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がんの特徴

The_Hallmarks_of_Cancer
癌の特徴は、もともと人間の腫瘍の多段階の発達の間に獲得された6つの生物学的能力でしたが、その後8つの能力と2つの可能にする能力に増加しました。アイデアがで鋳造されたダグラスハナハンとロバート・ワインバーグ彼らの論文ではがんの特徴がで2000年1月公表の細胞。
周囲の組織や転移に侵入する能力
は、癌の特徴です。
これらの特徴は、腫瘍性疾患の複雑さを合理化するための組織化の原則を構成します。それらには、増殖シグナル伝達の維持、成長抑制因子の回避、細胞死への抵抗、複製不死の可能化、血管新生の誘導、および浸潤と転移の活性化が含まれます。これらの特徴の根底にあるのは、それらの獲得を促進する遺伝的多様性を生み出すゲノム不安定性と、複数の特徴的な機能を促進する炎症です。癌細胞に加えて、腫瘍は別の複雑さの側面を示します。腫瘍は、「腫瘍微小環境」を作り出すことによって特徴的な特性の獲得に寄与する、動員された、表面上は正常な細胞のコミュニティを組み込んでいます。。」これらの概念の広範な適用可能性の認識は、ヒトの癌を治療するための新しい手段の開発にますます影響を与えるでしょう。
2011年に発表されたアップデート(「癌の特徴:次世代」)で、ワインバーグとハナハンは2つの新しい特徴を提案しました:(1)異常な代謝経路と(2)免疫系の回避、および2つの可能性のある特徴:(1)ゲノム不安定性、および(2)炎症。

コンテンツ
1 特徴のリスト
1.1 成長シグナルの自給自足 1.2 抗成長シグナルに対する非感受性 1.3 プログラム細胞死の回避 1.4 無限の複製の可能性 1.5 持続的な血管新生 1.6 組織の浸潤と転移
2 更新
2.1 新たな特徴
2.1.1 規制緩和された代謝
2.1.2 免疫システムを回避する
2.2 特性の有効化
2.2.1 ゲノム不安定性
2.2.2 炎症
3 批判
4 注意事項と参考資料

特徴のリスト

  癌ではシグナル伝達経路が規制緩和されています。HanahanとWeinbergは、信号経路を、トランジスタがタンパク質に置き換えられた電子回路と比較しました。原型的なRas経路は、成長因子(TGF-αなど)からの細胞外シグナルから始まります。他の主要な細胞外シグナルは、抗成長因子(TGF-βなど)、死因子(FASLなど)、サイトカイン(IL-3 / 6など)、および生存因子(IGF1など)です。細胞内のタンパク質は細胞周期を制御し、DNA損傷やその他の異常を監視し、細胞の自殺(アポトーシス)を引き起こします。ハナハンとワインバーグのシグナル経路の図は、セル100:59にあります 癌細胞は、分裂の頻度を制御する制御メカニズムと、これらの制御メカニズムを制御するフィードバックシステムに欠陥があります(つまり、恒常性の欠陥)。
正常な細胞は成長して分裂しますが、その成長には多くの制御がそれらは成長因子によって刺激されたときにのみ成長します。それらが損傷している場合、分子ブレーキはそれらが修理されるまでそれらが分裂するのを防ぎます。それらが修復できない場合、それらはプログラムされた細胞死(アポトーシス)を犯します。彼らは限られた回数しか分割できません。それらは組織構造の一部であり、それらが属する場所に残ります。彼らは成長するために血液供給を必要とします。
細胞が癌に発展するためには、これらすべてのメカニズムを克服する必要が各メカニズムは、いくつかのタンパク質によって制御されています。重要なタンパク質は、これらのメカニズムのそれぞれで誤動作する必要がこれらのタンパク質は、遺伝子のDNA配列が後天的または体細胞変異(遺伝しないが受胎後に発生する変異)によって損傷を受けると、機能しなくなったり機能不全になったりします。これは一連のステップで発生し、ハナハンとワインバーグはこれを特徴と呼んでいます。
概要
容量 単純な例え
成長シグナルの自給自足 「アクセルペダルが動かなくなった」
抗成長シグナルに対する非感受性 「ブレーキが効かない」
アポトーシスの回避 体が通常欠陥のある細胞を殺すときに死ぬことはありません
無限の複製の可能性 子孫の無限の世代
持続的な血管新生 体に血液を供給するように言う
組織の浸潤と転移 他の臓器や組織への移動と拡散

成長シグナルの自給自足
癌細胞は増殖するために(成長因子の形で)外部信号からの刺激を必要としません 通常、体の細胞は、成長して分裂するための信号として機能するホルモンやその他の分子を必要とします。しかし、癌細胞はこれらの外部信号なしで成長する能力を持っています。癌細胞がこれを行うことができる複数の方法があります:オートクリンシグナル伝達として知られているこれらのシグナル自体を生成することによって; これらの信号に応答する信号経路を恒久的に活性化することによって。または、これらの信号からの過度の成長を防ぐ「オフスイッチ」を破壊することによって(負のフィードバック)。さらに、正常な非癌性細胞の細胞分裂は厳密に制御されています。癌細胞では、これらのプロセスを制御するタンパク質が変化し、腫瘍内の成長と細胞分裂が増加するため、これらのプロセスは規制緩和されます。

抗成長シグナルに対する非感受性
癌細胞は一般に、隣接する細胞からの成長を妨げる信号に耐性が

  細胞周期時計。細胞は、Gに分裂しない
0と静止しています。成長因子シグナルを受け取った後、彼らはG 1に入ると分裂の準備を
します。そこでは、DNAを除く細胞内のすべてが2倍になります。この倍増には、セルのサイズが含まれます。細胞周期の次の段階はS(合成)期です。細胞分裂に備えて染色体(DNA)が複製されるのは細胞周期の段階です。Gからの遷移
1 Sには、チェックポイントです。細胞がDNAに損傷を与えているか、癌遺伝子やその他の不適切なタンパク質を発現している場合、特殊なチェックポイントタンパク質、p53やpRBなどの腫瘍抑制因子は、損傷が修復されるまでS期への移行を中断します。損傷を修復できない場合、細胞はアポトーシスを開始します。これはしばしば細胞自殺と呼ばれ、プログラム細胞死です。腫瘍抑制遺伝子が機能喪失型変異を起こしたり、ノックアウトされたりした場合、損傷した細胞はチェックされずに分裂し続ける可能性がこれは癌の特徴の1つです。

  がんの特徴。
細胞分裂を厳密に制御するために、細胞には細胞の成長と分裂を妨げるプロセスがこれらのプロセスは、腫瘍抑制遺伝子として知られるタンパク質によって調整されています。これらの遺伝子は、細胞が分裂する準備ができていることを確認するために細胞から情報を取得し、そうでない場合(たとえば、DNAが損傷した場合)に分裂を停止します。癌では、これらの腫瘍抑制タンパク質は、細胞に深刻な異常がある場合でも、細胞分裂を効果的に防止しないように変更されています。細胞が過剰分裂を防ぐもう1つの方法は、細胞がその中の空間を埋めて他の細胞に触れると、正常な細胞も分裂を停止することです。接触阻害として知られています。がん細胞は接触阻害がないため、周囲に関係なく成長と分裂を続けます。

プログラム細胞死の回避
アポトーシスは、プログラム細胞死(細胞自殺)の一形態で
あり、細胞が損傷した場合に細胞が死ぬようにプログラムされるメカニズムです。癌細胞は、このメカニズムを回避できるという特徴が
細胞には「自己破壊」する能力がアポトーシスとして知られるプロセス。これは、有機体が適切に成長および発達するため、体の組織を維持するために必要であり、細胞が損傷または感染したときにも開始されます。しかし、癌細胞はこの能力を失います。細胞はひどく異常になるかもしれませんが、アポトーシスを起こしません。癌細胞は、損傷や異常を検出するメカニズムを変えることによってこれを行う可能性がこれは、適切なシグナル伝達が発生しないため、アポトーシスが活性化できないことを意味します。それらはまた、下流のシグナル伝達自体、またはアポトーシスに関与するタンパク質に欠陥がある可能性があり、それぞれが適切なアポトーシスを妨げることにもなります。

無限の複製の可能性
非癌細胞は、特定の数の分裂の後に死に癌細胞はこの限界を逃れ、明らかに無期限の成長と分裂( 不死)が可能です。しかし、これらの不死の細胞は染色体に損傷を与えており、癌化する可能性が
体の細胞は通常、無期限に分裂する能力を持っ細胞が分裂できなくなる(老化)か、死ぬ(危機)前に、分裂の数は限られています。これらの障壁の原因は、主にテロメアとして知られる染色体の末端にあるDNAによるものです。テロメアDNAは、細胞分裂のたびに短くなり、老化を活性化するほど短くなると、細胞は分裂を停止します。癌細胞は、酵素(テロメラーゼ)を操作してテロメアの長さを増やすことにより、この障壁を迂回します。したがって、彼らは老化を開始することなく、無期限に分裂することができます。
哺乳類の細胞には固有のプログラムであるヘイフリック限界があり、増殖を約60〜70倍に制限し、その時点で老化の段階に達します。
この制限は、pRBおよびp53腫瘍抑制タンパク質を無効にすることで克服できます。これにより、アポトーシス、核型の混乱、および時折(10 -7)不死化細胞が出現し、危機と呼ばれる段階に達するまで倍増を続けることができます。無制限に2倍。ほとんどの腫瘍細胞は不死化されています。
細胞倍加のカウント装置はテロメアであり、各細胞周期の間にサイズが減少します(染色体の末端でヌクレオチドが失われます)。癌の約85%はテロメラーゼをアップレギュレーションしてテロメアを拡張し、残りの15%はテロメアの代替延長と呼ばれる方法を使用しています。

持続的な血管新生
血管新生は、新しい血管が形成されるプロセスです。癌細胞はこのプロセスを開始することができるようであり、そのような細胞が酸素と他の栄養素の継続的な供給を受けることを確実にします。
体の正常な組織には、肺から酸素を供給する血管が走っています。細胞が生き残るために十分な酸素を得るためには、細胞は血管の近くになければなりません。新しい血管は、胚の発生中、創傷修復中、および女性の生殖周期中に形成されます。拡大する腫瘍は、癌細胞に適切な酸素を供給するために新しい血管を必要とし、したがって、その利益のためにこれらの正常な生理学的プロセスを利用します。これを行うために、癌細胞は、「血管新生スイッチ」を活性化することによって、新しい血管系の生成を調整する能力を獲得します。そうすることで、血管の生成を阻害する因子の産生を減らし、血管の形成を促進する因子の産生を増加させることによって、血管を形成する可能性のある腫瘍に存在する非癌性細胞を制御します。

組織の浸潤と転移
がん細胞は、その部位または起源の器官から離れて
周囲の組織に侵入し、離れた体の部分に広がる( 転移する)可能性が
癌細胞の最もよく知られている特性の1つは、隣接する組織に侵入する能力です。それは、腫瘍が良性であるか悪性であるかを決定するものであり、体の周りにそれらを広めることを可能にする特性です。癌細胞は、周囲の組織への細胞の局所的な侵入から始まる多段階のプロセスで、転移する能力を獲得するために、多くの変化を経験しなければなりません。次に、血管に侵入し、循環器系の過酷な環境で生き残り、この系を出て、新しい組織で分裂を開始する必要が

更新
2010年のNCRIカンファレンストークで、ハナハンは2つの新しい特徴と2つの実現特性を提案しました。これらは後に「癌の特徴:次世代」というタイトルの更新された総説で成文化されました。

新たな特徴

規制緩和された代謝
ほとんどの癌細胞は、エネルギーを生成するために代替の代謝経路を使用します。これは、ワールブルク仮説の仮定により20世紀初頭から認められた事実ですが、 、今や新たな研究の関心を集めています。ワールブルク効果を示す癌細胞は、細胞質ゾルでの解糖と乳酸発酵をアップレギュレートし、ミトコンドリアが正常な好気性呼吸(ピルビン酸の酸化、クエン酸回路、および電子伝達系)を完了するのを防ぎます。グルコースを完全に酸化してできるだけ多くのATPを生成する代わりに、癌細胞はピルビン酸をより多くの細胞の構成要素に変換します。実際、この効果によって引き起こされる低いATP:ADP比は、ミトコンドリアの不活性化に寄与する可能性がミトコンドリア膜電位は過分極化されており、電圧に敏感な透過性遷移孔(PTP)がアポトーシスを引き起こすのを防ぎます。
ケトン食は、いくつかの癌のためのアジュバント療法として研究されている を含む神経膠腫、 ので、代謝における癌の非効率性のケトン体。

免疫システムを回避する
癌細胞は炎症と血管新生の増加を引き起こしますが、インターロイキン-33の喪失を介して体の免疫系との相互作用を回避することもできるようです。(癌免疫学を参照)

特性の有効化
更新された論文では、2つの新たな特徴も特定されました。それらの取得が仮定された「特徴」の開発につながるので、これらはそのようにラベル付けされます

ゲノム不安定性
癌細胞は一般に、病気が進行するにつれて悪化する重度の染色体異常を持っています。たとえば、HeLa細胞は非常に多産で、4倍体12、トリソミー6、8、17、およびモーダル染色体数82(通常の2倍体数46ではなく)を持っています。小さな遺伝子変異が腫瘍形成を開始する可能性が最も高いが、細胞が破壊融合ブリッジ(BFB)サイクルを開始すると、はるかに速い速度で変異することができる。(ゲノム不安定性を参照)

炎症
最近の発見は、多くの種類の癌の誘発における局所的な慢性炎症の役割を浮き彫りにしました。炎症は血管新生とより多くの免疫応答を引き起こします。新しい血管を形成するために必要な細胞外マトリックスの分解は、転移の可能性を高めます。(癌の炎症を参照)

批判
2010年のNatureReviews Cancerの記事は、「特徴」のうち5つも良性腫瘍の特徴であると指摘しています。悪性疾患の唯一の特徴は、浸潤および転移する能力でした。
2013年のJournalof Biosciencesの記事は、これらの特徴のほとんどの元のデータが不足していると主張しました。がんは組織レベルの疾患であり、これらの細胞レベルの特徴は誤解を招くと主張した。

注意事項と参考資料
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