myc 遺伝子

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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)
4
1.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2
v- 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
2
2.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
9
4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
12
7.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
2h
M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
p53
p53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
p53
p53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

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