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発がんリスクと考えられるGermline遺伝子変異によるin vivo発がん実験

研究課題

研究課題/領域番号 20K08992
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55010:外科学一般および小児外科学関連
研究機関杏林大学

研究代表者

大塚 弘毅  杏林大学, 医学部, 講師 (70439165)

研究分担者 渡邊 卓  杏林大学, 医学部, 教授 (00191768)
松島 早月  杏林大学, 医学部, その他 (80231596)
大西 宏明  杏林大学, 医学部, 教授 (80291326)
苣田 慎一  杏林大学, 医学部, 学内講師 (90639791)
山崎 聡子  杏林大学, 医学部, 助教 (90782863)
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 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード発がんリスク / germline変異 / ゲノム編集 / メダカ実験 / ゲノム不安定性 / RAD50 / ataxia-telangiectasia / 予防 / 重複癌 / 家族性癌 / 遺伝性腫瘍 / RAD50 I505fs germline変異 / メダカ発がん実験 / ゲノム不安定性疾患 / 毛細血管拡張性運動失調症 / 重複がん / 家族性がん / Germline変異 / in vivo発がん実験 / メダカ / がんゲノム医療 / 生殖細胞系遺伝子変異(Germline変異) / 発がん実験
研究開始時の研究の概要

がんゲノム医療の検査で見つかるGermline 変異は、発がん性などの機能が明らかでない意義不明変異が多い。現 状では、その変異による発がん性を検証しないため、変異情報をがんの診療に速やかに活用しにくい。 本研究は、CRISPR/Cas9システムのゲノム編集技術を用いて、意義不明Germline変異を導 入したメダカで発がん実験を行うことにより、変異による発がん性を簡便に検証可能である ことを示すことが目的である。本研究により、Germline変異による発がんリスクを迅速に評 価でき、リスクがあればその情報を速やかにがんの予防や早期発見早期手術の一助にするこ とができると考える。

研究実績の概要

がんの家族歴があり、重複がんを発症した若年症例を経験した。本症例におけるCGP検査にて、腫瘍の遺伝子はMSI-HとTMB-Hのゲノム不安定性を呈していた。また発がんリスクと考えられるDNA修復遺伝子RAD50のgermline変異を同定した。このRAD50変異はVUSであるため、RAD50変異情報を臨床に活用するために、変異の発がん性や発がん性以外の臨床的意義を明らかにしようと考えた。しかしながら、症例数が極めて少なく、症例集積にかなりの長期間を要することが予想され、臨床的に解析することは困難であると考えた。そこで、変異解析に有用であるメダカ動物実験に着目した。ゲノム編集技術でメダカRAD50遺伝子に本症例で検出されたRAD50変異と同様の変異を導入した透明メダカを用いた動物実験を行った。その結果、変異メダカでは、腫瘍の発生に加え、毛細血管拡張、小脳性運動失調、免疫学的異常、短命、紫外線高感受性といったヒトのゲノム不安定性疾患のひとつである毛細血管拡張性運動失調症(ataxia-telangiectasia;A-T)を発症した。単細胞レベルでは、RAD50はMRE11とNSB1とともにMRN複合体を形成し、ATMを活性化することによってDNA損傷修復を担うことが証明されている。従って、RAD50変異はMRN複合体-ATM経路の異常によりDNA修復異常を引き起こし、A-Tというゲノム不安定性疾患を個体レベルで発症させることは科学的にも理に適っており、我々はそれを脊椎動物レベルで裏付けた。この研究結果がきっかけとなり、同変異保因者を注意深く観察することにより、保因者がゲノム不安定症状を有することを確認できた。また変異メダカは紫外線非曝露下で寿命が延長することを見出した

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

学会、論文発表を行った。追加実験が進行中である。

今後の研究の推進方策

追加実験結果を学会、論文発表する予定である。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A rad50 germline mutation induces tumorigenesis and ataxia-telangiectasia phenotype in a transparent medaka model2023

    • 著者名/発表者名
      Chisada Shinichi、Ohtsuka Kouki、Fujiwara Masachika、Yoshida Masao、Matsushima Satsuki、Watanabe Takashi、Karita Kanae、Ohnishi Hiroaki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 4 ページ: e0282277-e0282277

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0282277

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Next-Generation Sequencing for Non-Ampullary Duodenal Carcinoma Suggesting the Existence of an Adenoma-Carcinoma Sequence2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida T, Kojima Y, Shimada R, Tanabe H, Tabei K, Yanagida O, Nikaido T, Ohtsuka K, Ohnishi H, Abe N, Hisamatsu T, Takahashi S
    • 雑誌名

      Case Rep Gastroenterol

      巻: 15 号: 1 ページ: 62-69

    • DOI

      10.1159/000510919

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] STK11 p.F354L Germline Mutation in a Case of Multiple Gastrointestinal Tumors2020

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kojima, Kouki Ohtsuka
    • 雑誌名

      Case Rep Gastroenterol

      巻: 14(3) 号: 3 ページ: 547-553

    • DOI

      10.1159/000508929

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subtyping and EGFR mutation testing from blocks of cytological materials, based on liquid-based cytology for lung cancer at bronchoscopic examinations2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Tanaka, Kouki Ohtsuka
    • 雑誌名

      Diagn Cytopathol

      巻: 48(6) 号: 6 ページ: 516-523

    • DOI

      10.1002/dc.24397

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] rad50変異メダカにおける紫外線(UVA)曝露による短命化メカニズムの解明2023

    • 著者名/発表者名
      大塚弘毅、苣田慎一、 藤原正親、松島早月、菊地茉莉 、小倉航、山﨑聡子、安戸裕貴、岸野智則、吉田正雄、苅田香苗、渡邊卓、大西宏明
    • 学会等名
      日本臨床検査医学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Germline RAD50 I505fs loss-of-function variant detected in a gastrointestinal double primary cancer case with a family history of cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Kouki Ohtsuka
    • 学会等名
      The 17th Congress of Asian Society of Clinical Pathology and Laboratory Medicine(ASCPaLM
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rad50変異を有する毛細血管拡張性運動失調症(A-T)モデルメダカの作製(2):腫瘍原性の解析2022

    • 著者名/発表者名
      大塚弘毅
    • 学会等名
      第69回日本臨床検査医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] rad50 変異を有する毛細血管拡張性運動失調症(A-T)モデルメダカの作製(1): 運動失調と毛細血管拡張の解析2022

    • 著者名/発表者名
      山崎聡子
    • 学会等名
      第69回日本臨床検査医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] RAD50機能喪失変異による発癌性を検証するメダカ発癌実験2021

    • 著者名/発表者名
      大塚弘毅
    • 学会等名
      日本臨床検査医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] RAD50 Germline Variantを有する家族性癌、消化管重複癌の一例2020

    • 著者名/発表者名
      大塚弘毅
    • 学会等名
      日本臨床検査医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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