【研究領域課題番号】22K06947 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

cancer / micropapillary / lung adenocarcinoma / DNA methylation / pathology

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究領域課題番号】20H00545 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 遺伝子 / ゲノム / 遺伝学 / 病理学 / 肺がん / 治療標的

【研究成果の概要】

上皮内肺がん17例、微小浸潤腺がん2例について、全ゲノム/RNAシークエンスデータおよび長鎖シークエンスデータを取得し、進行がんと比較することで、総合的に早期肺発がん機構のメカニズムの推定を行った。既知のがん遺伝子変異としては、EGFR、KRAS、MET、BRAF、HER2遺伝子の変異、RET遺伝子融合は、早期肺がん形成に働くドライバー変化であることが明らかにされた。一方、TP53やSMARCA2/4がん抑制遺伝子の変異は、上皮内がん、微小浸潤腺がんでは認められず、進行がんのみに存在したことから、TP53遺伝子失活は浸潤能等悪性度獲得に機能することが明らかにされた。進行肺がんの一部では、Hyper-mutator症例が見られるが、早期肺がんでは見られず、大規模構造変化については、上皮内がんと比べて進行肺がんで増加することが明らかとなった。
一方、肺がんでみられるものを含めたRET遺伝子の各種点変異について、NIH3T3細胞やBa/F3細胞を用いたTransforming assayを行った。この際、甲状腺がんでの既知ホットスポット変異M918Tを陽性コントロールとして評価したところ、当該変異よりもその力は弱いもののNIH3T3細胞やBa/F3細胞を形質転換させる変異が多数存在し、それらは細胞外ドメインにも及ぶことが明らかになった。細胞外ドメイン変異は、恒常的な二量体化、ERK分子の活性化をもたらし、NIH3T3やBa/F3の形質転換細胞の増殖能はRETキナーゼ阻害薬セルパカチニブ、プラルセチニブの投与により抑えられた。以上のことより、RET遺伝子の点変異は、肺がんなど、複数のがん種の発がんに寄与し、治療標的分子となることが示された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)

【研究分野】小児外科学

【研究領域課題番号】17H04355 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

小児がん / 免疫チェックポイント蛋白 / 免疫療法 / 腫瘍幹細胞 / ＰＤ－１ / ＰＤ－Ｌ１ / 免疫チェックポイント阻害 / 小児がん腫瘍幹細胞・微小転移細胞の増殖抑制 / 癌 / 外科 / 病理学

【研究成果の概要】

C3H系マウスに骨肉腫LM８細胞株を移植し、原発巣を切除して肺転移のみとした実験系で、免疫チェックポイント阻害（PD-L1抗体 、Tim-3抗体）とOX-40抗体による免疫系賦活を同時に行う免疫療法の効果を検討した。免疫療法群で有意な生存率の改善と肺転移巣の縮小が示された。原原発巣切除により免疫療法単独もしくは原発巣切除のみの場合よりも有意に高い生存率が得られ、この新規免疫療法の有用性が示された。神経芽腫細胞株移植モデルを用いた検討では免疫療法の効果が残存腫瘍細胞数に影響されることが示された。一方でヒト小児がん組織では化学療法前後とも免疫チェックポイント蛋白ならびに関連分子の発現は弱かった。

【研究の社会的意義】

従来、PD1,PDL1の発現や細胞表面抗原の変異が少ないために免疫チェックポイント蛋白阻害療法の効果に疑問がもたれていた小児がんで、免疫賦活を併用することでこの免疫療法が有用であることを示した点で大きな意義があると考える。また従来は原発巣の切除は転移装が制御された場合に適応とされていたが、免疫療法を組み合わせることにより、腫瘍残存量を基盤に小児がん集学的治療の組み立てを根幹から見直させる大きな意義をもつものと考えられた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】腫瘍学およびその関連分野

【研究領域課題番号】17K19626 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

オートファジー / ゲノム変異 / エピゲノム異常 / 病理学 / がん / ゲノム / エピゲノム

【研究成果の概要】

RAS、BRAF、TP53の変異の有無が異なる4種の大腸がん細胞株（HT-29、SW480、HCT116、DLD-1）の飢餓応答時と非飢餓時の細胞株を作製し、マルチオミクス解析として、ヒストン修飾(H3K4me3、H3K9me2、H3K27me3)を指標とするChIP-seqを行い、クロマチン構造の変化を見出した。Fucci導入細胞株では、オートファジーが活性化すると、G1/S期の割合が増加した。

【研究の社会的意義】

がん細胞は、低酸素、低栄養という過酷ながん微小環境下において、選択的淘汰を受けつつ、環境に適合するクローンへと進化を遂げる。その過程で、不要ながん細胞を自食して栄養源とし、生存し得る為のゲノム変異、エピゲノム異常を合わせて獲得することを連動させている可能性がある。本研究は、オートファジーの活性化シグナルの解明のみならず、飢餓応答としてのオートファジーの真の生物学的意義を解明する研究になる。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究分野】人体病理学

【研究領域課題番号】16K19074 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胃癌 / EBV / ARID1A / EZH2 / Epstein-Barr virus / 病理学 / 癌 / ウィルス

【研究成果の概要】

胃癌、特にEBV関連胃癌におけるARID1AとEZH2の役割を、in vitro実験及び外科手術材料の形態学的研究の両面から行った。
マイクロアレイでは胃癌細胞株にARID1Aをノックダウンすると細胞増殖やDNA合成を促進する遺伝子発現変化が起きることが分かった。胃癌切除検体の非腫瘍粘膜において多数切片で免疫染色を行うと、ARID1Aが消失した微小な病変が複数見出され、EBV関連胃癌の発生素地となっている可能性が示唆された。EBVに感染した胃癌細胞株でEZH2はSTAT3メチル化を引き起こしていること、EBV関連胃癌でEZH2過剰発現が予後不良因子となることを見出した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】16H06766 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

深層学習 / デジタル病理画像 / 遺伝子変異 / 癌 / 機械学習 / 病理学 / ゲノム

【研究成果の概要】

本研究では、Deep Learning（深層学習）を腫瘍のデジタル病理画像に適用することで、治療の選択に影響を与える遺伝子変異の有無を病理画像から推定し、遺伝子変異と相関する組織学的特徴を病理医が解釈可能な形で提示することを目指す。
本年度は、Deep Learningの教師データを効率よく得るために、腫瘍を含む領域・含まない領域を手動で選択するためのGUIシステム（PathologyMap）を開発した。本システムは地図画像の表示用に開発され、病理医を含む多くのユーザに日常的に利用されているGoogle MapのAPIをベースに実装を行った。そのため、操作方法を学ぶための時間および開発期間が大幅に短縮され、短時間で多くの教師データを生成することが可能となった。本システムを用いて、申請者の研究室に所属する病理医が、実際のデジタル病理画像約３８０症例から腫瘍を含む領域・含まない領域を選択し、教師データを作成した。
また、デジタル病理画像では画像サイズが一般画像と比較して極めて大きいため、入力画像の解像度を調整する必要がある。しかし、高倍率画像では複数の細胞からなる構造レベルの情報が失われ、低倍率画像では細胞レベルの情報が失われるという問題があった。そのため、低倍率から高倍率まで３種類の拡大倍率の画像を同時に学習する深層学習技術であるMulti-resolution Convolutional Autoencoderを開発した。本手法を実際のデジタル病理画像に適用し、単独の倍率のみから学習したモデルに比べて性能が向上することを示した。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2016-08-26 - 2018-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】16K08745 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 腎腫瘍 / 遺伝子発現 / 腫瘍 / 病理学

【研究成果の概要】

小児の腎腫瘍である腎明細胞肉腫では、non-canonical PRCの構成要素であるBCORの遺伝子内重複変異が特徴的である。他の肉腫等においても同遺伝子の変異や融合遺伝子が報告されている。本研究では、BCORの遺伝子内重複配列は、複数の細胞で明らかな形質転換能を示さず、腫瘍発生は、細胞環境に依存する可能性が高いと考えられた。一方、293細胞に過剰発現させると、エピジェネティクス関連分子を含む多数の遺伝子の発現が変化することが明らかになった。

【研究の社会的意義】

BCOR遺伝子内重複変異による腫瘍発生の機序は今までほとんど明らかにされていない。発生機序の解析の積み重ねにより、診断法・治療法開発や、BCORの機能の解明につながることが期待される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】16K08724 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロRNA / 腎細胞がん / miR-200 / EMT / miRNA / トランスレーショナルリサーチ / 癌 / 遺伝子 / 発現制御 / 病理学

【研究成果の概要】

腎細胞がん95症例におけるmiRNA異常を網羅的に解析した。がん組織で発現異常を示した191分子を同定し、パスウェー解析により4つの分子経路が判明した。最も有意だった上皮間葉移行 (EMT)分子経路にはmiR-200ファミリーの5分子が含まれており、また、腎がん細胞株を用いた解析においてmiR-200ファミリーの発現レベルがEMT制御に関与することを証明した。さらに、miR-200ファミリーおよび標的遺伝子CDH1の発現レベルは腎細胞がんの悪性進展や症例の予後に有意に逆相関していることが判明し、miR-200ファミリーの発現低下が腎細胞がんの悪性進展、特にEMT等に寄与する可能性が示唆された。

【研究の社会的意義】

本研究は多数の腎細胞がん症例より得られた質の高いがんおよび対照非がん腎組織検体を用いてmiRNA発現の網羅的解析を行い、腎細胞がんの臨床病理学的悪性度と症例の予後を規定するmiRNAを同定し、腎発がんにおけるmiRNA発現異常の意義を明らかにした。今後、本研究成果を新規治療標的候補やコンパニオン診断マーカーに応用し、腎細胞がんの個別化医療を目指しており、十分に学術的・社会的意義があるものと考える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】16K08720 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DNAメチル化 / 発がん / 臓器共通性 / 胃がん / 臓器特異性 / がん / エピゲノム / 臓器横断的 / 胃 / DNA methylation / cancer / development / kidney / liver / lung / stomach / breast / 病理学 / 腫瘍 / エピジェネティクス

【研究成果の概要】

複数臓器がんで共通してDNAメチル化亢進を示す遺伝子は、エピジェネティックに制御され細胞分化に寄与する遺伝子であり、これらが共通して発がんにおけるエピゲノム異常の標的になっていると考えられた。エピジェネティック機構による細胞の分化状態の破綻が、複数臓器で共通する発がんのメカニズムである可能性が示唆された。
胃がんを他臓器がんから識別でき、原発不明がんの臓器診断に有用なDNAメチル化診断指標を同定した。同指標のDNAメチル化状態は非がん胃にも共通して観察されることから、胃の臓器特異的なDNAメチル化プロファイルががんでも保持されたものと考えた。

【研究の社会的意義】

これまで臓器毎に報告されてきたがんのDNAメチル化異常について、臓器横断的に解析することにより臓器共通性と臓器特異性を見出したことが本研究の独創性と重要性である。一般的にがんでは、細胞の分化に関わる遺伝子のDNAメチル化に異常があり、分化状態が不安定になることが細胞ががんになる際の特徴であると考えられた。DNAメチル化はヒトの発生過程で臓器・細胞特異的に形成されることに着目し、原発不明がんの原発臓器診断において有用な臓器特異的マーカーのない胃がんの臓器特異的DNAメチル化診断指標を同定した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】人体病理学

【研究領域課題番号】26293081 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

病理学 / 肝細胞癌 / シグナル伝達 / サブクラス / ERK / 癌

【研究成果の概要】

シグナル伝達系・表現型などの特徴を免疫組織学的に解析し、悪性度も反映する肝細胞癌の新たなサブクラス分類を確立した。幹細胞・胆管上皮マーカーを発現する症例群では治療標的の候補であるMAPK経路の活性化やグリピカン3の高発現と関連することが、WNTシグナル経路が活性化した症例群はMRI画像診断により検出可能であることが示された。今後、これらの臨床応用が期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)

【研究分野】ゲノム医科学

【研究領域課題番号】25710020 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲノム / がん / 治療標的 / 癌 / 病理学

【研究成果の概要】

ヒト癌細胞のマウス移植系におけるトランスクリプトームシーケンスのデータから、マウスとヒトとの配列を分離して癌細胞と間質細胞との細胞間相互作用全体（インターラクトーム）を解析する方法を高精度化した。この方法を用いて、様々な癌種の細胞や臨床検体から樹立したXenograftの解析を行い、癌の組織像を反映したインターラクトームプロファイルや、特定の癌種で重要な相互作用候補を同定することができ、候補分子のいくつかについては実際の臨床組織で腫瘍や間質特異的な局在等を確認できた。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】25670195 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / トランスレーショナルリサーチ / 病理学 / 分子標的療法 / がん / 抗体 / 核移行

【研究成果の概要】

CD26は広汎なヒトがんに発現している。ヒト化抗CD26抗体（Ab）でがん細胞を処理するとがん細胞の増殖抑制と共にCD26とAbは細胞質内から核内に移行した。クロマチン免疫沈降法にてCD26とPOLR2Aの転写調節領域が特異的に会合することを同定した。Abに抗がん分子Xを結合させたところ、X結合Abが、Abのみよりも極めて高効率にCD26依存性にがん細胞の増殖能の極度の低下を誘導した。一方、CD26を発現する正常ヒト内皮細胞やTリンパ球では、Ab核内移行はなく増殖抑制は認められなかった。X結合Ab-Xをマウスへ投与したところ、異種移植したヒトがんの増殖抑制能は、Abよりも強い効果が得られた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】人体病理学

【研究領域課題番号】22790355 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

病理学 / 癌 / 遺伝子 / 白血病

【研究成果の概要】

小児急性骨髄性白血病において高率に認められるMLL遺伝子異常のうち、縦列部分重複(PTD)のsiRNAによる発現抑制系を確立した。MLL-PTD遺伝子発現抑制により、白血病細胞株KOPM-88の増殖は約20%抑制された。さらに、抗CD26ヒト化モノクローナル抗体のCD26陽性造血器悪性腫瘍に対する増殖抑制効果が確認された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】20659059 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

病理学 / 発生・分化 / シグナル伝達 / 癌

【研究成果の概要】

上皮-問葉細胞分化転換(EMT, epithelial-mesenchymal transition)は発生の過程などにおいて上皮細胞が問葉系細胞に分化するプロセスである。EMTの研究が近年急速に注目を浴びているに対し、逆のプロセスである間葉-上皮細胞分化転換(MET, mesenchymal-epithelial transition)についてはほとんど明らかとなっていない。我々は転写因子TTF-1の肺癌細胞に対するMET誘導促進作用を中心に研究を行った。その結果、TTF-1はE-cadherinの発現を促進するだけでなく、細胞の遊走性、浸潤能を抑制した。EMTの誘導には転写因子SnailやSlugが重要であることが明らかとなっているがTTF-1を発現している細胞でTTF-1をノックダウンするとSnailやSlugの発現上昇は見られなくなった。これらの作用はTTF-1のTGF-β-Smadシグナルに対する抑制作用によるものであることが、いくつかの実験から明らかとなった。さらにTTF-1を発現した肺腺癌をヌードマウスに移植し検討したところ、原発腫瘍の大きさがTTF-1の発現によって小さくなることが確認された。しかし,形態学的な変化や転移能については明らかな差違は認められず,実験モデルの検討を含めて今後の研究が必要と考えられた。また本研究により、TTF-1自体に細胞増殖抑制作用があり、TGF-β-Smadシグナルを介さないシグナルの重要性も示唆されたことから,今後、METの新たな誘導因子として本プロジェクトを継続して行く予定である。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2008

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】19209009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達 / 病理学 / 発生・分化 / 癌 / リンパ管新生 / 転写因子 / 転移 / 免疫 / シグナル亢進

【研究成果の概要】

我々はリンパ管新生の制御機構を明らかにするためにリンパ管新生のマスター因子Prox1の作用を中心に研究を行った。我々はTGF-βシグナルによってProx1の発現が抑制され, HoxD8によって発現が誘導されることを見いだした。また、Prox1がEtsファミリーの転写因子や核内受容体COUP-TFII1と結合し,リンパ管新生に重要な働きを示すことを明らかにした。さらにProx1の標的遺伝子として新たにFoxC2、Ang-2、HoxD8を見いだした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】49,530千円 (直接経費: 38,100千円、間接経費: 11,430千円)

【研究分野】消化器外科学

【研究領域課題番号】19591601 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

遺伝子 / 癌 / ゲノム / 病理学 / マイクロアレイ

【研究成果の概要】

わが国における肝細胞癌の90%以上の症例は肝炎ウィルス罹患による慢性肝疾患を発生母地としており、前癌病変である再生結節や腺腫様過形成から早期肝癌へと移行する。本研究ではSNPアレイを用いたコピー数解析法により早期肝癌から進行肝癌へと進展する過程での染色体変化を明らかにし、また肝癌進展に寄与する癌抑制遺伝子CSMD1を同定し、同遺伝子のプロモーター領域におけるメチル化による不活化が重要であることを示した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)