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2016 年度 実施状況報告書

低悪性度グリオーマのリプログラミング技術を用いたエピゲノム解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K10754
研究機関京都大学

研究代表者

荒川 芳輝  京都大学, 医学研究科, 特定講師 (20378649)

研究分担者 Thumkeo Dean  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40372594)
平田 英周  金沢医科大学, 医学部, 講師 (40761937)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード低悪性度グリオーマ / ダイレクトリプログラミング / エピゲノム異常 / 分化誘導
研究実績の概要

申請者らはリプログラミング技術を用いて低悪性度グリオーマのエピゲノム異常の解明と治療開発に取り組んでいる。グリオーマの腫瘍内多様性(heterogeneity)は、多様なゲノムとエピゲノム異常を伴ったクローン進化の表現型である。腫瘍内多様性は生存に有利なサブクローンを生み出し、各種治療に抵抗性を示す腫瘍進化の根源となる。これまでの研究で、Induced pluripotent stem(iPS)作製で開発されたリプログラミング技術を応用することで腫瘍細胞の初期化が可能となった。本研究では、低悪性度グリオーマ細胞の初期化を行うことでドライバー遺伝子がもたらす転写ネットワーク異常を解明し、低悪性度グリオーマを非腫瘍性細胞へと分化させるダイレクトリプログラミング技術を開発することを目的としている。そこで、平成28年度より、①低悪性度グリオーマ人工幹細胞ライブラリー作成、②低悪性度グリオーマのクローン進化におけるIDH1 R132Hの意義、③低悪性度グリオーマの腫瘍内多様性獲得とエピゲノムの解析、④低悪性度グリオーマに対するダイレクトリプログラミングによる分化誘導の挑戦の4項目の研究課題を推進した。その結果、低悪性度グリオーマ手術標本を用いて細胞株の樹立に成功した。しかし、IDH1 R132Hを持つ細胞株は成長速度が非常に遅いことが示唆された。そこで、由来の異なる低悪性度グリオーマ株で検証した結果、IDH1 R132Hを持つクローンの成長速度が遅いことを同定した。ヒトiPS細胞由来の神経幹細胞にIDH1 R132Hを導入し腫瘍形成能を評価することした。IDH1 R132Hを導入したヒトiPS細胞由来神経幹細胞を作成した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

IDH1R132H変異のグリオーマの細胞株化は容易でなく、株化後も増殖速度が遅く時間を要した。

今後の研究の推進方策

樹立した低悪性度グリオーマ細胞株の増殖速度が遅いために、できる限り予定した課題を達成するために、細胞株数を増やす、より増殖に適した培養環境を検討することを予定している。樹立した低悪性度グリオーマ細胞株を用いて、人工幹細胞ライブラリーを作成し、それぞれの細胞株の全ゲノムの遺伝子解析、DNAメチル化状態の解析を行う。得られたデータを解析することで、腫瘍細胞におけるエピゲノム変化を解析する。特に、幹細胞維持、腫瘍細胞分化で生じている転写因子ネットワークの異常を同定する。 作成した低悪性度グリオーマ人工幹細胞を用いたin vitro、in vivoの解析を行う。In vitroでは、グリア、神経細胞へと分化させた細胞を用いて増殖能、浸潤能、細胞運動、神経細胞機能を細胞生物学的解析法で同定する。遺伝的背景の異なった細胞群での比較で、クローン進化と表現型の関係を解析する。

次年度使用額が生じた理由

樹立した低悪性度グリオーマ細胞株の増殖速度が遅いために予定していた実験計画に遅れがあるために、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額は、本年度に予定している研究解析で使用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Seizure control as a new metric in assessing efficacy of tumor treatment in low-grade glioma trials.2017

    • 著者名/発表者名
      Edward K. Avila, Marc Chamberlain, David Schiff, Jaap C. Reijneveld, Terri S. Armstrong, Roberta Ruda, Patrick Y. Wen, Michael Weller, Johan A. F. Koekkoek, Sandeep Mittal, Yoshiki Arakawa
    • 雑誌名

      Neuro Oncology

      巻: 19 ページ: 12-21

    • DOI

      10.1093/neuonc/now190.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of Temozolomide Plus Nimustine Chemotherapy for Recurrent Malignant Gliomas: Kyoto Neuro-oncology Group.2017

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Aoki, Yoshiki Arakawa Tetsuya Ueba, Masashi Oda, Namiko Nishida, Yukinori Akiyama, Tetsuya Tsukahara Koichi Iwasaki, Nobuhiro Mikuni, Susumu Miyamoto.
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica (Tokyo)

      巻: 57 ページ: 17–27

    • DOI

      10.2176/nmc.oa.2016-0162

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinicopathological, Radiological, and Genetic Analyses of Cerebellar Gangliogliomas with Long-Term Survival.2016

    • 著者名/発表者名
      Bin Liu, Yoshiki Arakawa, Daiki Murata, Yohei Mineharu, Ryuta Yokogawa, Masahiro Tanji, Ko-ichi Fujimoto, Nobuyuki Fukui, Yukinori Terada, Susumu Miyamoto.
    • 雑誌名

      World Neurosurgery

      巻: 94 ページ: 521-528

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2016.07.051.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visualization of heterogeneity and regional grading of gliomas by multiple features using magnetic resonance-based clustered images.2016

    • 著者名/発表者名
      Rika Inano, Naoya Oishi, Takeharu Kunieda, Yoshiki Arakawa, Takayuki Kikuchi, Hidenao Fukuyama Susumu Miyamoto.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 30344

    • DOI

      10.1038/srep30344

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feasibility evaluation of hypofractionated radiotherapy with concurrent temozolomide in elderly patients with glioblastoma.2016

    • 著者名/発表者名
      8.Megumi Uto, Takashi Mizowaki, Kengo Ogura, Yoshiki Arakawa, Yohei Mineharu, Susumu Miyamoto, Masahiro Hiraoka.
    • 雑誌名

      International Journal of Clinical Oncology

      巻: 21 ページ: 1023-1029

    • DOI

      10.1007/s10147-016-1014-9

    • 査読あり
  • [学会発表] Hypofractionated stereotactic radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for elderly glioblastoma2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Arakawa, Takashi Mizowaki, Yohei Mineharu, Masaharu Tanji, Megumi Uto, Yasushi Takagi, Susumu Miyamoto
    • 学会等名
      13th Asian Society for Neuro-Oncology (ASNO) Meeting / 9th COGNO Annual Scientific Meeting
    • 発表場所
      Sydney Australia
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-14
    • 国際学会
  • [学会発表] グリオーマに対する外科治療から化学療法2016

    • 著者名/発表者名
      荒川芳輝
    • 学会等名
      JCRミッドサマーセミナー2016
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-07-17 – 2016-07-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of pediatric cerebellar ganglioglioma2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Arakawa, Bin Liu, Daiki Murata, Yohei Mineharu, Ryuta Yokogawa, Masahiro Tanji, Ko-ichi Fujimoto, Bin Liu, Nobuyuki Fukui, Yukinori Terada, Susumu Miyamoto
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Pediatric Neuro-Oncology
    • 発表場所
      Liverpool, UK
    • 年月日
      2016-06-12 – 2016-06-15
  • [学会発表] グリオーマ手術の基本と注意点2016

    • 著者名/発表者名
      荒川芳輝
    • 学会等名
      第36回日本脳神経外科コングレス総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-05-22 – 2016-05-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Clinical Significance of PD-L1 and CD8 Expression in Human Medulloblastoma2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Arakawa, Daiki Murata, Yohei Mineharu, Masahiro Tanji, Ko-ichi Fujimoto, Bin Liu, Nobuyuki Fukui, Yukinori Terada, Susumu Miyamoto
    • 学会等名
      21st International Conference on Brain Tumor Research and Therapy
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2016-04-10 – 2016-04-13
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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