2014年2月14日
山田泰広 iPS細胞研究所（CiRA）教授（物質－細胞統合システム拠点（iCeMS）／JSTさきがけ）、蝉克憲 同研究員（iCeMS）、大西紘太郎 岐阜大学大学院生（CiRA所属）らの研究グループは、iPS細胞技術を応用し、遺伝子の変異によらないがんが存在することを明らかにしました。
この成果が、2014年2月13日(米国時間)に米国科学誌「Cell」で公開されました。
左から山田教授、蝉研究員、大西 岐阜大学院生
今回、私たちはマウスの体内で初期化を起こす仕組みを作り、 不完全な初期化が腎芽腫と似た腫瘍の形成を引き起こすことを示しました。これまでがんの形成には遺伝子変異の蓄積が重要であると言われてきましたが、今回の結果から、ある種の腫瘍は遺伝子の変異ではなく、エピゲノムの状態の変化によってもがんが形成されることを示しました。つまり、エピゲノムの状態を変化させることができれば、がん細胞の性質を変化させ、将来的にはがんの新しい治療法につながる可能性があります。
ポイント
- マウス体内で初期化因子を一時的に働かせることで、がん形成のモデルを作製した。
- モデルマウスで発生させた腎臓がんは、腎芽腫と似た特徴を示した。
- モデルマウスで生じたがん細胞では、エピゲノムが変化していた。
- がん細胞を完全に初期化したところ、正常な腎細胞を形成した。
概要
iPS細胞とがん細胞は無限に増殖する能力を持つという点で、共通の性質を持っています。しかし、がんは遺伝子の変異が積み重なって生じるとされていますが、体細胞を初期化してiPS細胞が生まれる際には遺伝子が変異する必要はありません。そこで、マウスの体内で一時的に初期化因子（Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc）を働かせ、不十分な初期化を起こしたところ、DNAのメチル化パターン（エピゲノム）が大きく変化し、さまざまな組織で腫瘍が生じました。腎臓でこのようにして生じた腫瘍は、小児腎臓がんとして一般的な腎芽腫と組織学的・分子生物学的特徴が似ていました。この腫瘍の細胞を調べたところ、遺伝子の変異は見つからず、エピゲノムの状態が変化し、多能性幹細胞と似たパターンに変わっていることが明らかとなりました。また、腫瘍の細胞を初期化したiPS細胞からは正常な腎細胞が作られることを示しました。これらの結果から、エピゲノムの制御が、特定のタイプのがんで、腫瘍形成を促進する可能性が示されました。
また、今回の研究ではゲノムの変異を起こさずにエピゲノムの状態を制御する手法としてiPS細胞の技術を利用しました。このようにiPS細胞技術を利用することで、疾患研究に新しい観点をもたらすことが期待できます。
iPS細胞の技術を利用したエピゲノム制御による細胞の性質の変化
詳しい研究内容について
遺伝子の変異によらないがん化の仕組みを解明 －iPS細胞技術の応用－
書誌情報
[DOI] http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2014.01.005
Kotaro Ohnishi, Katsunori Semi, Takuya Yamamoto, Masahito Shimizu, Akito Tanaka, Kanae Mitsunaga, Keisuke Okita, Kenji Osafune, Yuko Arioka, Toshiyuki Maeda, Hidenobu Soejima, Hisataka Moriwaki, Shinya Yamanaka, Knut Woltjen, and Yasuhiro Yamada
"Premature Termination of Reprogramming In Vivo Leads to Cancer Development through Altered Epigenetic Regulation"
Cell Volume 156, Issue 4, 13 February 2014, Pages 663–677
掲載情報
- 朝日新聞（2月14日 3面）、京都新聞（2月14日 1面）、産経新聞（2月14日 26面）、中日新聞（2月14日 32面）および日刊工業新聞（2月14日 21面）に掲載されました。