遺伝性ならびに稀少発症の腎癌の腫瘍化機構解明と診断マーカー・治療標的の探索研究

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K09717
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 矢尾 正祐 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (00260787)
• 研究分担者: 中井川 昇 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (00237207) ; 古屋 充子 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (10361445) ; 蓮見 壽史 横浜市立大学, 医学部, 助教 (40749876) ; 近藤 慶一 横浜市立大学, 附属病院, 准教授 (80363836)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 腎癌 / 遺伝性 / 稀少発症 / 診断マーカー / 治療標的

研究実績の概要

腎癌はネフロンを構成する近位あるいは遠位尿細管細胞より発生する悪性腫瘍と考えられ、淡明細胞型、乳頭状、嫌色素型等が比較的頻度が高い代表的な組織型として知られている。特に腎癌全体の約75%を占める淡明細胞型では、2010年以降多数検体の次世代シークエンス（NGS）解析やオミックス解析が一気に進められ、VHL遺伝子以外に、SETD2、BAP1、PBRM1、KDM5C などのクロマチン再構成遺伝子群がドライバー遺伝子であり、それらの複数個の変異の蓄積により発症し得ることが示された。一方遺伝性の背景を持つ腎癌や稀少発症の腎癌は両者を合わせて現在10種類以上が病理組織学的に分類されているが、いずれもその病態および分子発症機構は不明な部分が多い。本研究の目的は、遺伝性発症が疑われる腎癌患者ならびに散発例の稀少発症腎癌患者を対象に、想定される疾患責任遺伝子の生殖細胞系列変異の同定を含む確定診断を行うとともに、患者に発症した腎癌検体を用いてNGS解析やさらに網羅的発現解析、メタボローム解析等により、ドライバー変異、ゲノム・エピゲノム異常を明らかにする。得られた情報を基に尿細管細胞の腫瘍化や、組織型亜型やがん多様性をもたらす分子機構を理解し、これらの複数種の腎癌を的確に判別しうる新規の診断マーカーや治療標的となりうる新たな分子を探索する。本年度は遺伝性腎癌症候群の一つである遺伝性平滑筋腫症・腎細胞癌症候群（hereditary leiomyomatosis and renal cell cancer、HLRCC)について本邦例を集積し、その臨床病理学的特徴を明らかにした。またバート・ホッグ・デュベ（Birt-Hogg-Dube、BHD)症候群については診断および診療を継続して実施し、全体では40以上の腎癌検体の収集を行うことができた。

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

非常に稀な遺伝性腎癌症候群の一つである、遺伝性平滑筋腫症・腎細胞癌症候群（HLRCC)について本邦例10例を集積し、臨床病理学的特徴を明らかにした。腎癌の診断年齢は25～59歳（中央値：45歳）で、性別は男8、女2例であった。全例、初発時あるいは腎摘後に転移が出現していた。いずれも一腎に単発の発症であったが、3例は両腎発症であった。皮膚平滑筋腫を3例で病理学的に確認し、女性2例で子宮平滑筋腫が見られた。腎癌組織型は2型乳頭状、管状嚢胞状あるは両方の混在したものであった。免疫組織化学では、FH染色は解析したすべての腎腫瘍（12/12）で陰性、またB7ファミリーのPD-L1（B7-H1）は11/12で陽性、CD80（B7-１）は12/12で陰性、B7-H3は11/12で陽性であった。全例でFH遺伝子の生殖細胞系列変異を確認した。変異型はすべて異なるもので、さらに体細胞変異分析が10腫瘍で解析できたが、全例でFHのヘテロ接合性の消失（LOH）がみられた。コピー数多型（CNV）分析は2腫瘍で行われ、FHが局在する染色体1q24.2-1q44の片親性の二染色体、即ちコピーニュートラルLOHであった。免疫チェックポイント阻害剤（ICI)治療が5例で行われ自験例1例のCRを含む2例で良好な反応を示しており、B7ファミリーの免疫染色所見を反映するような結果であった。これらの知見よりHLRCC関連腎癌では、ICI治療が有効な可能性が示唆された。またBHD症候群については20例以上を診断ならびに診療を継続して実施し、この過程を通して全体では40以上の腎癌検体の収集を行うことができた。

今後の研究の推進方策

1)　遺伝性腎癌、稀少発症腎癌に引き続き焦点を当て、病態より想定される疾患責任遺伝子の生殖細胞系列あるいは体細胞性の変異の同定により確定診断を行う。さらに標準的なサンガーシークエンス法では変異が同定できない未確定診断例に対しては、次世代シークエンサー（NGS）による高精度なゲノム解析を行い、責任遺伝子の変異を検出し確定診断を行う。本研究期間内に、20例以上の新規の診断例を含む患者の治療を継続実施するとともに、稀少腎癌検体の収集も合わせて進める。
2)　遺伝性腎癌の中で比較的頻度の高いバート・ホッグ・デュベ（Birt-Hogg-Dube、BHD)症候群に発症した腎癌についてはこれまでに40以上の検体収集を行うことができた。これらのうち15～20例について、次世代シークエンサー（NGS）による高精度なゲノム解析、RNAシークエンス解析を実施し、BHD関連腎癌の発症に関わるゲノム異常を明らかにする。
3)　遺伝性腎癌や転座型腎癌に焦点を絞り、その責任遺伝子であるVHL, FLCN, FH遺伝子等、また腎癌のドライバー遺伝子であることが明らかなクロマチン再構成遺伝子群についてもそれぞれコンディショナルノックアウトマウスを作成し、これらを交配させ腎腫瘍発症に関わるこれらの遺伝子群の機能や相互作用について解析を進める。
4)　遺伝性腎癌であるBHD症候群、VHL病等に発症した腎癌について、シングルセルRNAシークエンス解析を行い、がん細胞ならびにがん間質を構成する細胞群や免疫関連細胞群の個別の遺伝子発現を解析し、これらの腫瘍のがん多様性や癌微小環境の状態について詳細に検討を加える。
5)　上記の解析結果に基づいて、腫瘍細胞特異的な遺伝子マーカー候補や治療標的シグナル経路あるいは分子候補の探索を行う。

次年度使用額が生じた理由

コロナ感染症蔓延の為、学会・研究会等の出張が一部取りやめとなった。また同じ理由で大学院生や実験助手が一定期間出勤自粛となったため、その間の物品の購入も予定より少なかった。その差額は次年度の研究経費に充てる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] FLCN alteration drives metabolic reprogramming towards nucleotide synthesis and cyst formation in salivary gland (2020)
  • 著者名/発表者名: Isono Y、Furuya M、Kuwahara T、Sano D、Suzuki K、Jikuya R、Mitome T、Otake S、Kawahara T、Ito Y、Muraoka K、Nakaigawa N、Kimura Y、Baba M、Nagahama K、Takahata H、Saito I、Schmidt LS.、Linehan W. M、Kodama T、Yao M、Oridate N、Hasumi H
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 522 ページ: 931～938
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.11.184
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Birt‐Hogg‐Dube syndrome‐associated renal cell carcinoma: Histopathological features and diagnostic conundrum (2019)
  • 著者名/発表者名: Furuya M, Hasumi Y, Yao M, Nagashima Y.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 111 ページ: 15～22
  • DOI: 10.1111/cas.14255
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] TFE3 Xp11.2 Translocation Renal Cell Carcinoma Mouse Model Reveals Novel Therapeutic Targets and Identifies GPNMB as a Diagnostic Marker for Human Disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Baba M, Furuya M, Motoshima T, Lang M, Funasaki S, Ma W, Sun HW, Hasumi H, Huang Y, Kato I, Kadomatsu T, Satou Y, Morris N, Karim BO, Ileva L, Kalen JD, Wilan Krisna LA, Hasumi Y, Sugiyama A, Kurahashi R, Nishimoto K, Oyama M, Nagashima Y, Kuroda N, Araki K, Eto M, Yao M, Kamba T, Suda T, Oike Y, et al.
  • 雑誌名: Molecular Cancer Research 巻: 17 ページ: 1613～1626
  • DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-18-1235
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 本邦の遺伝性平滑筋腫症-腎細胞癌症候群(HLRCC)10家系における腎癌と関連疾患の病態、および遺伝カウンセリング (2019)
  • 著者名/発表者名: 古屋 充子, 蓮見 壽史, 中井川 昇, 神戸 直智, 大江 知里, 長嶋 洋治, 矢尾 正祐
  • 学会等名: 第43回日本遺伝カウンセリング学会学術集会
• [学会発表] TFE3再構成腎細胞癌32例の臨床病理学的解析 (Clinicopathological Analyses of 32 Cases of TFE3-rearranged Renal Cell Carcinomas) (2019)
  • 著者名/発表者名: 古屋 充子, 馬場 理也, 加藤 生真, 矢尾 正祐, 近藤 恒徳, 長嶋 洋治
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Xp11.2転座腎細胞癌モデルマウスの解析による新規治療標的分子の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 馬場 理也, 元島 崇信, 馬 文娟, 蓮見 壽史, 佐藤 賢文, 古屋 充子, 長嶋 洋治, 矢尾 正祐, 尾池 雄一, Schmidt Laura S, Linehan W. Marston, 神波 大己
  • 学会等名: 第107回日本泌尿器科学会総会
• [学会発表] 遺伝性平滑筋腫症および腎細胞癌症候群関連腎細胞癌に対しニボルマブ・イピリムマブ併用療法が奏功した一例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 入部 康弘, 中井川 昇, 古屋 充子, 長嶋 洋治, 松元 加奈, 中島 健寛, 荒木 あずみ, 伊藤 悠亮, 蓮見 壽史, 柴田 洋佑, 太田 純一, 岩下 広道, 林 成彦, 槙山 和秀, 近藤 慶一, 矢尾 正祐
  • 学会等名: 第50回腎癌研究会