メタボローム解析を用いたグリオーマにおける新規バイオマーカーの探索

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293309
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 甲村 英二 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30225388)
• 研究分担者: 篠山 隆司 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (10379399) ; 細田 弘吉 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90403261) ; 田中 一寛 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (70467661) ; 水川 克 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (80403260) ; 佐々木 良平 神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (30346267) ; 西原 賢在 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (20452493)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: glioma / IDH mutation / glutamate / 2-hydroxyglutarate

研究実績の概要

2013年8月から2015年8月の間に診断された頭蓋内のグリオーマ患者連続57例を対象にした。すべての患者に対して脳腫瘍摘出術前に3-T MRI (Philips、Achieva)を使用してMRSによる腫瘍内代謝産物の測定を行った。MRSの設定条件はpoint-resolved spectroscopic sequence (PRESS)法、シングルボクセル（ボクセルサイズ1.5 × 1.5 × 1.5 cm3）、TR/TE = 2000/35 msに設定した。摘出した腫瘍組織を質量分析計 (GC-MS; GCMS-QP2010 Ultra)を用いて2HGを含む代謝物のメタボローム解析を行い、MRSで得られたデータと比較した。また、腫瘍組織のmRNAの発現量をリアルタイムPCR法、タンパク量をウエスタンブロット法で比較した。57例のうち、10例は壊死や出血による低い信号雑音比や高い半値全幅によって除外し、最終的には47例が登録された。
MRSとメタボローム解析で得られた2HG濃度を比較すると、MRSではIDH1変異陽性症例においても2HGを測定できない症例（偽陰性）やIDH1野生型症例において2HGを過大評価してしまう症例（偽陽性）が存在した。一方、IDH1変異神経膠腫では、グルタミン酸濃度が有意に低下していた。グルタミン酸濃度は腫瘍悪性度が増すにつれて増加したが、2HG濃度は悪性度と相関は無かった。また2HGとグルタミン酸濃度は、腫瘍組織系やMGMTのメチル化には有意な関連は認めなかった。2HG測定にグルタミン酸測定を加えることによりIDH1変異有無の予測精度（感度・特異度）は向上した。
グリオーマ細胞（U87 MG）にIDH1変異遺伝子を導入し、上記代謝変動を確認した。多変量解析を行うと、2HGとともにグルタミン酸がIDH1変異陽性細胞の代謝変化に最も寄与する代謝物であり、IDH1変異陽性細胞では2HG濃度の増加とともにグルタミン酸濃度の低下を認めた。このことからグルタミン酸はIDH1変異予測の新たなバイオマーカーになりうることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Diagnostic value of glutamate with 2-hydroxyglutarate in magnetic resonance spectroscopy for IDH1 mutant glioma (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Nagashima1, Kazuhiro Tanaka1*, Takashi Sasayama1, Yasuhiro Irino2, Naoko Sato1, Yukiko Takeuchi2, Katsusuke Kyotani3, Akitake Mukasa6, Katsu Mizukawa1, Junichi Sakata1, Yusuke Yamamoto1, Kohkichi Hosoda1, Tomoo Itoh4, Ryohei Sasaki5, and Eiji Kohmura1
  • 雑誌名: Neuro-Oncology 巻: in press ページ: 1-10
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Radiographic occult cerebellar germinoma presenting with progressive ataxia and cranial nerve palsy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Minami N, Tanaka K, Kimura H, Hirose T, Mori T, Maeyama M, Sekiya H, Uenaka T, Nakamizo S, Nagashima H, Mizukawa K, Itoh T, Sasayama T, Kohmura E.
  • 雑誌名: BMC Neurol. 巻: 16(1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1186/s12883-015-0516-9.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiotherapy for brainstem gliomas in children and adults: A single-institution experience and literature review. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K, Sulaiman NS, Miyawaki D, Ejima Y, Nishimura H, Ishihara T, Matsuo Y, Nishikawa R, Sasayama T, Hayakawa A, Kohmura E, Sasaki R.
  • 雑誌名: Asia Pac J Clin Oncol 巻: Mar 3 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1111/ajco.12451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Duplex-assisted carotid artery stenting without administration of contrast medium for patients with chronic kidney disease or allergic reaction. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mizowaki T, Fujita A, Imahori T, Uyama A, Inoue S, Kohta M, Hamaguchi H, Sasayama T, Hosoda K, Kohmura E.
  • 雑誌名: Neuroradiology 巻: in press ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compensatory glutamine metabolism promotes glioblastoma resistance to mTOR inhibitor treatment. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Sasayama T, Irino Y, Takata K, Nagashima H, Satoh N, Kyotani K, Mizowaki T, Imahori T, Ejima Y, Masui K, Gini B, Yang H, Hosoda K, Sasaki R, Mischel PS, Kohmura E.
  • 雑誌名: J Clin Invest 巻: 125(4) ページ: 1591-602
  • DOI: 10.1172/JCI78239
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] STAT3 activation is associated with cerebrospinal fluid interleukin-10 (IL-10) in primary central nervous system diffuse large B cell lymphoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizowaki T, Sasayama T, Tanaka K, Mizukawa K, Takata K, Nakamizo S, Tanaka H, Nagashima H, Nishihara M, Hirose T, Itoh T, Kohmura E.
  • 雑誌名: J Neurooncol 巻: 124(2) ページ: 165-74
  • DOI: 10.1007/s11060-015-1843-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Combined IDH1 mutation and MGMT methylation status on long-term survival of patients with cerebral low-grade glioma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Sasayama T, Mizukawa K, Takata K, Sulaiman NS, Nishihara M, Kohta M, Sasaki R, Hirose T, Itoh T, Kohmura E.
  • 雑誌名: Clin Neurol Neurosurg 巻: 138 ページ: 37-44
  • DOI: 10.1016/j.clineuro.2015.07.019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor-Associated Macrophages Associate with Cerebrospinal Fluid Interleukin-10 and Survival in Primary Central Nervous System Lymphoma (PCNSL). (2015)
  • 著者名/発表者名: Sasayama T, Tanaka K, Mizowaki T, Nagashima H, Nakamizo S, Tanaka H, Nishihara M, Mizukawa K, Hirose T, Itoh T, Kohmura E.
  • 雑誌名: Brain Pathol 巻: Aug 28 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1111/bpa.12318
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Targeting glutaminase and mTOR. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Sasayama T, Kohmura E
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 6(29) ページ: 26544-5
  • DOI: 10.18632/oncotarget.5263
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 術前MR SpectroscopyによるグリオーマIDH1変異の予測可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長嶋宏明1、田中一寛1、篠山隆司1、佐藤 直子1、入野康宏2、京谷勉輔3、甲村英二1
  • 学会等名: 第33回日本脳腫瘍学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-12-06 – 2015-12-08
• [学会発表] Prediction of Glioma with the IDH1 mutation by MR Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Nagashima, Kazuhiro Tanaka, Takashi Sasayama, Naoko Sato, Yasuhiro Irino, Bensuke Ktoyani, Eiji Kohmura
  • 学会等名: Society of Neuro-Oncology Annual meeting 2015
  • 発表場所: San Antonio
  • 年月日: 2015-11-19 – 2015-11-22
  • 国際学会
• [学会発表] 術前MR SpectroscopyによるグリオーマIDH1変異の予測可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長嶋宏明1、田中一寛1、篠山隆司1、佐藤 直子1、入野康宏2、京谷勉輔3、甲村英二1
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会 第74回学術総会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-10-14 – 2015-10-16
• [学会発表] IDH1変異グリオーマとグルタミン代謝 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長嶋宏明1、田中一寛1、篠山隆司1、佐藤 直子1、入野康宏2、京谷勉輔3、甲村英二1
  • 学会等名: 第3回がんと代謝研究会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2015-07-16 – 2015-07-17