成果報告書詳細
管理番号20120000001216
タイトル平成19年度-平成23年度成果報告書 「基礎研究から臨床研究への橋渡し促進技術開発 橋渡し促進技術開発 遺伝子発現解析技術を活用した個別がん医療の実現と抗がん剤開発の加速」(一般社団法人バイオ産業情報コンソーシアム、公立大学法人福島県立医科大学)
公開日2014/8/29
報告書年度2007 - 2011
委託先名一般社団法人バイオ産業情報化コンソーシアム 公立大学法人福島県立医科大学
プロジェクト番号P07022
部署名バイオテクノロジー・医療技術部
和文要約件名:平成19年度-平成23年度成果報告書 基礎研究から臨床研究への橋渡し促進技術開発 橋渡し促進技術開発 「遺伝子発現解析技術を活用した個別がん医療の実現と抗がん剤開発の加速」

 本事業の目的は、独自開発の遺伝子発現解析技術による基礎研究成果を、がん臨床、さらには、抗がん剤開発現場へ橋渡しすることである。これにより、参画製薬企業が開発中の、および、臨床で既に使用されている抗がん剤について、その効く・効かないを区別できる感受性遺伝子群を同定し、それらを治療方針決定用診断ツールとして活用した個別がん医療の実現を目指す。さらに、がん鑑別診断マーカーや創薬標的となる新たな遺伝子(群)を同定し、それらに関する生物学的解析結果を含むデータを速やかに参画製薬企業に開示することによって、参画製薬企業における新規がん治療薬開発の加速に資する。

 本事業の研究開発項目とその成果は下記の通りである。
研究開発項目(1) 細胞株を用いた抗がん剤感受性遺伝子群の同定
 参画製薬企業が開発中の抗がん剤候補計12種類、現在臨床で使用されている抗がん剤4種類に対して感受性試験を行い、感受性または非感受性を特定した細胞株または移植細胞塊から遺伝子発現プロファイルを取得した。参画製薬企業が開発中の4薬剤候補に対して、このプロファイルのクラスタ分析により、感受性と非感受性を鑑別できる遺伝子発現データセットの抽出に成功した。また、既存抗がん剤1薬剤についても、感受性鑑別遺伝子発現データセットの抽出に成功した。

研究開発項目(2) 臨床がんサンプルを用いた抗がん剤感受性遺伝子群の有効性検証
 福島県立医大附属病院および福島県内関連病院で取得した臨床サンプルは、がん約20種類(乳がんを中心に肺がん・大腸がん・胃がん・甲状腺がん・その他)、総計約4,100サンプルに達し、遺伝子発現プロファイルを取得した臨床サンプルは約2,000となった。また、臨床サンプルに対応する臨床情報を電子カルテから収集するとともに、解析用臨床情報のスコア化、さらに、病理学的所見の充実化を行い、臨床情報・遺伝子発現情報統合データベースとして集積した。
 上記の研究開発項目(1)で特定した参画製薬企業が開発中の抗がん剤候補4薬剤に対する感受性鑑別遺伝子発現データセットについて、上述した臨床サンプルの遺伝子発現プロファイルで検証し、細胞株のデータから抽出した感受性鑑別遺伝子発現データセットを用いた感受性の判別が、臨床段階でも有効であることを確認し、開発企業へ橋渡しした。そのうちの1件は開発企業により特許出願が行われた。
研究開発項目(3) 遺伝子発現情報解析による創薬標的遺伝子等の同定
 乳がん由来細胞株の遺伝子発現プロファイルを解析することにより、染色体上の遺伝子増幅部位を多数特定した。また、乳がんを中心に、がん組織で高発現している遺伝子を多数特定し、新規抗がん剤標的候補として19遺伝子を参画製薬企業へ開示し、橋渡しを完了した。
 乳がんの臨床情報(予後因子)と遺伝子発現プロファイルを合わせて解析することにより、乳がん予後判別遺伝子発現データセット(福島乳がんセット)を抽出した。また、同様にして急性骨髄性白血病の予後判定を可能にする遺伝子発現データセットの抽出にも成功した可能性がある。さらに、肺がんの組織型鑑別遺伝子群を中心に、新規がんマーカー遺伝子はすでに数10種類程度の特定が完了し、検証を行った。
 産業界から、臨床サンプルに近い材料を使った抗がん剤の開発を行いたいとのニーズに基づき、平成21年度から新たに「がん組織の特性を維持した新規がん細胞材料創出技術の開発」を開始した。福島県立医大で採取したがん組織の一部を免疫不全マウスに移植し、担がん動物モデルの作製、及び移植がん組織から初代培養細胞と新規細胞株の樹立を行った。
英文要約Title: Achievement of personalized medicine and acceleration of anti-cancer drug development by using the gene expression analysis technology (FY2007-FY2011) Final Report

The purpose of the project is the translation of basic research results using the original gene expression analysis technology to the cancerous clinical medicine and anti-cancer drug development. For the anti-cancer drugs developing by the pharmaceutical company or using in the cancer medical treatment, the project identifies the sensitivity gene group that can distinguish between an effectiveness and non-effectiveness, and utilize the results as a diagnosis tool for the treatment policy decision. And, the project identifies new target genes for the anti-cancer drug or the cancer diagnosis marker.

The research subjects and its results are as follows:
(1) Identification of anti-cancer drug sensitivity gene group by using the cell line
 For 12 anti-cancer drug candidates in development by participating companies, the gene expression profiles were obtained from the cell lines, and 4 sensitivity gene groups which can distinguish between sensitivity and insensitivity were extracted by the cluster analysis of the gene expression profiles.

(2) Verification of effectiveness of anti-cancer drug sensitivity gene group by using the clinical cancer samples
Fukushima Medical University and related hospitals gathered about 4,100 clinical cancer samples and over 2,000 gene expression profiles were acquired among them. And, the profiles and clinical information on the samples were integrated to a data base system. Using the gene expression profiles for clinical samples the previously mentioned sensitivity gene groups were verified to be effective in clinical stage.

(3) Identification of a drug development target genes by analysis of gene expression profiles
By the analysis of the gene expression profiles for breast cancer cells, etc., many targeted genes showing elevated cancer-specific expression were specfied. Among these genes 19 drug target genes were disclosed to the company.
By the analysis of both the clinical information (prognostic factor) and gene expression profiles for the breast cancer samples, a breast cancer prognostication gene expression data set (Fukushima breast cancer set) was extracted. In the same manner, a prognostication gene expression data set for acute myeloid leukemia might succeed in extraction. Furthermore, around ten kinds of new cancer diagnosis marker genes for mainly the lung cancer were specified and verified.
Based on the industry needs for the development of anti-cancer drugs using materials similar to clinical samples, a new subject "the development of the new cancer cell materials to maintain the characteristic of cancer tissue" was started from 2009. In the subject a part of the cancer tissue gathered in Fukushima Medical University were transplanted to an immunodeficiency mouse and the tumour-bearing mouse were established. Furthermore, new cell lines and primary cells from the transplanted cancer tissue were established.
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