岩手医科大学 先端医療研究センター 中間報告書(各テーマ用)
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研究プロジェクト名 |
DNAメチル化を指標とした癌関連遺伝子の検索 |
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研究代表者 |
幅野 渉 |
所属 |
DNA解析室 |
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共同研究者 |
菅井 有、中村眞一 |
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キーワード（日本語）
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DNAメチル化 |
染色体不安定化 |
大腸癌 |
Key Words (English)
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DNA methylation |
Chromosomal instability |
Colorectal cancer |
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Crypt isolation |
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【背景・目的】
ヒト腫瘍ではゲノムの不安定化が染色体レベルで起こりaneuploid（異倍体）核が観察される．遺伝子変異マウスの実験などから，DNAメチル化状態の変化が染色体の不安定化に関係することがわかってきた．だが，その分子機構の詳細は明らかにされていない．我々は同一腫瘍内にdiploid（二倍体）およびaneuploid癌細胞が共存するmultiploid大腸癌を対象とし，両癌細胞間でDNAメチル化状態の異なる遺伝子を網羅的に検索し，染色体不安定化の関連遺伝子の同定を試みた．
【方法】
大腸癌の新鮮組織を対象に腺管分離を行い，フローサイトメータによりploidyを評価した．multiploid癌26例においてソーティングを行いdiploidおよびaneuploid癌細胞核を分離・回収した．そのうち5例を対象にMCA（methylated CpG island amplification）法を行い，両細胞群間でメチル化状態の異なる遺伝子断片を分離し，BLASTホモロジー検索により同定した．
【結果】
aneuploid癌細胞群におけるhypermethylationおよびhypomethylationが予想されるDNA断片11種および13種が同定された．このうちSALL4遺伝子および近接するZFP64遺伝子のプロモータ領域におけるhypermethylationは大腸癌の培養細胞株癌や癌組織で高頻度に検出され，mRNAの発現量現象による両タンパクの機能低下が予想された．特にSALL4遺伝子のhypermethylationはaneuploid癌細胞において高頻度に検出され，染色体の不安定化に関係する可能性が示唆された．一方，ZFP64遺伝子のhypermethylationとploidyとの関係は見出されなかった．SALL4遺伝子のsomatic変異およびallelic imbalanceは認められなかったが，多型3種が検出された．特に1520T>G遺伝子型はploidy型と相関する傾向があり，染色体の安定化に影響を及ぼすmodifierとしての役割が推測された．
【考察と展望】
染色体の不安定化にともない，DNAのメチル化レベルがゲノムワイドで変化することがはじめて明らかになった．今回はSALL4遺伝子に着目し，メチル化による機能変化が大腸癌における染色体不安定化に関与することを示した．このことはMCA法で同定された他の遺伝子についても同様のはたらきがある可能性をも示唆した．すなわち腫瘍における染色体の不安定化には多数の遺伝子のエピジェネティックな変化が関与する可能性が考えられた．multiploid癌を解析モデルに用いた新しいアプローチは染色体不安定化に関係する候補遺伝子の探索に有用と思われ，染色体不安定化の分子機構の解明にはさらなる探索が必要と思われた．
≪参考論文≫
≪発表業績≫
1) Sugai T, Habano W, Jiao YF, Tsukahara M, Takeda Y, Otsuka K, Nakamura S. Analysis of molecular alterations in left- and right-sided colorectal carcinomas reveals distinct pathways of carcinogenesis: proposal for new molecular profile of colorectal carcinomas. J Mol Diagn. 2006;8:193-201.
2) Jiao YF, Sugai T, Habano W, Uesugi N, Takagane A, Nakamura S. Clinicopathological significance of loss of heterozygosity in intestinal- and solid-type gastric carcinomas: a comprehensive study using the crypt isolation technique. Mod Pathol. 2006;19:548-55.
3) Ando T, Sugai T, Habano W, Jiao YF, Suzuki K. Analysis of SMAD4/DPC4 gene alterations in multiploid colorectal carcinomas. J Gastroenterol. 2005;40:708-15.
4) Sugai T, Habano W, Jiao YF, Suzuki M, Takagane A, Nakamura S. Analysis of genetic alterations associated with DNA diploidy, aneuploidy and multiploidy in gastric cancers. Oncology. 2005;68:548-57.
5) Sugai T, Habano W, Jiao YF, Suzuki M, Takagi R, Otsuka K, Higuchi T, Nakamura S. Analysis of allelic imbalances at multiple cancer-related chromosomal loci and microsatellite instability within the same tumor using a single tumor gland from colorectal carcinomas. Int J Cancer. 2005;114:337-45.