【研究領域課題番号】21K07171 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

lncRNA / バイオマーカー / 放射線治療 / 放射線 / がん

【研究成果の概要】

本研究の目的は、がんの放射線応答新規バイオマーカーを長塩基長非コードRNA(long non- coding RNA :lncRNA)というものをターゲットにして確立し、その機能を見出すことです。 放射線を照射したヒトがん培養細胞(子宮頚がん由来のHeLa細胞、肺がん由来のA549細胞な ど)を用い、放射線に応答する新規lncRNAの探索とその役割や生体内メカニズムを解明します。それにより、科学的エビデンスに基づいた放射線応答新規バイオマーカー確立へとつなげます。具体的な研究計画としては、1.ヒトがん由来培養細胞において放射線特異的に応答するlncRNAの同定、2.放射線照射前後で発現・細胞内動態が変わるがん関連タンパク質因子の同定、3.同定されたlncRNAとがん関連タンパク質因子との関係の解明、4.同定されたlncRNAの機能解析の4つです。
初年度はこのうち、研究計画初期段階として肝となる1.に焦点を当てて行いました。条件検討後、実際に臨床の現場で放射線治療が広く行われているがん由来の細胞（子宮頸がん由来のHeLa細胞や肺がん由来のH1299細胞、A549細胞など）に放射線を照射し、照射前後のlncRNA発現様式を解析することで、有意に発言変動が見られるlncRNA群をいくつか見つけました。また、lncRNAを含めたRNAはタンパク質と相互作用することで、その機能を発揮することがほとんどで、加えて、放射線照射前後で発現変動するタンパク質を見つかれば、それが放射線応答時のlncRNAの機能とリンクしている可能性が高いため、タンパク質同定も重要になります。次年度にスムーズに行えるようにタンパク質同定のための条件検討も行いました。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究領域課題番号】19H03505 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん抑制遺伝子 / 複製 / DNA修復 / DNAダメージ / 複製ストレス / SLFN11 / バイオマーカー / がん遺伝子 / 抗がん剤 / トランスジェニックマウス / がん / がん抑制因子 / DNA損傷 / PARP阻害剤 / 白金製剤 / 細胞周期 / 薬剤耐性 / MYC / クロマチン / プラチナ感受性 / 抗がん剤耐性

【研究成果の概要】

DNA障害型抗がん剤の感受性を飛躍的に高めるSLFN11について研究した。SLFN 11がクロマチン構造を変化させ、免疫やストレス応答に関する遺伝子発現を高めることを報告した。ヒト正常Bリンパ球の分化段階におけるSLFN 11の発現変化を報告した。SLFN 11の発現制御因子やB細胞由来血液腫瘍の抗がん剤選択に繋がる発見である。SLFN11とある種のがん遺伝子とは共存できないことを明らかにし、SLFN11ががん抑制遺伝子として機能する可能性を裏付けた一方で、正常に比べてがん細胞でSLFN11の発現が高まるケースが多々あり、SLFN11を単純ながん抑制遺伝子として考えるのは難しいことがわかった。

【研究の社会的意義】

半世紀の間、化学療法の第一線で使用されている白金製剤などのDNA障害型抗がん剤に、いまだ効果予測バイオマーカーが存在しない中、薬剤感受性増強作用を持つSLFN 11はバイオマーカーとして期待されている。本研究成果により、SLFN 11がどのがん種でどの程度の割合で高発現しているのかを明らかにでき、今後どのがん種についてSLFN 11研究を進めていくべきかの道筋が立った。また、SLFN 11の新たな機能や正常細胞での発現制御を明らかにできたことから、抗がん剤のSLFN 11を介した新規作用メカニズムや、抗がん剤の感受性を高める戦略を提唱できた。SLFN 11を標的とする抗がん治療の土台を築いた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究領域課題番号】19K16945 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 免疫チェックポイント阻害剤 / 治療応答性 / 個別化医療 / T細胞疲弊 / バイオマーカー

【研究成果の概要】

免疫チェックポイント阻害剤に対する治療応答性に関しては、腫瘍組織の評価のみに基づく層別化が主流であり、薬剤の直接的な標的となる免疫系に関する評価は十分に行われていない現状がある。本研究では、免疫チェックポイント阻害剤投与患者の奏功例において、治療開始前から免疫系の制御に関わるタンパク質が患者血清中で高値を示し、治療抵抗性を示す段階で低下することが明らかとなった。免疫チェックポイント阻害剤に対する治療応答性を予測するバイオマーカーとして、このタンパク質濃度を評価することが重要であると考えられた。

【研究の社会的意義】

患者血清中の免疫系の制御に関わるタンパク質濃度が免疫チェックポイント阻害剤に対する治療応答性を予測するバイオマーカーとなり得る可能性を示し、臨床医学の観点から意義の大きい成果が得られた。本研究により、真にベネフィットの得られる患者に対して薬剤を適用する個別化医療に貢献しうるものと考えられ、治療成績の向上に資するのみならず、無効な治療に伴う副作用リスクの回避や患者の経済的負担の軽減などにも役立つことが期待される。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2019-04-01 - 2021-03-31

【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】18K07290 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ncRNA / がん / 放射線 / 放射線治療 / バイオマーカー / lncRNA / 非コードRNA

【研究成果の概要】

非侵襲性の特徴があるがん放射線治療の重要性が増しています。本研究は、タンパク質の鋳型とならない非コードRNA(non-coding RNA; ncRNA)を切り口にして放射線治療新規マーカ ー確立を目的としました。治療モデルとして、放射線を照射した各種がん由来培養細胞を用いました。まず、定量PCRを用いた解析により、発現変動するncRNAをいくつか同定しました。また、FISH法やIF法を用いて、局在変化するncRNAやタンパク質も同定出来ました。ただ、免疫沈降法やフィルター結合法を用いたものの、これらのncRNAとタンパク質間での相互作用を確認することは出来ませんでした。

【研究の社会的意義】

放射線照射によって発現が増加したncRNAをいくつか見つけることができました。特にその中でもほとんどまだ機能がわかっていない長いncRNAであるlong non-coding RNA（lncRNA）の中からもいくつか見出すことができました。作り出されているRNAのうち、高等生物になるほど一番多くの割合を占めているのがlncRNAです。今後さらなる研究でこのlncRNAが放射線治療に関わる詳細なメカニズムが同定できれば、社会的にインパクトが大きく、かつ正確性の高いバイオマーカーを確立できて、より治療予後が良好になることが期待でき、がん患者が増えている昨今において、社会的に有意義であると言えます。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】病態検査学

【研究領域課題番号】17K09027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

膵癌 / プロセシング / MT1-MMP / HB-EGF / EphA2 / 膜蛋白質 / 膜型メタロプロテアーゼ / 基質 / 限定分解（プロセシング） / プロセシング断片 / ErbB受容体リガンド / がん化促進因子 / バイオマーカー / 癌 / 診断 / 膵臓癌

【研究成果の概要】

膵がんの早期診断法は確立されていない。本研究では、膵がんの悪性化に重要なMT1-MMPとその基質のプロセシングに着目し、MR1-MMP基質のプロセシング断片を指標とした新たな膵がん診断法の開発を行った。今回の検討において、2種類のMT1-MMP基質であるシグナル膜蛋白質断片に対するELISA定量測定系を作製した。活性型HB-EGF断片に対する検出感度は十分ではなく、さらなる改良を必要とした。また、MT1-MMP基質として見出したEphA2断片は健常人と比較して早期ステージを含む膵がん血清で有意に高値を示した。以上、EphA2断片が早期膵がん診断の新たな指標になりうる可能性を示唆している。

【研究の社会的意義】

膵癌は早期診断、早期治療以外に完治を見込めない難治癌である。しかし、現状では早期膵癌を見出すバイオマーカーはない。今回着目したMT1-MMP、EphA2は共に早期の膵癌で高発現していることが報告されていることから、それら相互作用としての蛋白分解で生じる基質断片は早期の膵癌の存在を示す重要なバイオマーカーになる可能性をもつ。今後、多検体血清を用いた臨床研究により、これら分解断片の早期膵癌のバオマーカーとしての有用性を明らかとすることが必要となる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】泌尿器科学

【研究領域課題番号】17K11159 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腎細胞癌 / 分子標的治療 / 免疫チェックポイント阻害薬 / 遊離DNA / 血清遊離DNA / バイオマーカー / 癌

【研究成果の概要】

転移性腎細胞癌症例ではベースライン血清遊離DNA量が増加しているのが確認された。また、臨床リスク分類でpoorリスク群症例でベースライン血清遊離DNA量が増加しているのが確認された。同時に臨床データベースと比較した解析により、ベースラインの血清中C反応性蛋白高値症例においては血清遊離DNA量が増加しているのが確認された。これらの結果より、ベースライン血清遊離DNA量を測定することによってファーストライン薬物療法の奏功期間をある程度予測できる可能性が示唆された。また、臨床リスク分類でpoorリスク群症例でベースライン血清遊離DNA量が増加している症例は予後不良であった。

【研究の社会的意義】

日本国内で転移性腎細胞癌に承認されている分子標的薬および免疫チェックポイント阻害薬は合計10薬剤存在するが、いずれの分子標的薬も適応は「根治切除」不能又は転移性の腎細胞癌」とされており、個々の症例に対して担当医が治療薬を決定しているのが現状である。高額な新規薬剤が保険診療で使用されていることもあり、良好な治療反応が期待できる症例の選別に有効なバイオマーカーなどの同定は喫緊の課題である。本研究の結果により、現行の臨床リスク分類におけるpoorリスク群症例をベースライン血清遊離DNA量でさらに層別化できる可能性が示唆された。より適切な薬剤選択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】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】17K15009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

非小細胞肺癌 / バイオマーカー / 癌

【研究成果の概要】

本研究では、理化学研究所により開発されたCAGE法による遺伝子発現解析により、肺癌の新規バイオマーカーを探索した。actin cytoskeletonと相互作用するアダプター分子として機能するCRIP1に注目し、細胞増殖やcolony formationに寄与することを見出した。組織マイクロアレイの解析ではCRIP1高発現群で予後が不良な傾向にあった。
次にTCGAデータベースを用いて、肺腺癌の転移に関わる新規遺伝子探索を行い、Rhoファミリー低分子G蛋白RhoVを見出した。肺癌検体の解析でRhoVが高発現だと予後が有意に不良になること、RhoVが増殖能・遊走能に寄与する可能性を示した。

【研究の社会的意義】

本研究では、理化学研究所により開発されたCAGE法による遺伝子発現解析やTCGAデータベースを用いた解析により、肺癌の進展や転移に関わる新規バイオマーカーであるCRIP1とRhoVを見出すことができた。いずれも正常気道/肺上皮と比較し一部の非小細胞肺癌に特異的に発現すること、高発現が予後不良因子となりえること、細胞増殖や遊走に寄与することが判明し、肺がんの新規治療標的になりうると考えられた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】16H04580 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質工学 / 腫瘍免疫学 / 化学修飾 / バイオテクノロジー / コンパニオン診断薬 / がん免疫治療 / 個別化医療 / 生物工学 / 診断薬 / バイオマーカー / がん抗原 / 抗体検査 / 腫瘍免疫応答 / 蛋白質 / 癌 / 免疫学 / 生体分子

【研究成果の概要】

末梢血に含まれるがん抗原に対する自己抗体をバイオマーカーとして、個人差が大きいがんに対する免疫応答を的確に予測・モニタリングする技術開発に取り組んだ。150種類超の全長ヒトがん抗原の生産リソースを整備し、水溶性で全エピトープを露出するS-カチオン化抗原とluminex法を組み合わせた診断薬プロトタイプを完成した。実際にがん免疫サイクルの活性化を反映する自己抗体の変動を鋭敏に観察することに成功した。

【研究の社会的意義】

変性状態のタンパク質を可溶化する独自開発技術をベースとして、がん免疫治療をサポートできる診断薬開発が進捗した。腫瘍免疫応答は個人差が大きく現状では予測・評価が困難である。本研究で開発した自己抗体定量システムは、ごく微量の末梢血でがん免疫サイクルの活性化レベルを定量評価でき、治療方針の選択に活用できる可能性がある。本研究成果をベースに診断薬の実用化を加速したい。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)

【研究分野】病態検査学

【研究領域課題番号】16K08928 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高感度バイオマーカー / 肺がん / バイオマーカー / 新規治療標的分子 / トランスレーショナルリサーチ / 癌 / 遺伝子 / マイクロアレイ / 臨床

【研究成果の概要】

URST1は、肺がん、口腔がん、乳がんのいずれにおいても、がんで高発現し、siRNAにてURST1を抑制するとG2/M arrestによりがん細胞の増殖を抑制した。免疫組織染色での検討では、上記がんのいずれにおいて予後マーカーであった。URST1に対する阻害剤をによりがん細胞の増殖が有意に抑制され治療薬として有望であった。KIF11も口腔がんで高発現し、がんを増殖させること、阻害剤によりがん細胞の増殖抑制効果を確認できたため、論文報告をおこなった。
高感度マーカーの探索として、肺がん患者20症例について、がん組織とエクソソーム中のURST1 mRNA濃度を同時に測定し、高頻度に検出しえた。

【研究の社会的意義】

上記の候補を含めて、約10種類の予後マーカー、治療標的分子について研究を進めており、阻害剤を用いたin vitroの検討において、がんの増殖抑制効果を確認できており、治癒可能性が低い進行がんの治癒、延命に向けて有効な治療法のひとつとなりうると考えられる。また、予後マーカーを用いて予後を予測することで高危険度群の選別して、徹底した経過観察、治療強度の選択の一助になるものと考えられる。血清中Exosomeを抽出しmRNA、タンパクを検出することは、これまでのバイオマーカーの検出限界を超えうるものである。
新規治療薬、早期診断により、効果的な治療計画を選択すれば、医療費の削減にもつながると考えられる。

【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】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】16K20972 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 放射線 / 放射線治療 / バイオマーカー / 非コードRNA / 腫瘍診断 / 長塩基長非コードRNA / 癌 / 核酸 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

非侵襲性の特徴がある放射線治療はがん治療で重要性が増しています。本研究は、タンパク 質の鋳型とならない非コードRNA(non-coding RNA; ncRNA)をターゲットにして放射線治療の新規マーカー研究確立を 目的としました。治療モデルとして、放射線を照射した各種がん由来培養細胞を用いました。まず定量PCRを用いた解 析により、発現変動するncRNAをいくつか同定しました。また、FISH法やIF法を用いて、局在変化するncRNAやタンパク 質も同定出来ました。ただ、免疫沈降法やフィルター結合法を用いたものの、これらのncRNAとタンパク質間での相互 作用を確認することは出来ませんでした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

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

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】26830096 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

非コードRNA / 放射線治療 / がん / バイオマーカー / 放射線 / ncRNA / lncRNA

【研究成果の概要】

非侵襲性の特徴がある放射線治療はがん治療で重要性が増しています。本研究は、タンパク質の鋳型とならない非コードRNA（non-coding RNA; ncRNA）をターゲットにして放射線治療の新規マーカー研究確立を目的としました。治療モデルとして、放射線を照射した各種がん由来培養細胞を用いました。まず定量PCRを用いた解析により、発現変動するncRNAをいくつか同定しました。また、FISH法やIF法を用いて、局在変化するncRNAやタンパク質も同定出来ました。ただ、免疫沈降法やフィルター結合法を用いたものの、これらのncRNAとタンパク質間での相互作用を確認することは出来ませんでした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【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】泌尿器科学

【研究領域課題番号】25462471 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオマーカー / 診断 / 治療奏効 / 膀胱がん / 癌 / 細胞外マトリックス / トランスレーショナルリサーチ

【研究成果の概要】

本研究では血清中のラミニンγ2単鎖（γ2単鎖抗体）が膀胱がんを含む泌尿器がんの診断指標になりうる可能性と、γ2単鎖の特異抗体が膀胱がんの分標的治療のDDSツールになる可能性について検証した。結果、血清γ2単鎖を測定するためのサンドイッチELISAを作製し、泌尿器がん血清中のγ2単鎖を測定したところ、膀胱がん、腎がんの血清で高値を示し、尿同様に血清中のγ2単鎖もこれら癌腫の診断指標となることを見出した。また、γ2単鎖がDDSの標的分子となる可能性を示す為に、マウスの膀胱内に膀胱がんの播種モデルを作製し、胱内注したγ2単鎖抗体が膀胱がん細胞を認識しているか否かについての免疫組織解析を行っている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】23240129 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胃癌 / 大腸癌 / 肝癌 / エピゲノム / ＤＮＡメチル化 / バイオマーカー / がん / マイクロＲＮＡ / 癌 / ゲノム / トランスレーショナルリサーチ / マイクロアレイ / 臨床 / マクロアレイ

【研究成果の概要】

大腸癌細胞のエピゲノムおよびトランスクリプトームを解析することで、エピジェネティックに不活化されたマイクロRNA遺伝子を同定した。大腸前癌病変および早期癌のエピゲノム・ゲノム解析を行うことで、早期発見マーカー候補となりうるDNAメチル化異常を同定した。さらに大腸癌前癌病変における内視鏡所見、病理所見、DNAメチル化異常の間の新たな相関を明らかにした。また胃癌背景胃粘膜におけるエピゲノム解析から、胃癌リスクマーカー候補となるDNAメチル化異常を同定した。原発性肝癌におけるエピゲノム異常解析から、新たな癌特異的DNAメチル化異常を複数同定した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】49,400千円 (直接経費: 38,000千円、間接経費: 11,400千円)

【研究分野】脳神経外科学

【研究領域課題番号】22791355 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳腫瘍学 / microRNA / がん / 悪性脳腫瘍 / 免疫抑制 / バイオマーカー / エクソソーム

【研究成果の概要】

最近、悪性神経膠芽腫細胞の研究において、がん細胞がmRNAやmicroRNA(miRNA)やタンパク質を含むエクソソームを放出し、がんの進行に関わる可能性が報告された。我々は、ヒト脳腫瘍細胞で高発現している特定のmiRNAが、細胞傷害性T細胞(CTL)による細胞傷害の感受性を低下させ、抗腫瘍免疫応答における免疫効果相で免疫抵抗性をもたらすことを報告した。さらに、脳腫瘍患者血清から抽出したエクソソームはこのmiRNAを含んでおり、そのレベルは健常人血清に比較して有意に高く、血清miRNA検出による脳腫瘍診断開発の可能性が示唆された。また、このmiRNAを含有する脳腫瘍細胞由来のエクソソームは、樹状細胞に取り込まれ、樹状細胞上でも、T細胞活性化に重要な因子を低下させる可能性を見いだした。したがって、がん細胞由来エクソソームに含まれるmiRNAは、担がん生体の免疫抑制病態に関与する可能性がある。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【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】内科学一般(含心身医学)

【研究領域課題番号】22890085 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肺がん / バイオマーカー / 癌 / トランスレーショナルリサーチ

【研究成果の概要】

肺癌cDNA microarray解析結果から、肺がんで高度に発現し、正常臓器での発現が低い分泌蛋白LASEP3(Lung Cancer Associated Serum Protein3)を同定した。免疫組織染色による検討で、LASEP3は、非小細胞肺がんの組織で高発現を認め、また、予後不良因子であった。ELISA法により非小細胞肺癌患者LASEP3の血清濃度を検討したところ、LASEP3陽性率は61. 8%であった。肺癌細胞株におけるLASEP3の発現をsiRNAで阻害したところ、有意に細胞増殖が抑制された。LASEP3は肺癌の有用な新規血清バイオマーカーであり、非小細胞肺がんの組織予後マーカー、治療標的分子候補であると考えられた。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)