「漢方がん治療」を考えるがんの予防や治療における漢方治療の存在意義を考察しています。がん治療に役立つ情報も紹介しています。Hippo経路はYAP/TAZの核内移行を阻止している(1)。Hippo経路が不活性化されると、YAP/TAZは核内に移行し、TEADと相互作用して、YAP/TAZのターゲット遺伝子の発現を誘導する(2)。その結果、がん細胞の増殖や転移が促進される(3)。寄生虫治療薬のイベルメクチンはYAPの活性を阻害する(4)。ジインドリルメタンはHippo経路を活性化することによってYAP/TAZの働きを阻害する(5)。低分子量Gタンパク質の一種のRhoはYAP/TAZを活性化する(6)。RhoがGTP結合型の活性型に変換されるには、Rhoがゲラニルゲラニルグループによって細胞膜の脂質に接着していなければならない(7)。ゲラニルゲラニルグループは、ヒドロキシメチルグルタリル-CoA(HMG-CoA)からメバロン酸経路で産生される。HMG-CoAからメバロン酸を合成するHMG-CoA還元酵素の阻害剤であるシンバスタチンとHMG-CoA還元酵素の分解を促進するδ-トコトリエノールはゲラニルゲラニルグループの産生を阻害することによってRhoの活性化を阻害する(8)。シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)はプロスタグランジンE2(PGE2)を介してYAPの発現を亢進するので、COX-2阻害剤のセレコキシブ(celecoxib)はYAPの働きを抑制する(9)。【細胞の増殖や生存は複雑なシグナル伝達系ネットワークで制御されている】がん細胞に関連するシグナル伝達経路や代謝経路は、代表的なものだけでも数十種類あり、しかも、一つのシグナル伝達系や代謝経路には何十種類というタンパク質が関与しており、さらに、それらが複雑に相互作用(クロストーク)しています。解明されている部分だけでも複雑すぎて理解することも困難な状況ですが、解明されていない部分の方が多いので、理論的に治療法を考えてもまだかなりの限界があります。Medicine:精密医療)が行われるようになると思われます。数年の間は、限られた情報の中で、人間の頭で考えて、試行錯誤するがん治療が続くように思います。いずれにしても、がん治療を行うためには、細胞の増殖や生存に関するシグナル伝達系や代謝経路を理解するしかありません。がん細胞におけるシグナル伝達系や代謝の異常を理解し制御できれば、毒でがん細胞を死滅させるような野蛮な方法ではなく、がん細胞の増殖を理論的かつ効率的に抑制できます。inhibition)による増殖停止ができない】がん細胞は増殖や生存に関連する遺伝子の異常によって、増殖の制御が壊れたために「無制限に増殖する」ようになった細胞です。正常な細胞は隣り合う細胞同士が互いに接すると、細胞増殖を停止させる接触阻害(コンタクト・インヒビション)という現象がみられますが、がん細胞ではこの現象が破綻しており、増殖停止が起こらず、無制限な細胞増殖をします(下図)。inhibition)によって増殖を停止するので、単層(monolayer)の状態で細胞増殖は停止する。がん細胞では、細胞同士の接触阻害による増殖停止の機序が起こらないので、幾重にも細胞が重なって栄養分があるかぎり増殖を続ける。接触阻害(コンタクト・インヒビション)を制御するメカニズムの中心がHippo経路です。Hippo経路は器官のサイズを制御するシグナル経路としてショウジョウバエで発見されました。Hippo経路は哺乳類にも高度に保存され、器官のサイズや形の制御の他にも、がん抑制や細胞分化に重要な経路であることが明らかになり、がん治療のターゲットとして近年注目されています。その下流で作動します。核から細胞質へ排出されるとともに、タンパク質分解を受けます。負に制御し(YAP/TAZ活性を阻害する)、細胞増殖抑制に働くのです。factors)に作用して、転写を促進する作用を発揮します。転写共役因子として働きます。Hippo経路が働かないと、転写共役因子のYAP/TAZがリン酸化を免れて、核に移行して、増殖に関与する遺伝子の発現を促進します。図:(左)Hippoシグナル経路がONのとき、LATS1/2がYAP/TAZをリン酸化する。リン酸化したYAP/TAZは分解するか、14-3-3と結合して細胞質内に保持される。この場合は、YAP/TAZによる遺伝子転写は阻止される。(右)Hippoシグナル経路が不活性化されると、YAP/TAZは核内に移行して蓄積し、TEADと相互作用して、YAP/TAZのターゲット遺伝子の発現を誘導する。Therapy)Hippoシグナル伝達経路は、種を超えて高度に保存されたシグナル伝達系です。YAP/TAZは、細胞増殖や組織傷害後の組織再生を促進する遺伝子の発現を亢進します。したがって、再生医学ではYAP/TAZの活性化が治療に使われます。性状(stemness)に関与する遺伝子の発現を亢進するので、YAP/TAZはがん細胞の増殖を促進することになり、YAP/TAZの活性化を阻害することが治療になります。Hippoシグナル伝達系を活性化してYAP/TAZを不活性化すれば、がん細胞の増殖を抑制できます。Hippo経路とは関係なく、YAP/TAZの活性を直接的に阻害する方法などもあります。正常な肝臓を切除すると、残った肝細胞が増殖し、元の大きさ(細胞数)に達すると細胞の増殖は停止します。肝臓がその大きさを知るメカニズムに接触阻害のメカニズムが関与していることは予想できますが、その具体的なメカニズムは長く不明でした。肝臓の大きさの決定にHippo経路が関与していることが明らかになっています。マウスの肝細胞でYAPを過剰に発現させると、肝細胞や未熟胆管細胞の過形成のために肝臓が著しく腫大し、肝臓がんを発症します。一方で肝細胞特異的なYAP欠損マウスでは、肝細胞や胆管細胞の減少と肝臓がんの発症抑制が報告されています。YAPの活性化は、成熟肝細胞を前駆細胞に脱分化させ、1細胞レベルで自己複製能や可移植能(移植して腫瘍を形成する能力)を持つようになることも示されています。YAP/TAZの活性を抑える上流のキナーゼやアダプタータンパク質(MST1/2、SAV1、LATS1/2、MOB1A/1B)のいずれかを肝臓特異的に欠損させたマウスにおいても、肝腫大と肝臓がん発症促進が認められることが報告されています。Hippo-YAP/TAZ経路の破綻(YAP/TAZの活性化)は、肝臓を腫大させ、肝臓がんの発生を促進する結果を引き起こします。経路は肝細胞の増殖停止や器官サイズの制御に重要であり、その破綻は肝臓幹細胞や前駆細胞への脱分化と、腫瘍化を引き起こすことになります。したがって、Hippo-YAP/TAZ経路は肝臓がん治療の重要なターゲットになります。臨床例での研究では、肝細胞がんと肝内胆管がんとヘパトブラストーマ(肝芽腫)において、免疫染色において細胞核内のYAPの量が増えていることが報告されています。核内のYAPの量が多いほど、がん細胞の悪性度が高く、予後が不良であることが明らかになっています。YAP発現と血清中のAFPレベルが相関するという報告もあります。AFPは肝細胞がんとヘパトブラストーマ(肝芽腫)の腫瘍マーカーです。YAP発現の高いがん細胞では抗がん剤耐性が強くなることが報告されています。脳や脊髄など神経組織には大きくわけて2種類の細胞が含まれています。神経細胞(ニューロン)とそれを支える神経膠細胞(グリア細胞)です。神経膠細胞から発生する腫瘍を神経膠腫(グリオーマ)と言い、神経膠腫の中で最も悪性度の高い腫瘍が膠芽腫(グリオブラストーマ)です。膠芽腫は増殖活性が高く、進行が早く、ヒトの悪性腫瘍の中で最も予後不良の腫瘍と言われています。手術や放射線治療や抗がん剤治療などが行われますが、このような集学的治療をおこなっても平均生存期間は12~14カ月程度であり,治療成績はここ30年以上、ほとんど改善がないと言われています。膠芽腫は周囲の脳組織にしみ込むように広がっていくのが特徴で、腫瘍と正常脳との境界が不鮮明となり、そのため手術によって腫瘍を完全に摘出することは極めて困難です。したがって、手術でできるだけ摘出した後に放射線療法と抗がん剤治療が行われます。放射線治療や抗がん剤治療によって生き残るがん細胞がいるため、非常に再発しやすいのです。膠芽腫に対する治療のターゲットとしてYAPが指摘されています。以下のような報告があります。568–577.【要旨】Hippo経路とその下流のメディエーターであるYes関連タンパク質1(YAP1)は、前駆細胞数を調節することにより、哺乳類の臓器サイズを部分的に調節する。YAP1は、複数のヒトがんにおいてがん遺伝子としても関与している。現在、正常なヒト脳組織または中枢神経系腫瘍におけるYAP1の発現についてはほとんど知られていない。免疫組織化学を使用して、胎児および正常成人の脳および264例の脳腫瘍における核YAP1発現を評価した。YAP1は、神経前駆細胞が存在することが知られている胎児および成人の脳領域で発現を認めたが、成人の大脳皮質ではYAP1の発現はほとんど認められなかった。YAP1タンパク質は、人間の脳腫瘍の核で容易に検出された。tumor)で最も顕著であった。astrocytomas)では発現は稀であった。vitroで神経膠芽腫細胞株の成長を促進することを示す。mRNA発現は、神経膠芽腫の浸潤性性状と相関し、ヒト星細胞腫患者の生存率低下と相関する傾向を認めた。これらの結果は、YAP1が正常な人間の脳の発達に重要な役割を果たす可能性を示し、人間の脳腫瘍の新しいターゲットになることを示唆している。神経細胞は増殖しない細胞です。したがって、成人の脳皮質でYAP1の活性化ほとんど認められません。神経細胞が増えている発達過程の胎児の脳や、成人でも神経幹細胞や前駆細胞の存在する領域ではYAP1の発現が認められています。増殖活性の高い脳腫瘍細胞にもYAP1活性の亢進が認められたという結果です。Hippo経路の活性化やYAP1タンパク質の活性阻害が膠芽腫や髄芽腫など脳腫瘍の治療に役立つ可能性を指摘しています。【膵臓がん細胞のYAP活性が高いと予後不良】YAP/TAZ活性の亢進は肝臓がんや脳腫瘍だけでなく、膵臓がんや乳がんなど多くのがんで認められています。膵臓がんではがん遺伝子のKRASの変異が高頻度に認められます。変異KRASがYAPを活性化して膵臓がんの発症を引き起こすことが報告されています。以下のような報告があります。ra42.膵臓がんではKRASの変異が高頻度で見つかります。(EGFR)のシグナル伝達経路において働きます。YAPはKRASが関与するシグナル伝達系の下流に存在し、YAPの働きを阻害すると、Kras変異による発がんが阻止されることが報告されています。実際に、動物実験でYAP遺伝子を欠損させると、Kras変異による膵臓がん発生が起こらなくなります。YAP経路は膵臓がんの臨床的悪性度を決定する働きがあります。多くの臨床的研究で、YAP発現が膵臓がん患者の全生存期間と関連する独立した予後因子であることが報告されています。YAP発現が多いほど予後不良という結果です。176例の膵臓がん患者を対象に、膵臓がん組織のYAPmRNAの発現量と生存との関係が検討されています。その結果、YAP発現量が多いグループでは生存期間が有意に短いことが報告されています。YAPmRNA発現量が多い36例中5年以上の生存はゼロでしたが、YAPmRNA発現量が低いグループでは140例中32%が5年以上生存しました。YAP発現が高い(High)膵臓がんの患者は、YAP発現が低い(Low)膵臓がん患者より生存期間が短い。膵臓がんの発生や悪性進展の阻害に、転写共役因子のYAPの活性阻害が有効であることが最近の多くの研究で明らかになっています。したがって、YAP自体の阻害の他に、YAP活性化の上流のシグナル伝達系およびYAPシグナル伝達系の下流の因子もターゲットとして重要になります。(下図)図:多くのシグナル伝達系や因子によってYAPの活性は制御されている。YAPは多くの遺伝子の発現を制御している。YAP自身の活性の阻害の他に、YAP経路の上流と下流のシグナル経路や因子ががん治療のターゲットになる。(MMP7)やインターロイキン-6(IL-6)もあります。COX-2活性はCOX-2選択的阻害剤のセレコキシブ(celecoxib)によって阻害でき、IL-6の活性はオーラノフィンやジインドリルメタンで阻害できます(620話参照)。Krasシグナル伝達の下流エフェクターとして重要なp21活性化キナーゼ(PAK)は、複数の発がん性シグナル伝達経路の連結部に位置しており、細胞増殖、アポトーシス、浸潤/移動および化学療法抵抗性の調節に関与しています。PAK阻害作用のあるイベルメクチン(674話参照)がYAP阻害に作用することが予測できます。YAPの活性化に必要なRasファミリーのRhoの活性化はスタチンによって阻害されます。スタチンがRhoの活性化(イソプレニル化)に必要なゲラニルゲラニルグループの生成を阻害するためです。(594話参照)実際に、スタチンの服用が膵臓がん患者の生存率を良くすることが報告されています。寄生虫治療薬のイベルメクチンについては673話で解説しています。イベルメクチン(ivermectin)はマクロライド類に属する物質で、腸管糞線虫症や糸状虫や疥癬など多くの寄生虫に有効です。avermitilis)」が生産するアベルメクチンを元に創製されました。大村智博士はこの発見で2015年にノーベル生理学・医学賞を受賞しています。イベルメクチンのp21活性化キナーゼ(PAK)阻害作用については674話で解説しています。PAK阻害作用があればYAPを阻害する作用も予測できます。イベルメクチンが胃がん細胞でYAPを阻害する作用が報告されています。以下のような報告があります。YAP1)は脱リン酸化と核への移行を介してがん遺伝子として機能し、YAP1の核蓄積は胃がんの予後不良と関連付けられている。以前の研究で、YAP1阻害剤として、駆虫薬のイベルメクチンを同定した。ここでは、イベルメクチンがYAP1の阻害を通じて胃がんに対して抗腫瘍効果を示すかどうかを検討した。vitro増殖アッセイと異種移植マウスモデルを使用して、ヒト胃がん細胞に対するイベルメクチンの抗増殖効果を評価した。イベルメクチンの増殖抑制効果がYAP1発現に依存しているかどうかを評価するために、YAP1-ノックダウンアッセイを実施した。次に、イベルメクチンがYAP1および下流遺伝子CTGFの免疫ブロッティングおよび逆転写定量的ポリメラーゼ連鎖反応によってYAP1の発現または局在化を制御するメカニズムを検討した。最後に、3つの独立した胃がんデータセットを使用して、YAP1発現の臨床的意義を調べた。MKN1胃がん細胞はイベルメクチンに対して最も感受性が高いのに対し、MKN7細胞は最も耐性が高かった。MKN1異種移植片では、イベルメクチンは腫瘍の成長を抑制し、イベルメクチンに対するMKN1細胞の感受性はYAP1ノックダウンにより低下した。イベルメクチンは、MKN1細胞ではYAP1核発現およびCTGF発現を阻害したが、MKN7細胞では阻害しなかった。mRNAの発現を低下させ、それによりMKN1細胞におけるYAP1の核蓄積を抑制した。mRNA発現の低さは、3つの独立したGCデータセットの予後良好と関連していた。結論として、イベルメクチンを潜在的な抗腫瘍剤として特定し、YAP1発現を阻止することにより胃がん進行を抑制する有望な新規治療戦略を見出した。この論文は九州大学の研究グループからの報告です。この九州大学の研究グループは、以前の論文でイベルメクチンが胆道がんの治療に有効であることを報告しています。この研究ではイベルメクチンがYAP1というタンパク質の働きを阻害することが報告されています(新聞記事は以下のリンクをクリック)https://www.nikkei.com/article/DGXLASDG22H0Q_S5A221C1000000/https://news.mynavi.jp/article/20151222-a141/さらに、この論文では胃がんにもイベルメクチンが有効で、その作用機序としてYAP1の発現阻害が重要だという報告です。【COX-2阻害剤はYAP発現を抑制する】シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)活性がYAPの活性を高めることが報告されています。COX-2阻害剤(celecoxibなど)はYAP活性の阻害に役立つ可能性があります。以下のような報告があります。Cells.(COX-2は、肝細胞がん細胞の増殖および腫瘍形成を促進するためのYAPとの調節ループを形成する。Apr;20(4):324-334.【要旨】シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)およびYAPは、肝細胞がんと高度に関連しており、肝細胞がんにおいてCOX-2とYAPの高発現が高い頻度で認められる。COX-2とYAPの間に相互作用があるかどうか、そしてそれらが互いにどのように相互作用するかは、重要ではあるが明確ではない。mRNAとタンパク質、およびその標的遺伝子の発現レベルの増加をもたらすことを示した。COX-2はHCC細胞株の増殖を促進し、YAP遺伝子の欠損はこの効果を阻止した。/β-カテニンがCOX-2によるYAPの転写誘導を媒介することを示した。YAPは、COX-2プロモーターにおけるTEAD結合部位を介した転写レベルでCOX-2発現を増加させた。-2というフィードバック回路を形成している。YAPおよびCOX-2の阻害が、肝臓がん細胞および腫瘍形成のいずれか単独よりも相乗的かつより効率的に増殖を低下させ、YAPおよびCOX-2の二重支配が発見を導くことを示唆したこの正のフィードバックループを遮断することによってHCC患者のための有望な治療戦略を提供する。COX-2はYAPシグナル系を活性化することによって肝臓がんの発生に関与している可能性を示唆しています。COX-2はWnt/β-cateninを介してYAPのmRNAとタンパク質レベルを高めることを示しています。COX-2によるYAP発現はβカテニン欠損細胞では認められませんでした。COX-2遺伝子にはTEAD結合部位がありYAPによって発現が亢進することが示されています。COX-2とWnt/β-cateninとYAPは相互に作用してポジティブなフィードバック回路を形成して、増殖促進作用を強めていることを明らかにしています。この回路が肝臓がんの発生と進展を促進している可能性を示唆しています。βカテニンの活性を阻害する方法はYAP発現抑制に寄与する可能性があります。COX-2阻害剤(セレコックス)と、Wnt/βカテニン阻害剤とYAP阻害剤(シンバスタチン)を組み合せると肝臓がんの治療効果を高めることができるかもしれません。Wnt/βカテニン阻害剤としてはビタミンD3とスリンダクが使えます(462話参照)。駆虫薬のメベンダゾールもWnt/βカテニン経路を阻害します(651話参照)。【ジインドリルメタンはHippo経路を活性化する】ブロッコリーやカリフラワーやキャベツなどのアブラナ科の野菜や植物に含まれるグルコシノレートの1種のグルコブラシシン(Glucobrassicin)は、細胞が壊れるとミロシナーゼによって加水分解してインドール-3-カルビノール(Indole-3-carbinol)になります。