がん高精度医療診断技術としてのFFPE検体・逆相リン酸化タンパクアレイ基盤の確立

• 研究課題/領域番号: 20K07690
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
• 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: 増田 万里 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 主任研究員 (70435717)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: RPPA / Wnt シグナル / シグナル伝達 / リン酸化タンパク質 / バイオマーカー / 治療標的 / トレンスレーショナル・リサーチ / プロテオミクス / がん高精度医療 / 薬剤抵抗性 / 分子標的薬 / シグナル経路 / タンパク質リン酸化 / FFPE / 薬剤耐性 / 逆相タンパクアレイ / ホルマリン固定・パラフィン包埋組織（FFPE） / 高精度医療 / コンパニオンマーカー / Precision Oncology

研究開始時の研究の概要

がんゲノム高精度医療の改善に向けて、多くの分子標的治療薬の標的となるタンパク及び下流のタンパクの活性化を逆相リン酸化タンパクアレイ（RPPA）法により把握できれば、分子標的治療薬による適切な治療戦略の提示や治療後の獲得耐性の克服が可能となると期待される。本研究では、一般的に病理診断で用いられるホルマリン固定・パラフィン包埋組織（FFPE）を用いた逆相リン酸化タンパクアレイ（FFPE-RPPA）法の技術開発を第一目的とする。更に、本研究により確立される基盤を用いて、申請者らが先行研究で見出した中皮腫に対するFGFR阻害剤のコンパニオンマーカーの開発と検証を行うことを第二の目的とする。

研究成果の概要

本研究では、逆相リン酸化タンパクアレイ法によって、一般的に病理診断で用いられるホルマリン固定・パラフィン包埋組織（FFPE）におけるリン酸化たんぱく質の検出法（FFPE-RPPA法）の最適化を進め、今後のがんゲノム高精度医療を補強しうる有用な技術基盤の確立を目指した。最初に、FFPE-RPPA法のアレイ作製法等の最適化による本基盤技術の構築を行い、次に、確立した基盤を用いて、EGF阻害剤感受性及び抵抗性の非小細胞がん細胞で、直接タンパク質の抽出した場合とFFPEブロック作製後にタンパク質を抽出した場合で比較を行った。その結果、阻害剤によるより大きな変動がFFPE-RPPA法で検出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

個々のがん患者に適切な薬剤を見出すがんゲノム医療が一般化しつつあるが、薬剤抵抗性や臨床試験登録の地域格差も含め克服すべき問題は多く存在する。殆どの分子標的治療薬の標的となるキナーゼや下流シグナルのタンパク質の活性化（リン酸化）を、一般的に病理診断材料であるホルマリン固定・パラフィン包埋組織（FFPE）を用いて逆相リン酸化タンパクアレイ（RPPA）法で正確に把握できれば、多剤併用を含む適切な治療戦略の提示や薬剤に対する初回耐性及び治療後の獲得耐性の克服に貢献できることが期待され社会的意義は高い。また得られる知見は今後の薬剤開発への重要な知見となり学術的重要性も高い。

研究成果

• [雑誌論文] Stromal reprogramming through dual PDGFRα/β blockade boosts the efficacy of anti-PD-1 immunotherapy in fibrotic tumors. (2022)
  • 著者名/発表者名: T. Akiyama, T. Yasuda, T. Uchihara, N. Yasuda-Yoshihara, BJY. Tan, A. Yonemura, T. Semba, J. Yamasaki, Y. Komohara, K. Ohnishi, F. Wei, L. Fu, J. Zhang, F. Kitamura, K. Yamashita, K. Eto, S. Iwagami, H. Tsukamoto, T. Umemoto, M. Masuda, O. Nagano, Y. Satou, H. Saya, P. Tan, H. Baba, T. Ishimoto
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: 83 号: 5 ページ: 753-770
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-22-1890
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 逆相タンパクアレイ基盤のがん高精度医療への応用の可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: Mari Masuda
  • 雑誌名: 電気泳動 巻: 66 号: 1 ページ: 31-34
  • DOI: 10.2198/electroph.66.31
  • ISSN: 2189-2628, 2189-2636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical and Tumor Characteristics of Patients with High Serum Levels of Growth Differentiation Factor 15 in Advanced Pancreatic Cancer. (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H, Mitsunaga S, Ikeda M, Aoyama T, Yoshizawa K, Yoshimatsu H, Kawai N, Masuda M, Miura T, Ochiai A.
  • 雑誌名: Cancers 巻: 13 号: 19 ページ: 4842-4842
  • DOI: 10.3390/cancers13194842
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Early dynamics of circulating tumor DNA predict chemotherapy responses for patients with esophageal cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Fujisawa , Takeshi Iwaya, Fumitaka Endo, Masashi Idogawa, Noriyuki Sasaki, Hayato Hiraki, Shoichiro Tange, Tomomi Hirano, Yuka Koizumi , Masakazu Abe, Tomoko Takahashi, Mizunori Yaegashi , Yuji Akiyama, Mari Masuda, Akira Sasaki, Fumiaki Takahashi, Yasushi Sasaki, Takashi Tokino, Satoshi S Nishizuka
  • 雑誌名: Carcinogenesis 巻: 42(10) 号: 10 ページ: 1239-1249
  • DOI: 10.1093/carcin/bgab088
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Direct conversion of osteosarcoma to adipocytes by targeting TNIK (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirozane Toru、Masuda Mari、Sugano Teppei、Sekita Tetsuya、Goto Naoko、Aoyama Toru、Sakagami Takato、Uno Yuko、Moriyama Hideki、Sawa Masaaki、Asano Naofumi、Nakamura Masaya、Matsumoto Morio、Nakayama Robert、Kondo Tadashi、Kawai Akira、Kobayashi Eisuke、Yamada Tesshi
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 6 号: 3
  • DOI: 10.1172/jci.insight.137245
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pharmacological blockage of transforming growth factor-β signalling by a Traf2- and Nck-interacting kinase inhibitor, NCB-0846 (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugano Teppei、Masuda Mari、Takeshita Fumitaka、Motoi Noriko、Hirozane Toru、Goto Naoko、Kashimoto Shigeki、Uno Yuko、Moriyama Hideki、Sawa Masaaki、Nagakawa Yuichi、Tsuchida Akihiko、Seike Masahiro、Gemma Akihiko、Yamada Tesshi
  • 雑誌名: British Journal of Cancer 巻: 124 号: 1 ページ: 228-236
  • DOI: 10.1038/s41416-020-01162-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extracellular Vesicles from Cancer-Associated Fibroblasts Containing Annexin A6 Induces FAK-YAP Activation by Stabilizing β1 Integrin, Enhancing Drug Resistance (2020)
  • 著者名/発表者名: Uchihara T, Miyake K, Yonemura A, Komohara Y, Itoyama R, Koiwa M, Yasuda T, Arima K, Harada K, Eto K, Hayashi H, Iwatsuki M, Iwagami S, Baba Y, Yoshida N, Yashiro M, Masuda M, Ajani Jaffer A, Tan Patrick, Baba H, Ishimoto T
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 80 号: 16 ページ: 3222-3235
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-19-3803
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Feasibility of Targeting Traf2-and-Nck-Interacting Kinase in Synovial Sarcoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Sekita Tetsuya、Yamada Tesshi、Kobayashi Eisuke、Yoshida Akihiko、Hirozane Toru、Kawai Akira、Uno Yuko、Moriyama Hideki、Sawa Masaaki、Nagakawa Yuichi、Tsuchida Akihiko、Matsumoto Morio、Nakamura Masaya、Nakayama Robert、Masuda Mari
  • 雑誌名: Cancers 巻: 12 号: 5 ページ: 1258-1258
  • DOI: 10.3390/cancers12051258
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-exome and RNA sequencing of pulmonary carcinoid reveals chromosomal rearrangements associated with recurrence (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyanaga Akihiko、Masuda Mari、Motoi Noriko、Tsuta Koji、Nakamura Yuka、Nishijima Nobuhiko、Watanabe Shun-ichi、Asamura Hisao、Tsuchida Akihiko、Seike Masahiro、Gemma Akihiko、Yamada Tesshi
  • 雑誌名: Lung Cancer 巻: 145 ページ: 85-94
  • DOI: 10.1016/j.lungcan.2020.03.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prognostic impact of ACTN4 gene copy number alteration in hormone receptor-positive, HER2-negative, node-negative invasive breast carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugano T, Yoshida M, Masuda M, Ono M, Tamura K, Kinoshita T, Tsuda H, Honda K, Gemma A, Yamada T
  • 雑誌名: Br J Cancer. 巻: 122 号: 12 ページ: 1811-1817
  • DOI: 10.1038/s41416-020-0821-y
  • 査読あり
• [学会発表] がん高精度医療の更なる改善に向けた逆相タンパクアレイ技術基盤の有用性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 増田万里、中川莉杏、近藤格
  • 学会等名: 第72回日本プロテオーム学会2022年大会・ＪＨＵＰＯ第20回大会・シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] がん医療へ応用可能な逆相タンパクアレイ（Reverse-phase protein array; RPPA）技術基盤の最適化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中川莉杏、増田万里
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 逆相タンパクアレイ(Reverse-Phase Protein Array;RPPA)技術基盤の最適化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中川莉杏、増田万里
  • 学会等名: 第72回日本電気泳動学会総会
• [学会発表] 逆相タンパクアレイ基盤のがん高精度医療への応用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 増田万里
  • 学会等名: 第72回日本電気泳動学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Utility of Reverse-Phase Protein Array for Refining Precision Oncology (2020)
  • 著者名/発表者名: Mari Masuda
  • 学会等名: Korean Society for Biochemistry and Molecular Biology （KSBMB） International Conference 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Identification of therapeutic target and potential companion marker for molecular-targeted therapy of malignant pleural mesothelioma (2020)
  • 著者名/発表者名: Toru Aoyama, Noriko Motoi, Naoko Goto, Riko Nakagaw, Masahiro Seike, Mari Masuda
  • 学会等名: 第７９回日本癌学会学術総会
  • 国際学会
• [備考] 患者個人に合わせた超高感度血液検査で食道がん再発を早期に検出する方法を開発 (プレスリリース；PR）
  • URL: https://www.ncc.go.jp/jp/information/pr_release/2020/1012/index.html
• [備考] 骨肉腫を脂肪細胞へ変化させることに成功、TNIK阻害薬活用による新規治療法開発への期待 (PR)）
  • URL: https://www.ncc.go.jp/jp/information/pr_release/2021/0205/index.html