ガン細胞の定義 1.　正常な抑制を無視して増殖する 2.　他の細胞の領域に進入し占領する異常な１個の細胞制御されない増殖腫瘍良性腫瘍被膜に覆われ一個の塊としてまとまる悪性腫瘍周囲の組織を浸潤（転移）ガンの分類上皮組織由来ガン腫（carcinoma）肺ガン・胃ガン・大腸ガン・乳ガン・子宮ガン・前立腺ガン・膀胱ガン・皮膚ガンなど結合組織・筋肉由来肉腫（sarcoma）軟骨肉腫など造血細胞由来白血病（leukemia）免疫系リンパ腫（lymphomas）神経系神経膠腫（gliomas）発ガン(carcinogenesis, oncogenesis) 化学発ガンウィルス発ガン放射線発ガン初期変化発ガン促進期 (Initiation) (Promotion) 発ガンイニシエーターガン化 (Carcinogenesis) 発ガンプロモーターガン原性物質 AOM-DC誘発大腸ガンモデルラットイニシエーター：アゾキシメタンプロモーター：デオキシコール酸デオキシコール酸：胆汁酸（胆汁の成分）が腸内細菌によって変化させられたもの）胆汁酸：脂肪消化のために分泌肝臓胆嚢小腸（回腸）末端部から吸収され肝臓へ戻る腸内細菌によって変成、発ガンプロモーターとなる（二次胆汁酸）吸収されなかった二次胆汁酸は大腸へ流れ込むアゾキシメタン＋デオキシコール酸による肝臓癌正常肝癌 AOM-DC誘発大腸癌モデルラット結腸伸展図対照群腫瘍発生率 8/8 AF2531群腫瘍発生率 3/8 変異原生を示す物質のスクリーニング Aimes Test(エイムス試験) ラット肝ホモジェネートサルモネラ菌ただしHis要求性変異株調べようとする化合物混合サルモネラ菌用培地（ただしHisを含まない）に接種する Hisを含まない培地にはえてきたサルモネラ菌＝His非要求性要求性から非要求性へ（復帰変異株）変異原生物質無添加変異原生物質添加発ガン物質の代謝による活性化 O O O O アフラトキシン O CH 3 O 肝臓内酵素シトクロムP450の作用 O O O O アフラトキシン2,3-エポキシド O O O CH3 DNAにたいする結合能を獲得＝発ガン物質化３．ガンウィルスの発見ー前史 1911 P.Raus ニワトリ肉腫の研究肉腫組織ホモジナイズ肉腫に罹患したニワトリ正常ニワトリ肉腫に罹患ウィルスの概念の確立・・・・1932年ラウスのノーベル賞受賞・・・1965年３ 1970年代のラウス肉腫ウィルスの研究でわかったこと３ー１．（遺伝子操作技術以前）４１．ウィルスに含まれる遺伝子が細胞のガン化を支配する２．ガン遺伝子はウィルスの増殖・粒子形成には必要ない３ー２ｖ－ｓｒｃの同定とｃ－ｓｒｃの発見（遺伝子操作技術確立以降）ｓｒｃ：sarcoma（肉腫）遺伝子ｖ：ウィルス性 1976 Stehelin ｃ：細胞性プロトオンコジーン概念の証明 v-src と相補性の遺伝子が正常細胞に存在する事を証明＝ c-src c-src ＝プロトオンコジーンガン遺伝子ｓｒｃ（サーク）はもともとウィルスが持っていたものではない宿主のc-srcをとりこむ染色体に組み込み＊レトロウィルスなのでＲＮＡを鋳型にしてＤＮＡを逆転写酵素で作ってから取り込まれる２２．ガンは遺伝子の疾患である原型ガン遺伝子（proto-oncogene）ガン遺伝子（oncogene）タバコ食品中の発ガン物質放射線ガンウィルス変異と活性化細胞のガン化ガン抑制遺伝子変異と失活４ー1．ヒトガン遺伝子のクローニング Weinbergら1979 トランスフェクション NIH3 T3細胞マウス由来ＤＮＡ抽出ガン化ヒト膀胱ガン細胞化学発ガン剤処方によるガン化これによりガン遺伝子の検索法を確立した４ー2．ヒトガン遺伝子の検索法ＤＮＡ抽出ガン細胞ＤＮＡ＋リン酸カルシウム NIH/3T3細胞のトランスフェクション培養細胞のガン化腫瘍の発生 7 ガン遺伝子のクローニングヒト膀胱ガン細胞 Weinbergら 1982 ハーヴェイ肉腫ウィルスの ras 遺伝子と相同であることを発見 H-ras このウィルスガン遺伝子ももちろんヒト細胞染色体に相補する遺伝子がある．正常細胞ras遺伝子と比較ほ乳類のras 遺伝子４ー３．ガン細胞由来と正常細胞由来の ras 遺伝子の比較細胞ガン化能力あり膀胱ガン細胞 ras 遺伝子クローンなし正常細胞 ras 遺伝子クローン９４ー４．ras 遺伝子塩基配列の比較と Rasタンパク質アミノ酸配列の比較 .5'.-AGCG ATG ACG GAA TAT AAG CTG M T E Y K L 6 5 4 1 3 2 GTG GTG GTG GGC GCC GGC GGT ........ G .......... V V V G A G 12 10 11 9 8 7 GGC GTC G V 正常塩基配列がGGCから GTCへ変化ガン細胞乳ガンの遺伝子 BRCA1遺伝子：BRCAタンパク質は核内に存在、遺伝子の発現調節コドン位置 1 11 21 22 塩基変異 ATG > ATT GTA > GCA ATC > GTC TTA > TCA アミノ酸変異 Met > Ile Val > Ala Ile > Val Leu > Ser BRCA1の変異を持つと 80%の確率で乳ガンになる危険性 40%の確率で卵巣ガンになる危険性がある原型ガン遺伝子からガン遺伝子への活性化３つの遺伝的アクシデント点突然変異遺伝子の転座遺伝子の増幅点突然変異 ras 遺伝子の場合塩基配列の変異による産物のアミノ酸組成変異結合したＧＴＰを加水分解できない Rasタンパクになるシグナル出しっぱなし状態になる 2. 染色体転座 myc 遺伝子の場合正常，８番染色体バーキットリンパ腫では１４番染色体に転座 myc 遺伝子活発に転写されている遺伝子強力なプロモーター・エンハンサーの下流に位置 Mycタンパクの過剰な生産活発に転写されている遺伝子と融合遺伝子増幅 N-myc 遺伝子の場合遺伝子増幅で活性化正常，細胞あたり２コピー神経芽細胞腫：２00から２000コピー myc 遺伝子＞＞＞＞ N- Myc タンパク質の過剰生産が起こるガン遺伝子の分類・細胞増殖因子・細胞増殖因子受容体・チロシンキナーゼ類・Ｇタンパク質・セリン・スレオニンキナーゼ類・細胞質制御因子・核内タンパク質・その他ガン抑制遺伝子の変異１２７．ガン抑制遺伝子抑制遺伝子の概念細胞融合ガン細胞正常細胞 1986年　Dryjaら網膜芽細胞腫に対する抑制遺伝子 rb 遺伝子のクローニング成功ガン抑制遺伝子のクローニング５０以上あると推定されているが，クローニングされたものは少ない． p 53, wt-1, krev-1, nf 1, dccなどスクリーニングは、ガン遺伝子よりも難しい対立遺伝子の一方の変異では表現型で確認できないから原型ガン遺伝子（proto-oncogene）ヘテロ状態でガン化させるガン遺伝子（oncogene）細胞のガン化正常遺伝子変異と活性化異常タンパクガン抑制遺伝子ホモ状態でないとガン化させない異常タンパク活性失活一方の正常タンパクが働いてガンを抑制異常タンパク活性失活細胞のガン化細胞周期とガン遺伝子・ガン抑制遺伝子間期分裂準備２ｈ細胞分裂２ｈＭ期Ｇ２期Ｇ１期ガン遺伝子による加速 Jun Myc Fos Ｇ０期静止期 Ras Ｓ期 WT1 p53 pRB ガン抑制遺伝子産物によるブレーキングアポトーシスの経路と制御因子の関係ガン細胞のアポトーシス耐性ほ乳類の細胞死正常細胞細胞内Ca2+濃度上昇 cAMP濃度上昇クロマチン凝縮 ADP-リボシル化細胞の縮小発現する遺伝子細胞死の誘導Ｔ細胞レセプターシグナルＴＮＦレセプターシグナル Fas シグナルグルココルチコイドプロスタグランジン c-fos c-jun c-myc Rb p53 エンドヌクレアーゼウイルス感染以下のものの枯渇インターロイキンエリスロポエチン神経成長因子（ＮＧＦ）山田ら1997にもとづくアポトーシス小体のマクロファージによる貪食アポトーシスの経路と制御因子の関係細胞増殖抑制癌抑制遺伝子ｐ５３ｐ53による転写制御ｐ21 Cdk-サイクリンアポトーシス c-Myc bc l-2 ＲＢ E2F ガン原遺伝子 E2F c-Myc 細胞増殖刺激ＲＢ P A:正常組織（第1群・第2群） B:腫瘍組織（第3群） C:腫瘍組織（第4群）図7：結腸組織におけるアポトーシス細胞の分布ガンの分子メカニズムと治療法細胞増殖因子・細胞増殖因子レセプターの異常上皮細胞増殖因子受容体のチロシンキナーゼ血小板由来増殖因子受容体のチロシンキナーゼ抗体治療抗体分子でふさいでしまう異常なレセプタータンパク細胞内情報伝達系シクロオキシゲナーゼ２（Ｃｏｘ２）チロシンキナーゼセリンスレオニンキナーゼ酵素反応阻害剤の開発ガン細胞とテロメラーゼ活性テロメラーゼの発現抑制ガン細胞とアポトーシス抵抗性 Bcl-2 遺伝子の発現抑制アンチセンスオリゴヌクレオチドの使用 Bcl-2タンパクとヘテロ二量体形成する類縁タンパクを結合させて失活 Baxタンパクによる阻害 mRNA アンチセンスヌクレオチド p53 遺伝子の変異の修復 p16ー INK4 遺伝子の変異の修復アデノウィルスによる遺伝子治療正常遺伝子を導入するアポトーシスの経路と制御因子の関係細胞増殖抑制癌抑制遺伝子ｐ５３ｐ53による転写制御ｐ21 Cdk-サイクリンアポトーシス c-Myc bc l-2 ＲＢ E2F ガン原遺伝子 E2F c-Myc 細胞増殖刺激ＲＢ P ガン細胞と血管新生ガン細胞は、増殖が速い＝栄養を要求栄養補給のために、血管を必要とする血管を引っぱってくるために、血管新生を誘導する血管内皮細胞成長因子（VEGF）阻害剤アンギオスタチン・エンドスタチン（血管新生阻害タンパク質）の使用ガン細胞と転移 nm23(ヌクレオシド二リン酸キナーゼ）による転移抑制プロテアーゼ阻害剤