発癌素地の多様性と分子遺伝学アプローチに基づく膵癌の早期診断

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03655
• 研究機関: 旭川医科大学
• 研究代表者: 水上 裕輔 旭川医科大学, 医学部, 教授 (30400089)
• 研究分担者: 谷上 賢瑞 東京大学, アイソトープ総合センター, 特任准教授 (90648627) ; 小野 裕介 医療法人徳洲会札幌東徳洲会病院医学研究所, 臨床生体情報解析部, 部門長 (40742648) ; 唐崎 秀則 医療法人徳洲会札幌東徳洲会病院医学研究所, 外科的消化器病疾患研究部, 客員研究員 (50374806)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 膵癌 / クローン進化 / 多領域シーケンシング

研究実績の概要

1）膵癌の全割固定標本を用いた主病変と背景病変の分子情報の取得：通常型膵癌及び膵IPMN関連癌切除材料の全割固定標本を詳細に検鏡し、肉眼的正常膵におけるPanINをはじめとする前駆病変（背景病変）の多発が確認できる症例を10例確保した。H-E標本及びCLDN18免疫染色をもとに、切除対象となった主病変（指標病変）を組織学的な多様性を基に多領域の分画に分けて、さらに背景病変を症例あたり30-100箇所をマッピングし、これらの病原の異型度と空間的な分布情報を取得した。さらに、FFPE材料を用いて連続切片を作成し、これらの病変群のより抽出した核酸を用いて、膵癌の代表的なドライバー変異をカバーするカスタムパネルを用いて変異情報を得た。その結果、指標病変におけるドライバー変異のプロファイルと、背景病変の過多ならびに分布パターンに一定の法則があることを見出した。2）膵癌切除材料生検体を用いたマッピング及び多領域サンプリング解析：MACSシステムを導入し、patient-derived xenograftを用いた条件検討の後に、第1例目の膵癌切除材料生検体を用いた腫瘍細胞分離を行った。ドライバー変異のプロファイルとRNA-seq解析（ショートリード発現解析）の対比により、低異型度から高異型度病変への進展、さらに浸潤に至る分子経路の特定を行っている。また、腫瘍のクローン進化経路のさらなる特定のためにロングリードシーケンシングの必要性があり、次年度の課題とした。

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

当初の目標症例数に概ね到達しているが、微小病変を標的とする場合に限られた枚数の切片からシーケンス解析に十分な核酸が得られないことを経験した。

今後の研究の推進方策

2021年度はFFPE材料を用いて連続切片から病変由来の核酸を得る際高いシーケンス成功率を得るために微小病変に一定の選択基準を設けなどの工夫を行う。また、膵癌切除材料生検体を用いたロングリード解析を先進ゲノム支援の協力を得て進める計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Metachronous intraductal papillary mucinous neoplasms disseminate via the pancreatic duct following resection (2020)
  • 著者名/発表者名: Nagai Kazumasa、Mizukami Yusuke、Omori Yuko、Kin Toshifumi、Yane Kei、Takahashi Kuniyuki、Ono Yusuke、Sugitani Ayumu、Karasaki Hidenori、Shinohara Toshiya、Furukawa Toru、Hayashi Tsuyoshi、Okumura Toshikatsu、Maguchi Hiroyuki、Katanuma Akio
  • 雑誌名: Modern Pathology 巻: 33 ページ: 971～980
  • DOI: 10.1038/s41379-019-0405-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Digital PCR-based plasma cell-free DNA mutation analysis for early-stage pancreatic tumor diagnosis and surveillance (2020)
  • 著者名/発表者名: Okada Tetsuhiro、Mizukami Yusuke、Ono Yusuke、et al
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 55 ページ: 1183～1193
  • DOI: 10.1007/s00535-020-01724-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] How does intestinal-type intraductal papillary mucinous neoplasm emerge? CDX2 plays a critical role in the process of intestinal differentiation and progression (2020)
  • 著者名/発表者名: Omori Yuko、Ono Yusuke、Kobayashi Toshikazu、Motoi Fuyuhiko、Karasaki Hidenori、Mizukami Yusuke、Makino Naohiko、Ueno Yoshiyuki、Unno Michiaki、Furukawa Toru
  • 雑誌名: Virchows Archiv 巻: 477 ページ: 21～31
  • DOI: 10.1007/s00428-020-02806-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-saving method for directly amplifying and capturing a minimal amount of pancreatic tumor-derived mutations from fine-needle aspirates using digital PCR (2020)
  • 著者名/発表者名: Ono Yusuke、Hayashi Akihiro、Maeda Chiho、Suzuki Mayumi、Wada Reona、Sato Hiroki、Kawabata Hidemasa、Okada Tetsuhiro、Goto Takuma、Karasaki Hidenori、Mizukami Yusuke、Okumura Toshikatsu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-69221-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] REDD1 loss reprograms lipid metabolism to drive progression of RAS mutant tumors (2020)
  • 著者名/発表者名: Qiao Shuxi、Koh Siang-Boon、Vivekanandan Varunika、Salunke Devika、Patra Krushna Chandra、Zaganjor Elma、Ross Kenneth、Mizukami Yusuke、Jeanfavre Sarah、Chen Athena、Mino-Kenudson Mari、Ramaswamy Sridhar、Clish Clary、Haigis Marcia、Bardeesy Nabeel、Ellisen Leif W.
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 34 ページ: 751～766
  • DOI: 10.1101/gad.335166.119
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Resection for pancreatic cancer metastases contributes to survival (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Hiroki、Sasajima Junpei、Okada Tetsuhiro、Hayashi Akihiro、Kawabata Hidemasa、Goto Takuma、Koizumi Kazuya、Tamamura Nobue、Tanabe Hiroki、Fujiya Mikihiro、Chiba Shin-ichi、Tanino Mishie、Ono Yusuke、Mizukami Yusuke、Okumura Toshikatsu
  • 雑誌名: Medicine 巻: 99 ページ: e20564～e20564
  • DOI: 10.1097/MD.0000000000020564
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic Tracing of Clonal Expansion and Progression of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma: A Case Report and Multi-Region Sequencing Analysis (2020)
  • 著者名/発表者名: Tachibana Shion、Mizukami Yusuke、Ono Yusuke、Sugiyama Yuya、Okada Tetsuhiro、Kitazaki Arisa、Sasajima Junpei、Tominaga Motoya、Sakamoto Jun、Kimura Keisuke、Omori Yuko、Furukawa Toru、Kimura Taichi、Tanaka Shinya、Nagashima Kazuo、Karasaki Hidenori、Ohta Tomoyuki、Okumura Toshikatsu
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fonc.2020.00728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic alteration of colorectal adenoma‐carcinoma sequence among gastric adenocarcinoma and dysplastic lesions in a patient with attenuated familial adenomatous polyposis (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanabe Hiroki、Moriichi Kentaro、Takahashi Keitaro、Ono Yusuke、Kobayashi Yu、Murakami Yuki、Iwama Takuya、Kunogi Takehito、Sasaki Takahiro、Ando Katsuyoshi、Ueno Nobuhiro、Kashima Shin、Takei Hidehiro、Mizukami Yusuke、Fujiya Mikihiro、Okumura Toshikatsu
  • 雑誌名: Molecular Genetics & Genomic Medicine 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.1002/mgg3.1348
  • 査読あり
• [学会発表] 早期胃癌におけるマイクロサテライト不安定性の検討. (2020)
  • 著者名/発表者名: 田邊裕貴、水上裕輔、小林 裕、久野木健仁、高橋慶太郎、安藤勝祥、上野伸展、嘉島 伸、藤谷幹浩、奥村利勝.
  • 学会等名: 第117回日本内科学会総会
• [学会発表] IPMN組織亜型における遺伝子異常についての相互関係の分子病理学的解析． (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林敏一、大森優子、小野裕介、水上裕輔、牧野直彦、元井冬彦、海野倫明、上野義之、古川 徹．
  • 学会等名: 第109回日本病理学会総会
• [学会発表] STK11 plays a canonical role in malignant progression of a subset of KRAS-mutant IPMNs. (2020)
  • 著者名/発表者名: 大森優子、小野裕介、森川孝則、元井冬彦、樋口亮太、山本雅一、唐崎秀則、水上裕輔、海野倫明、古川 徹．
  • 学会等名: 第109回日本病理学会総会
• [学会発表] 膵癌初期発生における膵腸相関. (2020)
  • 著者名/発表者名: 小野裕介、中村公則、清水由宇、横井友樹、杉本理菜、早川祐子、佐藤裕基、水上裕輔、綾部時芳、奥村利勝.
  • 学会等名: 第24回腸内細菌学会学術集会
• [学会発表] 胆管内乳頭状腫瘍(IPNB)は臨床病理学的因子および分子異常と関連した2つのTypeに分けられる． (2020)
  • 著者名/発表者名: 青木泰孝、水間正道、畠 達夫、青木 豪、大森優子、小野裕介、水上裕輔、海野倫明、古川 徹．
  • 学会等名: 第56回日本胆道学会学術集会
• [学会発表] Multiplex digital PCR for detection KRAS and GNAS mutations. (2020)
  • 著者名/発表者名: 前田知歩、小野裕介、水上裕輔.
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 大腸腺腫と家族性大腸腺腫症の比較検討． (2020)
  • 著者名/発表者名: 田邊裕貴、小野裕介、水上裕輔、藤谷幹浩、奥村利勝．
  • 学会等名: 第79回日本癌学会学術総会
• [学会発表] FEASIBILITY OF DIGITAL PCR-BASED QUANTIFICATION AND MUTATION ANALYSIS OF PLASMA CELL-FREE DNA FOR DIAGNOSIS AND SURVEILLANCE OF EARLY-STAGE PANCREATIC TUMORS. (2020)
  • 著者名/発表者名: Okada T, Mizukami Y, Koizumi K, Takahashi K, Iwano H, Asahara S, Kuwatani M, Kawamoto T, Sato H, Hayashi A, Kawabata H, Goto T, Sasajima J, Fujiya M, Ono Y, Karasaki H, Okumura T.
  • 学会等名: DDW2020
  • 国際学会
• [学会発表] STK11 Plays a Canonical Role in Malignant Progression of a Subset of KRAS-mutant Intraductal Papillary Mucinous Neoplasms. (2020)
  • 著者名/発表者名: Omori Y, Ono Y, Morikawa T, Motoi F, Higuchi R, Yamamoto M, Karasaki K, Mizukami Y, Unno M. Furukawa T.
  • 学会等名: 109th USCAP Annual Meeting
  • 国際学会
• [産業財産権] 遺伝子解析用サンプルの製造方法 (2020)
  • 発明者名: 水上裕輔、小野裕介、林 明宏
  • 権利者名: 水上裕輔、小野裕介、林 明宏
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 20-192P