喫煙や紫外線によるDNA損傷が、一部の人にのみがんを引き起こす理由

科学者たちは、個人の遺伝的背景ががんリスクに影響を与える最初の直接的な証拠を発見しました。遺伝子は、後天的な遺伝子変異と相互作用して腫瘍の進化を形作ります。 「私たちは、遺伝的背景が突然変異プロセスと腫瘍発生につながる経路の両方に、どの程度影響を与えるかを初めて示すことができました」とダンカン・オドム氏は述べています。 この発見は、なぜ同じ環境にいてもがんになりやすい人とそうでない人がいるのかを説明する可能性があり、将来のがん予防やスクリーニング戦略において、遺伝的要因と集団の多様性をより注意深く考慮する必要性を示唆しています。 Natureに本日掲載された、マウスで行われたこの研究は、DNA損傷を引き起こすがん治療への反応が、患者の遺伝的背景によって異なる可能性を示唆しており、より個別化された治療アプローチの必要性を強化しています。 腫瘍は、DNAにエラー、つまり突然変異が蓄積し、細胞がより速く成長し、害を引き起こす前に損傷した細胞が死ぬように指示するシグナルを無視するようになると発生します。環境への曝露、例えばタバコの煙や日光は、DNA損傷の量に影響を与え、遺伝性の遺伝子変異は蓄積する突然変異の数に影響を与える可能性があります。 しかし、同じ環境リスク因子に曝露された人がすべてがんを発症するわけではありません。ほとんどの喫煙者は肺がんを発症せず、非喫煙者の中にも肺がんを発症する人がいます。その理由はほぼ間違いなく遺伝的背景に関連していますが、直接的な証拠を見つけることは患者コホート研究では困難であることが証明されています。多くの研究が遺伝性の遺伝的違いががんリスクに影響することを示唆していますが、個人および人間集団間での生活習慣、環境、曝露履歴のばらつきがあるため、この関連性を証明することは困難でした。 この研究は、ケンブリッジ大学、エディンバラ大学、およびヨーロッパや米国の他の機関との長年の国際協力の成果であり、ダンカン・オドム教授、サラ・エイトキン博士、マーティン・テイラー教授が共同で主導しました。ケンブリッジ大学のCancer Research UK（CRUK）ケンブリッジ研究所で主に行われた実験では、科学者たちは環境要因を実験的に制御し、遺伝的背景自体が腫瘍の発生と進化にどのように影響するかを示すことができる実験的アプローチを開発しました。 チームは、人間の集団に見られる遺伝的多様性に匹敵する範囲の肝臓がんへの感受性を持つ4つのマウス系統を交配させました。その後、マウスに肝臓発がん物質であるジエチルニトロソアミン（DEN）を単回投与しました。DENはタバコの煙や一部の加工食品に含まれており、肝細胞にDNA損傷を引き起こし、腫瘍の成長を開始する可能性のある突然変異につながることが知られています。すべてのマウスが同じ年齢（15日齢）で同じ用量を管理された条件下で受けたため、研究者は人間での研究を混乱させる環境的なばらつきを排除することができました。 その後、約600の腫瘍のゲノムを配列決定し、発生した遺伝子活性を分析し、未治療のマウスを調べて系統間の自発的な腫瘍発生を比較しました。このデータを使用して、各腫瘍が元の発がん性突然変異からどのように進化したかを再構築することができました。 すべてマウス系統に共通して、がんはほぼ常にMAPK経路と呼ばれる同じがん促進シグナル伝達システムを活性化する、がんを駆動する突然変異を獲得しました。これは、細胞の成長や分化を含む重要な生命プロセスを制御する多段階の分子シグナルカスケードであり、多くの種類のがんで重要な役割を果たしています。 しかし、マウスの遺伝的背景に応じて、獲得された特定のドライバー突然変異は、他のがん関連シグナル伝達経路の活性を変化させ、全ゲノム重複、つまり染色体全体が倍加するイベントを引き起こす顕著な傾向をもたらしました。 研究のシニア著者であるダンカン・オドム教授は、CRUKケンブリッジ研究所で研究を主導し、現在はドイツがん研究センター（DKFZ）に所属しています。「がんは完全に偶然に発生するわけではありません。腫瘍はしばしば同じ生物学的な終点に達しますが、その終点への道は個人の遺伝的背景によって決定されます。 私たちは、遺伝的背景が突然変異プロセスと腫瘍発生につながる経路の両方に、どの程度影響を与えるかを初めて示すことができました。」 研究者らは、この発見ががんスクリーニングと精密医療に影響を与える可能性があると述べています。 研究の筆頭著者であるサラ・エイトキン博士は、イェール大学医学部のアシスタントプロフェッサーであり、CRUKケンブリッジ研究所でこの研究にも携わりました。「遺伝的背景ががんリスクと腫瘍の進化軌跡の両方に影響を与える場合、将来のがん予防およびスクリーニング戦略は、遺伝的要因と集団の多様性を考慮する必要があります。 同様に、人々ががん治療薬にどのように反応するかは、遺伝的背景によって異なる可能性が高いため、診断と治療をそれに応じて調整する必要があるかもしれません。」 Cancer Research UKの研究情報リーダーであるサム・ゴッドフレイ博士は、「この研究は、私たちの遺伝子がDNA損傷後のがんの発生方法に大きな影響を与える可能性があるという興味深いヒントを与えてくれます。 人間にとってこれが何を意味するのかを理解するには、さらなる研究が必要ですが、この発見はがんの発生メカニズムに関する私たちの理解を変え、がんに対処するためのより強力で正確な方法につながる可能性があります。」 この研究は、Cancer Research UK、Medical Research Council、European Research Council、Wellcomeによって主に資金提供されました。 ケンブリッジ大学とAddenbrooke's Charitable Trust（ACT）は、早期発見をミッションの中心に据え、がんの診断と治療方法を変革する新しい病院であるCambridge Cancer Hospitalの資金調達を行っています。ケンブリッジ・バイオメディカル・キャンパスに建設されるこの病院は、Addenbrooke's Hospitalの臨床的卓越性とケンブリッジ大学の世界をリードする研究者を統合します。そこで行われる研究は、英国およびそれ以降のがん患者の生活を変えることを目指しています。詳細はこちらをご覧ください。 参考文献 Aitken, SJ et al. Genetic background sets the trajectory of experimental cancer evolution. Nature; 22 July 2026; DOI: 10.1038/s41586-026-10821-z この作品のテキストは、Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International Licenseの下でライセンスされています。画像、ビデオを含む当社のメディアは、Copyright ©University of Cambridgeおよび特定されたライセンサー/貢献者によるものです。無断複写・転載を禁じます。当社の画像およびビデオコンテンツは、さまざまな方法で利用可能であり、当社のウェブサイトの利用規約の下、およびそれぞれの利用規約の下でコンテンツの使用および共有を許可するソーシャルメディアを含むさまざまなチャネルで提供されています。 山火事と熱波：公衆衛生への影響に関する専門家分析 アイコンタクトは、乳児が話し手の脳波に「チューニング」して言語を学ぶのを助けます ケンブリッジの研究者がAIマテリアルズファウンドリに貢献 予測成績におけるジェンダーギャップが大学入学への利用方法に疑問を投げかける