がんゲノム解析で残された微小コピー数変化の検出とその意義の解明

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K07195
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 辰野 健二 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任研究員 (80775239)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: HBV / MSI / CNV

研究実績の概要

次世代シーケンサーによるゲノム解析は遺伝子パネル解析を中心に実際の臨床でも使われるようになってきたが、現状では配列の点変異の解析が中心であり、ゲノムコピー数変化(CNV)やマイクロサテライト不安定性解析など、現在の解析アルゴリズムでは検出が困難な変異は見過ごされている。本研究では、新たな解析アルゴリズムの開発により、これまでは検出困難であった種類の変異を同定し、その意義を探索することを目的としている。
30年度は、肝がんのゲノムコピー数変異のうち、HBウイルスによって引き起こされている箇所を検出するため、ウイルスキャプチャーシーケンスとゲノムコピー数解析を組み合わせる手法での解析を行った。これにより、ゲノムコピー数の変化がウイルスの挿入部位に一致している症例を検出することが出来た。
また、免疫チェックポイント阻害剤の応答予測因子として近年注目されているマイクロサテライト不安定性（MSI)を、ベセスダ基準などの限られたマーカー部位からだけでなく、より多くのマイクロサテライト部位を使った評価を行うため、ゲノム中に多数存在する繰り返し配列の中から、既知のMSI-H症例で不安定性を検出しやすい場所を800か所程度選びだし、その部分にキャプチャー用のプローブを設計してより効率的にMSIを検出できる測定方法を構築した。この方法にてがんゲノムのパネル解析でのMSIスコアの算出を行っている。現在は次世代シーケンスデータから得られたMSIのスコアと、従来法での判定法の比較検証を行っている。

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

公共データベースにある大規模なデータを使っての解析は、計算資源にかかるコストの問題から限定した症例数の解析に留まることから、30年度はMSIの解析、および肝がんのウイルスキャプチャーシーケンスを実施することに集中した。MSIについては、新規設計のキャプチャープローブを用いて、100例以上のがん検体の解析を実施し、肝がん243症例でのHBウイルスの挿入部位とCNVの関連について解析を実施した。。

今後の研究の推進方策

これまでに検出された微小コピー数変化部位をPCR法などで検証した結果、微小コピー数変化はシーケンスのノイズではなく、実際にゲノム構造異常が起きていることが確認できた。微小コピー数変化のがん化への寄与を調べることの重要性が増しているとかんがえられるので、より詳細に、正確にその部位を検出同定すること行う予定である。また、今後広く行われるでがんゲノムのパネル解析においても、がんの診断や治療方針の策定にに有用なコピー数変化を検出するため、その検出基盤の開発につながる解析を実施する。

次年度使用額が生じた理由

おおむね計画通り使用したが、論文投稿の費用のために繰り越して使用する予定。

研究成果

• [雑誌論文] DNA demethylation is associated with malignant progression of lower-grade gliomas (2019)
  • 著者名/発表者名: Nomura M, Saito K, Aihara K, Nagae G, Yamamoto S, Tatsuno K, Ueda H, Fukuda S, Umeda T, Tanaka S, Takayanagi S, Otani R, Nejo T, Hana T, Takahashi S, Kitagawa Y, Omata M, Higuchi F, Nakamura T, Muragaki Y, Narita Y, Nagane M, Nishikawa R, Ueki K, Saito N, Aburatani H, Mukasa A
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 1903
  • DOI: 10.1038/s41598-019-38510-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comprehensive assay for the molecular profiling of cancer by target enrichment from formalin‐fixed paraffin‐embedded specimens (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohsaka S, Tatsuno K, Ueno T, et.al.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 110 ページ: 1464～1479
  • DOI: 10.1111/cas.13968
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Integrative Molecular Characterization of Malignant Pleural Mesothelioma (2018)
  • 著者名/発表者名: TCGA Research Network
  • 雑誌名: Cancer Discovery 巻: 8 ページ: 1548～1565
  • DOI: 10.1158/2159-8290.CD-18-0804
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] BHD-associated kidney cancer exhibits unique molecular characteristics and a wide variety of variants in chromatin remodeling genes (2018)
  • 著者名/発表者名: Hasumi H, Furuya M, Tatsuno K, Yamamoto S, Baba M, Hasumi Y, Isono Y, Suzuki K, Jikuya R, Otake S, Muraoka K, Osaka K, Hayashi N, Makiyama K, Miyoshi Y, Kondo K, Nakaigawa N, Kawahara T, Izumi K, Teranishi J, Yumura Y, Uemura H, Nagashima Y, Metwalli AR, Schmidt LS, Aburatani H, Linehan WM, Yao M
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 27 ページ: 2712～2724
  • DOI: 10.1093/hmg/ddy181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic landscape influences the liver cancer genome architecture (2018)
  • 著者名/発表者名: Hama Natsuko、Totoki Yasushi、Miura Fumihito、Tatsuno Kenji、Saito-Adachi Mihoko、Nakamura Hiromi、Arai Yasuhito、Hosoda Fumie、Urushidate Tomoko、Ohashi Shoko、Mukai Wakako、Hiraoka Nobuyoshi、Aburatani Hiroyuki、Ito Takashi、Shibata Tatsuhiro
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 ページ: 1643
  • DOI: doi: 10.1038/s41467-018-03999-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] All-in-one panel assay for clinical cancer sequencing (2018)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tatsuno, Shinji Kosaka, Hiroki Ueda, Shogo Yamamoto, Shuhei Yoshikawa, Toshihide Ueno, Takashi Aoki, Shiro Fukuda, Kunihiro Nishimura, Hiroyuki Mano, Hiroyuki Aburatani
  • 学会等名: Precision Medicine in Cancer, Keystone Symposia
  • 国際学会
• [学会発表] Impact of Virus Integration into the Host Genome on Development of HCC in Patients with Occult HB Virus Infection (2018)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa Y, Tatsuno K, Takayama T, Yamamoto S, Nagae G, Moriyama M, Nakagawa H, Koike K, Moriya K, Aburatani H
  • 学会等名: 第69回米国肝臓学会議
  • 国際学会
• [学会発表] オカルトB型肝炎ウイルス感染患者での肝細胞がんゲノムへのウイルスゲノム挿入部位解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 辰野健二、緑川泰、高山忠利、永江玄太、山本尚吾、森山光彦、中川勇人、小池和彦、森屋恭爾、油谷浩幸
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Occult HBV肝癌患者におけるB型肝炎ウィルスDNA遺伝子組み込みの網羅的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 緑川泰、辰野健二、高山忠利、山本尚吾、永江玄太、森山光彦、小池和彦、森屋恭爾、油谷浩幸
  • 学会等名: 第54回日本肝癌研究会
• [学会発表] Impact of virus integration into the genomes of hepatocellular carcinoma patients with prior hepatitis B virus infection (2018)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa Y, Tatsuno K, Yamamoto S, Nagae G, Koike K, Moriyama M, Takayama T, Moriya K, Aburatani H
  • 学会等名: 米国がん学会
  • 国際学会
• [学会発表] 255症例の悪性胸膜中皮腫の網羅的遺伝子解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹下純平，辰野健二，松本大地，栗林康造，近藤展行，長谷川誠紀，佐藤鮎子，辻村亨，大多茂樹，河上裕，中野孝司，関戸好孝，油谷浩幸
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 255検体悪性胸膜中皮腫の変異・免疫プロファイリング (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹下純平，辰野健二，山本尚吾，鈴木章浩，白石友一，栗林康造，近藤展行，長谷川誠紀，佐藤鮎子，辻村亨，松本大地，大多茂樹，河上裕，中野孝司，関戸好孝，油谷浩幸
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第63回大会
• [学会発表] 日本人胃癌の遺伝学的素因 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木章浩、垣内美和子、田頭周、加藤洋人、竹下純平、山本尚吾、辰野健二、大島貴、利野靖、 中島淳、深山正久、石川俊平、 油谷浩幸
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第63回大会
• [学会発表] 卵巣明細胞癌における生殖細胞系・体細胞系ミスマッチ修復遺伝子異常 (2018)
  • 著者名/発表者名: 織田克利、西島明、長谷川幸清、 浅田佳代、池田悠至、山本尚吾、永江玄太、辰野健二、黒崎亮、 藤原恵一、大須賀穣、藤井知行、 油谷浩幸
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第63回大会