腫瘍内細菌叢が引き起こす癌遺伝子異常の同定と変異シグネチャー解析による要因の解明

通过突变特征分析鉴定肿瘤内微生物群引起的癌症基因异常并阐明因素

基本信息

批准号：
22K19556
负责人：
若井俊文
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、「細菌叢ゲノムデータ、癌ゲノムデータを高次元データ解析し、癌と特異的に共生する細菌叢（腫瘍内細菌叢）を特定し、細菌叢のゲノム配列がヒト癌細胞にinsertion（挿入）されている遺伝子異常を同定すること」である。臨床応用に向けたMicrobiome-based Precision Medicine（細菌叢を基盤とした精密医療）という新たな学術体系の礎を築くことを目指す。未解明な課題として、1）細菌叢ゲノム配列が宿主（ヒト）の遺伝子にinsertionされている証拠を臨床検体で実証できるか、2）腫瘍内細菌叢が引き起こす癌遺伝子異常の要因を変異シグネチャー解析により解明できるかの２点があげられる。本研究の意義は、癌遺伝子異常と腫瘍内細菌叢とを同時にゲノム解析することにより、細菌叢と宿主（ヒト）の癌遺伝子異常との関連性および発癌要因を究明できる点にある。本研究の可能性は、癌遺伝子異常を医学的により深く理解するうえで腫瘍内細菌叢という新たな視点からアプローチできる点である。変異シグネチャー解析を行うことでDNA付加体を介した発癌メカニズムにおける腫瘍内細菌叢の関与を変異パターンの解読で解明できる点にある。研究課題A：臨床検体から癌部および非癌部の16SrRNA遺伝子解析を行い、癌と特異的に共生する腫瘍内細菌叢を特定する方法論を確立した。研究課題B：通常の癌ゲノムデータ解析にIMS-Indel等のlong indelサーチを応用して、高次元データ解析し、insertionされているゲノム配列を同定することが可能であった。

本研究的目的是对细菌菌群基因组数据和癌症基因组数据进行高维数据分析，鉴定与癌症特异性共存的细菌菌群（瘤内细菌菌群），并鉴定人类癌症中细菌菌群的基因组序列“识别已插入的遗传异常。”我们的目标是为临床应用建立一个名为Microbiome-based Precision Medicine（基于微生物组的精准医学）的新学术体系的基础。未解决的问题包括1）是否有可能在临床标本中证明细菌菌群基因组序列插入宿主（人类）基因中，以及2）对肿瘤内细菌菌群引起的癌症基因异常的原因进行突变特征分析。由此可以澄清两点。这项研究的意义在于，通过同时对癌基因异常和肿瘤微生物群进行基因组分析，我们可以研究宿主（人）体内细菌菌群与癌基因异常之间的关系，以及致癌因素。这项研究的潜力在于，可以从肿瘤内微生物群的新角度进行研究，以获得对癌症基因异常更深入的医学了解。通过进行突变特征分析，可以通过破译突变模式来阐明肿瘤内微生物群在 DNA 加合物介导的致癌机制中的参与。研究主题A：我们对临床标本中的癌性和非癌性区域进行了16S rRNA基因分析，并建立了一种方法来识别与癌症特异性共存的瘤内微生物群。研究课题B：通过将IMS-Indel等长插入缺失搜索应用于传统癌症基因组数据分析，可以分析高维数据并识别插入的基因组序列。