<ホーム  がん幹細胞維持の仕組み解明

がん幹細胞通常の細胞と同様に、がん細胞にも元となる「がん幹細胞」があります。東京大医科学研究所などの研究チームは、このがん幹細胞が体内で増殖能力を維持する仕組みを解明しました。

米科学アカデミー紀要電子版に発表しました。抗がん剤などでがん細胞を死滅させても、残った幹細胞が増殖してがんを再発させる例も多く、研究成果はがんの根治療法開発につながると期待されています。

患者から摘出した乳がんの幹細胞を培養し、どのような分子が増殖能力を左右するかを調べました。その結果、細胞膜にある受容体に結合するたんぱく質HRG(ヘレグリン)は、細胞の分化を促す働きがありがん細胞の増殖能力に大きな役割を果たすことがわかりました。がん幹細胞は、急性骨髄性白血病においてはじめて同定されその後、様々な領域のがんにおいてがん幹細胞が発見されたとの報告が相次いでいます。しかし、がん幹細胞の研究はまだまだこれからの研究領域です。

【目次】
がん幹細胞維持の仕組み解明
酵素の活性化
がん幹細胞とは
がん幹細胞分裂の観察に成功

酵素の活性化

HRGが結合した後の細胞内の反応を調べると、酵素の活性化を通じて最終的に炎症や細胞増殖に関与するたんぱく質を働かせ、これが幹細胞に増殖能力を維持させていることがわかりました。

がんの幹細胞だけに反応するマーカーを特定したと京都大学大学院消化器内科学の千葉勉教授らの研究グループが発表しました。

マーカーが発現した細胞を除去しても正常組織への副作用はなく、新たな治療法が期待できる可能性があります。がん幹細胞は正常の幹細胞と非常によく似ているため、従来の化学療法などでは正常な幹細胞まで損傷してしまう可能性があり、したがって今後、がん幹細胞の特徴を把握し、これにターゲットを絞った新薬の開発を行う必要があります。

体内にがん幹細胞が残ると再発や転移が起きる可能性があるため、がん細胞を増殖させないためにはこの幹細胞を見つけ、排除する必要があります。がん幹細胞を見分ける目印の発見は初めてとしており、目印を標的にがん幹細胞だけを抑制することで、副作用のない抗がん剤の開発が期待できる可能性があります。

がん幹細胞とは

体のあらゆる臓器・組織をつくりだす元になる細胞のことです。がん細胞も同じです。 体はいろいろな細胞増殖因子を分泌して、正常細胞を活発に分裂させています。正常細胞とがん細胞には共通性があるため、それら増殖因子は、がん細胞の細胞分裂も加速させてしまいます。

体内のほぼすべての組織、細胞はES細胞、iPS細胞で作り出すことができます。また、体内の組織にはいろいろな「組織幹細胞」も存在しており、日々分化することで各固有の脳、乳腺、血液細胞などの組織が維持されています。しかし、各組織にがん化した細胞は、分化しながら、幹細胞の性質を受け継いでいることがわかりました。腫瘍の進展、がん細胞の供給源として、「がん幹細胞」は腫瘍の進展に重要な役割を果たしています。

また、「がん幹細胞」の周囲には ニッチ細胞が集まり、がん幹細胞はそれほど増えないのに周囲のニッチ細胞から分化した細胞(娘細胞)は、増殖します。がん幹細胞、「ニッチ細胞」が増えた状態ががん組織と考えられています。

現状の放射線、抗がん剤はがん幹細胞の娘細胞だけをターゲットにしているので、がん幹細胞だけは、そのままの性質を維持して何年間も休眠した状態を保っていると考えています。それが正常細胞のDNAががん幹細胞を活性化させる異変があると、がん幹細胞が再活性化します。そして初期と同じく周囲のニッチ細胞引き寄せて娘細胞を増やし組織を作ります。これががんの再発です。

娘細胞
細胞分裂で生じた2個の新しい細胞。

ニッチ細胞
がん幹細胞が分裂するのを助ける細胞です。例えばがん幹細胞が維持が、できるためには酸素、栄養が必要です。 そのための血管を作り出します。新生血管です。がん間質細胞もニッチ細胞です。また免疫細胞を抑制する働きもあり、がん幹細胞から多数の 蛋白質を放出してニッチ細胞をコントロールして生存していますが、全て解析されてはいません。

転移する性質のがんは、固形がんの場合5mm以下の状態でも転移することもあり、画像診断などで発見される前に既に転移していることも珍しいことではありません。 逆に転移しない性質のがんは数センチの大きさになっても、転移はしません。特に手術後の転移には、がん幹細胞が関係しています。再発した場合は原発巣からの幹細胞の性質をうけついでいます。

しかし今の医学では転移するがんなのか、しないがんなのか発見した時点ではわかりません。病理、遺伝子検査をしたとしても完全にはわかりません。 術前の検査で発見できなくても、遠隔転移がひそんでいる場合があります。その場合、手術をすると、がんの転移巣が、 増殖する場合もあります。

特に日本人の女性に多い乳がんは、術後10、15年経過しても再発があります。当然経過年数とともに再発の数は減ってきますが20年経過しても再発することがあります。再発リスクが長期にわたって続くメカニズムとして、ほんのわずかな、体内に存在しているがん細胞が骨髄の中で長期間の休眠に入ります。休眠中の乳がん細胞が何らかの「細胞のシグナル伝達」を受けて覚醒し、再発を起こすモデルも提唱され、これが「がん幹細胞」の機序と考えられています。

細胞のシグナル伝達

今までのがん化の考え方は、がん組織は、異常な増殖をする細胞の集まりだと考えられてきました。 当然がん細胞は正常細胞より分裂速度(ダブリング・タイム)が早く、一方的に増殖し、周囲の組織に浸潤し、 さらに血管、リンパ管などに入ってほかの臓器にまで隔転移する場合もあることは知られています。

ですので従来の放射線、抗がん剤は活動が盛んな細胞をターゲットにしてきました。 既存の標準治療に対して、治療抵抗性や寛解後の再発などの症例も少なくないです。 がん幹細胞は、細胞周期を静止期に保ち,休眠状態になりがん幹細胞として維持しているので、 抗がん剤や放射線治療ではがん幹細胞を根絶することはできません。

がんの組織は蜂の世界に例えられます。 がん幹細胞が女王蜂で、その周りの組織が働き蜂です。働き蜂は増殖しても、放射線、抗がん剤のターゲットになります。 女王蜂が生きている限り、新しい女王蜂も増やすことができ、さらに多くの働き蜂を作りつずけることができます。

分子レベルでの病態解明が進んではいますが、がん幹細胞をターゲットにした抗がん剤、分子標的薬はまだ開発されていません。途中で、がん幹細胞の性質も変わって、変わってしまうのでしょうか。治療をした結果、ある患者さんの体内にからがんが細胞レベルで完全になくなったかどうかを判定すること自体が不可能です。有望な新規薬剤の開発が待たれます。

がんの組織は蜂の世界に例えられます。 がん幹細胞が女王蜂で、その周りの組織が働き蜂です。働き蜂は増殖しても、放射線、抗がん剤のターゲットになります。 女王蜂が生きている限り、新しい女王蜂も増やすことができ、さらに多くの働き蜂を作りつずけることができます。

分子レベルでの病態解明が進んではいますが、がん幹細胞をターゲットにした抗がん剤、分子標的薬はまだ開発されていません。途中で、がん幹細胞の性質も変わって、変わってしまうのでしょうか。 治療をした結果、ある患者さんの体内にからがんが細胞レベルで完全になくなったかどうかを判定すること自体が不可能です。有望な新規薬剤の開発が待たれます。

がんの組織は蜂の世界に例えられます。 がん幹細胞が女王蜂で、その周りの組織が働き蜂です。働き蜂は増殖しても、放射線、抗がん剤のターゲットになります。 女王蜂が生きている限り、新しい女王蜂も増やすことができ、さらに多くの働き蜂を作りつずけることができます。

分子レベルでの病態解明が進んではいますが、がん幹細胞をターゲットにした抗がん剤、分子標的薬はまだ開発されていません。 途中で、がん幹細胞の性質も変わって、変わってしまうのでしょうか。 治療をした結果、ある患者さんの体内にからがんが細胞レベルで完全になくなったかどうかを判定すること自体が不可能です。有望な新規薬剤の開発が待たれます。

人の細胞では初めて、がん幹細胞分裂の観察に成功

がん組織のなかでも再発や転移の能力が高いとされる「がん幹細胞」が、一つの細胞からがん組織をどんどん増やしていく様子の観察に成功したと、慶應大などのチームが、英科学誌ネイチャーに発表しました。人の細胞では初めてです。

「がん幹細胞」はがん細胞を複製し続け、新たながん細胞も生み出すと考えられてきましたが、人のがん組織では詳しく観察できていませんでした。手術で取り出したがん組織は体外で培養が難しいからです。

チームは、患者から摘出した大腸がんの組織を独自の技術で培養し、ゲノム編集技術で「がん幹細胞」に手を加え、 分裂した細胞が特定の条件で光るようにしました。すると、一つの細胞が分裂して増え、約1カ月後には分裂した細胞が、がん組織の大部分を占めたことが確認されました。また、分裂した細胞が「がん幹細胞」の性質を受けていることもわかりました。

抗がん剤によって腫瘍の縮小効果が得られても,がん幹細胞が残存する限り再発が引き起こされる能性があります。休眠と覚醒のメカニズムの明確な解明が待たれます。



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