頭頚部領域悪性腫瘍に特化した組織検体用がん遺伝子パネルの開発

• 研究課題/領域番号: 21K09665
• 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56050:耳鼻咽喉科学関連
• 研究機関: 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所)
• 研究代表者: 山崎 知子 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), 発がん制御研究部, 共同研究員 (20792493)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 頭頚部腫瘍 / がん遺伝子パネル検査 / 日本人標準ゲノムパネル / 染色体異常 / 遺伝子間領域

研究開始時の研究の概要

保険診療でのがん遺伝子パネル検査の目的の一つにがんの原因となる遺伝子変異の探索があるが、現行のパネル検査は頭頚部領域の悪性腫瘍に適した遺伝子が対象となっていない。近年の網羅的解析によって頭頚部領域の悪性腫瘍ではNOTCH1遺伝子経路の失活が、その下流遺伝子群のハプロ不全によって発症する例が多い。大きな構造異常の検出に日本人標準ゲノムパネルの情報を活用する必要がある。日本人の頭頚部領域の悪性腫瘍に特化した組織検体用がん遺伝子パネルを開発し、その病態解明を促進し、さらに今後期待されるNOTCH1経路を標的とした分子標的薬剤などの選択を可能とするコンパニオン診断薬につながる系の開発を目指す。

研究実績の概要

令和元年度から病理組織検体を利用したがん遺伝子パネル検査が保険診療で実施可能になったが、現行のパネル検査は頭頚部領域の悪性腫瘍に適した標的とはとなっていない。近年の網羅的解析によって頭頚部領域の悪性腫瘍ではNOTCH1遺伝子経路の失活が下流遺伝子群のハプロ不全によって発症する例が多いことなど、一塩基置換などではなく遺伝子全体の欠失など、大きな構造異常によるものが多いことが示された。こうした大きな構造異常の検出には遺伝子領域の近傍の多型マーカーを活用することが求められ、日本人標準ゲノムパネルの情報を活用する必要がある。本申請研究では日本人の頭頚部領域の悪性腫瘍に特化した組織検体用がん遺伝子パネルを開発し、その病態解明を促進し、各種分子標的薬剤などの選択を可能とするコンパニオン診断薬につながる系の開発を目指す。今年度は頭頚部腫瘍由来の各種細胞株の培養とその細胞生物学的特性の検討も実施した。また、最近の複数の頭頚部腫瘍でのゲノム変異の情報解析の結果に鑑み、我が国の頭頚部腫瘍での体細胞コピー数変異の実態を探るため、C-CATデータの解析にも着手した。さらに今年度はカスタムオリゴマーによる標的領域のエンリッチメント実験のトライアルを開始した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

現時点では文献検索及び情報解析にとどまっており、実際のウエット実験は細胞の生物学的な特性の検討にとどまっているため。

今後の研究の推進方策

今後は最近公開された日本人標準ゲノムパネル54KJPNのデータから頭頚部領域の悪性腫瘍に関連する領域の抽出とその評価を推進する。C-CATデータの探索から、わが国での頭頚部腫瘍領域で欠失や増幅を高頻度に認めるゲノム領域と日本人多型データの比較から定量評価が可能なSNVを複数同定する。一部SNVについてはTaqManプローブを設計（販売されていれば購入）し、当院で収集している頭頚部悪性腫瘍検体のゲノムを抽出し、デジタルドロップレットPCRないしは定量的PCRによってアレル間のコピー数のバランスなどの確認を実施する予定である。さらに遺伝子パネル検査の系の確立のためにゲノムからNGS解析のターゲット領域を効率的に収集するためのターゲットエンリッチメントのためのプローブパネルの設計を推進する。その際必要に応じて定評のあるプローブ設計・作成業者とも連携し、適切なプローブ選択を進める予定である。最終的には当院の頭頚部悪性腫瘍検体で、本研究で設計する頭頚部領域悪性腫瘍に特化した組織検体用がん遺伝子パネルの性能評価を実施、結果を見ながら、プローブの量の調整などチューンアップを推進する。最終的には実用に資するカスタムパネルとして新規検体での解析を進め、治療標的の探索につなげたい。

研究成果

• [雑誌論文] Clinical and genomic features of non‐small cell lung cancer occurring in families (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyabe Shingo、Ito Shin、Sato Ikuro、Abe Jiro、Tamai Keiichi、Mochizuki Mai、Fujimori Haruna、Yamaguchi Kazunori、Shindo Norihisa、Shima Hiroshi、Yamazaki Tomoko、Abue Makoto、Okada Yoshinori、Yasuda Jun
  • 雑誌名: Thoracic Cancer 巻: 14 号: 10 ページ: 940-952
  • DOI: 10.1111/1759-7714.14825
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RELA is required for CD271 expression and stem-like characteristics in hypopharyngeal cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakazato Akira、Mochizuki Mai、Shibuya-Takahashi Rie、Fujimori Haruna、Fujii Keitaro、Saijoh Satoshi、Morita Shinkichi、Yamazaki Tomoko、Imai Takayuki、Sato Ikuro、Satoh Kennichi、Yamaguchi Kazunori、Sugamura Kazuo、Yasuda Jun、Matsuura Kazuto、Shojaku Hideo、Asada Yukinori、Tamai Keiichi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 17751-17751
  • DOI: 10.1038/s41598-022-22736-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of a monoclonal antibody against glycosylated CD271 specific for cancer cells in immunohistochemistry (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujii Keitaro、Morita Shinkichi、（中略）、Yasuda Jun、Satoh Kennichi、Sato Ikuro、Saito‐Koyama Ryoko、Fujishima Fumiyoshi、Sasano Hironobu、Kato Yukinari、Matsuura Kazuto、Asada Yukinori、Tamai Keiichi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 113 号: 8 ページ: 2878-2887
  • DOI: 10.1111/cas.15340
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Early enteral nutrition after head and neck surgery with free tissue transfer reconstruction (2022)
  • 著者名/発表者名: Imai Takayuki、Saijo Satoshi、Fujii Keitaro、Nakazato Akira、Nakamura Kazuki、Miyakura Yuya、Yamazaki Tomoko、Goto Takahiro、Asada Yukinori
  • 雑誌名: Auris Nasus Larynx 巻: 49 号: 1 ページ: 141-146
  • DOI: 10.1016/j.anl.2021.06.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Weekly Cisplatin Plus Radiation for Postoperative Head and Neck Cancer (JCOG1008): A Multicenter, Noninferiority, Phase II/III Randomized Controlled Trial (2022)
  • 著者名/発表者名: Kiyota Naomi、（中略）、Yamazaki Tomoko、（中略）、the Head and Neck Cancer Study Group of the Japan Clinical Oncology Group (JCOG-HNCSG)
  • 雑誌名: Journal of Clinical Oncology 巻: 40 号: 18 ページ: 1980-1990
  • DOI: 10.1200/jco.21.01293
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of a chemical compound that suppresses expression of BEX2, a dormant cancer stem cell-related protein (2021)
  • 著者名/発表者名: Saijoh S, Nakamura-Shima M, Shibuya-Takahashi R, Ito R, Sugawara A, Yamazaki T, Imai T, Asada Y, Matsuura K, Iwai W, Wakui Y, Abue M, Kawamura S, Katayose Y, Fujimori H, Mochizuki M, Yasuda J, Yamaguchi K, Sugamura K,Satoh K, Katori Y, Tamai K.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 537 ページ: 132-139
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.11.022
  • 査読あり