放射線がん治療＜遺伝子で副作用予測＞

放医研　北大などで臨床研究

がんの放射線治療に伴う組織損傷や機能障害などの副作用の起　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　きやすさを、遺伝子のわずかな違いで予測する手法を、放射線医　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　学総合研究所フロンティア研究センタ－（千葉市）の今井高志プロ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ジェクトリ－ダ－らが開発した。人によって遺伝子の塩基の並び方　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　が一ヵ所だけ異なる一塩基多型（ＳＮＰ）に着目し、放射線の影響を　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　受けやすい体質かどうか見分けられるＳＮＰを五十七種類特定。患　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　者から採血しＳＮＰの有無を確認することで副作用を回避する狙い　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　で、臨床研究を来年４月にも、北大など六施設で計千人以上を対象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　に実施する予定だ。放射線は手術、抗がん剤とともにがんの３大療　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　法。エックス線やガンマン線を当て、がん細胞を死滅させるが、体の　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　疲れやすさや貧血、皮膚炎、肺や腎臓など臓器の機能障害といった　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　副作用が起きる可能性がある。放射線の影響を受けにくい人は線　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　量を増やし治療効果を上げることも望め、体質に応じたオ－ダ－メ－　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ド治療として開発を目指している。国際原子力機関（ＩＡＥＡ）を中心に　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　六カ国程度が参加する同様の国際プロジェクトの準備も進んでいる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　研究グル－プは、人の細胞や系統が異なるマウスに放射線を当て、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　皮膚損傷の状態と遺伝子の違いを解析し、放射線による影響度を左　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　右する遺伝子を突き止めた。これをもとに、全国約三十の大学病院な　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　どと協力し、乳がんと子宮がん、前立腺がんの患者で、副作用の出　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　た人と出なかった人計約千七百人の遺伝子を調べ、出た人にだけ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　共通するＳＮＰを五十七種類見つけた。これらのＳＮＰには、放射線　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　治療を始めて三ヵ月以内に副作用が出る人がいる。

一塩基多型

人間の全遺伝情報（ゲノム）は約３０億の塩基対に刻まれ、遺伝子の　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　塩基は約２２，０００ある。遺伝子の塩基配列は人によって異なる部分　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　があり、一塩基多型と呼ばれる。病気のかかりやすさや薬の効きやす　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　さ、酒の強さ、顔の形など体質を決定する要因と考えられ、その人に　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　合った医療品の種類や量を決める研究も進む。

心筋の幹細胞発見

京都大　再生医療に期待

京都大探索医療センタ－の松原弘明客員教授と王英正・助教授ら　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　のチ－ムは、ヒトの心臓の筋肉（心筋）再生するもとになる「幹細胞」　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　を世界で初めて発見した。大阪市で行われた日本心臓病学会で発　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表した。ヒトの心筋に傷がつくと治らないとされ、重度の心筋梗塞な　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　どの治療には移植が必要だった。今回の発見は移植に取って代わ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　る再生医療として期待される。研究チ－ムは今後、動物実験を経て、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　来春にも実際の心臓病患者に心筋幹細胞を移植する臨床実験を実　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　施する。王助教授は２００３年、マウスの心筋に幹細胞が存在するこ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　とを世界で初めて発見。同センタ－はその後、ヒトでの実験を重ねて　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　いた。心臓病患者の手術で切除された心臓組織の一部を培養した　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ところ、約八千分の一の割合で細胞が増殖。増やし続けると心筋や　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　血管などに変化する幹細胞になると分かった。またマウスの場合、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　人工的に心筋梗塞を発症させ、この幹細胞を心臓に移植すると、機　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　能が平均１５％回復したという。

具体的な研究必要

澤芳樹大阪大助教授（心臓血管外科）の話　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　詳しいデ－タを見ないと分からないが、ヒトの心筋幹細胞が本当に見　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　つかったのであれば科学的に大きな発見だ。治療に使えるのであれ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ばさらに画期的な成果となるため、心臓への細胞の導入方法など、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　再生医療の具体的な方法を今後研究する必要がある。

ＤＮＡ７割役割あり「無駄」の定説覆す

マウスの全遺伝情報（ゲノム）を新技術で解析したところ、ＤＮＡの　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７割からリポ核酸（ＲＮＡ）が生み出され、ＲＮＡがたんばく質合成だ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　けでなく、遺伝子制御や細胞死などに重要な役割を果たしているこ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　とが分かった。理化学研究所などの国際研究チ－ムが、米科学誌　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　サイエンスに発表した。

ゲノムの大半は役割を持たない「ジャンク（くず）」　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　とする従来の常識を覆す成果。哺乳類に共通す　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ると考えられ、ヒトの遺伝子がマウスと同じ約二　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　万二千個しかなくても、はるかに高等な生命活動　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　を営める謎の一端が解明された。細胞核の中で　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　幾つもの染色体に分かれ存在するＤＮＡは、塩基　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　配列の所々にある計２％の領域しか、たんばく質を作る遺伝子とし　　　　　　　　　　　　　　　　　て働かない。ＲＮＡはたんばく質の設計情報を伝え、材料のアミノ酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　を運ぶ仲介役としか考えられていなかった。しかし、理研の林崎良英　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ディレクタ－らが、分解されやすいＲＮＡの塩基配列を人工ＤＮＡに転　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　写する技術などを開発し、網羅的解析していた。その結果、マウスで　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　はＤＮＡ塩基配列の７割に当たる十八万ヵ所以上からＲＮＡが作られ、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　このうち塩基配列を特定できた約四万四千百個のほぼ半分がたんぱ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　く質合成ではなく遺伝子制御など他の役割を果たしていた。また、ＲＮ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａは１本鎖とのイメ－ジに反し、７割がＤＮＡと同じ２本鎖構造だった。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ヒトでも数年前から、小さな２本鎖のＲＮＡががんの遺伝子制御や脳　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　神経細胞の分化などに関与しているとの研究報告が相次いでいる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　今後、ヒトのＲＮＡ解析が進めば、新薬開発につながるのではないか　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　と期待されている。研究チ－ムは、ＲＮＡを生み出すＤＮＡの領域が遺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　伝子だけではなくなったため「転写単位」という用語を提唱。林崎ディレ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　クタ－は「大航海時代の新大陸発見に匹敵する成果だ」と話している。

教科書の記述変わる

小さなＲＮＡで乳がん遺伝子抑制に成功した多比良和誠産業技術　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　総合研究所センタ－長（東大教授）の話　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＲＮＡ機能解析で、ＤＮＡのくずと呼ばれる領域にも大事な部分があ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ることは数年前から分かっていた。ＲＮＡ単独の機能が網羅的に解　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　明されたことで、教科書が書き換えられるだろう。ＲＮＡは今後、創薬　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　の重要なタ－ゲットになり、研究者も増える。機能解明だけでなく、Ｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＮＡを患部に届ける技術も開発する必要がある。

ゲノム解読 歴史的転換点

ヒトが高度で複雑な生命活動を営める謎の解明を目指し、全遺伝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　子情報（ゲノム）の解読作業が国際協力で始まった１９９０年代後半、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　遺伝子数は最大十五万個と予想されていた。しかし、解読が進むに　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　つれて数が減り、昨年１０月の完全解読発表時には、ハエやマウス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　と大差ない約二万二千個と判明。遺伝子数では説明が付かないこと　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　が分かった。米国のジェ－ムズ・ワトソンと共同でＤＮＡの二重らせ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ん構造を発見した英生物学者フランシス・クリックは５８年、遺伝情　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　報はＤＮＡからＲＮＡ、たんぱく質へと伝えられるとの「セントラルドグ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　マ（中心教義）」を発表。ゲノム解読はこの教義に支えられてきたが、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＲＮＡの半分がたんぱく質合成以外の重要な役割を果たしていると　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　判明し、生物学は歴史的な転換点を迎えた。小さなＲＮＡが遺伝子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　制御や細胞分化に重要な役割を果たしていることは、米科学誌サイ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　エンスが２００２年の十大研究成果のトップに掲げ、近年急速に研究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　が進んでいる。日本でも経済産業省の「機能性ＲＮＡプロジェクト」か゛　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本年度から約六億四千万円かけて始まっており、医療応用などの　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　成果が期待されている。

ＤＮＡとＲＮＡ

生物の細胞核にあり、設計図の役割を果たすＤＮＡ（デオキシリポ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　核酸）は、４種類の塩基（化学物質）が暗号のように並んだ鎖が２本　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　合わさり、ねじれた構造。この塩基配列は所々が比較的短いＲＮＡ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（リポ核酸）に印刷のように転写され、ＲＮＡは核外に出てたんぱく　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　質を合成したりする。

※コラム卓上四季より＝ＤＮＡは細胞内にあるデオキシリポ核酸と　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　いう物質の略称だ。細胞の維持や増殖に欠かせない遺伝情報が、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ここに書き込まれている。十九世紀後半に発見され、遺伝とのかか　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　わりが確かめられたのは、二十世紀半ばになってからだ。生命科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　の進展は実にめざましい。ヒトの遺伝情報は二十八億の「塩基対」な　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　るもので構成されることが判明した。それを全部解読したら遺伝子は　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二万二千個ほどと分かった。ヒトとメダカの遺伝子が似ているという　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　研究報告もある。こうした成果を利用するのがＤＮＡ鑑定だ。英国で　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　は犯罪捜査に使われ２０年になる。日本の警察では日が浅いが親　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　子関係の認定などにも使われる。民間の鑑定業者が雨後のたけの　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　このように増えている。・・・・

ヒトＥＳ細胞＜長期培養で異常発生＞

国際チ－ム　医療応用前に「解明を」

身体のさまざまな細胞に分化する能力があり、ほぼ無限に増殖す　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　るヒトの胚性幹細胞（ＥＳ細胞）が、受精卵から作成して１～３年間　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　培養を続けると、染色体の本数や遺伝子制御部分などにがん細胞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　に似た異常が表れることが分かった。米ジョンズ・ホプキンズ大など　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　の国際研究チ－ムが、米科学学誌ネイチャ－・ジェネックスの電子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　版に発表した。ＥＳ細胞は、糖尿病患者の膵臓やパ－キンソン病患　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　者の脳などに移植し、機能を再生する医療の実現が期待されてい　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　る。生体移植後、がん化する危険性は従来も指摘されていたが、長　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　期培養で各種の異常が表れることが、複数の研究機関の細胞株で　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　明らかになったのは初めて。研究チ－ムは、医療応用の前に、異常　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　発生原因を解明するとともに、定期的に健全性を点検する必要があ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ると提言している。研究チ－ムは、米国二ヵ所とシンガポ－ル、スウ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ェ－デンの計四研究機関で作成後１～３年経過した九種類のＥＳ細　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　胞株について、作成後間もない段階と比較した。その結果、染色体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　の本数か゛部分的に多過ぎたり少なかったりする株が四つ、細胞核　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　のＤＮＡの遺伝子制御領域に異常がある株が八つ、ミトコンドリア　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（細胞内小器官）のＤＮＡ塩基配列に異常がある株が二つあった。