脳腫瘍の病因と進行

研究の目的:

1. ハイスループットの形態学的、タンパク質、RNA、および DNA 分析に適した脳腫瘍組織材料を収集します。
2. これらの分析の組織関連結果を臨床データと組み合わせて、脳腫瘍の診断、予後、遺伝を評価するための新しいバイオマーカーの可能性を調べる。

材料および方法

パラフィン包埋腫瘍材料

4,000 を超える脳腫瘍のパラフィン ブロックが、タンペレ大学病院の病理学研究室 (Fimlab 研究所の病理学部門) に収集されました。 これらは主に臨床診断の目的で使用されてきましたが、患者または当局の同意が得られれば、材料の余剰は研究目的に使用できます。 神経病理学者は、組織スライド内の各腫瘍の最も代表的な領域をマークしました。 これらのマーキングを使用して、腫瘍組織領域を組織マイクロアレイ ブロック (Micro-Array Technology、Beecher Instruments, Inc.) に生検します。 最大 1,000 個の組織学的サンプルを 1 つの組織マイクロアレイ ブロックに収集でき、これを 200 個の組織切片に切断できます。 これらのセクションは、さまざまな種類の分析 (免疫組織化学、蛍光および発色原 in situ ハイブリダイゼーション、およびその他の組織学的立場) に使用できます。 この方法の利点の中には、その高能力、自動化の可能性、元の組織ブロックへの損傷の制限、および分子生物学的分析のための最適化された環境が挙げられます。 当社は 1999 年に最初のフィンランド TMA ブロックを製造しました。 これまでに、最大 3,000 個の異なる脳腫瘍が当社の TMA にサンプリングされており、そのうち 2,000 個の神経膠腫と髄膜腫がこの研究に使用されています。 以下に、このメソッドが使用されるプロジェクトの例を示します。 本研究でも同様の戦略が使用されています。

1. 私たちは炭酸脱水酵素と脳腫瘍の関係を研究してきました。 炭酸脱水酵素 IX (CA IX) は、腫瘍形成に関連する低酸素誘発酵素です。 CA IX 免疫陽性は、組織マイクロアレイ ブロックで収集された 362 個の星状細胞神経膠腫の 80% で見つかりました。 多因子生存分析によると、CA IX 強度は重要な独立した予後因子でした。 CA IX は標的療法の候補となる可能性があります。

2. cDNA マイクロアレイ法を使用すると、1 回のハイブリダイゼーションで複数のがん遺伝子の発現を分析することができます。 cDNA-CGH マイクロアレイ法は、cDNA-マイクロアレイ法と比較ゲノムハイブリダイゼーションを同時に利用します。 この方法により、遺伝子コピー数と特定の増幅された遺伝子の発現との関係を研究することができ、また、増幅および過剰発現されている細胞株内の遺伝子を高解像度で定義することもできます。 この分析により、さまざまな種類の腫瘍における遺伝子コピー数の変化とその発現との関係について、より焦点を絞った全体像が得られます。 これらの方法により、神経芽腫の病因に関与する可能性のあるいくつかの新しい癌遺伝子候補を発見しました。 これらの遺伝子の役割を確認するために、我々は神経芽腫組織マイクロアレイブロックを構築し、これらのTMAを使用してFISHおよびIHC分析を実行しました。 我々は、神経芽腫患者の腫瘍サンプルのほぼ半数で発生し、患者の生存と有意に関連する増幅領域を特徴付けることに成功した。

   新鮮組織および凍結組織のマイクロアレイ

   病理学部門の私たちのチームは、新鮮な組織アーカイブを必要とする分子生物学的および遺伝学的研究の準備を進めてきました。 この目的を達成するために、私たちは癌の診断と研究の最新の方法のために脳腫瘍組織を体系的に収集し、記録しました。 脳神経外科手術室からの脳腫瘍組織の処理、保管、アーカイブ。

   タンペレ大学病院では、病理学部門の凍結組織研究室が中心となって実施されています。 この研究は 1992 年から継続されており、現在までに 1,000 を超える新鮮な腫瘍サンプルが収集されています。 サンプル材料は、一次診断の段階で正確な腫瘍診断に使用されます（例: 希突起膠腫の遺伝的 1p19q LOH 分析)。 当社の新しい凍結組織アプリケーションは、いくつかの新しい分子病理学的方法に役立ちます。 私たちは、スナップ凍結技術に基づいたまったく新しい方法を開発し、さまざまな脳局在から数十のサンプル（凍結脳アレイ）を作成しました。 以下に、凍結組織法を用いたプロジェクトの一例を示します。 同様の原理が本研究でも使用されます。

3. 私たちは手術中の脳腫瘍の鑑別診断を容易にする新しい方法を開発しました。 Ultrarapid Ki-67 染色法を使用すると、増殖マーカー Ki-67 を術中にスナップ凍結技術と光学顕微鏡で 10 ～ 15 分以内に分析できます。 私たちは、以前に組織バンクに収集されていた神経膠腫の凍結組織切片を使用して、この方法の適用性を確認することができました。 神経膠腫は、その増殖指数に基づいて、さまざまな悪性度および予後グループに分類できます。 この特異性の高い診断方法は、たとえば治療薬が頭蓋内の手術野に投与される状況などに適用できます。

   抽出されたRNAとDNA

   私たちの研究室には、RNA および DNA 研究のための設備が整っており、準備が整っています。 抽出後、RNA と DNA はアーカイブされ、後で使用するために -700℃ で保管されます。 この方法を使用するプロジェクトの例:

4. 連鎖解析は、家族性疾患を患う家族が十分な数いる場合に限り、家族性疾患の素因となる遺伝子の位置を特定するための強力なツールとなります。 連鎖解析では、家族の創始者の両親から家族内の神経膠腫を持つすべてのメンバーに受け継がれた染色体領域のマーカーを使用して、ゲノムの多型領域が調査されます。 私たちは、連鎖分析を目的として、非常にまれな神経膠腫家系 (メンバーは合計 183 人) から血液および DNA サンプルを収集しました。 ゲノムワイド連鎖解析に基づいて、家族性神経膠腫と有意に関連する新しい染色体座位を発見しました。 家族性神経膠腫患者のサンプルのディープシーケンスは、我々の研究の次のステップです。

データ収集

タンペレ大学病院病理学部の神経腫瘍学的資料は、5,000 個の組織サンプル (4,000 個のパラフィン組織サンプルと 1,000 個の凍結組織サンプル) で構成されています。 これは、個々の研究者が独自のデータベースで管理するには大きすぎるデータセットです。 したがって、私たちの目的は、すべてのサンプルの詳細な記録を含む、過去 30 年間に収集された組織材料を効果的に管理するための新しい統合研究データ システムを開発することです。 この登録には、TMA やその他の組織スライド、仮想顕微鏡スライドからのデジタル写真素材も含まれます。 患者の関連臨床データ (例: 1983 年から 2009 年の間に手術された神経膠腫および髄膜腫患者の少なくとも 3 年間の追跡調査) は、フィンランド当局およびタンペレ大学病院の許可を得て組織データと結合されます。

このプロジェクトは、タンペレ大学病院によって定められたヘルシンキ宣言、フィンランドの現行法およびデータ保護の原則を遵守しています。 この研究は遡及的であり、純粋に観察的なものです。 医療介入の割り当ては研究者の裁量ではありません。 家族性神経膠腫研究では、研究目的でサンプルを収集するには、各患者のインフォームドコンセントが必要でした。 診断材料を組織バンクに保管することには倫理的な問題はありません。 診断サンプルからの余剰物質のみが、患者のインフォームドコンセントまたはフィンランドの関連当局（フィンランド国家医療法務局）の許可を得て研究目的に使用されます。 タンペレ大学病院の倫理委員会は、私たちのプロジェクト (R07042) に許可を与えました。 家族性神経膠腫の研究は、別の許可に基づいて実施されます（社会保健省、日記番号 127/08/95）。 研究許可もフィンランドの組織法に基づいて取得されています (Valvira: Diary no 7796/05.01.00.06/2011)。