癌の細胞起源を探る

総説癌は1つの 細胞か ら
-癌の細胞起源を探る-
田ノ岡 宏
生 物 の 個 体 が1個 の 受 精 卵 細 胞 か ら発 生 す る よ うに, 癌 も体 細胞 の 中 の1個 の 細胞 が 起
源 とな り, そ の 成 長 の 過 程 で多 様 性 を 獲 得 して い く。 こ の よ うに み る と, 癌 は わ れ わ れ の
身 体 の 中 で,
生 命 の プ ログ ラ ム を 外 れ て も うひ とつ の 自己 を形 成 して い くも の の よ うに み
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え る。 しか も 目に み え て 大 き くな る癌 以 外 に も, そ の増 殖 を途 中 で 抑 制 さ れ た 癌 細胞 の 集
団 が 多 く潜 ん で い る ら しい 。 これ らの こ とを 実 験 的 に み る方 法 を 中 心 と して, 現 在 ま で 得
られ た 実 験 事 実 を 総 括 した 。
は じめ に
癌 とい う病 気 に ひ とは 苦 しむ。 ヒ トの癌 に
ク ロ ー ン) な のか と い う問 題 で あ る。 結 論 を さ きに い え
は, 原 因 の は っ き りして い る も の が少 な いが, 実 験 動 物
ば,
ほ とん ど の 癌 につ い て 単 クロ ー ン性 が み られ て い
で は, 放 射 線 や発 癌 剤 な どの処 理 に よ り必 ず癌 をつ くる
る。 また 目に は 見 え な くて も, 一 見 健 康 そ うに見 え る個
こ とが で きる。 実 験 で は 始 め と 終 りが は っ き り して お
体 の 中 に も, 多 くの 癌 化 細 胞 の ク ロ ー ンが 潜 在 す る こ と
り, この発 癌 の実 験 条 件 に関 す る知 識 は癌 研 究 の先 人 が
が 最 近 明 らか に され つ つ あ る。 そ うす る と, ど の よ うな
遺 産 と して残 して くれ た も の で あ る。 わ れ わ れ は これ を
抑 止 力 に よ って これ らの 微 小 ク ロ ー ンが 生 きた ま ま組 織
受 け て発 癌 の分 子 機 構 を さ ぐ り, 癌 発 生 の起 源 を辿 る。
の 中 に 閉じ こめ られ るの か, また これ ら の中 か ら あ る ク
しか し発 癌 の過 程 は, 研 究 が 進 ん だ とは い え, よ くみ る
ロー ンが抜 きい で て増 殖 を 始 め, 遂 に は 転 移 す る に い た
と不 明 な こ とばか りで あ る。 ざ っ と見 渡 して も, 突 然 変
る のか, あ る い は も っ と積 極 的 に, 他 の ク ロ ー ンに対 し
異 誘 発 や 染 色 体 交 換 の機 構, 癌 遺 伝 子 と称 され る遺 伝 子
て排 他 的 に働 くの か とい った 問 題 に発 展 す る。
群 の実 体, 個 体 にお け る癌 化 細 胞 の挙 動, そ の抑 制 の機
癌 の単 一 細 胞 起 源 は わ か りき った こ と では な いか とい
構 とい った 問 題 が 次 々 と あげ られ る。 しか し この よ う
わ れ る こ とが あ る 。 しか し地 球 は ま るい とい うわ か りき
に, 輪 郭が ほ ぼ わ か っ てい るが そ の実 体 が まだ ブ ラ ッ ク
っ た こ とで も証 明 な しで は い え な い と同 様 に, こ の こ と
ボ ッ クス の中 にあ る よ うな 現 象 ほ ど研 究 す る者 に と って
に も証 明が 必 要 で あ る。 この 命 題 に つ い てす で に今 ま で
魅 力 的 な も のは な い。 しか も癌 の 問 題 は ヒ トの 健 康 を 守
総 説 が 書 か れ て い るが^<1∼3)>,
こ こ で は 細胞 癌 化 の 機 構 を
るた め に重 要 であ る のみ な らず, 発 生, 進 化 とい う生 物
概 観 し, 癌 の ク ロー ン性 を証 明 す る方 法, お よび 得 られ
学 の根 本 問 題 に深 くか か わ って い る。
た 結 果 につ い て最 近 の発 展 を補 促 しな が ら述 べ てみ た い
こ こ で と り上 げ よ うとす るの は, 目に 見 え て 大 き くな
った 癌 は, も とを 辿 れ ば 体 内 に 生 じた1個
(図1)。
の癌 化 細 胞 で
あ っ て, そ の1個 が 分裂 を繰 り返 し増 殖 した もの (単 ク
I.
細胞が癌化にい たるまで
ローン) な の か, あ るい は 多数 の 細 胞 が 同 時 に癌 化 して
一 斉 に 増 殖 し, そ れ ぞれ の ク ロー ンが 混 合 した もの (多
Hiroshi
Cancer
Tanooka,
Center
国 立 が ん セン
Research
タ ー研 究 所 放 射 線 研 究 部
Institute,
Tsukiji,
Chuo-ku,
細 胞 が 癌 化 す る き っか け と して, DNAに
(〒104
Tokyo
東 京 都 中 央 区 築 地
104,
5-1-1)
[Radiobiology
Division
生 じる塩 基
,
National
Japan]Single Cell Origin of Cancer
Key【ク
word
ロー ン起 源 】 【腫 瘍 】 【モザ イ ク細 胞 】
203
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16
蛋 白 質
図1.
核 酸
酵 素
発 癌 の 機 構
Vol. 32
No.
と ク ロ ーン
3
(1987)
性
の 構造 変 化 や 主 鎖 切 断 な ど の損 傷 が まず 考 え られ る。 こ
DNAを
の 損 傷 は放 射 線 や 発 癌 化 学 物 質 に よ っ て生 じるが, 化 学
号 とな っ て, そ れ を 埋 め る応 急 処 置 の 機 能 を 細 胞 内 に
物 質 の場 合 は 生 体 の代 謝 活 性 に よっ て変 化 を受 け ては じ
誘 導 し 細 胞 は 生 き返 る こ とが で き る。 こ の応 急 修 復 を
め て活 性 化 し, DNAと
Radman
反 応 す る場 合 が 多 い 。DNA損
複 製 した りす る。 こ の ギ ャ ップ の存 在 が 緊 急 信
はSOS修
復 と名 づ け た が, SOS修
復 には 細 胞
傷 は 細 胞 の 中 でた だ ち に認 識 され, 細 胞 の も ろ も ろ の機
が 生 き返 る こ との代 償 と して誤 りの遺 伝 情 報 が 含 まれ,
能 を誘 発 す る。 まずDNA修
復 能 が 働 く。 光 回 復, 塩
これ が 突 然 変 異 誘 発 の原 因 に な る とさ れ て い る。 しか し
基 除 去 修 復, 塩 基 脱 メチ ル修 復, な どの修 復 能 に ょっ て
この機 構 の くわ しい とこ ろ は も うひ とつ は っ き りしな い
DNAは
し, 哺 乳動 物 細 胞 に お け るSOS修
も との 構 造 に 復 元 され る。 この と き修 復 さ れ ず
に損 傷 が 残 る場 合 が あ る。 そ れ 自身 が遺 伝 情報 とな り得
ま だ確 証 が な い。 とも あれ,
る場 合 は, 複 製 され たDNAは
復 の存 在 につ い て も
こ うい う 自分 自身 のDNA
突 然変 異 を 含 む こ とが あ
の 異常 や, 外 界 の変 化 に対 す る細 胞 の すば や い対 応, 誘
る。 しか し, そ うで な い ほ とん どの場 合 は, 無 傷 の側 の
導 機構 は 今後 の大 き な研 究 対 象 に な っ て い く もの とみ ら
DNA鎖
れ る。DNA修
を も とに して 組 換 え に よ っ て正 常DNAを
複製
した り, 損 傷 部 を とぼ して ギ ャ ッ プを あ け た ま ま新 しい
復 につ い ては 文 献^<4∼6)>を
参 照 され た い。
前 置 きが 長 くな った が, 話 の 本筋 に は い るま で に こ こ
AAF
: 2-acetylaminofluorene
HPRT
: hypoxanthine
ATL
: adult
MCA
: 3-methylcholanthrene
T cell leukemia
phosphoribosyl
BHBN : N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)
nitrosamine
DEN
: diethylnitrosamine
DMBA : 7, 12-dimethylbenz (a) anthracene
OCT
: ornithine
PGK
: phosphoglycerate
RFLP
: restriction
DMH : 1, 2-dimethylhydrazine
G 6 PD : glucose-6-phosphate
dehydrogenase
TPA
: 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate
204
carbamoyl
fragment
transferase
transferase
kinase
length
polymorphism
癌 は1つ
の 細胞
か ら
17
まで は ど うし て も触 れ て お か ね ば な ら なか った 。 修 復 の
の よ うな マ ウ ス を用 意 し, そ こ に発 生 す る癌 の 細 胞 構 成
段 階 まで は, す べ て の 細 胞 に 一 様 に み られ る生 化 学 的 変
を み る方 法 が 有 効 で あ る^<1)>。
化 で, いわ ば 処 理 した 細 胞 を 集 め てす りつ ぶ してみ る こ
との で き る全 体 的 な 現 象 で あ る。 しか しこれ ら の細 胞 群
1.
の中 に 誤 りに よ っ て 生 じる突 然 変 異 は,
ヒ トの女 性 や マ ウス の 雌 は1対 のX染 色 体 を 有 し, そ
10万,
数100万
多 くみ て も 数
個 あ た り1個 の細 胞 に起 こ る現 象 で,
の片 方 は 父親 か ら, 他 の 片方 は母 親 か ら受 け つ いだ も の
まれ に起 こ る確 率 的 現 象 とい っ て よ い。 発 癌 に関 係 す る
で あ る。 受 精 卵 で は そ の 両 方 と も発 現 して い るが, 分 裂
突 然 変 異 の標 的 遺 伝 子 の実 体 は, 少 数 例 の腫 瘍 遺 伝 子 の
を繰 り返 して個 体 形成 に 向 う発 生 の初 期 に, 片 方 の染 色
場 合 を除 い て, まだ 十 分 明 らか で は な いが, 突 然 変 異 の
体 が 不 活 化 し, 不 活 化 染 色 体 に あ る遺 伝 子 は 発 現 しな く
誘 発 が 細 胞 癌 化 の重 要 な原 因 で あ る こ とに は, 多 くの状
な る。 こ の不 活 化 は Lyon
況 証 拠 が あ る。 放 射 線 照 射 を 受 け た雄 マ ウス と, 非 照 射
で^<8)>
Lyonization
女 史 に よっ て発 見 され た も の
と呼 ば れ る こ と もあ り, そ の分 子 機 構
雌 マ ウス との 間 に生 まれ た 仔 マ ウス に癌 の発 生 が み られ
と してDNAの
る こ とは, DNAの
の と き父方 の染 色 体 が 不 活 化 され て い るか, 母 方 の染 色
変化 が遺 伝 す る こ とを 示 し, 癌 の突
然 変 異説 を支 持 して い る^<7)>。
一方
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酵 素 マ ー カ ー を 用 い る方 法
, 突 然 変異 の ほ か に, DNA損
メチ ル化 が 関 与 して い る といわ れ る。こ
体 が不 活化 さ れ て い るか は, 細 胞 に よ っ て ラ ンダ ム で あ
傷 が き っか け とな
る。X染
色体 上 の 遺 伝 子 は 普通1対
の正常型 のものであ
って誘 発 され る染 色体 の置 換や 転 座 に よ うて も遺 伝 子 の
り, どち らが不 活 化 を 受 け て も表 現 型 は 変 わ ら な いが,
発 現 様 式 が 乱 さ れ, 癌 の原 因 に な る場 合 が あ る。 また 癌
も し片方 の遺 伝 子 が 突 然 変 異 に よ って 変 化 して い る場 合
ウ イ ル スに よ って 細胞 癌 化 の遺 伝 情報 が そ っ く り細 胞 に
に は, 表 現 型 の 異 な る2種 の細 胞 が ラ ン ダ ム に入 り混 じ
持 ち こ まれ, 宿 主DNAに
った モ ザ イ ク個 体 が で き る こ とにな る (図2)。
組 み 込 まれ る場 合 も あ る。い
この入
ず れ も突 然 変 異 の場 合 と同 じ よ うに, 多 数 の 細 胞 群 の 中
り混 じ り方 の 細 か さ に も議 論 が あ って, 微 小 組 織 片 の 細
に確 率 的 に起 こ る現 象 で あ る。
胞 構 成 を み た り, あ る い は後 で述 べ る よ うに組 織 片 をほ
細 胞 の癌 化 が, 上 に 述 べ た よ うに, まれ に しか 起 こ ら
な い確 率 現 象 で あ った と して も, あ る組 織 に生 じる癌 化
細 胞 の発 生 頻 度 を推 定 してみ る と, 組 織1mm^3に100
ぐ して個 々 の細 胞 のX染 色 体 の不 活 化 を直 接 み る こ とに
よ っ て確 か め られ て い る。
マ ウ ス の場 合 に は, X染 色体 上 の酵 素 ホ ス ホ グ リセ リ
万 個 の細 胞 が 含 まれ, 化 学 発 癌 剤 に よ る試 験 管 内細 胞 癌
ン酸 キ ナ ー ゼ (PGK)
化 率 が そ の濃 度 に よっ て10^<-6>から最 高10^<-4>程度 に達 す
こ した も の (A型)
の遺 伝 子 Pgk-1
に突 然 変 異 を 起
が デ ンマ ー クの野 生 マ ウス に 発 見 さ
る こ とか らか な り多 数 の癌 化 細 胞 が 生 じる で あ ろ う と推
れ^<9)>,
こ の遺 伝 子 (Pgk-1a)
定 され る。 実 際 に ヒ トや 実 験 動 物 生 体 内 の体 細 胞 につ い
よっ て移 され 保 存 され てい る。 この 突 然 変 異 マ ウ ス と正
が 実験 用 の マ ウ ス に交 配 に
て そ の癌 化 率 を測 定 す る こ とは非 常 に 困難 で あ って, こ
常 型 遺 伝 子 Pgk-1^bを
こに も解 か ね ば な らぬ 難 問が あ る。 と もあれ 多数 の癌 化
ウス (遺伝 子 型 Pgk-1^a/Pgk-1^b)
細 胞 の発 生 が 予 想 され る組 織 の 中 か ら出 現 す る癌 が, そ
色体 不 活 化 に よ っ てA型 のPGKとB型
の うち の た った1個 が増 殖 した ク ロー ンで あ った と した
て 区 別 され る, 2種 の 細 胞 か ら な る モザ イ ク個 体 で あ
ら不 思議 な 話 で あ る。 ま ず この こ とを テ ス トす る方 法 を
る。 この マ ウ ス の血 液 あ る いは 組 織 片 の抽 出液 を と り,
次 に述 べ る。
PGK型
もつ マ ウ ス とを 交 配 して得 た 雌 マ
癌 の ク ロー ン 性 を テ ス トす る 方 法
のPGKに
よっ
を電 気 泳 動 度 か らみ る と, た しか に2種 のPGK
を み る こ とが で き る (図3)。
II.
は, さ き に述 べ たX染
この マ ウ スに 発 生 さ せ た
癌 の抽 出液 を と り, そ の 中 のPGKが
単 一 型 で あ るか,
両 方 の 型 を 含 む か に よ っ て, そ の癌 の発 生 起 源 を 探 ろ う
原 理 的 には, 個 体 を構 成 す る細胞 ひ とつ ひ とつ の個 性
を 区別 で きれ ば, どの 細 胞 が起 源 に な って 癌 の細 胞 塊 に
とい うわ け で, こ の実 験 を ま ず行 な った のが Reddy
と
Fialkow^<10)>であ った 。
発 達 した か を調 べ る こ とが で き る。 ウ イル ス性 白血 病 や
こ の とき, ど う して も正 常組 織 の一 部 が 混 入 して酵 素
免 疫 グ ロブ リ ン産 生 細 胞 に 由 来 す る 白血 病 の場 合 の よ う
型 の識 別 を妨 げ る。 と くに 浸潤 性 の癌 で は そ う で あ る。
に, そ れ が 可 能 な も の もあ るが, 他 の種 々 の癌 に は適 用
こ の混 入 を除 くた め に, 癌 細胞 を培 養す る と正 常 細 胞 が
で き な い。 そ の よ うな 場 合 には, 酵 素 マ ー カ ー な どで2
脱 落 してPGK型
種 類 に 区別 で き る細 胞 か ら な る ヒ トを 選 び, あ る い はそ
生 じた 腫 瘍 片 をPGKA型
が よ り明 瞭 に判 定 で き る^<11∼13)>。
一 方,
の み を 有 す るマ ウ ス とB型 の
205
18
蛋 白 質
核 酸
酵 素
Vol. 32
2.
No. 3
(1987)
マ ー カ ー 染 色 体 を 用 い る方 法
癌 細 胞 で は 非 常 に 多 くの場 合, 染 色体 の 異 常 や乱 れ が
み られ るの で, ひ とつ の 癌 を構 成 す る細 胞 に共 通 した 染
色 体 の異 常 が み られ れ ば, この癌 の ク ロー ン性 の 目印 と
な る。 しか しマ ー カ ー とな りそ うな 変 型 染 色 体 は, 実 験
的 につ くった 癌 につ い てみ て も, そ の ご く一 部 に しか み
られ な い。 また ヒ トの フ ィラ デ ル フ ィア 染 色 体 の よ う
図2.
PGKモ
ザ イ ク体 細 胞 マ ウス とそ れ に 発 生 す る癌
に, 慢 性骨 髄 性 白血 病 の 種 々 の血 液 細 胞 に 共 通 に第22
染 色 体 の 長腕 部 の一 部 が 第9染 色 体 に転 座 して い る場 合
が あ るが, これ は む しろ この転 座 自体 が この 白血 病 の原
因 とな っ てい る も ので, 単 ク ロー ン性 の証 拠 とは 言 い が
た い。
も っ と直 接 的 な 方 法 は,
X染 色 体 の 不 活 化 を 個 々 の
細 胞 につ い て 目で見 る こ とで あ る。 こ のた め に, Catta
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nach転
座^<15)>を
片方 のX染 色 体 に もつ よ うな 雌 マ ウ ス が
ま ず用 意 さ れ た。Cattanach
転 座 とは マ ウス の第7染 色
体 の一 部 がX染 色体 に転 座 して長 くな り, 普 通 の 長 さ の
X染 色 体 と容 易 に 見 分 け の つ く よ うに な った もの で あ
1. PGKモ
AB型
図3.
PGK電
気 泳 動 パ タ ーン
ザ イ ク マ ウ ス の血 液, 2∼4. PGK
を そ れ ぞ れ 有 す るMCA誘
る。 しか も転 座 部 に 毛 色 を 支 配 す る遺 伝 子 を 含 ん で い る
A型,
B型,
発 線 維 肉腫 。
の で, 不 活 化 され た 転 座 染 色 体 を もつ 細 胞 は 毛 の色 素 を
合 成 す る こ とが で きな い。 した が って マ ウ ス の毛 は 色 素
の あ る も の, な い も のが 入 り混 じった も のか ら な る。 そ
み を 有 す るマ ウ ス に移 植 して大 き くさせ, も との腫 瘍 片
して この毛 の色 につ い て も, 転 座X染 色 体 が 活 性 化 した
に 混 入 した モザ イ ク母 体 の正 常 組 織 の影 響 を除 く方 法 が
も の と, 不 活化 した も の とが細 か くモ ザ イ ク状 に入 り混
あ る^<14)>。
血 液 系 の 癌 の場 合 は, 血 球 を 分 離 で き るの で,
じ って い る こ とを 肉 眼 で み る こ とが で きる。 個 々の 細胞
こ の 混 入 の 問 題 は な い。 培 養 も 移 植 もで きな い場 合 に
に つ いて は, 不 活 化X染 色 体 が 他 の 染 色 体 よ りお くれ て
は, 癌 組 織 を酵 素 処 理 で よ くほ ぐ し, 間 質 組 織 や血 球 を
複 製 され る さ ま を, BrdU
よ く除 い て酵 素 標 本 を用 意 す る しか な い 。 組 織 片 を2種
取 り込 ませ た あ と染 色 法 や オ ー ラ ジオ グ ラ フ ィ ーに よ っ
め酵 素型 に 染 め 分 け る方 法 が あれ ば, これ に 越 した こ と
てみ る こ とが で き る (図4)^<16)>。
は な い 。 ナル ニ チ ン カル バ モ イ ル ト ラ ン ス フ ェラ ー ゼ
(OCT)
で は, この 染 め 分 け が で き る^<40)>。
これ に相 当 す
や 放 射 性 チ ミジ ンをDNAに
こ の よ うな モ ザ イ クマ ウ ス に発 生 した 癌 を ほ ぐ して,
個 々 の 細 胞 の Cattanach
X染 色 体 が す べ て 活 性 化 され
る のが 不 活 化 染 色 体 を個 々 の細 胞 で見 分 け る方 法 で, 次
て い るか, す べ て不 活 化 され て い るか に よっ て そ の癌 の
の項 に述 べ る。
単 ク ロ ー ン性 の証 拠 とす る こ とが で き る。 さ らに Catta
酵 素 型 で癌 の単 一 細 胞 起 源 を み た の は ヒ トの場 合 の ほ
うが 話 は さ き で, この 経 緯 は Fialkow
の総 説^<1)>を
み られ
た い。 ヒ トのX染
色 体 に は 酵 素 グル コ ー ス-6-リ ン酸 脱
水 素 酵 素 (G6PD)
の遺 伝 子 が あ り, この 突 然 変 異 が ア
nach転
座 とPGKの
遺 伝 子 を組 み合 せ るこ とに よ って
二 重 の状 況 証 拠 を 得 る こ とが で き る。
3.
制 限 酵 素 切 断 片 の 長 さで み たDNA多
LP)に
型 性 (RF
よ る方 法
フ リカで発 見 され て いた 。 こ の変 異 を もつ ヒ トは マ ラ リ
純 系 化 さ れ た 実 験 動 物 で さ え も いわ れ る こ とで あ る
アに対 す る耐 性 と い う点 で有 利 であ る とい わ れ てい る。
が, ヒ トで は1対 の染 色 体 の それ ぞ れ の 由来 が 多様 で あ
G6PDの
る。 した が って, DNAの
のG6PDを
遺 伝 子 を ヘ テ ロに 有 し正 常 組 織 で は両 方 の型
示 す 女 性 の 中 に 発 生 した 癌 が, も し単 一 型
を示 す な ら, マ ウス のPGKの
場 合 と同 様 に, 癌 の 単 ク
ロー ン性 を示 す も の とみ る こ とが で き る。
塩 基 配 列 も 父方 と母 方 とで は
部 分 的 に 異 な る場 合 が 多 く見 い だ され て い る。 この と き
制 限 酵 素 に よ るDNAの
切 れ 方 で, 父方 と母 方 に 区 別 で
き る。 こ の多 型 性 を 利 用 した ヒ トの 癌 の クロー ン性 テ ス
ト^<17)>は
今後 の応 用 範 囲が 広 い と考 え られ る の で, 少 し詳
206
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癌 は1つ
図4.
Cattanach
転 座 の あ るX染 色 体 (長 矢 印)
と,
の 細胞
か ら
19
正
常X染
色 体 (短 矢 印) の1対 を 有 す る雌C3H/He
マ ウス に お け る, MCA誘
発線 維 肉腫 細 胞 を分 離,
BrdU
をDNAに
取 り込 ませ, ア ク リジン オ レン ジ
色 素 で 染 め て み たX染 色 体 不 活 化
腫 瘍aは,
正 常Xの ほ うが複 製 が早 い (転 座Xが 不 活化) 細
胞のみ か ら な り, 腫 瘍bは 転座Xの ほ うが 複 製が 早 い (正 常X
が 不 活化) 細 胞 のみ か ら な る 。正 常 組 織 で は両 方 の型 の細 胞 が
図5.
混 在 し てみ られ る (高 木 ら^<16)>。
日本 癌 学 会 編 集 部 の許 可 を 得 て
転 載)。
1)
し く紹 介 した い。
ヒ トのX染 色 体DNAの
多 型 性 とそ れ を 利 用 し
た 癌 の ク ローン 性 テ ス ト
HPRT遺
伝 子 の5'端
に 近 い 部 分 で 制 限 酵 素 Bam
HI
お よび Hha Iで 切 断 され 得 る箇 所 (BとH)。B_2を
有す
るDNAとB_2の
な いDNAが
ヘ テ ロに な って い る よ う
な 女 性 に 発 生 した 癌 のDNAを
次 の よ うに して 調 べ る。
ヒ トの ヒポ キサ ンチ ンホ スホ リボ シル トラ ンス フ ェ ラ
ー ゼ (HPRT)
図5に
の遺 伝 子 はX染 色体 上 に あ り
, そ の一 部 を
示 す。 制 限酵 素 Bam
で 示 した とこ ろ に あ るが,
に Bam
HIで
HIで
切 れ る箇 所 がB_1, B_3
ヒ トの 中 で は さ ら に こ の中 間
切 れ る箇 所B_2を
有 す る も の が, 調 べ ら
れ た ア メ リカ人 のX染 色 体 の16%に
あ る^<18)>。
した が っ
2) Hha Iと
て, X染 色 体 の こ の部 分 が ヘ テ ロ にな っ てい る女 性 は,
簡 単 な計 算 (0.16×0.84×2×100=27)
の 女 性 の27%を
G6PDの
に よ って, 全 体
占 め る こ とが わ か る。 さ きに 述 べ た
モ ザ イ クが, 多 くて も50例 に1例 の割 合 で し
か 含 ま れ て い な い こ と^<1)>に
比 べ る と, こ の割 合 は大 き い。
次 に, X染 色体 は, 活 性 化 さ れ て い る ほ う と不 活 化 さ
れ て い るほ うでDNAの
メチ ル 化 の様 式 が 異 な り, した
3)
Bam
HIで
切 った と き のDNA各
々の 切断
箇所。
A : B_2を 有 す る 側 が 活 性 化 した 場 合 。B : B_2を 有 す
る 側 が 不 活 化 した 場 合 。 放 射 能 標 識 検 索 用DNA断
片
(pPB1.7)
と結 合 す る断 片 を 黒 く塗 りつ ぶ し て示 した 。
切 断DNAを
電 気 泳 動 後 Southern
法 で ニ トロセ ル ロ
ー ス 紙 に 移 し と り, ^<32>P標識pPB1.7と
結 合 した 断 片
(2に お い て黒 く塗 りつ ぶ した 部 分) を オ ー トラジ オ グ
ラ フ ィー に よ って み た と き の模 式 図。Aは す べ て の細 胞
に お い てB_2側X染
色 体 が 活 性 化 し て い る場 合, BはB_2
側 がす べ て 不 活 化 して い る場 合 (い ず れ も腫 瘍 の場 合),
A+Bは
両 方 の細 胞 が 混在 して い る場 合 (モ ザ イ ク 女 性
の 体 細 胞) に つ い て 示 され て い る^<17)>。
207
208
20
蛋 白 質
核 酸
酵 素
が って 制限 酵 素 で切 った とき の切 れ 方 が 異 な る。 図5の
HPRT遺
伝 子DNAの
場 合 は, H_1か らH_6に 示 した 制
No. 3
(1987)
生 産 の場 であ る各 々 のBリ
ンパ 球 では, 遺 伝 子 が 同一 で
あ る にか か わ らず 免 疫 グ ロブ リ ンmRNAの
構 造 の 編成
限 酵 素 Hha Iの
切 断 箇所GCGCの
塩 基 配 列 にお い て,
が そ れ ぞ れ 多 様 に 異 な り, 生 産 され る免 疫 グ ロ ブ リン蛋
H_1は 活 性化X染
色 体 の 中 でCが
脱 メチ ル化 され て い て
白質 も また 多 様 で あ る。 ヒ トの骨 髄 性 白血 病 の場 合 に は
Hha Iで 切 れ る。 しか しH_2-H_6で は メチ ル化 され て い
て Hha Iで
切 れ な い 。X染
きに は,H_1が
色 体 が 不 活 化 され て い る と
メチ ル化 さ れ て い て Hha Iで
切れ ない
こ の免 疫 グ ロブ リ ンが 多 様 性 を保 っ て い るか, あ るい は
単 一 型 に な っ て い るか で, こ の 白血 病 の細 胞 起 源 を 判 定
が, H_2-H_6で は少 く と もそ の ひ とつ が脱 メチ ル化 され て
す る こ とが で き る。 酵 素 マ ー カ ー の場 合 の よ うに二 者択
一 でな く
, 多 様 性 の 中か ら択 一 な の で, も っ と も厳 密 な
い て Hha Iで
判 定 が で き るが, 応 用 範 囲 は 白血 病 に限 られ る^<1)>。
一方
切 れ る。
, HPRT遺
伝 子 の 一 部 でH_1部
の 小 断 片pPB1.7を
を含 む, 1.7kb
用 意 し, 放 射 能 で標 識 して, こ の部
分 と同 じ構 造 を 有 す るDNA断
片 を探 す た め の 探 知 機
(プ ロー ブ) と して 用 い る。
6.
ウ イル ス遺 伝 子 の組 込 み 部 位 をみ る方 法
ウ イル ス 由来 の癌 の場 合 には, 感 染 した 宿 主 のDNA
に ウ イ ル ス の遺 伝 子 が 組 み 込 まれ て増 殖 す る。 この と き
さて, B_2部 に つ い てヘ テ ロのX染 色 体 を有 す る ヒ ト
の 正常 組 織 のDNAを Bam
Database Center for Life Science Online Service
Vol. 32
HIと Hha Iで
切 ってアガ
ロー ズ ゲ ル の 中 で電 気 泳 動 に よ っ て流 し, Southern
法
癌 のDNAを
制 限 酵 素 で 分 解 して ウ イ ル ス遺 伝 子 の 組
み 込 まれ た 宿 主DNAの
部 分 が 一 定 で あ るか, あ るい は
多 様 な も の の入 り混 じ りで あ るか に よ っ て, そ の癌 の ク
ロー ブ と同 じ構 造 を もつ 部 分 をみ
ロー ン性 を判 定 す る こ とが で き る。 こ の場 合 も, 多 様 性
る と, 図5に 示 す よ うに, B_2部 を有 す るX染 色 体 が 活 性
か ら の択 一 か 否 か にわ か れ る の で, 厳 密 な判 定 が で き る
化 され て い る場 合 と, 不 活 化 され て い る 場 合 と 両 方 の
が, ウ イ ル ス性 で な い癌 に は適 用 で き な い。
に よ ってpPB1.7プ
混 在 を 示 す パ タ ー ンが 得 られ る。 こ の とき,
DNAが,
も し腫 瘍
片 方 のX染 色 体 のみ の不 活 化 を示 す パ タ ー ン
を 示す な らば (図5),
III.
癌 の単 一 細 胞 起 源 を示 す 事 実
こ の腫 瘍 は 単 クロ ー ン性 で あ る
証 拠 に な る。
1.
ヒ トの 癌 に つ い て
白血 病 な ど の血 液 の癌 は, 腫 瘤 塊 をつ くる癌 の よ うに
4.
X染 色 体 不 活 化 を 癌 の ク ロー二 性 の テ ス トに 用 い
る こ とが で き るた め の 条 件
1-3に
目に み え る大 き さ を もた な い が, 癌 化 した血 球 細 胞 が 血
液 中 に充 満 す る。 こ の うちBリ
述 べ た方 法 は, い ず れ もX染 色 体不 活 化 を利 用
ンパ球 系 の も のは 免 疫 グ
ロ ブ リンを産 生す る の で, 多様 性 の択 一 が あ るか ど うか
した も の で あ る。 この と き 次 の 条 件 が 要 求 され る。 ま
を み る こ とが で きる。Fialkow
ず, モザ イ ク個 体 に お い て2種
急 性 バ ーキ ッ ト白血 病, 毛 様 細胞 白血 病, 慢 性 リンパ 肉
の細 胞 が 細 か く入 り混 じ
っ て い る こ と。 これ は, さ きに 述 べ た Cattanach
転 座X
の 総 説^<1)>で
は調 べ られ た
腫 性 白血 病, バ ーキ ッ ト リンパ腫, 非 ポ ジキ ン型 リンパ
を利 用 して じか に 確 か め る こ とが で きた 。 次 に 細 胞 の 癌
腫, 慢 性 リンパ 性 白血 病,
化 に際 してX染
色 体 の 不 活 化 が 乱 され な い こ と。 この
リン血 症, 寒 冷凝 集 素 症, 多発 性骨 髄 腫 な どの ほ とん ど
点, 細 胞 の癌 化 に 際 して染 色 体 が 乱 され る の で, 多 少 の
す べ て が単 一 型 の 免 疫 グ ロ ブ リンを 有 し, これ らの疾 患
問題 は残 さ れ る。 さ ら に, 2種 の細 胞 が 癌 化 した とき,
がBリ
個 体 内 に お い て 片 方 の選 択 増 殖 が 起 こ らな い こ と。 最 後
に 由 来 す る もの で あ る こ とが 示 され て い る。
の 点 に つ い てはPGKA型
の増 殖速 度 を,
の線 維 肉腫 とB型 の線 維 肉腫
そ れ ぞ れ モ ザ イ クマ ウス の 中 で 測 定 し
て, とも に 体 積 倍 加 時 間 が2.5日
で あ る こ とを確 か め て
Waldenstrom
マ ク ロ グ ロブ
ンパ 球 分 化 過 程 のあ る時期 に癌 化 した1個 の細 胞
酵 素 マ ー カ ーG6PDを
指 標 と した モ ザ イ ク体 細 胞 の
女 性 につ い てみ て も, 血 液 系 の癌 を は じめ と して, 種 々
の固 形 癌 につ い てや は り 単 一 型G6PDが
あ る。 ま た 両 方 の細 胞 を 同数 ず つ 混 ぜ て移 植 して も, 片
る。 免 疫 グ ロブ リ ン とG6PDに
方 の選 択 が 起 こ らず, 等 し く増 殖 す る こ と も確 か め て あ
ヒ トの癌36種
る。
い る。 これ らの詳 細 につ い て は Fialkow
類700例
み られ て い
つ い て の測 定結 果 か ら
以 上 につ い て単 一 型 が み られ て
の総 説^<1)>,
とく
に血 液 由来 の癌 につ い て は北 村 らの総 説^<3)>を
参 照 され た
5.
免 疫 グ ロブ リ ン型 を み る方法
ヒ トの免 疫 グ ロ ブ リン (Ig) がつ く られ る と き, そ の
た い。
最 近 で は, X染 色 体DNAの
多 型 性 を 指 標 と して急 性
癌 は1つ
の 細 胞 か ら
21
られ て い る。 さ らに, 抑 制 因 子 欠 乏 型 とい う点 で最 近 注
目 され て お り, 遺 伝 性, 孤 発 性 そ れ ぞ れ の場 合 が み られ
る網 膜 芽 細胞 腫 に つ い て も, 孤 発 例 につ い て多 ク ロー ン
性 が み られ た とい う報 告 が あ る^<22)>
(先 の総 説^<2)>で
単 クロ
ー ン性 の 中 に 入 れ た のを こ こ に訂 正 す る)
。
2.
マウスの実験癌につ いて
A.
MCA誘
PGKモ
(MCA)
発線維肉腫
ザ イ クマ ウス を 用 い て メチ ル コ ラ ン トレ ン
で皮 下 に誘 発 した 線 維 肉腫 の クロ ニ ン性 を は じ
め て 検 討 した の は Reddy
と Fialkow
で あ った^<10)>。
この
と きMCAを0.2mgお
よび2mg用
線維 肉 腫 のPGKは
複 合型 す な わ ちAB型
い る と, 発 生 した
で あ り, こ の
実験 癌 の 複 数 細胞 起 源 が 示 され た 。 しか し, 筆 者 ら は
Database Center for Life Science Online Service
図6.
成 人 性 白 血 病 (ATL)
患 者 の末 梢 血 リンパ 球DNA
に組 み 込 まれ たATLウ
イルス遺伝子
DNAを
制 限 酵 素 Eco RIで 切 って, 電 気 泳 動 後, Southern
法 で み た もの 。
A-E : 患 者, 各 々 の ウイ ル ス組 み 込 み 部 位 は 異 な るが, そ れ
ぞ れ が1本
の バン ドの み を 有す る こ とか ら,
この 白 血 病 リン パ
球 の 単 ク ローン 性 が 示 され た 。
M_1, M_2 : 試 験 管 内 で ウイ ル ス を 感 染 させ て 樹 立 したATL細
胞 株 。 複 数 の バン ドは欠 損 ウ イル スDNAが
組 み込まれたため
と考 え ら れ て い る 。
F-H : 正 常 人 リンパ 球DNAに
は, この よ うな バン ドは 存
在 しな い (吉 田 ら^<19)>。
著 者 の 許 可 を 得 て 転 載)。
MCAの
量 を種 々変 え てC3H/HeのPGKモ
ザ イ クに
発 生 させ た 線維 肉腫 につ い てみ た とこ ろ, MCA5μgで
発 生 した 場 合 に は93%が
mgに
上 げ る と57%に
単 一 型 を 示 した の に対 し, 2
減 少 し, そ の分 だ け 複 合 型 が 増
え た^<14,23)>。
こ の こ とは発 癌 物 質 の濃 度 が 高 くな る と,
ヒ
ッ トされ る細胞 の 数 が 増 え る とい うふ うに考 え られ る。
とす れ ば, 日常 低 濃 度 の 発 癌 物 質 や 低 線 量 の放 射 線 の影
響 を受 け て い る ヒ トに発 生 した 癌 の ほ とん どが 単 クロ ー
ン性 で あ る こ とが 容 易 に 理 解 され る。
一 方 , Cattanach
骨髄 性 白血 病, 子 宮 平 滑 筋 腫, 腎 に発 生 す る ウ ィル ム ス
転 座 を 片方 のX染 色 体 に 有 す る モザ
イ ク雌 マ ウス にMCAに
よ って 発 生 させ た 線 維 肉腫 で
腫 瘍 が単 ク ロー ン性 で あ る こ とが示 さ れ て い る (図5)^<17)>。 は, 先 に述 べ た よ うに, 個 々の 細 胞 に つ い てX染 色 体 の
さ らに, 成 人 性 白血 病 の癌 化 した 白血 球DNAに
ス (ATLV)
ウイル
不 活 化 の様 子 をみ る こ とが で き る。 この方 法 に よ って,
遺 伝 子が 組 み 込 まれ た箇 所 が 患 者 ご とに異
ひ とつ の腫 瘍 の中 の細 胞 の す べ て が, 転 座 の あ るX染 色
な るが, 個 々 の患 者 につ い ては 一 様 で あ る こ と も, こ の
体 のみ が 不 活 化 され て い る例, ま た は活 性化 され て い る
単 ク ロー ン性 を示 して い る (図6)^<19)>。
また, B型 肝 炎 ウ
例 が み られ た (図4)^<16)>。
この こ とに よ って, 2種 の細 胞
イ ル ス に 由来 す る肝 癌 お よび そ の 転 移 巣 に つ い て も, ウ
か らな る モザ イ ク の母 体 の 中 に で きた 腫 瘍 が,
イ ル ス ゲ ノ ム の組 み 込 み 部 位 の 一 様 性 か ら単 ク ロ ー ン性
の 細 胞 に よ って 構 成 され て い る こ とが, よ り正 確 に確 か
が 示 され て い る^<41)>。
め られ た。
1種 だ け
こ う して み る と, ヒ トの腫 瘍 の大 部 分 は単 ク ロー ン性
しか し, こ の 中 に は 細 胞 融 合 に よ って 染 色 体 を2組 有
を 示 して お り, む しろ少 数 例 の多 ク ロー ン性 の場 合 が 注
し, しか も転 座 の あ るXと な いXと 両 方 活 性 化 され て い
目 され る。Fialkow
る例 も少 数 み られ て い る。 この こ とは腫 瘍 が 融 合 細 胞 の
の ま とめ^<1)>の
中 で多 ク ロー ン性 を示
す もの は遺 伝 性 の神 経 線 維 腫, 毛 嚢 上 皮 腫, また ウ イ ル
ス性 の 性病疣 で あ った 。 さ らにG6PDモ
ザ イ ク女 性 の
ク ロー ンで あ る新 しい可 能 性 を示 す 。
B.
癌 化 細胞 の 増 殖 開 始 時 期 の 推 定
腫 瘍 につ い て, 良 性 の神 経 線 維 腫 は多 ク ロー ン性 を 示 す
癌 化 した 細 胞 に はす ぐ増 殖 を 開始 す る の もあ ろ う し,
の に, 悪 性 化 した 線 維 内腫 や, そ の 肺 や 肝 へ の 転 移 巣
しぼ ら く潜 伏 した の ち増 殖 しは じめ る の もあ ろ う。 比 較
は 単 ク ロー ン性 に な る^<20)>。
ま た, 遺 伝 性 か つ 家 族 性 の
的 早 く出現 のみ られ るMCA誘
Gardner
の単 一 細 胞 起 源 を仮 定 して, 増 殖 開 始 時 点 を推 定 して み
症 候 群 患 者 の大 腸 に 多 発 す る ポ リー プ の 各 々
発 線維 肉 腫 に つ い て, こ
は 多 ク ロー ン性 で あ った^<21)>。
こ の理 由 と して, 発 癌 しゃ
た (図7)。
す い遺 伝 的 素 地 の中 で, 細 胞 の 癌 化 率 が 高 い こ とが 考 え
に 現 わ れ る腫 瘍 も, 遅 れ て現 わ れ る も の も増 殖 速 度 が ほ
お も しろ い こ とに, MCA注
入 後 早 い時 期
209
22
蛋 白 質
核 酸
酵 素
Vol. 32
No. 3
図8.
(1987)
ICRマ
ウス 皮 下 にMCA
(0.05∼0.5mg)
注入
後, 腫瘍 出現 ま で の 日数 と腫 瘍 体 積 倍 加 時 間 の関 係
はや く出現 す る も の もお そ く出現 す る も の も増 殖
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速 度 が 一定 で あ る こ と を示 す^<24)>。
図7.
マ ウス 皮 下 にMCA注
入 後,
腫 瘍 出現 ま で の 時
間 と, そ の 増 殖 曲線, お よび 起 源 細 胞 が 増 殖 を 開 始
す る 時 点 の推 定^<24)>
図9.
ぼ 一 定 で あ る こ とが,
る^<24)>
(図8)。
ICRマ
ウ ス皮 下 にMCA注
入後, 腫 瘍 起 源
細 胞 が 確 立 し て増 殖 を開 始 す る時 点 を推 定 し,
この 時 間 分布 を表 わ した ヒス トグ ラ ム^<24)>
3種 の マ ウス につ い てわ か っ て い
こ の増 殖 速 度 が腫 瘍 の 出現 前 に も 適 用 で
き る と仮 定 して 細胞1個
の 大 きさ ま で延 長 して癌 化 細胞
す る もの で あ る こ とを 示 した^<25)>。
こ の場 合 に も,
が増 殖 を 開 始 した 時 点 を 求 め, あ る発 癌 条件 に 対応 す る
MCAの
癌 化 細 胞 の増 殖 開 始 時 点 の 分 布 を 求 め た (図9)。
ン性 に 影 響 す る こ とが み られ る。 ま たDMBAに
ヒス トグ ラ ム をみ る とMCA注
入後50日
この
あ た りを ピ ー
TPAを
癌 の移 行 が み られ るが, PGK型
の よ うな 時 間 分 布 で増 殖 を開 始 す る癌 細 胞 が 現 わ れ る と
れ て い る。
い うこ とは, 数 学 的 な解 析 をす れ ば, 途 中 に中 間 状 態 の
D.
介 在 が あ っ て, 指 数 関 数 的 に2段 階 に移 行 して い くモ デ
PGKモ
ザ イ クC3H/HeNマ
線 で 毎 日 (週5日)
が こ こ で も み られ る。
膚 癌 (spindle
イ ニ シエ ー タ ー活 性 を もつ と され る発 癌 剤DMBAを
マ ウ ス皮 膚 に 塗 布 後, さ ら に発 癌 プ ロ モ ー タ ーTPAの
Burnham
E.
ザ イ クマ ウ ス に お い て,
を示 した^<25,26)>。DMBAの塗 布 のみ を続 け て もや
は りパ ピロー マ が で き るが, さ らに こ の塗 布 を続 け る と
反 復 照 射 す る と, 28週 目 こ うか ら皮
cell carcinoma)
らは17例
が 発 生 し は じ め る。
す べ て が 単 一 型 のPGKを
有す る
由 来 す る ク ロ ー ン であ る と結論 づ け た^<13)>。
PGKモ
PGK型
ウ ス の腹 部 皮 膚 を紫 外
こ とを 示 し, この こ とか ら, これ らの腫 瘍 が 単 一 細 胞 に
塗 布 を 加 え る と, 良性 パ ピ ロー マが 生 じる。PGKモ
こ の パ ピ ロー マ は す べ て 単 一
も また そ の ま ま保 持 さ
紫 外 線誘 発 皮膚 癌
ル を あ て は め る こ とが で き る。す なわ ち発 癌 の2段 階 説
化 学 発 癌 剤 に よ る皮 膚 癌
つ いて
長 期 塗 布 した 場 合 に も パ ピ ロー マ か ら 扁 平 上 皮
ク と して 尾 を ひ く形 が み られ る。 発 癌 剤 を与 え て のち こ
C.
先の
場 合 と同様, 発 癌 剤 の濃 度 が 生 じた癌 の ク ロー
肝 癌 お よび その 前 癌 病 変
ザ イ ク マ ウ スにAAFを
経 口投 与す る こ とに
よ り, 肝 に前 癌 病 変 (preneoplastic nodule)
ATPase
活 性 の 低下 した 部分 が 生 じ る。Rabes
とみ られ る
らは これ
パ ピ ロー マ の あ った場 所 に 悪 性 扁 平上 皮 癌 が 生 じる。 こ
らの病 変 部 が 単 一 型PGKを
れ が パ ピ ロー マ が 移 行 した もの か, 独立 に発 生 した もの
態 の結 節 が単 一 細 胞 に 由来 す る クロ ー ンであ る こ とを 示
か は, ひ とつ の大 きな 問 題 であ った 。北 村 らはPGK型
した^<27)>
(図10)。
が パ ピ ロー マ か ら扁 平 上 皮 癌 へ そ の ま まひ きつ が れ る こ
と比 べ て 興 味 深 く重 要 で あ る。
とか ら, この パ ピ ロー マが 悪 性 化 して扁 平 上 皮 癌 に 移 行
210
また, DENと
示 す こ とか ら, この 前 癌 状
この こ とは 先 の 良 性 パ ピ ロー マ の場 合
フ ェノバ ル ビ タ ール 経 口投 与 に よ って
癌 は1つ
の 細 胞 か ら
23
表)。 血 液 系 の癌 は幹 細 胞 お よび そ れ か ら分 化 して い く
過 程 で癌 化 した 細 胞 が, 起 源 に な る もの と考 え ら れ る
が, 平 嶋 ら は骨 髄 性 白血 病 とみ とめ られ たPGKマ
の赤 血 球 に も 同 じPGK型
ウス
を 有 す る例 を見 いだ し, この
起 源 は多 分 化 能 を有 す る1個 の癌 化 幹 細 胞 で あ ろ うと結
論 づ け た。 他 方, 単 分 化 幹 細 胞起 源 とみ られ る例 も得 ら
れ て い る。
さ ら に, AKRウ
イ ル ス^<30)>お
よび Rauscher
イ ル ス^<31)>由
来 の 白血 病 に つ い て も, PGKモ
白血 病 ウ
ザ イ クマ ウ
ス を用 い てそ の単 ク ロー ン性 が み られ て い る。
癌 化 した 血 液 幹 細 胞 は 多 く存 在 す る と考 え ら れ る の
に, そ の うち の1個 が他 の癌 化 細 胞 の 増 殖 を 許 さず, ま
た 正 常 幹 細 胞 か らの正 常 血 球 の供 給 を 許 さず, 自分 の癌
細 胞 集 団 で血 液 の 中 を 占 め て い くの は 驚 くべ き事 実 で あ
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る。 こ の 中 に は, 試 験 管 内 で は み られ な い 個 体 特 有 の秘
密 が ひ そ ん で い る よ うに み え る。
H.
胃 パ ピ ロ ー マ, 大 腸 癌
北 村 らは, PGKモ
図10.
発 癌 剤AAFを
経 口投 与 したPGKモ
マ ウス 肝 の 凍 結 切 片
ザ イク
黒 線 で囲 ん だ 部 分 が ATPase
活 性 の 低 下 した前 癌 病 変結 節 。
円 に は各 部 か らパン チ で 抜 き と った 切 片 のPGKA型
の活 性 を
ザ イ クマ ウ スにDEN経
発 生 させ た 胃 パ ピ ロー マ の93%,
お よびDMHで
発生
させ た大 腸 癌 のす べ て が 単 一 型 を 有 す る こ とか ら, これ
ら の腫 瘍 の単 ク ロー ン性 を 示 した^<32,33)>。I
黒 で, B型 の 活 性 を 白 で 示 して あ る 。 前癌 病 変 部 は 単 一A型
PGKで
単 ク ローン 性 を 示 す (Rabes ら^<27)>。
著 者 と 出版 社 の許
. 乳
癌
長 沢 らの開 発 したSHN雌
可 を得 て 転 載)。
口投 与 で
マ ウ ス に は, ウ イル ス性 か
つ ホ ル モ ン (プ ロ ラ クチ ン) 依存 性 の 乳 癌 が 自然 に 多 発
誘 発 した 肝 癌 の単 クロ ー ン性 がOCTモ
ザ イ クマ ウ スを
用 い て示 され て い る^<40)>。
F.
す る^<34)>。
この 雌 マ ウ スはPGKB型
遺 伝 子 を有 す るC3H/He雄
膀胱癌
PGKに
ヒ トの膀 胱 癌 は 多 重 発 生 す る例 が よ くみ られ, この 各
を有 す る の で, A型
マ ウ スを 交 配 した とこ ろ,
っ い て モ ザ イ クで しか も乳癌 を100%発
生す る
雌 マ ウ スが 得 られ た。 この 乳 癌組 織 のPGKは82%が
各 が ひ とつ の ク ロ ー ンに 由 来 して 散 った も のか, 独 立 の
単 一 型 で あ った^<35)>。
さ らに こ の乳 癌 を手 術 で と り 除 く
発 生 起 源 を 有 す る もの か は 重 要 な 問 題 で あ った 。 垣 添 ら
と, マ ウ スの 他 の部 位 に乳 癌 が 新 し く発 生す るの を み る
はPGKマ
こ とが で き, 一 匹 の マ ウス で最 高8個
ウス を用 い て この ク ロ ー ン性 を 検 討 す る 目的
で, 発 癌 剤BHBN経
そ のPGK型
口投 与 に よ って 膀 胱 癌 を発 生 さ せ,
を み た 。 目標 とす る 散発 性 膀 胱癌 を この マ
ウ スに 発 生 さ せ る こ とは, ま だ で きて い な い が, 発 生 し
た 癌 (carcinoma)
のす べ てが 単 一PGK型
を示 し, これ
らが 単 一 細 胞 に起 因す る ク ロ ー ンで あ る証 拠 を 得 た^<28)>。
G.
放 射 線 誘 発 お よび ウ イル ス 誘 発 白血 病
X線 全 身 照 射 (170rad,
PGKモ
ザ イ クC3H/Heマ
週1回,
頻 度 で胸 腺 型
の 乳癌 材料 を 得 る
の大 部 分 が単 一 型 で あ
る こ とか ら, これ ら の多 発 性 乳 癌 はそ れ ぞれ 独立 した 細
胞 ク ロー ンで あ る こ とが 示 され た^<35)>。
J.
乳癌の肺転移
上 に 述 べ たPGKモ
ザ イ クSHN-C3H/He雌
に は, 乳 癌 は切 除 しな い場 合 は60%,
4回 反 復) に よっ て
ウ スに23%の
こ とが で き る。 これ ら のPGK型
マ ウス
乳癌 を切 除 した
場 合 は 寿 命 が 延 び るた め も あ っ て, ほ とん ど100%肺
に 転 移 す る こ とが み られ た^<36)>。
こ の肺 転 移 巣 のPGK型
白血 病 を発 生 させ る こ とが で き る。平 嶋, 別 所 らは胸 腺
は 単 一 型 の も のば か りで あ った。 乳癌 がA型,
に発 生 した リンパ腫 の すべ て が 単 一PGK型
多 重 に 発 生 した 場 合 で も, 肺 にみ られ る転 移 巣 のす べ て
であるこ と
か ら, これ らの 白血 病 が単 一 細 胞 の ク ロー ンで あ る こ と
は, A型 また はB型
いず れ か のPGKを
B型 と も
有 し, 同一 の肺
を 示 した^<29)>。
平 嶋 らは さ らに放 射 線誘 発 骨 髄 性 白血 病 に
に両 方 の型 の転 移 巣 が 混 在 す る こ とは な か った 。 さ ら に
つ い て も同様 に100%単
少 数 例 で あ るが, 多 数 のPGKB型
一PGK型
を 見 い だ した (未発
乳 癌 の中 に1個 だ け
211
24
蛋 白 質
核 酸
酵 素
Vol. 32
No. 3
お わ りに
(1937)
以 上 い ま ま で わ か っ た こ とか らみ る と,
ヒ
トの 癌 で も 実 験 的 に 動 物 に つ く っ た 癌 で も, そ の ほ と ん
どは単 一 細 胞 起 源 の細 胞 集 団 で あ る。 と くに ウイ ル ス性
白血 病 な どに お い て 多 数 の細 胞 が癌 化 して い る はず な の
に,
最 終 的 に 現 わ れ る の は た だ1個
ン で あ る と い う こ と は,
で,
の癌 化 細 胞 の ク ロー
将 来 に 残 され た 大 き な 問 題 点
個 体 内 に お け る発 癌 機 構 や そ の 抑 制 機 構 を 解 明 す る
た め の 重 要 な 鍵 と 考 え ら れ る。 こ の こ と は,
単 ク ロー ン
性 の 前 癌 病 変 や 微 小 ク ロ ー ン の 存 在 と も お そ ら く関 連 す
る こ と で あ ろ う。 ま た 癌 の 成 長 と と も に 転 移 し や す い 性
質 を 獲 得 して い く 癌 細 胞 が あ る ら し い と い う こ と も, 癌
の 単 ク ロ ー ン性 増 殖 と 関 係 が あ る よ うに み え る。 こ れ ら
の 問 題 は,
個 体 組 織 内 に お い て,
悪 性 化 しつ つ あ る 癌 細
胞 の ク ロ ー ン と他 の 細 胞 群 との 相 互 作 用 の 問題 と して と
Database Center for Life Science Online Service
ら え ら れ て い く で あ ろ う。 さ ら に 多 量 の 発 癌 剤 に よ っ て
生 じた 癌 や,
癌 の 場 合,
遺 伝 的 に 癌 に な りや す い 母 体 の 中 に 生 じ た
多 ク ロ ー ン 性 が 現 わ れ る こ と も, 癌 化 細 胞 の
増 殖 や そ の抑 制 の機 構 を 明 らか に す る うえで重 要 な 鍵 と
な ろ う。
PGK
A型 の乳 癌 が発 生 した よ うな場 合 に, そ の 肺 転 移
巣 の す べ て がA型
で あ る例 が み られ た (図11)。
こ の場
本 稿 の 中 で 筆 者 らの 研 究 に 関 す る もの は, 田 中 和 彦, 大 津 山
彰 両 氏 との 協 力 に よ る もの で あ る。 ま た 厚 生 省 が ん 研 究 助 成 金
モ ノ ク ロ ーナ ル 班 (昭57-58) を 中 心 と して, 高 木 信 夫 (北 大),
合, そ の転 移 のす べ て は 多 くの 乳 癌 の うち の あ るひ とつ
平 嶋 邦 猛,
か ら来 た も の で あ る とい うこ とが で き る。 そ うす る と,
ん セン ター),
転 移 はす べ て の 乳 癌 か ら平 等 に起 こ る も の では な く, 癌
の 中 で も 特別 に変 化 した ク ロ ー ンか ら起 こ る もの の よ う
別 所 正 美 (埼 玉 医 大), 杉 村 隆,
北村幸彦
垣 添 忠 生 (国 立 が
(阪大) 博 士 ら と の共 同研 究 の 成 果 も
多 く含 まれ て い る。 さ らに,
森 脇 和 郎 (国 立遺 伝 研),
宗像 信
生 (国 立 が ん セン タ ー) 博 士 に は 有 益 な助 言 を い た だ い た 。 以
上 の 方 々に 謝 意 を 表 した い 。図11. PGKモザイクマウス (SHN-C3H/He,Pgk-1^b/Pgk-1^a) に発
に み え る。 これ を ク ロ ー ン の選 択 とす る見 方 と, メチ ル
化 に よるDNAの
変 化 に よる も の, さ らに 突 然 変 異 に よ
文
献
る新 しい変 化 とす る見 方 が あ る。 癌 細 胞 の染 色 体 の構 造
が 変 化 しや す い こ とか ら Fidler
らは 転 移 す る細 胞 は 癌
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う し, も しそ れ が 新 し く発 生 した 癌 な らば, 違 った 性 質
の ク ロー ンが み られ る で あ ろ う。 この考 え 方 で, PGK
モ ザ イ クマ ウ ス にMCAで
な い し6,000radのX線
誘 発 した 線 維 肉腫 を4,000
で 治療 し, い った ん 消 滅 した の
ち 同 じ場 所 に再 び 現 わ れ た腫 瘍 のPGK型
と組 織 型 を調
57,
ザ イ ク女 性 の 白
血 病患 者 に つ い て, 薬 物 療 法 後 の再 発 テ ス トに用 い られ
て い る^<1)>。
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再 発 で あ った^<39)>。
こ の方 法 はG6PDモ
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細 胞 の 変 異 種 で あ る とみ て い る^<37,38)>。
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