新プロテオミクス解析から捉える下垂体腫瘍における遺伝子型－表現型連関の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08880
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 堀口 健太郎 千葉大学, 医学部附属病院, 助教 (50436408)
• 研究分担者: 田中 知明 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 下垂体腺腫 / 遺伝子型―表現型 連関 / プロテオミクス / マルチオミクス

研究実績の概要

本年度は当初の予定通りに下垂体腺腫の臨床的特徴と分子生物学的背景の解明のために154症例の下垂体腺腫の検体を用いてnon-target proteomicsおよびRNA-seqとの同時解析を行なった．proteomicsとRNAseqにおけるデータ上の相関において，KEGG pathway解析ではゴナドトロピン、アルギニン、プロリン、プロラクチン代謝に関わる分子のmRNAとタンパク質の相関が高いこと，一方でRibosome, spliceosome, basal transcription factorに関わる分子のmRNAとタンパク質の相関が低く、場合によっては負の相関を示すことがあることが判明した．これらから，分子の代謝や生物学機能などがmRNAとタンパク質の相関に影響すると考察された．次に，omics dataから見た下垂体腺腫全体の特徴としてUMAPを用いたRNAseqの解析結果としてSF1, T-Pit,Pit1の３つのlineageに分かれることが確認でき，タンパクレベルも３つのlineageごとにタンパク発現のパターンが大きく異なることが確認できた。臨床所見との関係性において，硬い腺腫は柔らかい腺腫より腫瘍が大きい傾向があること，柔らかい腺腫の場合はアポトーシスの誘導機構が関わり、腫瘍の柔らかい性質に繋がる可能性があること，浸潤が強いknosp Gr4の下垂体腺腫はmRNAとタンパク質の発現パターンが通常の腺腫と異なり，浸潤能に関連する因子が同定された。当初の研究予定通りに下垂体腺腫の腫瘍検体を用いてRNAseq及びnon-target proteomicsを施行し、得られたOmics dataの相関関係を確かめられた．下垂体腫瘍の発生分化の鍵となる転写制御因子群が病態に重要な役割を確認でき，順調に計画が進行している．

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

本年度は研究実績の概要に示したように，non-target proteomicsおよびRNA-seqとの同時解析を行なうことで，omics dataから下垂体腺腫の臨床的特徴と分子生物学的背景の関連の一部を解析できた．その結果，下垂体腫瘍の発生分化の鍵となる転写制御因子群が病態に重要な役割を確認できた．今後は下垂体の分化過程で発現が亢進する遺伝子群の中に種々の下垂体腺腫を形成する因子があると推定し，次年度以降にSingle cell解析の技術を用いて解析を行う予定であり，全体としては概ね予定通りに進展している．

今後の研究の推進方策

今までに解析されたRNAseq及びproteomicsの解析により下垂体腺腫の腫瘍性格が主に３つのlineageに分けられた．また，同じ非機能性下垂体腺腫の診断でも遺伝子発現によって３つのsubtypeが分かれることができ、それぞれ特有の性質を有していることがわかり，今後は既知の転写因子以外の因子同定を行い，個々の下垂体腺腫の発生、分化メカニズムの解明が課題になり，研究を推進していく．
本研究のProteomicsの解析では、腫瘍の浸潤性及び硬さに関する影響因子とpathwayが同定され、臨床所見を解析する際に有用性が高く，臨床検体と併せた更なる解析を進めていく．

次年度使用額が生じた理由

今年度はSingle cell解析まで至ることができなかったが、、次年度は実施する予定である。非常に高額なSingle cell 用解析試薬をを購入する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Two cases of symptomatic secondary hypophysitis due to Rathke’s cleft cysts treated with glucocorticoids: long- term follow-up (2021)
  • 著者名/発表者名: Hanna Deguchi-Horiuchi, Hisashi Koide, Ikki Sakuma, Yue Gao, Seiichiro Higuchi, Hidekazu Nagano, Naoko Hashimoto, Kentaro Horiguchi, Yasuo Iwadate, Naoko Inoshita, Koutaro Yokote, Tomoaki Tanaka
  • 雑誌名: Endocr Journal 巻: 68 ページ: 269-279
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ20-0361
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ICAM1-Negative Intravascular Large B-Cell Lymphoma of the Pituitary Gland: A Case Report and Literature Review (2021)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Nait, Sawako Suzuki, Chikako Ohwada, Kazuki Ishiwata, Yutaro Ruike, Akiko Ishida, Hanna Deguchi, Masanori Fujimoto, Hisashi Koide, Emiko Sakaida, Kentaro Horiguchi, Yasuo Iwadate, Ichiro Tatsuno, Naoko Inoshita, Jun-ichiro Ikeda, Tomoaki Tanaka, Koutaro Yokote,
  • 雑誌名: AACE Clinical Case Reports 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.aace.2021.01.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transnasal endoscopic resection of Epstein-Barr virus associated cavernous sinus tumour (2020)
  • 著者名/発表者名: Daiki Yokoyama,Kentaro Horiguchi,Yoshinori Higuchi, Jun Hashiba
  • 雑誌名: BMJ Case Reports 巻: 30 ページ: e236381
  • DOI: 10.1136/bcr-2020-236381.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 〔エキスパートによる手術〕 経鼻的下垂体腫瘍摘出術 (2020)
  • 著者名/発表者名: 堀口健太郎
  • 雑誌名: 脳神経外科速報 巻: 30 ページ: 1054-1060
  • 国際共著
• [学会発表] マルチオミクス解析から捉える下垂体腺腫の特徴 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高 躍，永野 秀和，堀口 健太郎, 橋本 直子,中山 哲俊，樋口 誠一郎，山形 一行，横山 真隆，岩立 康男，田中 知明
  • 学会等名: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] クッシング病に対する診断・内視鏡下経鼻手術の治療成績 (2020)
  • 著者名/発表者名: 堀口 健太郎，高 躍，小出 尚史，横手 幸太郎，田中 知明，岩立康男
  • 学会等名: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] テモゾロミドが著効したPRL/ACTH同時産生下垂体癌 多発肝転移の一例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 瀧 由樹，藤本 真徳，高 躍，五十嵐 浩志，石渡 一樹，内藤 久美子，類家 裕太郎，永野 秀和，鈴木 佐和子，井下 尚子，堀口 健太郎，小出 尚史，岩立 康男，田中 知明，横手 幸太郎
  • 学会等名: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] Endoscopic endonasal surgery for craniopharyngiomas: advantages and limitations (2020)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Horiguchi, Tatsuma Matsuda, Yoshinori Higuchi, Shiro Ikegami, Yasuo Iwadate
  • 学会等名: The 15th Asian-Oceanian International Congress on Skull Base Surgery
  • 国際学会
• [学会発表] 巨大下垂体腺腫の血行動態 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松田達磨，堀口 健太郎，高 躍，岩立 康男
  • 学会等名: 第34回日本微小脳神経外科解剖研究会