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ブロッキング核酸増幅阻害法による血中癌関連遺伝子変異検出による癌病態動態の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 23K27451
補助金の研究課題番号 23H02760 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
研究機関弘前大学

研究代表者

藤井 穂高  弘前大学, 医学研究科, 教授 (30302665)

研究分担者 袴田 健一  弘前大学, 医学研究科, 教授 (30271802)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2025年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードブロッキング核酸増幅阻害法 / リキッド・バイオプシー / 癌関連遺伝子 / 変異検出 / ctDNA / ブロッキング核酸増幅法 / 遺伝子変異 / エピゲノム変化 / 癌 / バイオマーカー
研究開始時の研究の概要

研究代表者が過去数年に渡って開発してきたブロッキング核酸増幅法は、遺伝子変異やエピジェネティック・マーカーを高感度に検出できる可能性を秘めた新規技術群である。
本研究課題では、このブロッキング核酸増幅法を用いて、血液中の末梢循環腫瘍DNAから癌関連遺伝子変異やエピジェネティック・マーカーを検出する技術の確立を目指す。加えて、癌治療の時系列における癌関連遺伝子変異やエピジェネティク・マーカーの量の推移をモニタリングし、術後の治療の有効性や再発の有無を判定するための技術開発を行う。将来的に、術後の予後判定だけでなく、健康診断で癌の有無を判定するバイオマーカー検出法としての応用が見込まれる。

研究実績の概要

各種癌関連遺伝子変異及びエピジェネティック変化をミミックするような系を、プラスミドを用いて作成した。癌関連遺伝子の野生型(陰性対照)と変異型(検出したいもの)のセットや、癌関連遺伝子のプロモーター配列にメチル化を入れていないもの(陰性対照)と入れたもの(検出したいもの)とのセットである。こうした系を用いて、陰性対照と検出したいものを混合してallele frequency (AF) を調整し、ブロッキング核酸増幅法群を適用して、検出したいものが高い感度(少なくとも0.5%のAF)で検出できるように系を最適化した。癌関連遺伝子としては、配列変異はKRAS遺伝子及びALK遺伝子、エピジェネティック変化はCDKN2A/B遺伝子について系を構築した。配列変異検出にはoligoribonucleotide interference (ORNi)-PCR法/clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-recombinase polymerase amplification (RPA) 法/CRISPRi-reverse transcription (RT) 法を用いる。エピジェネティック変化検出にはmethyl CpG-binding protein (MBD) interference (MBDi)-RPA法/DNA-binding protein (DB)-RPA法を用いる。

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

腫瘍組織や血液サンプルへのアクセス等の点を考慮して標的癌関連遺伝子を決定した。それらについては計画通り、プラスミドやエピジェネティック変化モデル系を用いた実験条件最適化が完了した。また、当初の計画に記載していたBRAF遺伝子についても、V600E変異の検出系の構築を2024年度中に完了する予定である。

今後の研究の推進方策

2024年度:既に実験条件最適化が完了している遺伝子について、cfDNAモデル及び健常人血漿を用いた臨床検体ミミック系による検出感度・精度の計測を行う。また、追加でBRAF遺伝子についても、V600E変異の検出系の構築を今年度中に完了する予定である。
2025年度:次いで、患者検体を用いた検出能評価試験を実施する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Real-time MBDi-RPA using methyl-CpG binding protein 2: A real-time detection method for simple and rapid estimation of CpG methylation status2024

    • 著者名/発表者名
      Ishidoya Mina、Fujita Toshitsugu、Tasaka Sadatomo、Fujii Hodaka
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 1302 ページ: 342486-342486

    • DOI

      10.1016/j.aca.2024.342486

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oligoribonucleotide-Mediated Blockade of DNA Extension by Taq DNA Polymerases Increases Specificity and Sensitivity for Detecting Single-Nucleotide Differences2023

    • 著者名/発表者名
      Fujita Toshitsugu、Nagata Shoko、Fujii Hodaka
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 95 号: 6 ページ: 3442-3451

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.2c05186

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MeCP2蛋白質を利用したRPA法によるCpGメチル化状態の判別2023

    • 著者名/発表者名
      石戸谷 美奈、藤田 敏次、田坂 定智、藤井 穂高
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Taq DNA ポリメラーゼを用いたORNi-PCR法の開発および遺伝子変異検出への応用2023

    • 著者名/発表者名
      藤田 敏次、藤井 穂高
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 癌の超早期診断・再発の超早期検出のための高感度遺伝子変異検出法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      藤井 穂高
    • 学会等名
      第78回 日本消化器外科学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 弘前大学大学院医学研究科/医学部医学科 ゲノム生化学講座

    • URL

      http://www.med.hirosaki-u.ac.jp/~bgb/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 塩基配列差異の検出キット及び検出法2023

    • 発明者名
      藤田 敏次、藤井 穂高
    • 権利者名
      国立大学法人弘前大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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