DNAメチル化異常特性に基づいた胃癌層別化と発癌分子基盤の同定

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05412
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 金田 篤志 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (10313024)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: エピゲノム / 癌

研究実績の概要

（1）DNAメチル化網羅的解析
核酸抽出した胃癌、食道胃接合部癌標本について、これまで95例についてInfiniuimビーズアレイによるDNA網羅的解析を順調に終了し、また183症例についてパイロシーケンサーを用いたDNAメチル化定量解析を順調に終了した。各検体について、EBVの有無、胃粘膜の炎症・萎縮、ピロリ菌感染の有無について順調に評価している。今後癌症例を詳細に層別化し、背景・病理学的因子との相関を解明する。
（2）エクソン変異の網羅的解析
HaloPlexキャプチャーシーケンスにてドライバー変異125遺伝子のエクソン変異解析を順調に行っている。EBV陽性超高メチル化胃癌、MSI高メチル化胃癌、低メチル化胃癌、それぞれの各サブタイプに特徴的にみられる遺伝子変異を同定しつつある。
（3）DNA異常メチル化の獲得機構の解明
EBV陽性胃癌におけるゲノム広範囲の異常メチル化は、他のメチル化群のメチル化標的遺伝子を包含するが、EBVを正常胃上皮細胞にin vitro感染するモデルを用い、EBV感染が正常胃上皮にDNAメチル化を誘導する時空間的な全容を解明し報告した。また胃上皮細胞へのEBV感染により発現変化する遺伝子を網羅的に解析したところTETファミリー遺伝子の発現低下を認め、特にTET2の低下が顕著であった。ウイルス因子ではBARF0やLMP2AがヒトTET2発現を抑制する原因となり、またホスト因子ではTET2を標的とするヒトmiRNA群の発現上昇が原因となっていた。TET2によるヒドロキシメチル化標的とEBV感染が誘導する異常メチル化標的は有意にオーバーラップし、またTET2ノックダウン下にEBV感染するとより顕著なDNA異常メチル化が誘導された。TET2発現低下がEBV感染によるDNA異常メチル化の原因になっていると考えられ報告した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成28年度中に胃癌および食道胃接合部癌について約162検体確保し、Infiniumおよびパイロシーケンスを用いたDNAメチル化解析やエクソン変異解析について平成29年度中に酋長する予定であったが、平成28年度の段階ですでに183例について核酸確保のみならずDNAメチル化解析まで終了している。エクソン変異解析も順調に進行しており、重要な分子異常を同定しつつある。
エピゲノム異常の誘導についても、時空間的なDNAメチル化誘導の全容について順調に報告し、またヒストン修飾変化についてもすでに論文にまとめ英文校正に提出済みであり、投稿直前まで進捗している。平成28～29年度に予定していたエピゲノム異常誘導の分子機構についても、TET2発現低下の重要な役割について解明し報告した。
平成29年度から行う予定であった発癌分子機構の同定実験についても開始済みであり、当初の計画以上に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

臨床標本の解析について、DNAメチル化解析、エクソン変異解析を予定通り進める。
胃上皮にEBV感染が誘導するエピゲノム変化について、予定していたプロモーター領域のDNAメチル化変化やヒストン修飾変化にとどまらず、エンハンサー領域を含めたゲノム全域のエピゲノム変化、クロマチン3D構造変化を含めたゲノム近接関係の変化など、より統合的な解明を目指す。またエピゲノム異常誘導機構について、平成28年度に報告したTET2のみならず他のエピゲノム修飾因子の関与についても解明を目指す。発癌分子機構の同定についてはshRNAによる網羅的ノックダウンを用いた系により、メチル化よる遺伝子サイレンシングが癌遺伝子変異による早期細胞老化を回避させることで発癌に寄与する分子機構を明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] Epstein-Barr virus infection induces genome-wide de novo DNA methylation in non-neoplastic gastric epithelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka K, Funata S, Fukuyo M, Seto Y, Aburatani H, Fukayama M, Kaneda A.
  • 雑誌名: J Pathol 巻: 242 ページ: 391-399
  • DOI: doi: 10.1002/path.4909
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] エピゲノム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡部篤史、金田篤志
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 75 ページ: 677-685
• [雑誌論文] DNA methylation epigenotype and clinical features of NRAS-mutation(+) colorectal cancer. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takane K. Akagi K. Fukuyo M. Yagi K. Takayama T. Kaneda A.
  • 雑誌名: Cancer Med 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/cam4.1061
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of combinatorial dysfunctions of Tet2 and Ezh2 on the epigenome in the pathogenesis of myelodysplastic syndrome. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa N, Oshima M, Sashida G, Matsui H, Koide S, Saraya A, Wang C, Muto T, Takane K, Kaneda A, Shimoda K, Nakaseko C, Yokote K, Iwama A.
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1038/leu.2016.268
  • 査読あり
• [雑誌論文] TET2 functions as a resistance factor against DNA methylation acquisition during Epstein-Barr virus infection. (2016)
  • 著者名/発表者名: Namba-Fukuyo H, Funata S, Matsusaka K, Fukuyo M, Rahmutulla B, Mano Y, Fukayama M, Aburatani H, Kaneda A.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 7 ページ: 81512-26
  • DOI: 10.18632/oncotarget.13130
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coupling CDH17 and CLDN18 Markers for Comprehensive Membrane-targeted Detection of Human Gastric Cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka K, Ushiku T, Urabe M, Fukuyo M, Abe H, Ishikawa S, Seto Y, Aburatani H, Hamakubo T, Kaneda A, Fukayama M.
  • 雑誌名: Oncotarget, 巻: 7 ページ: 64168-81
  • DOI: 10.18632/oncotarget.11638
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two subtypes of colorectal tumor with distinct molecular features in familial adenomatous polyposis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takane K, Matsusaka K, Ota S, Fukuyo M, Yue Y, Nishimura M, Abe H, Sakai E, Matsushita K, Miyauchi H, Fukayama M, Aburatani H, Nakatani Y, Takayama T, Matsubara H, Akagi K, Kaneda A.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 7 ページ: 84003-84016
  • DOI: 10.18632/oncotarget.11510
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor Content Chart-Assisted HER2/CEP17 Digital PCR Analysis of Gastric Cancer Biopsy Specimens. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka K, Ishikawa S, Nakayama A, Ushiku T, Nishimoto A, Urabe M, Kaneko N, Kunita A, Kaneda A, Aburatani H, Fujishiro M, Seto Y, Fukayama M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 ページ: e0154430
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0154430
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Extracellular Release of Annexin A2 is Enhanced upon Oxidative Stress Response via the p38 MAPK Pathway after Low-Dose X-Ray Radiation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kita K, Sugita K, Sato C, Sugaya S, Kaneda, A.
  • 雑誌名: Radiat Res 巻: 186 ページ: 79-91
  • DOI: 10.1667/RR14277.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] TP53 mutation at early stage of colorectal cancer progression from two types of laterally spreading tumors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakai E, Fukuyo M, Matsusaka K, Ohata K, Doi N, Takane K, Matsuhashi N, Fukushima J, Nakajima A, Kaneda A.
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 107 ページ: 820-7
  • DOI: 10.1111/cas.12930
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic and epigenetic aberrations occurring in colorectal tumors associated with serrated pathway. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakai E, Fukuyo M, Ohata K, Matsusaka K, Doi N, Mano Y, Takane K, Abe H, Yagi K, Matsuhashi N, Fukushima J, Fukayama M, Akagi K, Aburatani H, Nakajima A, Kaneda A.
  • 雑誌名: Int J Cancer 巻: 138 ページ: 1634-44
  • DOI: 10.1002/ijc.29903
  • 査読あり
• [雑誌論文] エピジェネティクスと癌 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金田篤志、眞野恭伸
  • 雑誌名: アンチ・エイジング医学 巻: 12 ページ: 752-7
• [雑誌論文] エピゲノムで胃がん発生を俯瞰する (2016)
  • 著者名/発表者名: 浦辺雅之、金田篤志
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 34 ページ: 1589-92
• [雑誌論文] ゲノム情報・ゲノム修飾情報とがん医療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金田篤志
  • 雑誌名: 千葉県医師会医学会誌 巻: 13 ページ: 56-62
• [学会発表] ゲノム網羅的解析と融合拠点を活かした癌トランスレーショナル研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金田篤志
  • 学会等名: 第10回「システム疾患生命科学による先端医療技術開発」シンポジウム
  • 発表場所: 武田ホール(東京都・東京）
  • 年月日: 2017-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] 環境因子により後天的に獲得するゲノム修飾と発癌 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金田篤志
  • 学会等名: 第10回ちばBasic & Clinical Research Conference
  • 発表場所: ガーネットホール（千葉県・千葉市）
  • 年月日: 2017-02-04
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム情報・ゲノム修飾情報とがん医療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金田篤志
  • 学会等名: 千葉県医師会医学会 第17回学術大会
  • 発表場所: ホテルポートプラザちば（千葉県・千葉市）
  • 年月日: 2016-11-03
  • 招待講演
• [学会発表] Critical DNA hypermethylation in gastrointestinal cancer and its region-specific inhibition by small-molecule compounds (2016)
  • 著者名/発表者名: 金田篤志
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-10-08 – 2016-10-10
• [学会発表] エピゲノム異常の大腸発癌過程におけるインパクト (2016)
  • 著者名/発表者名: 金田篤志
  • 学会等名: 第53回日本臨床分子医学会
  • 発表場所: 有楽町フォーラム（東京都・東京）
  • 年月日: 2016-04-16
  • 招待講演
• [図書] DNA and Histone Methylation in Gastric Cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsusaka K, Kaneda A.
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: Springer
• [図書] 胃がん発生におけるエピゲノム異常とその誘導機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 南波宏枝、金田篤志
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: ニューサイエンス社
• [図書] MassARRAYを用いた定量的DNAメチル化解析技法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高根希世子、八木浩一、金田篤志
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: 羊土社
• [図書] De novo methylation in cancer. (2016)
  • 著者名/発表者名: Funata S, Fukayama M, Kaneda A.
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd
• [備考] 千葉大学大学院医学研究院分子腫瘍学
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/moloncol/index.html