肺腺癌multi-omicsデータを用いた、ミトコンドリアの分子病理学的意義探索

• 研究課題/領域番号: 21K06899
• 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49020:人体病理学関連
• 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: 坂下 信悟 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, ユニット長 (40620638)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 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); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021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: ミトコンドリア / アルゴリズム

研究開始時の研究の概要

私達は、病理検体, RNA-Seq、Exome-Seq、メタボロームがそろったデータセット((GAPFREE）プロジェクトによって収集されたデータ)を用いることで、ミトコンドリアとがんとの関係を病理形態学的視点から、見直すことを考えている。すなわち免疫染色を用いて、ミトコンドリアの分布・量を定量化し、それとメタボロームを統合的に解析することで、ミトコンドリアの状態を俯瞰的に評価を行う。その後、それによって判明したミトコンドリアの状態と、遺伝子変異(Exome-Seq)、遺伝子発現(RNA-Sｅｑ)および病理組織学的因子(増殖・分化・形態)との関連を統合的に解析する。

研究実績の概要

癌細胞のミトコンドリアを病理組織において免疫組織化学で評価する場合、ミトコンドリアは正常細胞を含めて様々な組織で発現しているために、陽性／陰性などのカットオフ値を設定することが困難である。このため従来のように陽性／陰性といった評価方法ではなく、一細胞当たりの陽性数を定量化する必要がある。一般的に、免疫組織化学の評価には染色強度と染色された面積が使われることが多い（H-scoreやHER2 scoreなど）。一方、DISH/FISHや電顕では、陽性細胞数を定量することは可能であるが、数個～数十個といった少ない細胞数で判断しなくてはならず、全体像を定量化することが困難である。このため、ミトコンドリアを免疫組織化学で評価するためには、新たな評価方法（定量化方法）を構築することが必要である。今回我々は、免疫染色をHSVに変換し、核と免疫染色の色を分離し、Watershed法を用いて核の数をカウントし、COX4陽性細胞数を1細胞当たりの核の数で除したMitoScoreというものを算出するアルゴリズムを開発した。本測定法は、肺がん細胞株、正常組織を用いてValidationされた。免疫染色では腫瘍細胞密度は考慮されたないため、ミトコンドリアがどのくらい含まれているのかよくわからないが、Mito-scoreをヒートマップで表わすことによって、周辺のlepidic部分にミトコンドリアが多く含まれ、中心部の浸潤部でミトコンドリアが少ないことがわかった。Mitoscoreの分布をみると、高いものから低いものまで様々なものがある事がわかった。肺腺癌や肺扁平上皮癌においては、予後の差は認められなかったが、肺癌では、Mito-scoreは小細胞癌において、腺癌・扁平上皮癌と比較して優位に低いという傾向が認められた。

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

上記の内容はJournal of Cancer Research and Clinical Oncology誌へ掲載された。

今後の研究の推進方策

今後は、このMitoScoreを他臓器(食道、乳腺など)に展開してミトコンドリアの量が様々な腫瘍において、臨床病理学的因子とどの様な相関を持っているかを見ていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] An algorithm-based technique for counting mitochondria in cells using immunohistochemical staining of formalin-fixed and paraffin-embedded sections (2024)
  • 著者名/発表者名: Sakashita Mai、Motoi Noriko、Yamamoto Gaku、Gambe Emi、Suzuki Masanori、Yoshida Yukihiro、Watanabe Shun-ichi、Takazawa Yutaka、Aoki Kazunori、Ochiai Atsushi、Sakashita Shingo
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: 150 号: 4
  • DOI: 10.1007/s00432-024-05653-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extracting interpretable features for pathologists using weakly supervised learning to predict p16 expression in oropharyngeal cancer (2024)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Adachi,Tetsuro Taki,Naoya Sakamoto,Motohiro Kojima,Akihiko Hirao, Kazuto Matsuura, Ryuichi Hayashi, Keiji Tabuchi, Shumpei Ishikawa, Genichiro Ishii, Shingo Sakashita
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 14(1) 号: 1 ページ: 4506-4506
  • DOI: 10.1038/s41598-024-55288-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immunohistochemistry and oxygen saturation endoscopic imaging reveal hypoxia in submucosal invasive esophageal squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Minakata Nobuhisa、Sakashita Shingo、Wakabayashi Masashi、Nakamura Yuka、Sunakawa Hironori、Yoda Yusuke、Ishii Genichiro、Yano Tomonori
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 12 号: 15 ページ: 15809-15819
  • DOI: 10.1002/cam4.6217
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Requirement of image standardization for AI-based macroscopic diagnosis for surgical specimens of gastric cancer (2023)
  • 著者名/発表者名: Sakashita Shingo、Sakamoto Naoya、Kojima Motohiro、Taki Tetsuro、Miyazaki Saori、Minakata Nobuhisa、Sasabe Maasa、Kinoshita Takahiro、Ishii Genichiro、Ochiai Atsushi
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: Online ahead of print 号: 9 ページ: 6467-6477
  • DOI: 10.1007/s00432-022-04570-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor-identification method for predicting recurrence of early-stage lung adenocarcinoma using digital pathology images by machine learning (2023)
  • 著者名/発表者名: Hattori Hideharu、Sakashita Shingo、Tsuboi Masahiro、Ishii Genichiro、Tanaka Toshiyuki
  • 雑誌名: Journal of Pathology Informatics 巻: 14 ページ: 100175-100175
  • DOI: 10.1016/j.jpi.2022.100175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Approach for Cervical Lymph Node Metastases from Unknown Primary Tumor (2023)
  • 著者名/発表者名: Masuoka Sota、Hiyama Takashi、Kuno Hirofumi、Sekiya Kotaro、Sakashita Shingo、Kobayashi Tatsushi
  • 雑誌名: RadioGraphics 巻: 43 号: 3
  • DOI: 10.1148/rg.220071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinicopathological significance of peritumoral alveolar macrophages in patients with resected early-stage lung squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y、Nakai T、Suzuki A、Kagawa Y、Noritake O、Taki T、Hashimoto H、Sakai T、Shibata Y、 Izumi H、Nosaki K、Udagawa H、Zenke Y、Matsumoto S、Yoh K、Miyazaki S、Sakamoto N、Sakashita S、Kojima M、Watanbe R、Tsuboi M、Goto K、Ishii G
  • 雑誌名: Cancer Immunology, Immunotherapy 巻: Online ahead of print 号: 7 ページ: 2205-2215
  • DOI: 10.1007/s00262-023-03393-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathologic method for extracting good prognosis group in triple negative breast cancer after neoadjuvant chemotherapy. (2022)
  • 著者名/発表者名: Eguchi Y, Nakai T, Kojima M, Wakabayashi M, Sakamoto N, Sakashita S, Miyazaki S, Taki T, Watanabe R, Watanuki R, Yamauchi C, Iwatani T, Mukohara T, Onishi T, Ishii G.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 113(4) 号: 4 ページ: 1507-1518
  • DOI: 10.1111/cas.15273
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prognostic impact of count of extratumoral lymphatic permeation in lung adenocarcinoma and its relation to the immune microenvironment. (2022)
  • 著者名/発表者名: Niimi T, Nakai T, Aokage K, Tane K, Miyoshi T, Samejima J, Miyazaki S, Taki T, Sakamoto N, Sakashita S, Watanabe R, Kojima M, Suzuki K, Tsuboi M, Ishii G.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 113(4) 号: 4 ページ: 1497-1506
  • DOI: 10.1111/cas.15267
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of Fluorescence Intensity and Antitumor Effect Using Real-Time Imaging in Photoimmunotherapy (2022)
  • 著者名/発表者名: Takashima Kenji、Koga Yoshikatsu、Anzai Takahiro、Migita Kayo、Yamaguchi Toru、Ishikawa Akihiro、Sakashita Shingo、Yasunaga Masahiro、Yano Tomonori
  • 雑誌名: Pharmaceuticals 巻: 15 号: 2 ページ: 223-223
  • DOI: 10.3390/ph15020223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrative analysis of non-small cell lung cancer patient-derived xenografts identifies distinct proteotypes associated with patient outcomes (2022)
  • 著者名/発表者名: Mirhadi S、Tam S、Li Q、Moghal N、Pham N、Tong J、Golbourn B J.、Krieger J R.、Taylor P、Li M、Weiss J、Martins N.、Raghavan V、Mamatjan Y、Khan A A.、Cabanero M、Sakashita S、Huo K、 Agnihotri S、Ishizawa K、Waddell T K.、
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 号: 1 ページ: 36-50
  • DOI: 10.1038/s41467-022-29444-9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma With Extranodal Involvement of the Hypopharynx (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Shohei、Matsuura Kazuto、Nakamura Hirotaka、Sakashita Shingo、Hayashi Ryuichi
  • 雑誌名: Cureus 巻: 14 ページ: 22723-22723
  • DOI: 10.7759/cureus.22723
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dirty necrosis in renal cell carcinoma is associated with NETosis and systemic inflammation (2022)
  • 著者名/発表者名: Kuroe Takashi、Watanabe Reiko、Morisue Ryo、Miyazaki Saori、Kojima Motohiro、Murata Shawhay Charles、Nakai Tokiko、Taki Tetsuro、Sakashita Shingo、Sakamoto Naoya、Matsubara Nobuaki、Masuda Hitoshi、Ushiku Tetsuo、Ishii Genichiro
  • 雑誌名: Cancer Medicine 巻: 12 号: 4 ページ: 4557-4567
  • DOI: 10.1002/cam4.5249
  • 査読あり
• [雑誌論文] The area of residual tumor predicts esophageal squamous cell carcinoma prognosis following neoadjuvant chemotherapy (2022)
  • 著者名/発表者名: Adachi Masahiro、Aoyama Naoki、Kojima Motohiro、Sakamoto Naoya、Miyazaki Saori、Taki Tetsuro、Watanabe Reiko、Matsuura Kazuto、Kotani Daisuke、Kojima Takashi、Fujita Takeo、Tabuchi Keiji、Ishii Genichiro、Sakashita Shingo
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: Online ahead of print 号: 8 ページ: 4663-4673
  • DOI: 10.1007/s00432-022-04366-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial Aconitase ACO2 Links Iron Homeostasis with Tumorigenicity in Non-Small Cell Lung Cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Mirhadi S、Zhang W、Pham N-A、Karimzadeh F、Pintilie M、Tong J、Taylor P、Krieger J、Pitcher B、Sykes J、Wybenga-G L、Fladd C、Xu J、Wang T、Cabanero M、Li M、Weiss J、Sakashita S、 Zaslaver O、Yu M、Caudy A.、St-Pierre J、H、Kislinger T、Liu G、Shepherd Frances A.、Tsao Ming-Sound、Moran F.
  • 雑誌名: Molecular Cancer Research 巻: 21 号: 1 ページ: 36-50
  • DOI: 10.1158/1541-7786.mcr-22-0163
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clinicopathological features and prognostic impact of dirty necrosis in metastatic lung cancers from the colon and rectum (2022)
  • 著者名/発表者名: Konishi Yasuhito、Taki Tetsuro、Nakai Tokiko、Kuroe Takashi、Morisue Ryo、Miyoshi Tomohiro、Tane Kenta、Samejima Joji、Aokage Keiju、Miyazaki Saori、Sakamoto Naoya、Sakashita Shingo、Watanabe Reiko、Kojima Motohiro、Suzuki Kenji、Tsuboi Masahiro、Ishii Genichiro
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 114 号: 5 ページ: 2169-2177
  • DOI: 10.1111/cas.15647
  • 査読あり
• [雑誌論文] The impact of tertiary lymphoid structures on clinicopathological, genetic and gene expression characteristics in lung adenocarcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Tamiya Y、Nakai T、Suzuki A、Mimaki S、Tsuchihara K、Sato K、Yoh K、Matsumoto S、Zenke Y、 Nosaki K、Izumi H、Shibata Y、Sakai T、Taki T、Miyazaki S、Watanabe R、Sakamoto N、Sakashita S、Kojima M、Hashimoto N、Tsuboi M、Goto K、Ishii G
  • 雑誌名: Lung Cancer 巻: 174 ページ: 125-132
  • DOI: 10.1016/j.lungcan.2022.11.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical Analysis of Common Cancer Antigens in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: MORISHITA YOHEI、TAKENOUCHI KAZUMASA、SAKASHITA SHINGO、MATSUURA KAZUTO、HAYASHI RYUICHI、NAKATSURA TETSUYA
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 42 号: 12 ページ: 5751-5761
  • DOI: 10.21873/anticanres.16082
  • 査読あり
• [雑誌論文] A case of Epstein?Barr virus-positive mucocutaneous ulcer of the hypopharynx: a mimicker of hypopharyngeal squamous cell carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Masuoka Sota、Hiyama Takashi、Kuno Hirofumi、Morishita Yohei、Sakashita Shingo、Kobayashi Tatsushi
  • 雑誌名: International Cancer Conference Journal 巻: 11 号: 1 ページ: 71-74
  • DOI: 10.1007/s13691-021-00523-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Assessing therapy response in patient-derived xenografts (2021)
  • 著者名/発表者名: Ortmann J, Rampasek L, Tai E, Mer AS, Shi R, Stewart EL, Mascaux C, Fares A, Pham NA, Beri G, Eeles C, Tkachuk D, Ho C, Sakashita S, Weiss J, Jiang X, Liu G, Cescon DW, O'Brien CA, Guo S, Tsao MS, Haibe-Kains B, Goldenberg A.
  • 雑誌名: Science Translational Medicine 巻: 13 号: 620 ページ: 620-620
  • DOI: 10.1126/scitranslmed.abf4969
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Human papillomavirus-related multiphenotypic sinonasal carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Morishita Yohei、Sakashita Shingo、Tomioka Toshifumi、Okano Wataru、Shinozaki Takeshi、Higashino Takuya、Matsuura Kazuto、Hayashi Ryuichi
  • 雑誌名: Auris Nasus Larynx 巻: 21 号: 1 ページ: 255-8
  • DOI: 10.1016/j.anl.2021.10.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of a Cryptic Splice Site of <i>GFAP</i> in a Patient With Adult-Onset Alexander Disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Amano Eiichiro、Yoshida Tomokatsu、Mizuta Ikuko、Oyama Jun、Sakashita Shingo、Ueyama Syunsuke、Machida Akira、Yokota Takanori
  • 雑誌名: Neurology Genetics 巻: 7 号: 6
  • DOI: 10.1212/nxg.0000000000000626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrative RNA-Seq and H3 Trimethylation ChIP-Seq Analysis of Human Lung Cancer Cells Isolated by Laser-Microdissection (2021)
  • 著者名/発表者名: Ong Quang、Sakashita Shingo、Hanawa Emi、Kaneko Naomi、Noguchi Masayuki、Muratani Masafumi
  • 雑誌名: Cancers 巻: 13 号: 7 ページ: 1719-1719
  • DOI: 10.3390/cancers13071719
  • NAID: 120007180741
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prognostic impact of extranodal extension in patients with pN1?N2 lung adenocarcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Nomura Kotaro、Aokage Keiju、Nakai Tokiko、Sakashita Shingo、Miyoshi Tomohiro、Tane Kenta、Samejima Joji、Suzuki Kenji、Tsuboi Masahiro、Ishii Genichiro
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: 147 号: 12 ページ: 3699-3707
  • DOI: 10.1007/s00432-021-03608-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] An autopsy case of aortic dissection due to giant cell arteritis (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakashita Mai、Sakashita Shingo、Uesugi Noriko、Tokunaga Chiho、Hiramatsu Yuji、Noguchi Masayuki、Sakamoto Noriaki
  • 雑誌名: Pathology International 巻: 71 号: 3 ページ: 204-209
  • DOI: 10.1111/pin.13046
  • 査読あり
• [学会発表] パラフィン包埋永久標本を用いた免疫染色標本における 機械的なミトコンドリア数計測システムの構築 (2024)
  • 著者名/発表者名: 坂下麻衣
  • 学会等名: 第113回 日本病理学会総会