私達の身体は、色々な種類の細胞が数多く集まってできています。例えば、皮膚の細胞、胃粘膜の細胞、肝臓の細胞 等々、其々の細胞が集まって、其々の細胞組織(臓器⇒個体)がつくられています。その組織の中で、近接する細胞同士は、互いにコミュニケーションを取り合い、組織統制を成しています。もし、組織が損傷を受けた場合、正常な細胞は分裂増殖して、損傷部を再生し、その後、増殖を停止します。ところが、がん細胞は細胞同士のコミュニケーションを無視して、無制限に分裂増殖を繰り返します。
では、どうして がん細胞は、そのような勝手な行動をとるようになったのでしょうか?
その答えは、細胞分裂増殖のメカニズム(細胞周期の制御システム)に求めることができます。
即ち、がん細胞は、細胞周期の制御が壊れた細胞なのです。細胞周期とは、細胞が分裂増殖する一連の過程のことで、G1期(細胞外情報の収集 / S期に入る準備)⇒S期(DNA合成)⇒G2期(分裂準備)⇒M期(分裂)⇒に分けられています。そして、分裂増殖をしている細胞は細胞周期の中にあるといいます。前ページのイラスト(1)と(2)は、初期のG1期からS期に入るまでの過程で機能する色々な蛋白質を、(わかりやすくイメージできるように)キャラクターとして表しています。
実は、この過程で働く色々な機能蛋白質の異常が、がん細胞の誕生に大きく、関わってまいります。まずは、細胞内で行われている正常な過程を説明して、その後 がん化に関係してくる事項をピックアップしていきます。
イラスト(1) 細胞質内 制御シグナル(正常)編
細胞の分裂増殖の始まりは、EGFなどの増殖因子(細胞分裂増殖の許可証」みたいなもの)が、細胞膜上の
EGFR(増殖因子受容体:増殖許可情報を細胞質内へ)に結合します。
すると、2つのEGFRはくっ付きあって、お互いをリン酸化します。リン酸化というのは、機能蛋白質の働きをスイッチONの状態にする(活性化させる)ことです。活性化されたEGFRに
Grb2という蛋白質が結合して、さらに
S o sというGTP交換因子が結合します。
S o s蛋白質は、R a s蛋白質に
GTPを与えて
不活性型R a s(
GDP結合型)から活性化型(GTP結合型)する働きをもっています。活性化したRAS蛋白質は、
R a fという機能蛋白質を活性化して、R a f ⇒
MEK ⇒
MAPKを順次に活性化します。(この過程は、MAPカスケードとよばれます) 活性化したMKPKは、細胞核に入り込んで
M y c遺伝子を発現させます。
M y c遺伝子の産物は、S期に入るために必要なサイクリンDなどの転写因子(DNA遺伝情報を RNAに写す働き)として働きます。そして、サイクリンDが産生されます。
イラスト(2) 細胞核内 制御シグナル(正常)編
細胞核内に入ったサイクリンDは、
CDK4と結合して複合体となり、CDK4を活性化します。活性化された、CDK4は、
E2Fと結合した
RBを
リン酸化して、E2Fを解離させます。解離されたE2Fは、
DNAの転写因子として働き、
サイクリンEなどの機能蛋白質を産生させます。サイクリンEは、
CDK2と結合し複合体なり、CDK2を活性化してRBから
E2F-1を解離させます。解離して活性化されたE2F-1は、S期の開始に必要な蛋白質をコードする
DNAの転写因子して働き、その結果、細胞はS期に突入します。しかし、この過程でE2F-1が過剰に働くと、細胞増殖の制御が働き、
p19(p14)蛋白質が産生されます。