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古代のウイルスが現代の癌の原因となっていることを研究が明らかに

人間のゲノムを覗いてみると、生命の構成要素となる約2万個の遺伝子の中に、数千万年前に霊長類の祖先に感染したウイルスが残したDNAの断片も見つかるだろう。 内因性レトロウイルスとして知られるこれらの古代のヒッチハイカーは、長い間、ダメージを与える能力を失って不活性または「ジャンク」DNAであると考えられてきました。7月17日にサイエンス・アドバンス誌に掲載されたコロラド大学ボルダー校の新しい研究によると、これらのウイルスが再び活性化すると、がんの生存と増殖を助ける上で重要な役割を果たす可能性があることが示されています。この研究では、特定の内因性レトロウイルスをサイレンシングすると、がん治療の効果が向上する可能性があることも示唆されています。 「私たちの研究は、最近までごく少数の研究者しか注目していなかった古代のウイルス感染が、今日の病気に多大な影響を与えている可能性があることを示している」と、コロラド大学バイオフロンティア研究所の分子細胞発生生物学助教授で論文の主任著者であるエドワード・チュオン氏は述べた。 研究によると、ヒトゲノムの約8%は、進化上の祖先の細胞に侵入し、宿主に遺伝物質をコピーして運ぶよう誘導した内因性レトロウイルスで構成されている。時が経つにつれ、レトロウイルスは精子、卵子、胚に侵入し、DNAを化石記録のように後の世代に焼き付け、進化を形作ってきた。 チュオン氏自身の研究によると、もはや機能的なウイルスを生成できないにもかかわらず、内因性レトロウイルスは近くの遺伝子をオンにする「スイッチ」として機能できることがわかった。その一部は、人類の進化における重要な節目である胎盤の発達や、COVIDのような現代のウイルスに対する免疫反応に貢献している。 「これらの内因性レトロウイルスが人間の利益のために利用される可能性があることを示す研究はたくさんあるが、それがどのように人間に害を及ぼす可能性があるかを示す研究はあまりない」と彼は語った。 がんにおけるその役割を探るため、チュオン氏と、同氏の研究室の研究員で第一著者のアトマ・イヴァンセビッチ氏は、公開されているデータセットから21種類のヒトがんのゲノムデータを分析した。 研究者らは、約3000万年前に一部の霊長類に感染したLTR10として知られる内因性レトロウイルスの特定の系統が、肺がんや大腸がんを含む数種類のがんにおいて驚くほど高いレベルの活性を示したことを発見した。大腸がん患者数十名の腫瘍をさらに分析したところ、患者の約3分の1でLTR10が活性であることが明らかになった。 研究チームがCRISPR遺伝子編集ツールを使って、存在する配列を切り取ったり、沈黙させたりしたところ、がんの発生と成長を促進することが知られている重要な遺伝子も消えてしまうことを発見した。 「がん細胞内でこのレトロウイルスを沈黙させると、近くの遺伝子発現も停止することが分かりました」とイヴァンセビッチ氏は語った。 マウスでの実験でも同様の結果が出た。腫瘍細胞からLTR10の「スイッチ」が除去されると、XRCC4と呼ばれる遺伝子を含む主要な癌促進遺伝子もオフになり、腫瘍を縮小させる治療がより効果的になった。 「がん細胞は、本来活性化すべきではない遺伝子を多数発現していることはわかっているが、何がその遺伝子を活性化させるのかは誰もよくわかっていない」とチュオン氏は言う。「がん細胞を活性化させるスイッチの多くは、こうした古代のウイルスに由来することが判明した」 注目すべきことに、彼らが研究した内因性レトロウイルスは、多くの癌で悪影響のある再配線が行われる有名な細胞経路である MAP キナーゼ経路として知られる遺伝子のスイッチをオンにするようです。MAP キナーゼ阻害剤として知られる既存の薬剤は、部分的には内因性レトロウイルスのスイッチを無効にすることによって作用する可能性が高いと、この研究は示唆しています。 著者らは、この 1 つのレトロウイルス ファミリーだけで、この経路で 70 個もの癌関連遺伝子を制御していると指摘しています。異なる系統は、異なる癌を促進する異なる経路に影響を与える可能性があります。 チュオン氏は、加齢とともにゲノム防御が崩壊し、古代のウイルスが再び活性化して他の健康問題にも寄与するのではないかと疑っている。 「細胞内で病気がどのようにして発現するかという起源は、常に謎だった」とチュオン氏は言う。「内因性レトロウイルスが全てではないが、大きな部分を占めている可能性はある」 Ivancevic A、Simpson DM、Joyner OM、Bagby SM、Nguyen LL、Bitler BG、Pitts TM、Chuong EB。 内因性レトロウイルスは、大腸癌における腫瘍形成シグナル伝達に反応して転写の再配線を媒介します。 Sci Adv. 2024年7月19日;10(29):eado1218. doi:…