倉田奨励金研究報告書 第 50 集｜2019 年度（第 51 回）助成■受領№1404

ゲノム解析に基づく子宮腺筋症・内膜症の個別化治療法の開発に向けた分子基盤の構築

代表研究者

井上 聡

国立がん研究センター研究所細胞情報学分野

1．研究目的

特任研究員

果が報告され、子宮内膜がんに好発する遺伝子変

子宮腺筋症と子宮内膜症は子宮筋腫と並んで婦異 プ ロ フ ァ イ ル （ ARID1A, PIK3CA, KRAS,

人科 3 大良性疾患であり、生殖年齢女性に好発す

PPP2R1A体細胞変異）と似ていることが特徴的でる。子宮腺筋症は、着床の場である子宮内膜組織ある。子宮腺筋症は、その多い患者数にも関わらに類似した腺と間質からなる組織が、子宮筋層内ず、これまで全くゲノム解析がなされておらず、で異所性に増殖する疾患であり、月経困難や過多

子宮内膜症・子宮筋腫と同様な細胞のクローン性増月経、不妊や早流産など生殖年齢女性の QOL を殖に起因する疾患かも未だ不明なままであった。申著しく低下させる。近年は妊娠年齢の高年化など請者は子宮腺筋症に豊富な臨床及び研究の実績のあの影響からか、挙児希望を有する症例が増加してる施設が子宮腺筋症検体バンクのネットワークを作おり、不妊や早流産の問題が顕在化している。一り、大規模な網羅的ゲノム解析を行って、子宮腺筋方、子宮内膜症は、子宮内膜類似組織が子宮以外症の本態に迫った。本研究成果として、変異KRASの場所にできる疾患であり、月経困難や不妊の原腺筋症は、ホルモン治療法の一つであるプロゲスチ因になるばかりか、最近では卵巣チョコレート囊ン製剤感受性に影響が出ること、経産婦における発胞が悪性化することが明らかになっている。以前症リスク機序が示唆され、個別化医療の端緒となりは、子宮腺筋症は子宮内膜症の一病型と考えられ得る結果が得られた。てきたが、現在はその病態に類似点とともに相違点もあることが明らかになっている（図１）。子宮2．研究内容内膜症については、最近、網羅的ゲノム解析の結1 章 子宮腺筋症・内膜症ゲノム解析

倉田奨励金研究報告書 第 50 集｜2019 年度（第 51 回）助成
1.1 子宮腺筋症は KRAS 遺伝子変異が高頻度に起1.2 子宮腺筋症は多クローン性増殖疾患であり、併こる

発子宮筋腫とは独立したクローン性疾患であWES 解析の結果、子宮腺筋症の約４割の症例にる

おいて、 KRAS 遺伝子のがん化変異が認められた

我々は、病変部より、マルチサンプリングを行（図２）。子宮内膜症や子宮筋腫のゲノム解析では、い、同定された変異が、子宮腺筋症全体で共有さKRAS 遺 伝 子 変 異 に 加 え 、 PIK3CA 遺 伝 子 やれているか否かを検証した。子宮腺筋症病変部のMED12 遺伝子変異が高頻度に認められることが広範囲において認められる遺伝子変異（trunk型変報告されている。しかし、子宮腺筋症では、PIK3CA異）と特定の領域においてのみ認められる複数の変異は極めて稀であり、MED12 遺伝子変異は全く遺伝子変異（private型変異）が認められたため、認められなかった（図２）。以上の結果から、子宮子宮腺筋症という疾患は、分子レベルでは多クロ腺筋症という疾患は、ゲノム異常を伴う細胞が増殖ーン性増殖疾患であることが示された（図3）。子するクローン性増殖疾患であること、遺伝子変異と宮腺筋症は、子宮筋腫を高頻度に併発するが、そいう視点では子宮筋腫とは異なり、子宮内膜症とはれぞれの病変部で検出された遺伝子変異は、相互一部、共通していることが示された。

排他性を示し、両疾患は分子レベルで独立した疾患単位であることが示された（図3）。以上のゲノ倉田奨励金研究報告書 第 50 集｜2019 年度（第 51 回）助成
ム解析の結果からは、なぜ子宮腺筋症と子宮筋腫正常内膜、さらに併発子宮内膜症病変部のマルチが高頻度に併発するのか、という問いに答える知サンプリングを行い、子宮腺筋症病変部で同定さ見を得ることが出来なかった。

れた変異が、周辺部子宮内膜や併発子宮内膜症病変部で共有されているか否かを検証した。子宮腺筋症で検出された一部の遺伝子変異（例：KRAS変異）と同一塩基置換置換が、周辺の子宮正常内膜部においても検出されたため、子宮腺筋症病変部に存在するクローンの起源は、正常子宮内膜に存在するクローンであることが強く示唆された（図4）。また、併発子宮内膜症病変部においても、子宮腺筋症病変部と同一の塩基置換変異が検出されたことから（図4）、両疾患は、正常子宮内膜に存在する同一ないし類似のクローンを起源とすることが強く示唆された。以上の結果から、子宮腺筋症と子宮内膜症は、分子レベルにおいては、発症機序の一部を共有していることが示唆され、高頻度に併発する原因を説明することが可能となった。
1.4 子宮腺筋症症例において、正所性子宮内膜組織における KRAS 変異が顕著に起こる

1.3 子宮腺筋症細胞クローンの発生⺟地は正所性

我々は、子宮腺筋症や子宮内膜症症例に加え、子宮内膜であり、併発子宮内膜症と分子レベル対照群として非子宮腺筋・内膜症（子宮筋腫、子では、類似した発症機序である

宮頸がん、卵巣がん）症例から正常子宮内膜検体

子宮腺筋症症例の子宮腺筋症病変部、周辺子宮をそれぞれ収集し、PIK3CAのKRAS遺伝子変異の倉田奨励金研究報告書 第 50 集｜2019 年度（第 51 回）助成発生率やアレル頻度を検証した。子宮腺筋症症例の発生メカニズムを明らかにすることが、子宮腺は、対照群である非子宮腺筋・内膜症症例と比較筋症・内膜症の予防法の確立に向けた分子基盤として、正常子宮内膜検体におけるKRAS変異が高頻なり得ることが示唆された。また、子宮腺筋症や度に起こり、アレル頻度も有意に高かった（図5）。

子宮内膜症の外科的治療法として、従来の子宮全子宮内膜症においても同様の傾向が認められたが、摘法に加え、最近では、患者さんの挙児願望など統計上の有意性は認められなかった。PIK3CA遺を考慮し、本邦と中心として、部分摘出による子伝子変異については、発生頻度並びにアレル頻度

宮温存出法が選択され始めている。今後、術前のに影響が認められなかった。以上の結果から、何KRAS変異検査などを行うことで、外科的手術法のらかの要因で、子宮内膜組織中にKRAS遺伝子変異選択や、温存手術後の再発防⽌に向けた⻑期観察クローンが発生、増殖した症例において、子宮腺の重要性も示唆された。

筋症の発症リスクが高まることが明らかとなった。
2.2 変異 KRAS 発現細胞株ではプロゲステロン受容
2 章 ゲノム解析結果と臨床病理情報の統合解析

体発現抑制によるホルモン治療感受性に影響

2.1 KRAS 変異子宮腺筋症症例は子宮内膜症の併発が及ぶ可能性率が高い

子宮腺筋症の病変部におけるプロゲステロン受

正常子宮内膜組織に存在するKRASなどの遺伝容体(PR)に対する免疫染色解析を行ったところ、

子変異を有するクローンが、子宮腺筋症だけでなKRAS遺伝子変異症例の子宮腺筋症病変部におけく子宮内膜症の起源であることが示唆されたため、る上皮系細胞において特異的にPR発現量の低下

KRAS変異と子宮腺筋症と内膜症の併発率についを認めた（図6）。PR発現抑制はPIK3CA遺伝子をて検証した。KRAS変異を有する子宮腺筋症の臨床発現細胞株においては認められなかった。変異型情報との相関性を調べたところ、子宮内膜症の併KRASによるPR発現抑制のメカニズムを解析する発率が、KRAS非変異症例と比較して、有意に高かためにDNAメチル化の関与を検証した。KRAS変った（表１）。今後、子宮内膜におけるKRAS変異異症例において、PRのCpG islandにおけるDNA

倉田奨励金研究報告書 第 50 集｜2019 年度（第 51 回）助成メチル化の上昇が検出された。以上の結果から、られた（表２）。興味深い点として、帝王切開歴とKRAS変異タンパク質は、子宮腺筋症細胞において、の相関性は認められなかった。以上の結果から、エピジェネティックにPR発現抑制させることが自然分娩時における子宮筋組織の強力な収縮とい示唆された。さらに、子宮腺筋症において高頻度った物理的なストレスが子宮内膜組織におけるゲに認められるKRAS遺伝子変異が、治療標的の一つノム異常、特にKRAS変異を誘発し、増殖能を獲得であるPR発現量を変化させることが示唆され、個したKRAS変異子宮内膜クローンが、子宮腺筋症の別化医療の重要性が示唆された。

起源クローンとして発症リスクを亢進している可能性が示唆された。

2.3 経産婦が正所性子宮内膜における KRAS 変異を誘発する可能性

３．研究のまとめ、謝辞

正所性子宮内膜ゲノム解析結果と臨床情報との本研究では、子宮腺筋症・内膜症のゲノム解析相関性を解析したところ、妊娠歴や経腟出産歴と結果と臨床病理情報との相関性解析の結果、経産KRAS変異率との間において、有意な相関性が認め婦において子宮腺筋症の起源クローン（KRAS変異）倉田奨励金研究報告書 第 50 集｜2019 年度（第 51 回）助成の発生率が亢進すること、KRAS変異子宮腺筋症がHigh-throughput functional evaluation of BRCA2

PRを標的としたホルモン治療に対して感受性がvariants of unknown significance. Nat Commun

低下する可能性を示唆した。今回の結果を基盤と2020 11: 2573.

して、KRAS変異を対象とした予防法の確立、個別

3.Inoue, S., Hirota, Y., Ueno, T., Fukui, Y.,

化医療実現に向けたエビデンスを蓄積されるべく、

Yoshida, E., Hayashi, T., Kojima, S., Takeyama, R.,研究を発展させる計画である。

Hashimoto, T., Kiyono, T., Ikemura, M., Taguchi,

本研究は、国立開発法人

国立がん研究センタ

A., Tanaka, T., Tanaka, Y., Sakata, S., Takeuchi,

細胞情報学分野（間野博行研究室）にK., Muraoka, A., Osuka, S., Saito, T., Oda, K.,

おいて行われた。また国立大学法人東京大学医学

Osuga, Y., Terao, Y., Kawazu, M., Mano, H.

部附属病院女性外科、学校法人順天堂医学部産婦

Uterine adenomyosis is an oligoclonal disorder

人科学講座との共同研究であり、国立大学法人東associated with KRAS mutations. Nat Commun

京大学医学部附属病院

2019 10: 5785.

ー研究所

廣田泰講師、福井大和大学院生、織田克利准教授、大須賀穣教授、田口歩4.子宮腺筋症の妊孕性温存を考える会

博士、学校法人順天堂医学部産婦人科学講座

術講演会 2020年2月

寺

第2回学

東京 「子宮腺筋症ゲノム尾泰久先任准教授、吉田惠美子非常勤助教、同大解析」

学病理病態学講座

5.第2回婦人科がんゲノム研究会 2020年10月

林大久生准教授、齋藤剛准教

授に深く御礼申し上げます。本ゲノム解析に対し、貴重な検体の提供に同意して頂きました、婦人科疾患を罹患された患者の皆様に深謝申し上げます。
最後に、我々の子宮腺筋症ゲノム解析に対し、研究助成を賜りました公益財団法人日立財団に深く御礼申し上げます。研究助成金を活用した本研究成果は、Cell Death Disease（2020）（発表リスト３）に発表され、貴財団の助成なくして、本研究成果の実現を成し得ることは不可能であり、貴研究財団による研究助成を発表論文の謝辞に記させて頂きました。

４．発表（研究成果の発表）
1.Inoue, S., Yoshida, E., Fukui, Y., Ueno, T.,Kawazu, M., Takeyama, R., Ikemura, M., Osuga,Y., Terao, Y., Hirota, Y., Mano, H. KRAS
mutations in uterine endometrium are associatedwith gravidity and parity. Cell Death Dis 2020 11:347.
2.Ikegami, M., Kohsaka, S., Ueno, T., Momozawa,Y., Inoue, S., Tamura, K., Shimomura, A., Hosoya,N.,

Kobayashi,

H.,

Tanaka,S.,Mano,H.

都「子宮腺筋症ゲノム解析」

京