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エンハンサー領域に着目した肺がんpan-negative症例の統合オミックス解析

研究課題

研究課題/領域番号 22K07180
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50010:腫瘍生物学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

浅田 健  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 上級研究員 (70773414)

研究分担者 浜本 隆二  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, チームリーダー (80321800)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード肺がん / マルチオミックス解析 / 予後予測因子 / 創薬ターゲット / ゲノム・エピゲノム
研究開始時の研究の概要

がんの原因となるドライバー変異がまだ見つかっていない症例が一定数存在することが知られている。これら症例をpan-negative症例と定義して、本研究では特に肺がんのpan-negative症例に特化した研究を行う。解析には日本人のデータセットを利用することで、人種差が報告されている肺がんにて、日本人のための研究を行うことが可能となる。本研究を通じて新規肺がんドライバー変異を同定することで、創薬ターゲットや 肺がんバイオマーカーの発見につなげる。得られた新規知見は治療方法が限定されているpan-negative症例への治療法や、今後の癌治療の発展に貢献できると考えられる。

研究実績の概要

本研究ではゲノム(WESおよびWGS)、エピゲノム(ヒストン修飾およびDNAメチル化)、トランスクリプトーム(遺伝子発現)に臨床情報を統合したマルチオミックス解析を行っている。昨年度に引き続き、日本人肺がん症例でも特にドライバー変異が見つかっていない症例を中心に解析を行った。本年度では、昨年度の研究成果から同定したNotch signalやWnt/b-cateninシグナルに関わる転写コアクティベーターの解析を中心に研究を進めた。なお昨年度ではトランスクリプトーム解析においては遺伝子レベルでの発現検討をおこなったが、今年度はより詳細な解析を指向してアイソフォームレベルでの発現解析を行なった。
転写コアクティベーターの発現と相関・逆相関のある上位15遺伝子をそれぞれ抽出し、予後との関連性を検討したところ、いくつかの遺伝子で発現量に応じて予後予測できることが明らかとなった。
引き続きより精緻な患者層別化を目指し、機械学習(クラスタリング)を含めた解析方法の検討を行い、second-levelのクラスタリングを用いることで、予後に基づく精緻な患者層別化ができることを見出した。
現在は上記結果をもとにさらなる解析を行いつつ、得られた研究成果を論文として投稿中である。

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

研究実績の概要に記載した通り、日本人肺がん患者のゲノム・エピゲノム・トランスクリプトーム情報に臨床情報を含めた統合的マルチオミックスから、独自のクラスタリング手法を組み合わせた患者層別化手法を構築した。また予後に関連する遺伝子を複数同定しており、今後は引き続き予後関連遺伝子を中心とした詳細解析を行うことで、がんの本態解明につながる研究成果が得られると考えている。

今後の研究の推進方策

今後は創薬標的の検討、詳細なシグナルパスウェイ(分子メカニズム)解明を行うとともに、wet実験を用いたバリデーションスタディや動物実験も念頭に日本人肺がんにおけるドライバー変異ネガティブ症例の肺がん発症メカニズムの解明を行う。
また得られた研究成果を学会や論文として報告することも積極的に行う予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Advances in cancer DNA methylation analysis with methPLIER: use of non-negative matrix factorization and knowledge-based constraints to enhance biological interpretability2023

    • 著者名/発表者名
      Takasawa K, Asada K, Kaneko S, Shiraishi K, Machino H, Takahashi S, Shinkai N, Kouno N, Kobayashi K, Komatsu M, Mizuno T, Okubo Y, Mukai M, Yoshida T, Yoshida Y, Horinouchi H, Watanabe S, Ohe Y, Yatabe Y, Kohno T, Hamamoto R
    • 雑誌名

      Experimental and Molecular Medicine

      巻: 56 号: 3 ページ: 646-655

    • DOI

      10.1038/s12276-024-01173-7

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of super-enhancer using machine learning and its application to medical biology2023

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto Ryuji、Takasawa Ken、Shinkai Norio、Machino Hidenori、Kouno Nobuji、Asada Ken、Komatsu Masaaki、Kaneko Syuzo
    • 雑誌名

      Briefings in Bioinformatics

      巻: - 号: 3

    • DOI

      10.1093/bib/bbad107

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Introducing AI to the molecular tumor board: one direction toward the establishment of precision medicine using large-scale cancer clinical and biological information2022

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto R, Koyama T, Kouno N, Yasuda T, Yui S, Sudo K, Hirata M, Sunami K, Kubo T, Takasawa K, Takahashi S, Machino H, Kobayashi K, Asada K, Komatsu M, Kaneko S, Yatabe Y, Yamamoto N
    • 雑誌名

      Experimental Biology and Oncology

      巻: 11 号: 1 ページ: 8-8

    • DOI

      10.1186/s40164-022-00333-7

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Appkication of non-negative matrix fractorization in oncology: one approach for establishing precision medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto R, Takasawa K, Machino H, Kobayashi K, Takahashi S, Bolatkan A, Shinkai N, Sakai A, Aoyama R, Yamada M, Asada K, Komatsu M, Okamoto K, Kameoka H, Kaneko S
    • 雑誌名

      Briefings in Bioinformatics

      巻: 23 号: 4

    • DOI

      10.1093/bib/bbac246

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Integrated multi-omics analysis using WGS, ChIP-seq, and RNA-seq data for pan-negative lung adenocarcinoma2023

    • 著者名/発表者名
      Ken Asada, Syuzo Kaneko, Ken Takasawa, Kouya Shiraishi, Hidehito Horinouchi, Yukihide Yoshida, Masami Mukai, Norio Shinkai, Yasushi Yatabe, Takashi Kohno, Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会、インターナショナルセッション 口頭発表(英語) (2023.9.21 Yokohama)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] AIを活用した日本人肺がんの統合的マルチオミックス解析2023

    • 著者名/発表者名
      浅田健、浜本隆二
    • 学会等名
      第27回日本がん分子標的治療学会学術集会、口頭発表 (2023.6.23 佐賀)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アンメットニーズ克服に向けた肺がんpan-negative症例におけるマルチオミックス解析2023

    • 著者名/発表者名
      浅田健、ボラトカンアミナ、浜本隆二
    • 学会等名
      第5回日本メディカルAI学会学術集会、口頭発表 (2023.6.18 東京)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-omics analysis revealed novel fusion genes and NUMTs in lung cancer2023

    • 著者名/発表者名
      ボラトカンアミナ、浅田健、金子修三、小松正明、浜本隆二
    • 学会等名
      第5回日本メディカルAI学会学術集会、ポスター発表 (2023.6.17 東京)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 解析対象サンプル群のマルチオミックス情報及び転写因子公共情報に基づいたがん関連スーパーエンハンサー評価プラットフォームの構築2023

    • 著者名/発表者名
      新海典夫、金子修三、浅田健、高澤建、小松正明、浜本隆二
    • 学会等名
      第5回日本メディカルAI学会学術集会、口頭発表 (2023.6.18 東京)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Identificationand implication of nuclear-mitochondria segments (NUMTs) in lung adenocarcinoma development2023

    • 著者名/発表者名
      Amina Bolatkan, Ken Asada, Syuzo Kaneko, Masaaki Komatsu, Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会、ポスター発表(英語) (2023.9.21 Yokohama)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチオミックス情報及び公共転写因子情報による機械学習を活用したがん関連スーパーエンハンサー評価実施プラットフォーム2023

    • 著者名/発表者名
      新海典夫、金子修三、浅田健、高澤建、小松正明、町野英徳、浜本隆二
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会、口頭発表(日本語) (2023.9.21 Yokohama)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-omics analysis using machine learning and implication for cancer studies2022

    • 著者名/発表者名
      Ken Asada, Syuzo Kaneko, Ken Takasawa, Kouya Shiraishi, Hidehito Horinouchi, Yukihide Yoshida, Masami Mukai, Norio Shinkai, Yasushi Yatabe, Takashi Kohno, Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      第81回日本癌学会、口頭発表(英語) (2022.9.29 Yokohama)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Cancer-related super-enhancer evaluation system using TFs and gene expression data from public ChIP-seq and RNA-seq data2022

    • 著者名/発表者名
      Norio Shinkai, Syuzo Kaneko, Ken Asada, Ken Takasawa, Masaaki Komatus, Ryuji Hamamoto
    • 学会等名
      第81回日本癌学会、ポスター発表(日本語) (2022.9.29 Yokohama)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 肺がんPan-negative症例のゲノム・エピゲノム・トランスクリプトーム情報を含めたマルチオミックス解析2022

    • 著者名/発表者名
      浅田健、新海典夫、金子修三、高澤建、浜本隆二
    • 学会等名
      第4回日本メディカルAI学会学術集会、口頭発表 (2022.6.10 仙台)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 公共ChIP-seqデータセットによるoncogenic TF解析情報を用いたスーパーエンハンサー評価システムの構築2022

    • 著者名/発表者名
      新海典夫、金子修三、浅田健、高澤建、小松正明、浜本隆二
    • 学会等名
      第4回日本メディカルAI学会学術集会、口頭発表 (2022.6.10 仙台)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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