JoVE Core
Molecular Biology
Chapter 20: Cancer
20.1:
がんとは何ですか?
細胞や組織は、人体が正常に機能するために、その活動を細心の注意を払って調整する必要があります。したがって、彼らは生物の利益のために、休息、成長、分裂、分化、または死に絶という社会的責任のある行動を示します。がんは、細胞が制御不能に分裂し、他の組織や臓器に侵入したときに発生します。
人々は何世紀にもわたって癌について知っていましたが、パドヴァのジョヴァンニ・モルガーニが癌で死亡した患者の詳細な剖検を行ったのは1761年のことでした。彼の発見は、がんの研究である腫瘍学と呼ばれる科学分野の基礎を築きました。今日まで、何人かの科学者が癌とその病理についての理解を深め続けています。
がん細胞には2つの遺伝的特徴があります:(1)それらは細胞の成長と分裂に対する正常な調節を無視して繁殖します。(2)他の細胞や組織の領域に侵入し、コロニーを形成します。がんは遺伝子の変化によって引き起こされる病気です。ほとんどの場合、細胞周期調節遺伝子の突然変異により、細胞は隣接する細胞を犠牲にして分裂し、宿主の生存に悪影響を及ぼします。しかし、がんの原因となる突然変異は、生物の生涯にわたって徐々に蓄積されます。したがって、ほとんどのがん症例は人生の早い段階で診断されません。
がん研究を促進するために、がん研究室ではいくつかの細胞株とモデルシステムが使用されていますが、常に新しいツールが開発されています。細胞株は、がん患者に由来し、効果的に「不死化」された細胞です。最も一般的な例としては、HeLa、OVCAR-3、LNCaP細胞株などがあります。これらの細胞株は、がんの病理を理解し、創薬を支援するために、研究室全体で一般的に使用されています。また、がんの発症と進行を研究するために、いくつかのトランスジェニックマウス、ノックアウトマウス、およびノックインマウスモデルが開発されています。また、創薬にも役立ち、薬効と毒性をテストします。
人間の体は3兆個以上の細胞からできています。定期的に、細胞周期調節因子の制御下で、これらの細胞は分裂して新しい細胞を形成し、古い細胞や損傷した細胞と入れ替わります。
まれに、これらの細胞の1つが細胞周期の調節を克服し、制御不能に分裂し、体の正常な機能を混乱させる可能性があります。
このような異常な細胞増殖は、総称して癌として知られるいくつかの関連疾患を引き起こす可能性があります。がん細胞の拡散が封じ込められていない場合、それは生物の死につながります。
では、正常な細胞はどのようにして癌性になるのでしょうか?人体のほぼすべての細胞が遺伝子変異を経験します。これらのヌクレオチド変化のほとんどはDNA修復酵素によって修復されますが、一部の突然変異は未チェックのままです。
まれに、このような修復されていない突然変異により、細胞が周囲の細胞よりも速く分裂し、より長く生存する可能性があります。
時間の経過とともに、これらの突然変異細胞は増殖し、繁栄し、腫瘍と呼ばれる目に見える細胞の塊を形成し、大きく2つのタイプに分類されます。
良性腫瘍は発生組織に限局しています。それらは通常無害であり、外科的に除去することができます。
一方、悪性腫瘍は、がん性腫瘍の特徴である転移と呼ばれるプロセスにより、原発部位から分離し、遠くの組織に浸潤して別の腫瘍を形成することがあります。正常細胞が癌性細胞に形質転換するこの全過程は、発癌と呼ばれます。
がんは体のほぼすべての部分に発生する可能性があります。たとえば、白血球の制御されていない増殖は白血病を引き起こし、大腸からの細胞の妨げられない増殖は結腸癌を引き起こし、腱、軟骨、筋肉などの軟組織の異常な細胞分裂は肉腫と呼ばれます。
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