Development of liquid biopsy technology targeting DNA methylation for prostate cancer diagnosis

开发针对前列腺癌诊断的DNA甲基化液体活检技术

• 批准号: 21K07211
• 负责人: 福重 真一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07211/
• 关键词: 癌; ゲノム; 遺伝子; 前立腺癌; DNAメチル化; リキッドバイオプシー; qMSP

本研究では、1) 前立腺癌における4種の高メチル化遺伝子（PYCARD、ZNF750、SLC30A2、IRX1）の腫瘍形成における役割を解明すること、2)これら4種のDNAメチル化を標的とするリキッドバイオプシー技術を開発し、前立腺癌の早期診断への可能性や予後との関連を調べることを目的とした。昨年度、4種の高メチル化遺伝子のうちZNF750の発現誘導が前立腺癌細胞株の増殖抑制を引き起こし、逆に、ZNF750のノックダウンが正常前立腺細胞株の増殖亢進を引き起こすことを明らかとした。本年度は、LNCaP前立腺癌細胞株でのZNF750遺伝子発現誘導前後、および、RWPE-1正常前立腺細胞株でのZNF750遺伝子ノックダウン前後でtotal RNAを調製し、マイクロアレイ解析によりZNF750下流遺伝子の探索をおこなった。その結果、ZNF750遺伝子発現に応じて発現変化する遺伝子としてTWIST1、PTPRBを同定した。ZNF750とPTPRB の発現は正の相関関係を示し、ZNF750とTWIST1の発現は逆の相関関係を示した。前立腺癌の正常部と腫瘍部の遺伝子発現データベース（TCGAパブリックデータ）解析からTWIST1は腫瘍部で発現が高く、ZNF750、PTPRBは発現が低かった。また、LNCaP細胞株でTWIST1をノックダウンすると細胞増殖が阻害され、RWPE-1正常細胞株でPTPRBをノックダウンすると細胞増殖が亢進することが明らかとなった。さらに、ホルマリン固定、パラフィン包埋した前立腺癌手術標本51症例のZNF750免疫染色の結果、41%（21/51）で腫瘍部での発現が著しく低下していた。リキッドバイオプシーに関しては、パイロットスタディとして、前立腺癌20症例、癌以外の疾患10症例の血清からcfDNAを回収し、バイサルファイト処理を実施した。

The purpose of this study is: 1) to elucidate the role of four highly differentiated DNA markers (PYCARD, ZNF750, SLC30A2, IRX1) in tumor formation in advanced adenocarcinoma; 2) to develop a novel DNA marker for four highly differentiated DNA markers; 3) to explore the possibility of early diagnosis of advanced adenocarcinoma; and 4) to modulate the association between these markers. In the past year, the development of four kinds of high molecular weight genes ZNF750 was induced, and the growth inhibition of prostate adenocarcinoma cell lines was induced. This year, the total RNA of ZNF750 gene in LNCaP prostate adenocarcinoma cell line before and after induction, and RWPE-1 normal prostate adenocarcinoma cell line before and after total RNA modulation and analysis of ZNF750 downstream gene were explored. As a result, ZNF750's transmission and transmission characteristics were determined. The correlation between the occurrence of ZNF750 and PTPRB is shown, and the correlation between the occurrence of ZNF750 and TWIST is shown. Analysis of TWIST1 and PTPRB in the normal and tumor parts of adenocarcinoma TWIST-1 cell line, LNCaP cell line, PTPRB cell line, RWPE-1 normal cell line, PTPRB cell line, LNCaP cell line, RWPE-1 cell line ZNF750 immunostaining was performed in 51 cases of adenocarcinoma before surgery. The tumor was found in 41%(21/51) of the cases. CfDNA was detected in 20 cases of prostate cancer and 10 cases of diseases other than cancer.