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2012 年度 実績報告書

統合的ゲノム解析によるがん細胞集団進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24221011
研究種目

基盤研究(S)

研究機関東京大学

研究代表者

油谷 浩幸  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (10202657)

研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2017-03-31
キーワードゲノム / がん / 幹細胞 / クロマチン / エクソーム
研究概要

本研究はがん細胞集団ゲノムに蓄積する状況を時系列で解析することにより、「癌細胞集団の進化(evolution)」にかかわるゲノム・エピゲノム変異を同定することを目的とする。第一に、癌細胞集団のゲノム不均一性の解析については、経過中に再発を生じた症例において、エクソーム解析およびDNAメチル化解析を実施した。グリオーマや膵がん、低分化型胃癌は腫瘍細胞含量が低い組織が多く、腫瘍含量を考慮したデータ解析パイプラインの開発を行い、検証をおこなった。悪性グリオーマは再発時にはより高グレードな腫瘍組織像を呈する。原発巣に認められるIDH変異に加えて新たなゲノムコピー数および塩基変異が加わっていた。また、最長8代まで継代したヒト胃癌ゼノグラフト7症例について原発巣及び正常組織ゲノムの全エクソン解析を実施した。組織像、遺伝子発現プロファイル、コピー数変異パターンは比較的よく保存されていた。原発腫瘍に認められた塩基変異の多くはゼノグラフトにも維持され、変異アレル頻度が高かった。一方、継代に従って新たな変異が蓄積する傾向が認められ、これら新たな変異の多くは変異アレル頻度が低く、サブ集団に存在する可能性が示唆された。第二にがん細胞のクロマチン動態の解析については、ヒト肝細胞がん腫瘍組織においてのヒストン修飾および転写因子の標的部位を特定すべくChIP-seq解析を行い、β-cateninの標的部位を腫瘍組織と正常組織で比較した。また、癌幹細胞をはじめとした腫瘍内の質的な不均一性を明らかにすべく、単一細胞のトランスクリプトーム解析法の確立をすすめた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

エクソーム解析データ解析について腫瘍細胞含量を考慮した解析パイプラインの開発を行った。エクソーム解析データに基づくアレル別コピー数予測プログラムを作成し、従来の標準解析法であるSNPアレイによる予測結果と大変良好な相関が認められた。同様の解析ソフトウェアは国際的にも殆ど開発されておらず、国内研究者へのプロトタイプの提供も開始した。しかしながら、腫瘍含量が20%を下回るような検体については通常のリード深度である100X前後では腫瘍細胞由来のリードが平均20本程度しか存在しないことから、予測した腫瘍含量を考慮して変異検出を行うことで精度の向上が認められた。一方、低腫瘍含量の症例において解析の特異性、再現性を上げるためにはリード数の追加が必要と考えられた。

今後の研究の推進方策

エクソーム解析の検体処理およびデータ解析パイプラインの性能評価を行うためには、正解となるデータを高いリード深度で取得する必要がある。症例間での変異出現頻度が高い遺伝子について増幅するプライマーセットをデザインして、再度同一検体の変異解析を準備中である。
症例の経時的解析では、再発腫瘍を形成するクローンがどのように選択されたかを明らかにすべく、原発腫瘍が保有する不均一性を解析することが重要と考えられた。そのためにはパラフィン包埋組織の利用を積極的に行うことが必要である。
腫瘍細胞間のエピゲノムの不均一性を理解するためには、単一細胞のRNA-seq解析のセットアップを進めた。また、幹細胞マーカー陽性の細胞の分離手法の確立に着手した。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enrichment of stem-like cell population comprises transformation ability of Epstein-Barr virus latent membrane protein 2A for non-transformed cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Nakaya T
    • 雑誌名

      Virus Res.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2013.03.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of histone demethylase JMJD1A improves anti-angiogenic therapy and reduces tumor associated macrophages.2013

    • 著者名/発表者名
      Osawa T
    • 雑誌名

      Cancer Res.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1158/0008-5472.CAN-12-3231

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lung cancer with Loss of BRG1/BRM, shows Epithelial Mesenchymal Transition Phenotype and Distinct Histologic and Genetic Features.2013

    • 著者名/発表者名
      Matsubara D
    • 雑誌名

      Cancer Sci.

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1111/cas.12065

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The critical role of cyclin D2 in cell cycle progression and tumorigenicity of glioblastoma stem cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Koyama-Nasu R
    • 雑誌名

      Oncogene

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1038/onc.2012.399

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of CCDC6-RET Fusion in the Human Lung Adenocarcinoma Cell Line, LC-2/ad.2012

    • 著者名/発表者名
      Matsubara D
    • 雑誌名

      J Thorac Oncol.

      巻: 7 ページ: 1872-1876.

    • DOI

      10.1097/JTO.0b013e3182721ed1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CDX1 confers intestinal phenotype on gastric epithelial cells via induction of stemness-associated reprogramming factors SALL4 and KLF5.2012

    • 著者名/発表者名
      Fujii Y
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 109 ページ: 20584-9.

    • DOI

      10.1073/pnas.1208651109

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upregulation of CD200R1 in lineage-negative leukemic cells is characteristic of AML1-ETO-positive leukemia in mice.2012

    • 著者名/発表者名
      Kagiyama Y
    • 雑誌名

      Int J Hematol.

      巻: 96 ページ: 638-48

    • DOI

      10.1007/s12185-012-1207-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple knowledge-based mining method for exploring hidden key molecules in a human biomolecular network.2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuji S
    • 雑誌名

      BMC Syst Biol.

      巻: 6 ページ: 124

    • DOI

      10.1186/1752-0509-6-124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased Expression and Aberrant Localization of Mucin 13 in Metastatic Colon Cancer.2012

    • 著者名/発表者名
      Gupta BK
    • 雑誌名

      J Histochem Cytochem

      巻: 60 ページ: 822-31

    • DOI

      10.1369/0022155412460678

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nrf2 redirects glucose and glutamine into anabolic pathways in metabolic reprogramming.2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuishi Y
    • 雑誌名

      Cancer Cell

      巻: 22 ページ: 66-79

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2012.05.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epstein-barr virus infection as an epigenetic driver of tumorigenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      Kaneda A
    • 雑誌名

      Cancer Res.

      巻: 72 ページ: 3445-50

    • DOI

      10.1158/0008-5472.CAN-11-3919

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternative splicing of CD44 mRNA by ESRP1 enhances lung colonization of metastatic cancer cell.2012

    • 著者名/発表者名
      Yae T
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 3 ページ: 883

    • DOI

      10.1038/ncomms1892.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genotype-Dependent Efficacy of a Dual PI3K/mTOR Inhibitor, NVP-BEZ235, and an mTOR Inhibitor, RAD001, in Endometrial Carcinomas.2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji K
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 7 ページ: e37431

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0037431

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential role of LMP2 as an anti-oncogenic factor in human uterine leiomyosarcoma: Morphological significance of calponin h1.2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi T
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 586 ページ: 1824-31

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2012.05.029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genome-wide single nucleotide polymorphism arrays as a diagnostic tool in patients with synchronous endometrial and ovarian cancer.2012

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Y
    • 雑誌名

      Int J Gynecol Cancer.

      巻: 22 ページ: 725-31

    • DOI

      10.1097/IGC.0b013e31824c6ea6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of induced pluripotent stem cells from primary chronic myelogenous leukemia patient samples.2012

    • 著者名/発表者名
      Kumano K
    • 雑誌名

      Blood

      巻: 119 ページ: 6234-42

    • DOI

      10.1182/blood-2011-07-367441

    • 査読あり
  • [学会発表] パーソナルオンコロジーへ向けてのゲノム情報解析

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      第327回CBI学会研究講演会
    • 発表場所
      東京
    • 招待講演
  • [学会発表] 第48回日本肝癌研究会

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      肝細胞癌の統合的ゲノム解析
    • 発表場所
      金沢
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomics of Cancer Progression

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      71st Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • 発表場所
      札幌
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomic Medicine towards personal oncology

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      JDDW2012
    • 発表場所
      神戸
    • 招待講演
  • [学会発表] 肝細胞癌の統合的ゲノム解析

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      生命医薬情報学連合大会
    • 発表場所
      東京
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代シーケンサーによるがん診断

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第57回大会
    • 発表場所
      新宿
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomics of cancer progression

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      NSFC-JST Workshop on Genomics for Clinical Studies
    • 発表場所
      Shanghai (China)
    • 招待講演
  • [学会発表] Integrated genomics of hepatocellular carcinoma genome

    • 著者名/発表者名
      油谷浩幸
    • 学会等名
      AGBT 2013
    • 発表場所
      Marco Island, FL USA
  • [備考] 東京大学先端科学技術研究センターゲノムサイエンス分野

    • URL

      http://www.genome.rcast.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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