p53遺伝子と肝細胞癌の研究の進歩

    肝癌は最も一般的な癌の一つであり.中国における肝癌の発生率と死亡率は世界で最も高く.毎年世界中の新規症例と死亡者の55%を占め.そのうち80%以上が肝細胞癌(HCC)タイプです。p53は「分子警察」として知られ.その主な生物学的機能は.細胞ゲノムの安定性を保つこと.ネガティブな細胞の増殖制御およびアポトーシス誘導であります。研究の結果.ヒトの悪性腫瘍の少なくとも50%にp53遺伝子の変化が見られることが判明している。肝細胞癌の病態の深い理解に伴い.p53が肝発癌のプロセスに密接に関係していることを示す証拠が増えてきている。本論文では.肝細胞癌におけるp53の発現と検出方法.およびp53と肝細胞癌の臨床的特徴との関係.遺伝子治療の進展について概説する。呉海人民病院インターベンショナル血管外科 Pan Xiaoping 1 肝細胞癌におけるp53の発現 正常集団や良性疾患では.p53に対する抗体はほとんど検出されないが.悪性腫瘍患者の多くで血清p53抗体が検出され.陽性率は約7%-63%である。p53遺伝子の変異は肝細胞癌の50%以上に認められ.進行性肝細胞癌の36%にp53遺伝子の変異や欠失が認められることから.肝細胞癌との関連があると考えられている。Gong Lingらは.40のB型肝炎関連肝癌組織とそれに対応する傍系癌組織におけるp53の発現を検討した。その結果.肝細胞癌組織では.傍腫瘍性肝組織に比べ.P53蛋白の陽性発現が有意に高かった(P=0.047)。Ren Yongらは.HCC49組織.腫瘍随伴性組織21組織.正常肝組織10組織におけるP53タンパク質の発現を調べた。その結果.HCC組織の53.1%がP53タンパク質を陽性に発現していたことが示された。腫瘍随伴組織でのP53タンパク質の陽性発現は9.5%であった。両者の差は有意であった(P<0.01)。正常肝組織の10例はP53蛋白の発現を認めなかった。Yu Hongらは.62例の原発性肝癌組織とそれに対応する傍腫瘍性組織を収集し.p53の発現を検出し.観察した。その結果.癌組織におけるp53の発現は腫瘍周辺組織よりも有意に高く.腫瘍の分化度と正の相関があった(P<0.05);p53発現と性別.年齢.腫瘍サイズとの間に差はなかった。Zhang Zhipeiらは.42例のHCCパラフィン組織を収集し.HCC組織における変異型p53の発現を検出し.解析の結果.変異型p53の陽性発現は主に核に局在し.HCC組織における変異型p53の陽性率は47. 62%.    HCC組織におけるp53抗体の陽性率は研究によって大きく異なり.Guan Yongsongらは.p53変異の部位や種類だけでなく.研究に参加した患者の人種や腫瘍のステージにも関連している可能性を示唆した。しかし.HCC組織におけるp53タンパク質の過剰発現は確実であり.p53はHCCの生物学的挙動に対応する重要な指標として利用することが可能である。    2 肝細胞癌におけるp53の検出方法 通常.腫瘍組織中のp53遺伝子の塩基配列を決定するか.腫瘍細胞中の変異したp53タンパク質を免疫組織化学で示すことが.腫瘍におけるp53遺伝子変異の存在を検出するためのゴールドスタンダードである。    野生型p53癌遺伝子産物であるP53タンパク質は半減期が短く(1-2h).正常細胞では低レベルに留まるため検出が難しいが.変異したp53遺伝子によって発現するP53タンパク質産物は半減期が長い(2-12h)ため免疫組織化学で検出でき.臨床ではタンパク質レベルでのp53遺伝子変異検出として最も広く利用されている。Chen Ke-heらは.オリゴヌクレオチドマイクロアレイ技術を使用して.中国の肝細胞癌におけるp53遺伝子の7つの共通変異部位の変異の頻度と形態を検出し.その結果はDNA配列決定によって確認された。p53の変異は主に249のコーディング領域に生じた。結果はDNAシークエンスで検証され.2つの手法の重複率は100%であった。    FASAYは.免疫組織化学的アッセイと比較して.p53変異の検出において高い感度を有している。    FASAY技術は.RNAレベルでp53変異を検出するための対立遺伝子機能解析技術である。Wu Xiaomouらは.この技法をDNAシークエンスと組み合わせて.28の臨床原発性肝細胞癌手術標本におけるp53遺伝子の構造変異とP53タンパク質の機能を検出するために使用した。FASAYアッセイの陽性結果は15例で.p53遺伝子変異率は53.6%であった。これら15例の陽性サンプルのcDNAシークエンスではp53遺伝子変異を検出したが.FASAY陰性13例では遺伝子変異は検出されなかった。この結果は.FASAYがHCCにおけるp53遺伝子の構造的および機能的変異を検出するための高感度な技術であることを示唆している。    多くの研究で.P53抗体の存在とP53タンパク質の蓄積およびp53変異の間に有意な相関があることが分かっており.血清中のP53抗体の状態を比較的簡単に検出することから.p53変異の有無も推測することが可能である。著者らは.FASAY法を用いてHCCにおけるp53変異を大規模にスクリーニングし.その転写活性を調べることで.最終的にHCC腫瘍患者の診断.予後.治療に貢献することができると考えています。血清p53抗体測定は.簡便.正確.かつ特異的であり.補助的診断として臨床応用が可能である。    3 p53 と肝細胞癌の臨床的特徴との関係 Guan Yongsong et al. は.血清 P53 抗体と性別.年齢.飲酒歴.HbsAg.KPS スコア.病理診断.腫瘍分化度.肝硬変.腫瘍増殖パターン.腫瘍期.血管浸潤.肝外転移の有無.Child 分類.血清アルブミン.AFP.血清フェリチンとの相関を ELISA 法を用いて定量的に検討した結果.相関が認められ ました。血清 P53 抗体陽性は.腫瘍の低分化(P = 0.020).肝外転移(P = 0.002).腫瘍の後期(P = 0.027).脈管侵襲.その他腫瘍の生物学的特性の低さを表す指標と関連していると結論づけられ た。先行研究と同様である。    3.1 p53 と腫瘍分化度.腫瘍病期との関係 Guan Yongsong らは.病理学的分化度が低いものは P53 抗体の陽性率が 66.7%であり.高分化(25.0%).中間分化(15.4%)より有意に高いと結論づけた。また.P53抗体陽性率は.腫瘍の病期が進行しているものほど早期であるものよりも高かった。これらの結果から.血清P53抗体陽性の患者さんは.低分化腫瘍.末期.高悪性度であることが示唆されました。基礎研究では.p53遺伝子変異率は低分化型肝細胞癌で高く.p53遺伝子変異は腫瘍のステージが早期のものよりも進行したもので頻度が高いことも明らかにされた。Gong Ling らは.p53 の陽性発現率は低分化型肝細胞癌の組織が高分化型や中分化型の組織よりも有意に高いと結論づけた(P=0.017)。Cox 比例リスクモデルの多因子解析では.臨床病期(P=0.028)が独立した予後因子であることが明らかになった。    3.2 p53 と腫瘍血管の関係 Volpert らの実験では.p53 変異が血管内皮増殖因子(VEGF)の発現を増加させ.血管新生抑制因子 (TSP)を有意に減少させることが確認され.p53 変異が腫瘍血管新生に重要な役割を演じていると示唆された。Ren Yongの研究でも.p53の変異がVEGFの高発現の原因の一つであることが示された。p53はVEGFの発現を調節することにより.HCCの血管新生に影響を与えることができる。SaffroyとGuan Yongsong Songの両氏は.血清P53陽性患者では腫瘍が血管に浸潤しやすいと結論している(P = 0.010)。P53 陽性患者と陰性患者の間で腫瘍の長さに有意差はなかった(順位和検定による P>0.05)。    3.3 p53とAFPの関係 Saffroyは.ヨーロッパの130人の肝細胞癌患者を分析した結果.P53抗体とAFPの間に相関はないことを見出した。Guan Yongsongらによる更なる研究[11]では.AFPが診断基準である400μg/L以下の患者41人のうち.10人がP53抗体陽性であることがわかった。分子生物学的研究により.p53遺伝子の変異は肝細胞癌の発癌過程の初期に現れ.腫瘍の発生とともに徐々に増加する可能性もあることが判明した。したがって.P53抗体の高い特異性を利用すれば.肝細胞癌の診断においてAFPを補完し.AFP<400μg/Lの患者の診断に役立つ。一方.AFP>400μg/Lの患者に対しては.P53抗体陽性により肝細胞癌の診断の確実性を向上させることができると考えられる。    また.塩田らは肝細胞癌86例を解析し.P53抗体陽性は腫瘍の大きさではなく.血中ビリルビンや腫瘍の数と関連していることを明らかにした。    4 p53と肝細胞癌の遺伝子治療 遺伝子治療は肝細胞癌の治療に全く新しい道を開いたが.p53遺伝子はヒト腫瘍に最も関連した癌遺伝子である。近年.腫瘍細胞において.正常な野生型p53遺伝子を変異型p53遺伝子に置き換えることが行われ.より優れた応用の可能性を示している。効率的なベクターシステムを見つけることが.腫瘍遺伝子治療の臨床応用の鍵となる。    4.1 ウイルスベクターには.アデノウイルスとレトロウイルスがある。Reiser らは.アデノウイルスを介した遺伝子導入により.p53 遺伝子を効果的に腫瘍細胞に導入できることを示し.Terence らは.受容体を介した遺伝子導入システムを用いて.野生型 p53 を含む肝細胞癌細胞株に変異型 p53 を導入し.その成長を著しく抑制することを明らかにしました。Guo Yingらは.wtp53組換えアデノウイルスベクターを発現させて肝細胞癌細胞株-PLC/PRE/5細胞にp53遺伝子を導入し.アポトーシスと細胞周期停止を誘導することにより細胞の増殖を抑制した。Shi Mingらの研究では.肝細胞癌細胞BEL402.HLE.HuH7へのアデノウイルスの高いトランスフェクション率が観察されており.アデノウイルスは肝細胞癌細胞に標的遺伝子を効果的に導入し.効率的に発現させることができることを示しています。    4.2 リポソームベクター Zhu Guangyu らは.リポソームをベクターとして用いることで.単に遺伝子を導入するよりも高いトランスフェクション効率が得られ.同時に遺伝子量とトランスフェクション効率がある範囲内で比例することを示した。同時に.外来ウイルス遺伝子による宿主体の特異的な免疫反応がないこと.アデノウイルスベクターに比べて発現時間が長いこと.分裂している細胞でも非分裂の細胞でもトランスフェクションが可能であることなどがあげられる。さらに Lu Qin らの研究により.トランスフェリンがリポソームによる遺伝子導入を促進することが示された。    4.3 PTD 融合タンパク質システム PTD 融合タンパク質システムは.有望な送達手段であると考えられている。Ding Zhongyang らは.p53 遺伝子を含む原核生物発現ベクター pTATHA/p53 を構築し.大腸菌 BL21(DE3) LysS で発現を誘導し.精製することに成功した。精製したp53タンパク質をBALB/cマウスに腹腔内免疫し.有効性の高い抗血清を調製した。この実験により.肝細胞癌の実験的研究にPTD-p53タンパク質を応用するための理論的基礎が築かれた。    さらに.Mu Hongらのp53-cDNA真核生物発現プラスミドp53-pcDNA3をヒト由来の肝細胞癌細胞株HepG2にトランスフェクトし.HepG2-p53細胞における外来p53-cDNAのトランスフェクションと転写をRNA in situ hybridizationにより証明し.正常に導入したp53-cDNAはHepG2細胞のアポトーシスを誘導でき.腫瘍遺伝子治療適用の見込みは十分であることが示された。    腫瘍形成の重要なメカニズムは.癌遺伝子の不活性化および/または癌遺伝子の活性化である。正常な癌遺伝子であるp53を腫瘍細胞に導入し.欠損した遺伝子を置換・代償することで.腫瘍の成長を根本的に抑制することができる。癌遺伝子p53は.肝臓癌の診断と治療において重要な役割を果たすことでしょう。