minoda Aki、Umehara Takashi.
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 24 号: 1 ページ: 574-574

    • DOI

      10.1186/s12864-023-09659-w

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Prediction of Tumor Development and Urine-Based Liquid Biopsy for Molecule-Targeted Therapy of Gliomas2023

    • 著者名/発表者名
      Kurimoto Michihiro、Rockenbach Yumi、Kato Akira、Natsume Atsushi
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 14 号: 6 ページ: 1201-1201

    • DOI

      10.3390/genes14061201

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Haploinsufficiency of NFKBIA reshapes the epigenome antipodal to the IDH mutation and imparts disease fate in diffuse gliomas2023

    • 著者名/発表者名
      Bredel Markus、Espinosa Llus、Kim Hyunsoo、Scholtens Denise M.、McElroy Joseph P.、Rajbhandari Rajani、Meng Wei、Kollmeyer Thomas M.、Malta Tathiane M.、Quezada Michael A.、Natsume Atsushi、Ogawa Seishi、Weber Ruthild G.、Pugh Stephanie L.、Chakravarti Arnab
    • 雑誌名

      Cell Reports Medicine

      巻: 4 号: 6 ページ: 101082-101082

    • DOI

      10.1016/j.xcrm.2023.101082

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mutation detection of urinary cell-free DNA via catch-and-release isolation on nanowires for liquid biopsy2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hiromi、Yasui Takao、Hirano Masaki、Shinjo Keiko、Miyazaki Yusuke、Shinoda Wataru、Hasegawa Takeshi、Natsume Atsushi、Kitano Yotaro、Ida Mikiko、Zhang Min、Shimada Taisuke、Paisrisarn Piyawan、Zhu Zetao、Ohka Fumiharu、Aoki Kosuke、Rahong Sakon、Nagashima Kazuki、Yanagida Takeshi、Baba Yoshinobu
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 234 ページ: 115318-115318

    • DOI

      10.1016/j.bios.2023.115318

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Easy-to-use machine learning system for the prediction of IDH mutation and 1p/19q codeletion using MRI images of adult-type diffuse gliomas2023

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Tomohide、Ohka Fumiharu、Aoki Kosuke、Suzuki Hiromichi、Motomura Kazuya、Yamaguchi Junya、Maeda Sachi、Kibe Yuji、Shimizu Hiroki、Natsume Atsushi、Innan Hideki、Saito Ryuta
    • 雑誌名

      Brain Tumor Pathology

      巻: 40 号: 2 ページ: 85-92

    • DOI

      10.1007/s10014-023-00459-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] All-in-One Nanowire Assay System for Capture and Analysis of Extracellular Vesicles from an <i>ex Vivo</i> Brain Tumor Model2023

    • 著者名/発表者名
      Chattrairat Kunanon、Yasui Takao、Suzuki Shunsuke、Natsume Atsushi、Nagashima Kazuki、Iida Mikiko、Zhang Min、Shimada Taisuke、Kato Akira、Aoki Kosuke、Ohka Fumiharu、Yamazaki Shintaro、Yanagida Takeshi、Baba Yoshinobu
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 17 号: 3 ページ: 2235-2244

    • DOI

      10.1021/acsnano.2c08526

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron-transfer kinetics through nucleic acids untangled by single-molecular fluorescence blinking2022

    • 著者名/発表者名
      Fan Shuya、Xu Jie、Osakada Yasuko、Hashimoto Katsunori、Takayama Kazuya、Natsume Atsushi、Hirano Masaki、Maruyama Atsushi、Fujitsuka Mamoru、Kawai Kumi、Kawai Kiyohiko
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 8 号: 11 ページ: 3109-3119

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2022.07.025

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The first-in-human phase I study of a brain-penetrant mutant IDH1 inhibitor DS-1001 in patients with recurrent or progressive IDH1-mutant gliomas2022

    • 著者名/発表者名
      Natsume Atsushi、et al.
    • 雑誌名

      Neuro-Oncology

      巻: 25 号: 2 ページ: 326-336

    • DOI

      10.1093/neuonc/noac155

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficacy of cancer-specific anti-podoplanin CAR-T cells and oncolytic herpes virus G47Δ combination therapy against glioblastoma2022

    • 著者名/発表者名
      Chalise Lushun、Kato Akira、Ohno Masasuke、Maeda Sachi、Yamamichi Akane、Kuramitsu Shunichiro、Shiina Satoshi、Takahashi Hiromi、Ozone Sachiko、Yamaguchi Junya、Kato Yukinari、Rockenbach Yumi、Natsume Atsushi、Todo Tomoki
    • 雑誌名

      Molecular Therapy - Oncolytics

      巻: 26 ページ: 265-274

    • DOI

      10.1016/j.omto.2022.07.006

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mathematical Modeling and Mutational Analysis Reveal Optimal Therapy to Prevent Malignant Transformation in Grade II IDH-Mutant Gliomas.2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki K, Suzuki H, Yamamoto T, Yamamoto KN, Yamazaki S, Nakamura H, Takahashi M, Narita Y, Nakada M, Deguchi S, Mizoguchi M, Momii Y, Muragaki Y, Abe T, Akimoto J, Wakabayashi T, Saito R, Ogawa S, Haeno H, Natsume A.
    • 雑誌名

      Cancer Res.

      巻: 81 ページ: 4861-4873

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Newly established patient-derived organoid model of intracranial meningioma2021

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Shintaro、Ohka Fumiharu、Hirano Masaki、Shiraki Yukihiro、Motomura Kazuya et al
    • 雑誌名

      Neuro-Oncology

      巻: 23 号: 11 ページ: 1936-1948

    • DOI

      10.1093/neuonc/noab155

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Urine-based genetic diagnosis of brain tumors.2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi NATSUME, Takao YASUI, Yoshinobu BABA
    • 学会等名
      FIBER International Summit for Nucleic Acids 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA/RNAを移動する電子速度の測定によるIDH1変異の検出2023

    • 著者名/発表者名
      夏目敦至、Fun Shuya, 平野雅規、高山和也、橋本克訓、丸山 厚、藤塚 守
    • 学会等名
      第41回日本脳腫瘍病理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Urine-based genetic diagnosis of brain tumors2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi NATSUME, Takao YASUI, Yoshinobu BABA
    • 学会等名
      第61回日本癌治療学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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