がんにおける腫瘍抑制遺伝子の役割: クヌードソン仮説とがん遺伝子

腫瘍抑制遺伝子はがんにおいて重要な役割を果たします。名前が示すように、腫瘍抑制遺伝子は腫瘍の形成を防ぐのに役立ちます。彼らは細胞の成長と分裂を調節することによってこれを行います。これらの遺伝子が変異すると、正常な機能を果たせなくなり、制御不能な細胞増殖や腫瘍形成が引き起こされます。腫瘍抑制遺伝子の変異はがんを引き起こす可能性がありますが、一部の腫瘍には変異した腫瘍抑制遺伝子が含まれていません。実際、ほとんどの腫瘍は、ライフスタイルの選択や環境要因など、他の原因から発生します。しかし、がんにおける腫瘍抑制遺伝子の役割を理解することは、より良い治療法を開発し、生存の可能性を高めるのに役立ちます。

がんを引き起こす可能性のある遺伝子には主に 2 種類あり、腫瘍抑制遺伝子とがん遺伝子です。腫瘍抑制遺伝子は、細胞を健康に保ち、がん化を防ぐのに役立ちます。一方、がん遺伝子は細胞の成長と分裂を促進します。どちらのタイプの遺伝子の変異もがんを引き起こす可能性があります。

p53 遺伝子は、細胞周期の制御と DNA 修復に関与する腫瘍抑制遺伝子です。この遺伝子の変異は、すべてのヒトのがんの 50% 以上で見られます。 p53 タンパク質は「ゲノムの守護者」として知られています。 DNA損傷を修復し、細胞分裂を遅らせることにより、突然変異の予防に役立ちます。 p53 タンパク質は細胞の核に存在し、細胞の増殖を制御します。 DNA 損傷が発生すると、p53 タンパク質が活性化され、細胞の分裂が停止します。これにより、細胞に DNA 損傷を修復する時間が与えられます。 DNA 損傷が重すぎる場合、p53 タンパク質によって細胞死 (アポトーシス) が引き起こされます。

プロテインチロシンホスファターゼ非受容体タイプ 2 (PTEN) 遺伝子は、細胞シグナル伝達と増殖に役割を果たす腫瘍抑制遺伝子です。この遺伝子は、乳がん、脳がん、前立腺がんなど、いくつかの異なる種類のがんと関連付けられています。 PTEN タンパク質は、PI3K/AKT シグナル伝達経路の負の制御因子です。この経路は、細胞の成長、細胞増殖、および細胞の生存にとって重要です。 PIP3K は PIP3 をリン酸化し、PI3K/AKT を活性化します。 PTEN は、PI3K/AKT シグナル伝達経路の活性化を介して PIP3 の脱リン酸化を阻害します。 PTEN が変異または欠失すると、この経路を調節する細胞の能力が失われ、細胞増殖が制御されなくなります。

クヌドソン仮説は、腫瘍抑制遺伝子の変異がどのようにしてがんを引き起こすかを説明する理論です。この仮説は、1971 年にこの理論を最初に提案したアルフレッド G. クヌードソン博士にちなんで名付けられました。

クヌドソン仮説は、エピジェネティックなサイレンシングがどのようにがんを引き起こすかを説明するためにも使用できます。エピジェネティック サイレンシングは、DNA 配列を変更せずに遺伝子をオフにするプロセスです。場合によっては、エピジェネティックなサイレンシングにより、腫瘍抑制遺伝子の機能が失われることがあります。たとえば、p16 遺伝子は、がん細胞においてエピジェネティックに抑制されることが多い腫瘍抑制遺伝子です。 p16 遺伝子の機能が失われると、細胞増殖が制御されなくなり、がんが発生する可能性があります。