がんがミトコンドリアの代謝疾患であることを示唆する証拠
がんは長い間、がん遺伝子と腫瘍抑制遺伝子の変異を特徴とする遺伝病とみなされてきました。しかし、最近の研究はこの一般的な見解に疑問を示し、がんの起源は核の突然変異だけでなくミトコンドリアの機能不全にもあることを示唆しています。
がんの代謝理論として知られるこの別の視点は、ミトコンドリアがこの複雑な病気の発症、管理、予防において重要な役割を果たしているという説得力のある証拠を提供します。今回のブログ記事では、がんの代謝理論とその意味、そして従来の体細胞突然変異理論から理解を移行する必要性について探っていきます。
体細胞突然変異理論:
何十年もの間、体細胞突然変異理論ががんに対する科学界の理解を支配してきました。この理論によれば、細胞核の遺伝子変異は、制御されない細胞増殖、細胞死に対する抵抗性、転移などのがんの特徴を引き起こします。この視点は、特定の突然変異を標的とし、製薬業界に有利な機会を提供する、個別化された遺伝子治療への道を切り開きました。
現状への挑戦:
体細胞突然変異理論は広く受け入れられているにもかかわらず、その妥当性について疑問を引き起こす矛盾に直面しています。それにもかかわらず、教科書や研究機関では疑問の余地のない教義として提示され続けています。しかし、1950 年代のオットー・ワールブルグ氏の研究に端を発した、がんに対する代謝の観点は、別の解釈を提供します。
がんの代謝理論:
ワールブルグ氏の実験とその後の研究は、がんは主にミトコンドリアの機能不全に根ざした代謝疾患であることを示しています。この理論は、がんの発生における細胞質とミトコンドリアの重要性を強調した他の科学者の発見と一致しています。体細胞突然変異理論の支持者は、腫瘍細胞の異常なエネルギー代謝を単なる表現型(遺伝子型に対応する個々の観察できる形質のタイプ)の1つと考えていますが、代謝理論では、この代謝の変化はミトコンドリアの機能不全の結果であると強調しています。
ミトコンドリア: 主要なプレーヤー
集められたエビデンスは、核の体細胞変異だけでは腫瘍の起源を完全には説明できないことを示唆しています。一方、機能的なミトコンドリアを含む正常な細胞質は腫瘍形成性を抑制することができます。この観察は、さまざまな腫瘍の種類、動物種、実験手法に当てはまります。逆に、ミトコンドリアが損傷したがん細胞は、適切な呼吸を回復したり、腫瘍形成を抑制したりすることができません。これは、腫瘍細胞に正常なミトコンドリアが存在すると細胞のバランスが回復し、生存能力を維持するための発酵への依存(ワールブルグ効果)が減少するというワールブルグの理論を裏付けるものであります。
発がんにおけるミトコンドリアの役割:
ミトコンドリアが正常に機能すると、細胞の分化した状態が維持され、がんの発生が抑制されます。対照的に、機能不全のミトコンドリアは細胞の脱分化を促進し、発がんの進行を促進します。ミトコンドリア機能の喪失は、最終的には制御不能な細胞増殖につながり、地球の無酸素α期に蔓延していた代謝表現型に似ています。
がんの予防と管理の再定義:
がんにおけるミトコンドリアの重要な役割が認識されることで、予防と治療戦略に新たな視点をもたらすことができます。病気の起源がミトコンドリアであることを認識することで、がんの管理と予防において大幅な進歩を遂げられる可能性に繋がります。核変異のみに焦点を当てた現在のアプローチは効果が限られている可能性があり、ミトコンドリア標的療法への移行により有望な結果が得られる可能性があると言えるでしょう。
まとめ
体細胞突然変異理論が長年にわたってがん分野を支配してきました。しかし、がんの代謝理論を裏付ける証拠は増えており、疾患の発症におけるミトコンドリアの役割が強調されています。ミトコンドリア機能障害の影響を理解することで、がんの予防と治療に革命を起こすことができます。研究者や医療専門家がこの代替的な視点をますます受け入れるにつれて、私たちはこの複雑で壊滅的な病気と闘う取り組みの真の進歩を目の当たりにすることができるかもしれません。
参考文献:
Cancer as a mitochondrial metabolic disease
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4493566/
Hanahan D., Weinberg R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. Cell 144, 646–674. 10.1016/j.cell.2011.02.013 [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21376230/]