乳癌術前化学療法におけるクローン交替が治療効果に与える影響の解析とその克服

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K19865
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 及川 将弘 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (90612416)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 腫瘍内不均一性 / 乳癌 / 術前化学療法 / circulating tumor DNA / ゲノム不安定性 / クローン交替

研究実績の概要

本研究の目的は、分子遺伝学的手法を用いて、乳癌術前化学療法における腫瘍内不均一性およびクローン交替の実態を明らかにし、治療効果に与える影響を解析するものである。具体的な研究項目は以下の3項目である。1) 乳癌術前化学療法中のクローン交替と治療効果・予後との関連、2) 乳癌術前化学療法前後のctDNA中のHER2 amplificationの変化と治療効果・予後との関連、3) クローン交替を指標とした乳癌術前化学療法の新たな臨床試験。
前年度に引き続き、我々の持つアレイCGHの技術により腫瘍内不均一性およびクローン交替を検出できるかを調べるため、病理形態学的に特徴的な形質をもつ乳腺扁平上皮癌（SCC）と通常型乳癌（NST）の混合癌においてcytogeneticな解析を継続した。これにより、稀な疾患である乳腺扁平上皮癌の細胞遺伝学的プロファイルが明らかになったとともに、腫瘍間不均一性、腫瘍内不均一性ともに大きいことが明らかになった。また、1例の混合癌においてSCC部がNST部より発生したことを示唆する所見を得た。この結果はBreast Cnacer誌に受理され、掲載予定である。
上記1)2）については、CGHアレイよりも次世代シークエンサーを利用したコピーナンバー解析の方がより精細に検出できることが明らかとなった。また、クローン交替に関してもBulkでの解析よりも単一癌細胞解析を行った方がよりclonal evolutionを分かりやすく描出することが可能である。現在、これらの技術を習得するために、MD Anderson Cancer Center (USA)、Nicholas Navin Lab にて研修を行っている。平成29年度帰国後に、ストックしたサンプルの解析を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

H29年1月より米国に渡米し、MD Anderson Cancer Center (USA)、Nicholas Navin Lab にて研修を行っている。そのため、若干の遅れが生じた。サンプルの収集は継続中である。

今後の研究の推進方策

これまでの準備実験により、CGHアレイよりも次世代シークエンサーを利用したコピーナンバー解析の方がより精細に検出できることが明らかとなった。また、クローン交替に関してもBulkでの解析よりも単一癌細胞解析を行った方がよりclonal evolutionを分かりやすく描出することが可能である。現在、これらの技術を習得するために、MD Anderson Cancer Center (USA)、Nicholas Navin Lab にて研修を行っている。臨床検体からのSingle CTCの単離、DNAの抽出とWGA、マルチプレックスライブラリの作成、次世代シークエンサーによるコピーナンバー解析、エクソーム解析、phylogenic treeの作成、ctDNAからのtumor DNA抽出、コピーナンバー及びエクソーム解析が可能になった。また、再発乳癌症例のCTC, ctDNAの経時的解析に関する前向き観察研究を予定している。平成29年度帰国後に、ストックしたサンプルの解析を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

昨年度は1月に、研究代表者が本課題に関する技術習得のため渡米したため、サンプル収集以外の研究活動を休止しなければいけなくなった。そのため、予定されていた研究資材を使用しなかったため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

1)乳癌術前化学療法中のクローン交替と治療効果・予後との関連：化学療法前、化学療法2サイクル後の腫瘍よりtumor DNAを抽出し、アレイCGHまたはNGS解析を行う。Cytogenomic profileの比較によりクローン交替を定量化し、治療効果・予後との関連を解析する。
2)乳癌術前化学療法前後のctDNA中のHER2 amplificationの変化と治療効果・予後との関連：HER2陽性乳癌の治療前、治療後の血漿よりctDNAを抽出し、アレイCGHまたはNGSによるコピーナンバー解析を行う。HER2遺伝子増幅消失の有無と治療効果・予後との関連を解析する。また、ctDNAと同時にCTCの解析についても検討する。ctDNAに関して、血漿を-80℃で保管しなければ劣化することが明らかになった。そのため、サンプル保管のため、-80℃のフリーザーを購入予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Cytogenetic analysis of metaplastic squamous cell carcinoma of the breast inter- and intratumoral heterogeneity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Oikawa M, Igawa A, Taguchi K, Baba K, Ishida M, Akiyoshi S, Yano H, Nagayasu T, Ohno S, Tokunaga E.
  • 雑誌名: Breast Cancer 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s12282-017-0768-x.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Aromatase inhibitors with or without luteinizing hormone-releasing hormone agonist for metastatic male breast cancer: report of four cases and review of the literature. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuba S, Ishida M, Oikawa M, Nakamura Y, Yamanouchi K, Tokunaga E, Taguchi K, Esaki T, Eguchi S, Ohno S.
  • 雑誌名: Breast Cancer 巻: 23 ページ: 945-949
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Association between p53-binding protein 1 expression and genomic instability in oncocytic follicular adenoma of the thyroid. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mussazhanova Z, Akazawa Y, Matsuda K, Shichijo K, Miura S, Otsubo R, Oikawa M, Yoshiura KI, Mitsutake N, Rogounovitch T, Saenko V, Kozykenova Z, Zhetpisbaev B, Shabdarbaeva D, Sayakenov N, Amantayev B, Kondo H, Ito M, Nakashima M.
  • 雑誌名: Endocr J 巻: 63 ページ: 457-67
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ15-0629.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intraoperative diagnosis of lymph node metastasis in non-small-cell lung cancer by a semi-dry dot-blot method. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoshige K, Tsuchiya T, Otsubo R, Oikawa M, Yamasaki N, Matsumoto K, Miyazaki T, Hayashi T, Kinoshita N, Nanashima A, Nagayasu T.
  • 雑誌名: Eur J Cardiothorac Surg. 巻: 49 ページ: 617-22
  • DOI: 10.1093/ejcts/ezv118
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of totally implantable central venous access devices with the cephalic vein cut-down approach: Usefulness of preoperative ultrasonography. (2016)
  • 著者名/発表者名: Otsubo R, Hatachi T, Shibata K, Yoshida T, Watanabe H, Oikawa M, Matsumoto M, Yano H, Taniguchi H, Nagayasu T.
  • 雑誌名: J Surg Oncol. 巻: 113 ページ: 114-9
  • DOI: 10.1002/jso.24100.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり