がん増殖・増悪、浸潤、および再発に関与する
がん幹細胞は、がん組織内に存在する特殊な細胞です。これらの細胞は、がん増殖・増悪、浸潤、および再発に関与すると考えられています。がん幹細胞は通常、がん組織内で多くの異なる種類のがん細胞を生成する能力を持っており、従来の抗がん剤や放射線療法に対しても耐性を持つことがあります。
そのため、がん幹細胞の理解とターゲティングは、がん治療の向上に向けた重要な研究領域となっています。がん幹細胞をターゲットとする新しい治療法の開発が進行中であり、がんの予後を改善する可能性があります。
がん幹細胞維持の仕組み解明
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。
固形がん組織の大半を占める分化（細胞分裂）したがん細胞が抗がん剤により消滅する中、 抗がん剤投与後も残存する一部のがん幹細胞がその後の再発に深く関与すると考えられます。抗がん剤、放射線治療で、がん組織が縮小しても、がん幹細胞の存在している限り、多くの場合将来的に増殖、増悪は避けれません。がん幹細胞をターゲットにした治療法はいまだに確立されてはおりません。がん細胞の多様性や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
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
大腸がんの「がん幹細胞」
酵素の活性化
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）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はあります。
がん幹細胞とは
がん細胞の細胞分裂も加速させる
幹細胞は、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（細胞分裂）することで脳、乳腺、骨、血液細胞などの組織が維持されて人体を形成しています。人体の細胞の合計は、約60兆個あるといわれています。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。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。ニッチ細胞、娘細胞が増えた状態ががん組織と考えられています。
休眠した状態を保っている
現状の放射線、抗がん剤はがん幹細胞の娘細胞（細胞分裂で生じた2個の新しい細胞）だけをターゲットにしているので、がん幹細胞だけは、 休眠（細胞分裂しない）状態を維持して何年間も保っていると考えられています
休眠した状態ですので、正常細胞とがん細胞の違いがわかりません。当然抗がん剤の有用性はありません。まだ、がん幹細をターゲットにした薬剤はありません。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を引き寄せて娘細胞を増やし組織（がん巣）を作ります。これががんの再発です。
※ニッチ細胞
がん幹細胞が分裂するのを助ける細胞です。例えばがん幹細胞を維持するためには酸素、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。
※娘細胞
細胞分裂で生じた2個の新しい細胞。
がん幹細胞が再発に関与しています
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。特に手術後の再発には、がん幹細胞が関与しています。再発した場合は原発巣からの幹細胞の性質を受け継いでいます。
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、術後がんの転移巣が増殖することもあります。
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もあります。再発リスクが長期にわたって続くメカニズムとして、体内に存在しているがん幹細胞が骨髄の中で長期間の休眠（静止期）に入っています。がん幹細胞における静止期の維持に必要な特殊なたんぱく質も発見されています。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。
治療抵抗性や寛解後の再発
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転移することは知られています。
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ます。この、がん幹細胞が静止期にある基本的なメカニズムが明らかになっていないので、 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。働き蜂は増殖すると、放射線、抗がん剤のターゲットになります。しかし、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。
自己複製能力
がん幹細胞は自身を複製し、新しいがん幹細胞を生成できる能力を持ちます。これにより、がん組織内で継続的に存在し続けることができます。悪性腫瘍組織は、がん幹細胞が存在し変異した腫瘍を形成する能力をもつことがわかっています。分子レベルでの病態解明が進んではいます
異なる細胞型への分化能力
がん幹細胞は異なる細胞型に分化することができます。つまり、がん幹細胞からがんの異なる細胞種が派生する可能性があります。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異します。
治療への耐性
がん幹細胞は、抗がん剤や放射線療法などの一般的ながん治療に対して耐性を持つことが多く、これががんの再発や進行に寄与する要因とされています。
微小環境への依存
がん幹細胞は、周囲の微小環境に影響を受け、そこでのシグナルや相互作用によって生存と増殖が調整されます。がん組織内の特定の部位や細胞との相互作用が重要です。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。
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。がんゲノム医療でも目的が違います。予後予測も難しいです。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。
がん幹細胞の研究はがん治療の進化に向けて重要です。がん幹細胞を理解し、効果的に標的化することで、がんの制御や治療法の改善が期待されています。ただし、がん幹細胞の特性や標的化方法についてはまだ多くの研究が行われており、研究の進展が待たれています。
大腸がんの「がん幹細胞」
慶応大の研究チームは、大腸がんの「がん幹細胞」が、化学療法の後も生き残り、再増殖する仕組みを明らかにした論文が7月8日、英科学誌ネイチャーに掲載されました。
増殖が早いがん細胞は、常に細胞分裂しているため、抗がん剤などの化学療法は分裂中の細胞を標的にします。 がん組織の中には、増殖が遅く抗がん剤が効きにくいがん細胞もあり、がん幹細胞も含まれています。
体内の大腸がんとほぼ同じ状態のまま、体外でがん細胞を増殖させる技術を開発しました。体内の大腸がんとほぼ同じ状態のまま、体外でがん細胞を増殖させる技術を開発しました。ヒトの大腸がん組織をマウスの背中に移植し、リアルタイムに観察しました。
結果は、休眠中のがん幹細胞はコラーゲンの一種を作り出して腸の組織に固着し細胞を休眠させていることがわかりました。このコラーゲンがなくなると細胞内のYAPシグナル経路に変異して再増殖のシグナルを入れることも判明しました。
がん細胞を完全にゼロにするのは不可能でも休眠状態でコントロールできる可能性もあり、今後は臨床応用を視野に研究を進めていきたいとのことです。
がん治療の現状 薬物療法（抗がん剤）
がん治療の現状 放射線療法
がん治療の現状 がん治療の難しい理由
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