ホルモン療法抵抗性乳がんのRNA病態に基づく腫瘍ナビゲーション戦略の開発
研究課題情報
- 課題管理番号
- 20gm4010003h0002
- 統合プロジェクト(二期)
シーズ開発・研究基盤プロジェクト<第二期>
- 9つの連携分野プロジェクト
その他<第一期>
- 事業名
革新的先端研究開発支援事業
- タグ(2020)
研究の性格: 生命・病態解明等を目指す研究
開発フェーズ: 基礎的
対象疾患: その他
疾患領域: がん
開発目的: 診断 , 治療
- タグ(2019)
研究の性格: 医療技術・標準治療法の確立等につながる研究<診療の質を高めるためのエビデンス構築<診療ガイドライン作成等>を含む>
開発フェーズ: 基礎的
承認上の分類: 医薬品
対象疾患: 新生物
- 代表研究機関
- 国立大学法人熊本大学
- 研究代表者
(2020) 中尾光善, 国立大学法人熊本大学, 発生医学研究所 教授
(2019) 中尾光善, 国立大学法人熊本大学, 発生医学研究所 教授
- 研究期間
- 2019年度 - 2020年度
- 課題への総配分額
- 45,435 千円
- 研究概要(2020)
- 本研究では、乳がんのホルモン療法耐性におけるRNA特性を指標として、ホルモン療法とエストロゲン再投与を交互に組み合わせて制御するという(腫瘍ナビゲーション戦略)、新しい診断・制御法の開発を目指す。当該年度では、具体的には、1乳がん細胞・組織内の核内エレノアRNA発現の評価、2血液中の細胞外小胞RNAを用いた解析、3RNAに由来する血液・尿中の修飾ヌクレオシドの網羅的解析、について研究を実施する。さらに、これらを指標として、ER高発現のホルモン療法耐性乳がんにERリガンドを用いた細胞死誘導というストラテジーの可能性に繋げていく。本研究によって、RNA分子病態を用いた診断法の開発と治療法への展開、エストロゲン再投与等の逐次治療選択を創出し、治療耐性・再発に対する臨床医学応用の実現を目指している。
- 研究概要(2019)
- 本研究では、乳がんのホルモン療法耐性におけるRNA特性を指標として、ホルモン療法とエストロゲン再投与を交互に組み合わせて制御するという(腫瘍ナビゲーション戦略)、新しい診断・制御法の開発を目指す。当該年度では、具体的には、1乳がん細胞・組織内の核内エレノアRNA発現の評価、2血液中の細胞外小胞RNAを用いた解析、3RNAに由来する血液中の修飾ヌクレオシドの網羅的解析、について研究を開始・実施する。さらに、これらを指標として、ER高発現のホルモン療法耐性乳がんにERリガンドを用いた細胞死誘導というストラテジーの可能性に繋げていく。本研究によって、RNA分子病態を用いた診断法の開発と治療法への展開、エストロゲン再投与等の逐次治療選択を創出し、治療耐性・再発に対する臨床医学応用の実現を期待している。
研究成果情報
2020
2019
成果の概要
keyboard_arrow_down
(1)ホルモン療法耐性乳がんにおけるエレノアRNAの解析・応用(中尾光善)
【1】エレノアRNAを用いたホルモン療法耐性・再発乳がんの同定・最適化
乳がん細胞株MCF7がエストロゲン枯渇に適応した治療抵抗性モデル(LTED)を用いて、RNA干渉法で特定のエレノアRNAを阻害すると、ESR1遺伝子座及びエレノアRNA全体の発現の低下、遠隔の細胞死関連遺伝子座の発現が変化して増殖停止・細胞死がおこった。LTED細胞培養液と乳がん患者血液中の細胞外小胞EVに含まれる特定のRNA分子が診断のバイオマーカーであることを明らかにした。
【2】エストロゲン(又は類似化合物)を用いたER陽性乳がんの細胞死誘導の応用
LTED細胞をERリガンド(エストロゲン、レスベラトロール)で処理すると、エレノアRNA及びESR1遺伝子等の発現が低下し、増殖停止・細胞死を速やかに誘導できる。即ち、エストロゲン枯渇に対してER高発現で適応する乳がん細胞にERリガンドを投与すると細胞死をおこす(エストロゲン誘導細胞死)。エストロゲン様活性をもつグリセオリンIが同様の作用をもつことを明らかにした。
(2)ホルモン療法耐性乳がんにおける修飾RNAの解析・応用(富澤一仁)
【1】修飾RNAの網羅的解析の最適化
ホルモン療法耐性モデルのLTED細胞とその親株のMCF7細胞を用いて、RNA代謝物としての修飾塩基を質量分析計で解析した。その結果、リボソームRNAに特異的な修飾塩基がLTED細胞上清中に増加することを見出した。さらに、この修飾塩基は細胞増殖の阻害効果を有し、細胞内タンパク質のミスフォールディングを誘発することを明らかにした。
【2】臨床検体を用いた修飾RNAの解析とホルモン療法抵抗性との関連性
ホルモン療法耐性後の乳がん患者におけるエストロゲン(EE2)療法において、EE2療法前の血液中の特定の塩基量が少ない患者ほどEE2療法の奏効度が大きいことを見出した。これは、EE2療法の実施前にEE2療法の有効性を予測するバイオマーカーを同定したという臨床的な意義を有する。
(3)ホルモン療法耐性乳がんにおける診断・治療法の最適化(山本 豊)
【1】EV・エクソソーム内包RNAおよびctDNA中の遺伝子変異の解析とホルモン療法抵抗性との関連性
進行・再発乳がんに対するホルモン療法中又は増悪時の患者血液よりEV・エクソソームを抽出し、内包するRNAのプロファイル解析及びcfDNA中の遺伝子変異解析を行って、ホルモン療法の効果及びホルモン療法抵抗性との相関を検討した。JBCRG-M04試験で集積された検体を用いて、cfDNA中の遺伝子変異(ESR1やPIK3CA)を解析し、ホルモン療法抵抗性との関連性について示唆した。
【2】リキッドバイオプシーを用いた逐次ホルモン療法の最適化
JBCEG-C06試験のホルモン療法逐次投与症例(約1000例の進行・再発乳がん患者)のコホートデータセットを用いて、現時点での最適な逐次ホルモン療法について検討した。また、JBCRG-M04試験の血液検体を用いて、ホルモン療法既治療例及びホルモン療法中のリキッドバイオプシーの検体を用いて、ESR1やPIK3CAの遺伝子変異を解析し、逐次ホルモン療法の最適化(投与順序)について示唆した。
【1】エレノアRNAを用いたホルモン療法耐性・再発乳がんの同定・最適化
乳がん細胞株MCF7がエストロゲン枯渇に適応した治療抵抗性モデル(LTED)を用いて、RNA干渉法で特定のエレノアRNAを阻害すると、ESR1遺伝子座及びエレノアRNA全体の発現の低下、遠隔の細胞死関連遺伝子座の発現が変化して増殖停止・細胞死がおこった。LTED細胞培養液と乳がん患者血液中の細胞外小胞EVに含まれる特定のRNA分子が診断のバイオマーカーであることを明らかにした。
【2】エストロゲン(又は類似化合物)を用いたER陽性乳がんの細胞死誘導の応用
LTED細胞をERリガンド(エストロゲン、レスベラトロール)で処理すると、エレノアRNA及びESR1遺伝子等の発現が低下し、増殖停止・細胞死を速やかに誘導できる。即ち、エストロゲン枯渇に対してER高発現で適応する乳がん細胞にERリガンドを投与すると細胞死をおこす(エストロゲン誘導細胞死)。エストロゲン様活性をもつグリセオリンIが同様の作用をもつことを明らかにした。
(2)ホルモン療法耐性乳がんにおける修飾RNAの解析・応用(富澤一仁)
【1】修飾RNAの網羅的解析の最適化
ホルモン療法耐性モデルのLTED細胞とその親株のMCF7細胞を用いて、RNA代謝物としての修飾塩基を質量分析計で解析した。その結果、リボソームRNAに特異的な修飾塩基がLTED細胞上清中に増加することを見出した。さらに、この修飾塩基は細胞増殖の阻害効果を有し、細胞内タンパク質のミスフォールディングを誘発することを明らかにした。
【2】臨床検体を用いた修飾RNAの解析とホルモン療法抵抗性との関連性
ホルモン療法耐性後の乳がん患者におけるエストロゲン(EE2)療法において、EE2療法前の血液中の特定の塩基量が少ない患者ほどEE2療法の奏効度が大きいことを見出した。これは、EE2療法の実施前にEE2療法の有効性を予測するバイオマーカーを同定したという臨床的な意義を有する。
(3)ホルモン療法耐性乳がんにおける診断・治療法の最適化(山本 豊)
【1】EV・エクソソーム内包RNAおよびctDNA中の遺伝子変異の解析とホルモン療法抵抗性との関連性
進行・再発乳がんに対するホルモン療法中又は増悪時の患者血液よりEV・エクソソームを抽出し、内包するRNAのプロファイル解析及びcfDNA中の遺伝子変異解析を行って、ホルモン療法の効果及びホルモン療法抵抗性との相関を検討した。JBCRG-M04試験で集積された検体を用いて、cfDNA中の遺伝子変異(ESR1やPIK3CA)を解析し、ホルモン療法抵抗性との関連性について示唆した。
【2】リキッドバイオプシーを用いた逐次ホルモン療法の最適化
JBCEG-C06試験のホルモン療法逐次投与症例(約1000例の進行・再発乳がん患者)のコホートデータセットを用いて、現時点での最適な逐次ホルモン療法について検討した。また、JBCRG-M04試験の血液検体を用いて、ホルモン療法既治療例及びホルモン療法中のリキッドバイオプシーの検体を用いて、ESR1やPIK3CAの遺伝子変異を解析し、逐次ホルモン療法の最適化(投与順序)について示唆した。
学会誌・雑誌等における論文一覧
keyboard_arrow_down
1. Fujita R, Yamamoto T, Arimura Y, Fujiwara S, Tachiwana H, Ichikawa Y, Sakata Y, Yang L, Maruyama R, Hamada M, Nakao M, Saitoh N, Kurumizaka H. Nucleosome destabilization by nuclear-RNAs. Communications Biology. 2020, 3, 60
2. Tanaka H, Igata T, Etoh K, Koga T, Takebayashi S, and Nakao M. The NSD2/WHSC1/MMSET methyltransferase protects cellular senescence-associated epigenomic remodeling. Aging Cell. 2020, 19, e13173
3. Yamamoto T, Hirosue A, Nakamoto M, Yoshida R, Sakata J, Matsuoka Y, Kawahara K, Nagao Y, Nagata M, Takahashi N, Hiraki A, Shinohara M, Nakao M, Saitoh N, and Nakayama H. BRD4 promotes metastatic potential in oral squamous cell carcinoma through the epigenetic regulation of the MMP2 gene. British Journal of Cancer. 2020, 123, 580-590
4. Tonsri U, Wongkham S, Wongkham C, Hino S, Nakao M, Roytrakul S, Koga T, and Seubwai W. High glucose-oxidative condition enhances proliferation and migration in cholangiocarcinoma cells via upregulation of alpha mannosidase MAN2A2 and chromatin factor CHD8. Cancer Science. 2021, 112, 254-264
5. Koga T, Sasaki F, Saeki K, Tsuchiya S, Okuno T, Ohba M, Ichiki T, Iwamoto S, Uzawa H, Kitajima K, Meno C, Nakamura E, Tada N, Fukui Y, Kikuta J, Ishii M, Sugimoto Y, Nakao M, and Yokomizo T. Expression of leukotriene B4 receptor 1 defines functionally distinct DCs that control allergic skin inflammation. Cellular & Molecular Immunology. 2021, in press
6. Kanno A, Asahara SI, Furubayashi A, Masuda K, Yoshitomi R, Suzuki E, Takai T, Kimura-Koyanagi M, Matsuda T, Bartolome A, Hirota Y, Yokoi N, Inaba Y, Inoue H, Matsumoto M, Inoue K, Abe T, Wei FY, Tomizawa K, Ogawa W, Seino S, Kasuga M, Kido Y. GCN2 regulates pancreatic β cell mass by sensing intracellular amino acid levels. JCI Insight. 2021, 5, e128820
7. Kaitsuka T, Tomizawa K. Generation of Functional Insulin-Producing Cells from Mouse Embryonic Stem Cells Through Protein Transduction of Transcription Factors. Methods in Molecular Biology. 2021, 2211, 85-96
8. Ogawa A, Nagiri C, Shihoya W, Inoue A, Kawakami K, Hiratsuka S, Aoki J, Ito Y, Suzuki T, Suzuki T, Inoue T, Nureki O, Tanihara H, Tomizawa K, Wei FY. N6-methyladenosine (m6A) is an endogenous A3 adenosine receptor ligand. Molecular Cell. 2021, 81, 659-674
9. Kaitsuka T, Tomizawa K, Matsushita M. Heat Shock-Induced Dephosphorylation of Eukaryotic Elongation Factor 1BδL by Protein Phosphatase 1. Frontiers in Molecular Biosciences. 2021, 14, 598578
10. Nagayoshi Y, Chujo T, Hirata S, Nakatsuka H, Chen CW, Takakura M, Miyauchi K, Ikeuchi Y, Carlyle BC, Kitchen RR, Suzuki T, Katsuoka F, Yamamoto M, Goto Y, Tanaka M, Natsume K, Nairn AC, Suzuki T, Tomizawa K, Wei FY. Loss of Ftsj1 perturbs codon-specific translation efficiency in the brain and is associated with X-linked intellectual disability. Science Advances. 2021, in press
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
keyboard_arrow_down
1. 中尾光善.エピゲノム制御による表現型バリエーションの分子基盤(基調講演)、第8回日本骨格筋生物学研究会、2021/3/5,国内、口頭.
国内 / 口頭
2. Pooled-analysis of prospective observational studies evaluated the effectiveness and safety of bevacizumab and paclitaxel as the first-line chemotherapy for HER2-negative metastatic breast cancer. Yamamoto Y, Yamashiro H, Schneeweiss A, Mulle V, GluZ O , Klare P , Aktas B, Magdolna D, Budi L , Piko B, Mangel L, Toi M, Morita S, Ohno S, 第28回日本乳癌学会学術総会、厳選口演、2020/10/14,国内、口頭.
国内 / 口頭
3. 地震災害から得られた教訓―熊本地震における乳がん診療を通じてー, 山本豊, 第18回日本臨床腫瘍学会学術集会、シンポジウム、2021/2/19、国内、口頭.
国内 / 口頭
4. Yamamoto Y, Iwata H, Taira N, Masuda N, Takahashi M, Yoshinami T, Ueno T, Toyama T, Yamanaka T, Takano T, Kashiwaba M, Tsugawa K, Hasegawa Y, Tamura K, Tada H, Hara F, Saji S, Morita S, Toi M, Ohno S, Japan Breast Cancer Research Group A randomized, open-label, phase III trial of pertuzumab re-treatment in HER2-positive, locally advanced/metastatic breast cancer patients previously treated with pertuzumab, trastuzumab, and chemotherapy: The Japan Breast Cancer Research Group-M05 (PRECIOUS) study. San Antonio Breast Cancer Symposium 2020, 2020/12/10, 国際、ポスター.
不明 / ポスター