ソークの科学者は古い理論を使用して乳がんとの闘いにおける新たな標的を発見

ソークの科学者は古い理論を使用して乳がんとの闘いにおける新たな標的を発見

発達中の臓器と乳がんの遺伝的特徴の類似性は、がん治療を予測して個別化できる可能性がある

カリフォルニア州ラホヤ—正常な胎児の器官の発達とがんの発生は関連しているという1800年代後半に最初に提案された理論を復活させ、ソーク生物学研究所の科学者らは乳がんがどのように発生するかを解明するためにマウスの器官の発達を研究した。 、そしておそらく他の癌も人々に発生します。 彼らの発見は、がんの診断と治療を予測し、個別化する新しい方法を提供します。

3月XNUMX日に掲載された論文では、 細胞幹細胞、科学者らは、特定の種類のヒト乳がんに見られる遺伝的特徴と、マウス胚の乳房組織の幹細胞の遺伝的特徴との間に顕著な類似性があると報告している。 これらの発見は、がん細胞が、未熟な細胞が正常な成長中に器官を構築するように導く重要な遺伝プログラムを破壊していることを示唆しています。

「健康に発育中の胚の幹細胞には、臓器内での位置を知らせる GPS システムが備わっています」と博士は言います。 ジェフリー・ウォール、ソーク大学の教授 遺伝子発現研究室、研究を主導した人。 「このシステムは、内部の指示と環境からの外部信号に依存して、幹細胞に体内で何をすべきか、どこに行くべきかを伝えます。 幹細胞を刺激して成長させ、より多くの幹細胞を形成したり、乳房などの複雑な臓器を形成する別の細胞に変化させたりします。 私たちの研究結果は、この GPS システムががんの発生中に壊れていることを示しており、それが乳がんで幹様細胞を検出する理由を説明するかもしれません。」

ソークの研究者らは、乳がんと、発生中のマウス胚に見られる乳腺幹細胞の遺伝子活性に類似性があることを発見した（写真は脂肪組織を背景にしている）。 彼らの発見は、がんの個別化された治療法を開発するための手がかりを提供します。

画像: ダニエル D. イングル提供

がんと胎児組織の関係は、1870 年代にフランチェスコ デュランテとジュリアス コーンハイムによって初めて提案されました。彼らは、がんは未熟な胎児のような状態で存続する成人の細胞に由来すると考えました。 最近では、今回の研究の共同筆頭著者でワール研究室の博士研究員でもあるベンジャミン・スパイクを含む科学者らは、腫瘍には、遺伝的特徴によって明らかにされる幹細胞の特徴を持つ細胞が多く含まれていることを発見した。

その結果、多くの科学者や医師は、がんの幹様細胞を破壊する方法を追求しています。このような細胞は、がんの治療に対する抵抗力を高め、がんの再発につながる可能性があるためです。 ソークの科学者らは現在、特定の形態の乳がんにおける幹様細胞の増殖を阻止するための特徴付けを行っている。

臓器特異的幹細胞の遺伝活性を研究することは、この細胞が非常にまれであり、臓器内の他の細胞から分離することが難しいため、非常に困難です。 しかし、マウスの胚から得られた組織に焦点を当てることで、ソークの研究者らは初めて、GPS がどのように機能するかを理解し始めるのに十分な数の胎児乳房幹細胞を特定して単離することができました。

ソークの科学者たちは、これらの胎児乳房幹細胞が誕生直前まで完全には機能していないという驚くべき発見を初めて行った。 この観察は、細胞が幹細胞になるには非常に特殊な環境が必要であることを示唆しました。 この後期胚段階の乳房幹細胞は、単離を容易にするのに十分な量があった。 これにより、それらの遺伝的特徴を決定し、乳がんの幹様細胞のそれと比較することが可能になりました。

胎児の乳房幹細胞の特徴は、「トリプルネガティブ」として知られる悪性の癌サブタイプのかなりの部分を含む悪性度の高い乳癌で見られる幹様細胞と驚くほど類似していた。 このタイプの乳がんにはこれまで、個別化された治療戦略を設計するのに役立つ分子標的が欠けていたため、これは重要です。

「成人の腫瘍の発生を促進する細胞が、全く新しい遺伝子発現パターンを『発明』する可能性は低いです」とベンジャミン・スパイクは言う。 「代わりに、一部のがん細胞は、周囲の胎児幹細胞の景観や微小環境を構成する隣接細胞からのプログラムなど、胎児組織幹細胞の機能を制御するプログラムを再活性化し、破壊しているようです。」

共通の遺伝的特徴の発見は、科学者が発生とがんとの関連性を探求するための新たな道を提供します。 新しい生物学的マーカーを発見することで、科学者らは腫瘍の GPS システムがどのように動作するかを示し、治療を個別化する検査を開発したいと考えています。 これは、医師がどの患者に治療が有益であるか、またどのような治療を行うべきかを判断するのに役立ちます。

医師らはすでにハーセプチンなど、腫瘍内の機能不全の遺伝子経路を特異的に標的とする薬剤を使用しているが、トリプルネガティブ・サブタイプなど、特定の悪性度の疾患に対しては現在そのような治療法は存在しない。

トリプルネガティブがん細胞には、乳がん治療の指針として現在使用されているXNUMXつの重要な遺伝マーカーが欠けているが、科学者の分析は、胎児乳房幹細胞の成長に影響を与える経路と同様の経路を介したシグナル伝達に強く依存していることを示唆している。

彼らは、胎児乳房幹細胞が既存の標的療法の一種に感受性があることを発見したため、これらの療法はトリプルネガティブ乳がんにも効果がある可能性がある。 この可能性を検証するための臨床研究と臨床試験が現在進行中です。

「個々の患者のがんの遺伝学をより深く理解することで、がん治療を個別化するために多大な努力が費やされています」とワール氏は言う。 「私たちの発見は、マウスの原始幹細胞を研究することによって、ヒトに対する新しい標的と新薬を発見する方法を提供します。」

スパイク氏に加えて、ワール氏の研究室の博士研究員であるダニエル・エングル氏とジェニファー・リン氏も、この論文の共同筆頭著者であった。

この研究は、 乳がん研究財団 米国国防総省 G. ハロルド & レイラ Y. マザーズ財団 の三脚と スーザン・G・コーメン・フォー・ザ・キュア.

ソーク生物学研究所について：
ソーク生物学研究所は世界有数の基礎研究機関の XNUMX つであり、国際的に有名な教員がユニークで協力的かつ創造的な環境で生命科学の基礎的な疑問を研究しています。 ソークの科学者は、発見と次世代の研究者の指導の両方に重点を置き、神経科学、遺伝学、細胞生物学、植物生物学、および関連分野を研究することで、がん、老化、アルツハイマー病、糖尿病、感染症の理解に画期的な貢献をしています。

教員の功績は、ノーベル賞や全米科学アカデミーの会員など、数多くの栄誉によって認められています。 ポリオワクチンの先駆者であるジョナス・ソーク医学博士によって 1960 年に設立されたこの研究所は、独立した非営利団体であり、建築上のランドマークでもあります。