文献情報
文献番号
201220055A
報告書区分
総括
研究課題名
骨髄異形成症候群におけるエピゲノム修飾分子異常の解明
課題番号
H23-3次がん-若手-001
研究年度
平成24(2012)年度
研究代表者(所属機関)
真田 昌(東京大学 医学部附属病院)
研究分担者(所属機関)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 第3次対がん総合戦略研究
研究開始年度
平成23(2011)年度
研究終了予定年度
平成24(2012)年度
研究費
3,847,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書(概要版)
研究目的
エピゲノム修飾による遺伝子の翻訳制御は、発生・細胞分化の過程において重要な分子機構である。エピゲノム修飾の異常は、遺伝子発現の異常を来たし、様々ながん種において、発がんに関わっていると考えられている。更には、近年の遺伝子解析技術の進歩に伴い、非常に広範な腫瘍において、エピゲノム修飾分子の遺伝子変異が生じていることが明らかとなっている。エピゲノム修飾分子に生じたゲノム異常が、エピゲノム異常を生じ、遺伝子の発現異常が細胞の腫瘍化を招くと推測されるが、明らかではない。MDSは高齢者に多い造血器腫瘍であるが、古くからメチル化異常に関する報告がされてきた。造血幹細胞移植以外に治癒が期待できる治療法はないが、脱メチル化剤が生命予後を改善することが明らかとなり、移植が困難な高齢者を含め広く使用されつつある。昨年度の研究にて遺伝子変異プロファイルが明らかとしたMDS検体を用いて、エピゲノム修飾解析を行うことにより、両者の関連を明らかとすることを目指す。
研究方法
昨年度、遺伝子変異解析を行った192例(低リスクMDS 145例、 高リスクMDS 47例)のMDS検体について、イルミナ社のHuman Methylation 450 BeadChipを用いて、網羅的なDNAメチル化解析を行った。遺伝子発現調整に関わっていると推測され、かつ正常末梢血に比し、強くメチル化されているプローブを解析対象とした。メチル化データは、教師なし階層クラスタリング解析を行い、メチル化修飾に関わる遺伝子を中心に変異とメチル化パターンの関連を解析した。
本研究で実施される遺伝子解析研究は、原則として体細胞突然変異を扱うものであるが、「ヒトゲノム・遺伝子研究に関する倫理指針」を遵守し、事前に東京大学ならびに検体提供施設の倫理委員会の承認を得た。また、研究対象者からは文書による同意を得て行った。
本研究で実施される遺伝子解析研究は、原則として体細胞突然変異を扱うものであるが、「ヒトゲノム・遺伝子研究に関する倫理指針」を遵守し、事前に東京大学ならびに検体提供施設の倫理委員会の承認を得た。また、研究対象者からは文書による同意を得て行った。
結果と考察
昨年度、変異解析を行った192例のMDSについてイルミナ社のHumanMethylation 450 BeadChipを用いて、DNAのシトシンのメチル化状態を解析した。正常末梢血に比しメチル化を受けている傾向にある4000遺伝子に絞り込んだ後に、教師なし階層クラスタリング解析を行い、メチル化パターンの異なる、いくつかのサブクラスに階層化された。192例において変異頻度が高いエピゲノム修飾関連遺伝子、TET2(35%)、ASXL1(20%)、DNMT3A(12%)、IDH1/2(6%)およびEZH2(5%)について変異の有無(内は192例での変異頻度)、および臨床情報とクラスタリング結果を比較検討した。骨髄芽球の増加を伴うRAEB-1および2と診断されている症例は、増加を伴わない病型に比し、解析した遺伝子群においてはメチル化されている傾向が高かった。DNAメチルトランスフェラーゼとしてシトシンのメチル化に直接的に関わるDNMT3A遺伝子においては、変異の有無とクラスタリング結果には関連は認められなかったが、脱メチル化過程で重要な働きを有することが明らかとなりつつあるTET2およびIDH変異例は、特徴的なメチル化パターンを示すクラスター群に集中する傾向が認められ、ゲノムレベルでの変異がエピゲノム異常に関わっていることが示唆された。
今後、脱メチル化剤投与前後の検体の解析を行うことで、脱メチル化剤投与によるメチル化の変化、有効例と無効例における変化の違いを解析することで、脱メチル化剤の作用機序を明らかとし、治療反応性を事前に予測する臨床上有用なバイオマーカーの確立も望まれる。
MDSにおけるエピゲノム修飾関連遺伝子の変異は、TET2とIDH1/2の変異の重複例は既報の通りに少ないものの、TET2変異とASXL1変異など、しばしば重複して観察をされ、アレル頻度からも、同一の細胞に変異が生じていると推測される。すなわち、遺伝子異常が、エピゲノム修飾全体そして遺伝子発現に与える影響は単純ではないことが推測をされる。今後、遺伝子発現解析やヒストン修飾の解析も含めた、より多層的な解析が必要であると思われる。
今後、脱メチル化剤投与前後の検体の解析を行うことで、脱メチル化剤投与によるメチル化の変化、有効例と無効例における変化の違いを解析することで、脱メチル化剤の作用機序を明らかとし、治療反応性を事前に予測する臨床上有用なバイオマーカーの確立も望まれる。
MDSにおけるエピゲノム修飾関連遺伝子の変異は、TET2とIDH1/2の変異の重複例は既報の通りに少ないものの、TET2変異とASXL1変異など、しばしば重複して観察をされ、アレル頻度からも、同一の細胞に変異が生じていると推測される。すなわち、遺伝子異常が、エピゲノム修飾全体そして遺伝子発現に与える影響は単純ではないことが推測をされる。今後、遺伝子発現解析やヒストン修飾の解析も含めた、より多層的な解析が必要であると思われる。
結論
多数例のMDS検体を用いた網羅的な変異解析により、RNAスプライシング分子変異と並んで、エピゲノム修飾分子の異常は、最も頻度の高いゲノム異常であり、更に網羅的なメチル化解析を行うことによりゲノムレベルの異常であるTET2やIDH1/2変異が、メチル化異常に強く関わっていることを示唆する所見が得られた。
公開日・更新日
公開日
2013-08-21
更新日
-