尿中環状RNAによる新規大腸癌早期診断バイオマーカーの開発

• 研究課題/領域番号: 20K08362
• 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53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 北川 美香 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (80588632)
• 研究分担者: 志村 貴也 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (90405192)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 大腸癌 / 尿 / バイオマーカー / circRNA

研究開始時の研究の概要

本研究は、新規のノンコーディングRNAである環状RNA(circRNA)が体液中に安定的に発現することに着目し、大腸癌を早期診断するための尿中circRNAバイオマーカーの開発を目指した世界初の研究である。
約600例の豊富な尿検体を用いた本研究により、精度の高い尿中診断バイオマーカーを樹立し、将来、自宅でも検査可能な、安全で簡便かつ安価な大腸癌スクリーニングシステムをの構築を目指す。

研究実績の概要

本研究は、新規のノンコーディングRNAである環状RNA(circRNA)が体液中に安定的に発現することに着目し、大腸癌を早期診断するための尿中circRNAバイオマーカーの開発を目指した世界初の研究である。研究当初、尿検体からcircRNA安定的に回収し、測定することに障壁があり、数多くの予備実験を行うことにより、含有量の少ない尿中環状RNA(circRNA)の抽出および発現解析における最適な条件を設定した。
年齢と性別をマッチさせた、健常者16例およびステージ0/I大腸癌患者16例の尿中からRNAを抽出し、circRNAマイクロアレイによる網羅的解析を施行した結果、健常者群と比較し、早期大腸癌患者群の尿中で有意に高発現を示す541のcircRNA、低発現を示す35のcircRNAを同定した。それらのバイオマーカー候補circRNAのなかから、データベースサーチを行い、大腸癌の早期診断への有用性を示唆する33種類のcircRNAを抽出しプライマーの設計を行った。それらプライマーを用い、まずは、網羅的解析に使用した32例のコホートを用いた予備実験を行い、各circRNAの尿中発現を定量PCRを用いて解析し、早期大腸癌での異常発現をきたすcircRNAを複数抽出した。
さらに、220例のトレーニングコホートを用いて、それらの尿中circRNAの発現解析を行ったところ、健常者と比較し大腸癌患者の尿中において、再現性をもって有意に異常発現をきたす尿中circRNAを同定ている。現在、さらなる再現性のチェックのために、最終解析をおこなっているところである。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

尿中のcircRNAの発現量が少ないことから、その抽出や最適な発現解析の条件設定に多くの時間と労力を要したため、研究本体の進捗に遅れを生じた。しかしながら、予備実験による条件設定をしっかりと時間をかけておこなったことにより、再現性のたもなった尿中circRNAバイオマーカーの同定に成功することができた。

今後の研究の推進方策

現在同定している尿中circRNAバイオマーカーの再現性を独立コホートを用いて、さらに検討する。また、大腸癌診断に有用なより多くのcircRNAを同定するために、網羅的解析により抽出されている別のバイオマーカー候補circRNAを解析し、さらに高精度の大腸癌早期診断バイオマーカーパネルの樹立をめざす。
最終的に、大腸癌に対する高診断能の尿中circバイオマーカーパネルが樹立できた際には、本発明知財の特許出願を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Osteopontin secreted from obese adipocytes enhances angiogenesis and promotes progression of pancreatic ductal adenocarcinoma in obesity (2023)
  • 著者名/発表者名: Fukusada Shigeki、Shimura Takaya、Natsume Makoto、Nishigaki Ruriko、Okuda Yusuke、Iwasaki Hiroyasu、Sugimura Naomi、Kitagawa Mika、Katano Takahito、Tanaka Mamoru、Ozeki Keiji、Kubota Eiji、Hayashi Kazuki、Kataoka Hiromi
  • 雑誌名: Cellular Oncology 巻: 47 号: 1 ページ: 229-244
  • DOI: 10.1007/s13402-023-00865-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Urinary miRNA Biomarker for Early Detection of Colorectal Cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki H, Shimura T, Kitagawa M, Yamada T, Nishigaki R, Fukusada S, Okuda Y, Katano T, Horike SI, Kataoka H.
  • 雑誌名: Cancers 巻: 14 号: 2 ページ: 461-461
  • DOI: 10.3390/cancers14020461
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term outcomes of nasogastric tube with Gastrografin for adhesive small bowel obstruction (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishie H, Shimura T, Katano T, Iwai T, Itoh K, Ebi M, Mizuno Y, Togawa S, Shibata S, Yamada T, Mizushima T, Inagaki Y, Kitagawa M, Nojiri Y, Tanaka Y, Okamoto Y, Matoya S, Nagura Y, Inagaki Y, Koguchi H, Ono S, Ozeki K, Hayashi N, Takiguchi S, Kataoka H.
  • 雑誌名: J Gastroenterol Hepatol. 巻: 37 号: 1 ページ: 111-111
  • DOI: 10.1111/jgh.15681
• [雑誌論文] Urinary microRNA biomarkers for detecting the presence of esophageal cancer. (2021)
  • 著者名/発表者名: Okuda Y, Shimura T, Iwasaki H, Fukusada S, Nishigaki R, Kitagawa M, Katano T, Okamoto Y, Yamada T, Horike SI, Kataoka H.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 11 号: 1 ページ: 8508-8508
  • DOI: 10.1038/s41598-021-87925-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relationship between Immunophenotype and Clinicopathological Findings for Superficial Nonampullary Duodenal Epithelial Tumor (2021)
  • 著者名/発表者名: Fukusada S, Shimura T, Iwasaki H, Okuda Y, Katano T, Nishigaki R, Ozeki T, Kitagawa M, Nishie H, Tanaka M, Ozeki K, Kubota E, Tanida S, Kataoka H
  • 雑誌名: Digestion 巻: Apr 1 号: 6 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1159/000514812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum Exosomal Dicer Is a Useful Biomarker for Early Detection of Differentiated Gastric Adenocarcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Okuda Y, Shimura T, Iwasaki H, Katano T, Kitagawa M, Nishigaki R, Fukusada S, Natsume M, Tanaka M, Nishie H, Ozeki K, Yamada T, Kataoka H.
  • 雑誌名: Digestion. 巻: Oct 13 号: 4 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1159/000510993
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel urinary protein biomarker panel for early diagnosis of gastric cancer (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimura T, Dayde D, Wang H, Okuda Y, Iwasaki H, Ebi M, Kitagawa M, Yamada T, Yamada T, Hanash SM, Taguchi A, Kataoka H
  • 雑誌名: British Journal of Cancer 巻: 123 号: 11 ページ: 1656-1664
  • DOI: 10.1038/s41416-020-01063-5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The first management using intubation of a nasogastric tube with Gastrografin enterography or long tube for non-strangulated acute small bowel obstruction: a multicenter, randomized controlled trial (2020)
  • 著者名/発表者名: Katano T, Shimura T, Nishie H, Iwai T, Itoh K, Ebi M, Mizuno Y, Togawa S, Shibata S, Yamada T, Mizushima T, Inagaki Y, Kitagawa M, Nojiri Y, Tanaka Y, Okamoto Y, Sugiura M, Matoya S, Nagura Y, Inagaki Y, Koguchi H, Ono S, Ozeki K, Hayashi N, Takiguchi S, Kataoka H
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 55 号: 9 ページ: 858-867
  • DOI: 10.1007/s00535-020-01708-5
  • 査読あり
• [学会発表] 当院における肛門扁平上皮癌に対する治療成績の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 北川美香、志村貴也、片岡洋望、西垣瑠里子、尾関貴紀、岩崎弘靖、田中 守、西江裕忠、片野敬仁、尾関啓司、久保田英嗣、谷田論史
  • 学会等名: GI week 2021: 第17回日本消化管学会総会学術集会
• [学会発表] 当院における肛門扁平上皮癌に対する治療成績の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 北川美香、志村貴也、西垣瑠里子、杉村直美、奥田悠介、尾関貴紀、岩崎弘靖、田中守、西江裕忠、片野敬仁、尾関啓司、久保田英嗣、谷田諭史、片岡洋望
  • 学会等名: 第107回日本消化器病学会総会
• [学会発表] Gene mutation analysis in nonampullary duodenal epithelial tumors (2021)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Fukusada, Takaya Shimura, Yusuke Okuda, Hiroyasu Iwasaki, Mika Kitagawa, Takahito Katano, Hiromi Kataoka
  • 学会等名: UEG Week Virtual 2021
• [学会発表] 当院における肛門扁平上皮癌に対する治療成績の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 北川美香、志村貴也、片岡洋望
  • 学会等名: 第17回日本消化管学会総会