動物における感染性癌の理解
この記事では、特定の癌が動物の間でどのように広がるかを調べている。
― 1 分で読む
癌の寿命は、しばしばその宿主の寿命に結びついてる。ほとんどの場合、宿主が死ぬと癌も存在しなくなるけど、動物から動物に感染するような珍しいタイプの癌もあって、これが感染症みたいに振る舞う。タスマニアデビル、犬、そして一部の貝類で見つかってる。この記事では、こういった癌がどのように広まり、生き残るかを見ていくよ。
感染性癌
感染性癌は、一つの宿主から別の宿主に移動できる。タスマニアデビルでは、噛み合うときに癌細胞が傷を通じて移るんだ。犬では、交尾中に生殖器の腫瘍が移ることがある。貝類では、癌細胞が海水を通じて動くことができて、食べ物を濾過するときに移ることが多い。こうやって宿主を移るために、これらの癌は免疫システムに拒絶されないように進化してきたみたいだ。特定の遺伝子を変えたり、免疫反応を下げる物質を放出したりしてるかもしれない。
BTN)
二枚貝感染性腫瘍 (最初に特定された感染性癌の一つは、ソフトシェルクラムに見られる。特定の癌系統が北アメリカの東海岸に広がってる。以前の研究では、この癌がたくさんの変異を持っていて、不安定で適応能力が高いことが分かってる。この癌がどのように生き残り、成長するのかを理解するために、研究者たちはその遺伝子の活動を調べた。
血球起源の確認
以前の研究で、ソフトシェルクラムの遺伝情報が集められて、その遺伝子の概要が描かれた。この最近の分析では、以前のデータがより完全に改善された。感染した貝と健康な貝のさまざまな組織を調べた結果、癌細胞はおそらく貝の免疫細胞である血球から来てることがわかった。
遺伝子発現の変化
多くの遺伝子が、健康な血球と比べて癌の中ではより活発だったり、逆にあまり活発でなかったりする。この発見は、癌が元の健康な細胞からかなり逸脱してることを示してる。特に注目すべき変化には、DNA損傷に反応する遺伝子や細胞接着に関わる遺伝子が含まれる。これらの変化は、癌が成長して貝の集団に広がるのを助けてるかもしれない。
MarBTNにおける経路解析
遺伝子がどのように連携して働いているかを見るために、研究者たちは癌の中でどの経路がより活発で、どの経路があまり活発でないかをテストした。免疫応答に関連する多くの経路が活発でないことがわかり、癌が免疫システムに見つからないように変化したことを示唆してる。この適応的な変化が、癌が繁栄し、広がるのを可能にしてるかもしれない。
ゲノムの不安定性とその影響
この癌は高い不安定性を示していて、遺伝子の構造が常に変わってる。この不安定性は、遺伝子の働きに影響を及ぼし、その生存にとって重要だ。遺伝子の融合、つまり異なる遺伝子の一部が結合するケースを調べた結果、癌は健康な血球よりもはるかに多くの融合があることがわかった。これは、癌細胞が生き残り、広がるのに役立つように進化していることを示唆してる。
塩水の役割
この癌のライフサイクルには、新しい貝に広がる前に塩水で生き残る必要がある段階が含まれてる。癌が塩水にどう反応するかを見るために、研究者たちは海水にさらして、その後の遺伝子活動を分析した。海水環境にさらされたとき、癌は遺伝子活動を調整していることがわかって、これは新しい宿主に伝染するために重要かもしれない。
塩水への適応反応
海水にさらされたとき、癌と健康な血球は、代謝やストレス反応の変化など共通の反応を示した。これは、この過酷な環境で両方の細胞が生き残るのを助ける基本的な生物学的反応があることを示唆してる。ただ、癌には塩水の中で繁栄するのを助ける特定の変化が見られた。
一般的な免疫応答
興味深いことに、塩水にさらされた後、癌の中でいくつかの免疫関連遺伝子がより活発になっていて、これは感染中の一般的なダウンレギュレーションとは対照的だ。この遺伝子活動の変化は、癌が異なる環境に適応できることを示していて、宿主の中でも外部環境でも生き残る柔軟性を示してるかもしれない。
結論
全体的に、この研究結果は感染性癌がどのように適応し、生き残るかの複雑な方法を強調してる。遺伝子発現を調整し、異なる環境に応じて反応することで、これらの癌は宿主の免疫システムや広がる必要性からの挑戦にもかかわらず繁栄できる。今後の研究では、癌成長の初期段階や宿主の防御がこういった感染にどのように対抗するかをさらに調査して、従来の癌でも似たようなプロセスがあるかもしれないことを明らかにするかもしれない。
タイトル: Gene expression in soft-shell clam (Mya arenaria) transmissible cancer reveals survival mechanisms during host infection and seawater transfer
概要: Transmissible cancers are unique instances in which cancer cells escape their original host and spread through a population as a clonal lineage, documented in Tasmanian Devils, dogs, and ten bivalve species. For a cancer to repeatedly transmit to new hosts, these lineages must evade strong barriers to transmission, notably the metastasis-like physical transfer to a new host body and rejection by that hosts immune system. We quantified gene expression in a transmissible cancer lineage that has spread through the soft-shell clam (Mya arenaria) population to investigate potential drivers of its success as a transmissible cancer lineage, observing extensive differential expression of genes and gene pathways. We observed upregulation of genes involved with genotoxic stress response, ribosome biogenesis and RNA processing, and downregulation of genes involved in tumor suppression, cell adhesion, and immune response. We also observe evidence that widespread genome instability affects the cancer transcriptome via gene fusions, copy number variation, and transposable element insertions. Finally, we incubated cancer cells in seawater, the presumed host-to-host transmission vector, and observed conserved responses to halt metabolism, avoid apoptosis and survive the low-nutrient environment. Interestingly, many of these responses are also present in healthy clam cells, suggesting that bivalve hemocytes may have inherent seawater survival responses that may partially explain why transmissible cancers are so common in bivalves. Overall, this study reveals multiple mechanisms this lineage may have evolved to successfully spread through the soft-shell clam population as a contagious cancer, utilizing pathways known to be conserved in human cancers as well as pathways unique to long-lived transmissible cancers.
著者: Michael J Metzger, S. F. M. Hart, F. E. S. Garrett, J. S. Kerr
最終更新: 2024-09-19 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.13.612964
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.13.612964.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。