前立腺癌の発症におけるERGの役割
研究によると、ERG遺伝子の変化が前立腺癌の進行を引き起こすことがわかった。
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前立腺癌はよくある健康問題で、特にアメリカの男性に影響を与えてるんだ。毎年、新たに診断される多くのケースでは、ERGという特定の遺伝子に変化が見られるんだ。この変化は転座って呼ばれてて、かなりの数の癌に見られるんだよ。ERGが前立腺癌にどんな影響を与えるかを理解するのは重要で、より良い治療法を見つける手助けになるかもしれないからね。
ERGの前立腺癌における重要性
ERG遺伝子は、前立腺癌の初期段階で重要な役割を果たすと考えられてるんだ。ERGが活性化されると、癌への道を開く細胞の変化を引き起こす証拠があるんだよ。例えば、異常なERGの存在は、特定の前癌状態に見られることがある。実験室では、ERGが活性化されたマウスや他の遺伝子に変化があるマウスが前立腺癌を発症することがあるんだ。つまり、ERGはこの病気の出発点かもしれないってこと。
研究が進んでるけど、ERGが前立腺癌にどう貢献してるかはまだはっきりしてないんだ。科学者たちが前立腺の主要な細胞を調べたところ、ERGがDNAのいろんな場所に結合するけど、別の経路(PI3K経路)が活性化されてるときにしか細胞の行動に影響を与えないみたいなんだ。このPI3K経路は、多くの前立腺癌で乱れることが多いから、ERGの役割についての手がかりはあるけど、癌につながる具体的な細胞の変化についてはもっと調査が必要だね。
ERGによる癌への洞察探求
ERGの役割をよりよく理解するために、研究者たちはこの遺伝子変化を持つマウスを使って調べたんだ。若いERG変化のあるマウスは、後にもっと重度の癌に進展する小さな癌の成長を示すことがわかったんだ。いろんなマウスグループを比較した研究では、存在する細胞の種類に違いがあったんだ。例えば、ERG変化のあるマウスには、通常のマウスやERG変化のない比較マウスには見られない免疫細胞がたくさんいたんだ。
前立腺の上皮細胞に注目すると、正常なマウスではほとんどの細胞が前立腺の液体を作る分泌細胞なんだ。でも、ERG変化のあるマウスでは、基底細胞と腔細胞の特徴を示す細胞が増えてた。この細胞の種類の変化は、ERGが癌の変化にどのように影響を与えるかについて重要な疑問を提起してるんだ。
混合特徴を持つ上皮細胞の増殖
研究者たちは、これらの混合細胞、時には「中間細胞」と呼ばれるものがどう発展するかを明らかにしようとしたんだ。先進的な技術を使って、癌の初期段階でのこれらの細胞を詳細に調べたんだ。中間細胞には急速な細胞の成長が見られ、基底細胞と腔細胞の特徴があったんだ。この発見は、これらの細胞の異常な状態を強調していて、癌への進行に重要な役割を果たす可能性を示唆してるんだ。
中間細胞をさらに詳しく調べると、基底の特徴を持ってるように見えたけど、腔細胞に典型的なマーカーも表現してたんだ。この二重のアイデンティティは通常の前立腺細胞ではあまり見られなくて、この特徴の混合を含む独特な癌への進行経路を示唆してるんだ。
癌の起源としての基底細胞の証拠
中間細胞の起源をよりよく理解するために、研究者たちは基底細胞でERG遺伝子が活性化されるかどうかを調べたんだ。健康な前立腺組織では、前立腺癌と関連する別の遺伝子TMPRSS2を表現する基底細胞の希少な集団が見つかったんだ。もしこれらの細胞でERG遺伝子が活性化されると、癌につながる変化が引き起こされるかもしれない。
研究者たちは、基底または腔細胞を分離して刺激するための様々な技術を使って、どちらの細胞タイプが癌形成につながるかを判断したんだ。実験の結果、どちらの細胞タイプもERG変化を持つ可能性があったけど、完全に浸潤性の癌になったのは基底細胞だけだったんだ。
この結果は驚きで、伝統的には腔細胞が前立腺癌の主要なドライバーだと考えられてたからね。新しい発見は、基底細胞が癌の発展の初期段階でERGが存在する時に重要な役割を果たすことを示唆してるんだ。
癌の発展におけるNkx3.1+細胞の役割
もう一つの遺伝子、Nkx3.1は、主に腔細胞で表現されると思われてるけど、いくつかの基底細胞にも見られるんだ。研究者たちは、ERGが活性化されたときにこれらのNkx3.1+基底細胞も癌になるかを調べたんだ。
Nkx3.1+細胞でERGの発現が誘導される研究では、これらの細胞が成長するだけでなく、時間が経つにつれてより腔細胞の状態に移行していくことを発見したんだ。最終的には、これらの細胞で浸潤性の癌が発生したんだ。この発見は、ERGが駆動する癌が基底細胞から始まる可能性があるという考えを強化してるんだ。
クロマチン状態の変化とその影響
ERGが癌発展にどう影響するかをさらに理解するために、研究者たちはこれらの癌細胞のDNAの構造を調べたんだ。彼らはシングルセルATAC-seqという方法を使って、異なる細胞タイプでのDNAのアクセスの変化を可視化することができたんだ。この分析で、ERG遺伝子が細胞の成長を促進する特定のクロマチン環境を作り出すことがわかったんだ。
研究では、ERGがクロマチン状態に影響を与える独特な中間細胞のグループが形成されてることが示されたんだ。この特定の状態は、細胞の成長や炎症を促進する他の因子とも関連していて、ERGが癌細胞を活性化させるだけでなく、それらのDNAのレイアウトも再プログラムしていることを示してるんだ。
結論:洞察と今後の方向性
要するに、前立腺癌に関する研究はERG遺伝子の重要性と、基底細胞を癌細胞に変える役割を強調してるんだ。最初は腔細胞のドライバーだと考えられていたけど、新しい証拠は癌がしばしば基底細胞から発生することを示唆しているんだ。この細胞の二重のアイデンティティと、ERGによって作られた独特なクロマチン環境は、癌発展の複雑さを強調しているよ。
研究者たちはこれらのプロセスをさらに調査し、前立腺癌の特定の細胞集団をターゲットにした新しい治療経路や戦略を見つけたいと考えてるんだ。癌細胞の系譜やその移行を理解することで、より効果的な治療法が見つかって、前立腺癌患者の治療成績が向上するかもしれないね。
タイトル: ERG activates a stem-like proliferation-differentiation program in prostate epithelial cells with mixed basal-luminal identity
概要: To gain insight into how ERG translocations cause prostate cancer, we performed single cell transcriptional profiling of an autochthonous mouse model at an early stage of disease initiation. Despite broad expression of ERG in all prostate epithelial cells, proliferation was enriched in a small, stem-like population with mixed-luminal basal identity (called intermediate cells). Through a series of lineage tracing and primary prostate tissue transplantation experiments, we find that tumor initiating activity resides in a subpopulation of basal cells that co-express the luminal genes Tmprss2 and Nkx3.1 (called BasalLum) but not in the larger population of classical Krt8+ luminal cells. Upon ERG activation, BasalLum cells give rise to the highly proliferative intermediate state, which subsequently transitions to the larger population of Krt8+ luminal cells characteristic of ERG-positive human cancers. Furthermore, this proliferative population is characterized by an ERG-specific chromatin state enriched for NFkB, AP-1, STAT and NFAT binding, with implications for TF cooperativity. The fact that the proliferative potential of ERG is enriched in a small stem-like population implicates the chromatin context of these cells as a critical variable for unmasking its oncogenic activity.
著者: Charles Sawyers, W. Feng, E. Ladewig, N. Salsabeel, H. Zhao, Y. S. Lee, A. Gopalan, M. Lange, H. Luo, W. Kang, N. Fan, E. Rosiek, E. De Stanchina, Y. Chen, B. S. Carver, C. S. Leslie
最終更新: 2024-04-06 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.05.15.540839
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.05.15.540839.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。
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