金沢大学附属病院総合診療部の山下太郎准教授および医薬保健研究域医学系の金子周一教授と，国立研究開発法人国立がん研究センター研究所がん幹細胞研究分野の増富健吉分野長，東北大学大学院医学系研究科の加藤幸成教授らの共同研究グループは，細胞不死化酵素として知られているテロメラーゼ（※1）が，がん化に深く関わる新しい機能を有することを明らかにするとともに，その分子機序の解明に成功しました。
がん細胞の最大の特徴の一つは，何度でも細胞分裂を続けることができる「細胞不死化能」であり，テロメラーゼは細胞不死化酵素として発見されました。また，がん遺伝子情報の大規模な解析から，発がん過程におけるテロメラーゼの重要性が認識されています。しかし，細胞不死化酵素としてのテロメラーゼを標的としたがん治療薬の開発戦略は行き詰まっていることから，テロメラーゼには異なる酵素活性が存在することが示唆されてきており，新たな機能やその分子機序の解明が望まれていました。
本共同研究グループは，テロメラーゼとの関連が示されている肝臓がん患者と膵臓がん患者からの手術検体等を用いた解析により，悪性度の高いがんほどテロメラーゼの新たな酵素活性が活発であるとともに，予後が悪いことを明らかにし，CDK1（※2）という分子が新たな酵素活性を制御していることを見いだしました。さらに，CRISPR-Cas9という遺伝子編集技術を用いてテロメラーゼの新たな機能を失った細胞を作製してマウスに移植したところ，腫瘍組織を作らなくなることが分かりました。
本研究により，テロメラーゼが細胞のがん化に深く関与していることが明らかとなり，テロメラーゼの新たな機能を抑制する全く新しいタイプのがん治療法の開発が期待されます。
本研究成果は，2020年3月25日（英国時間）に英国科学誌『Nature Communications』に掲載されました。
図. テロメラーゼのがん化機能
従来，テロメラーゼはの細胞不死化機能によりがん化が進むと考えられていた（青）。本研究により，CDK1分子によりテロメラーゼの新たな機能のスイッチが入り，がん化が進むことを明らかにした（赤）。本メカニズムを活用した新たな治療法の開発が期待される。
【用語解説】
※1 テロメラーゼ
染色体末端に存在する構造であるテロメアを伸長させる酵素。テロメアを伸長させることで細胞の寿命を制御し，細胞が何度でも繰り返し分裂が可能になる能力「細胞不死化能」を与えると考えられている。細胞不死化能はがん細胞の特徴の一つであり，細胞ががん化する際に必要な過程と考えられている。
※2 核膜孔複合体
Cyclin Dependent Kinase-1（サイクリン依存性キナーゼ?1）の略。細胞はDNA複製とDNA分配とを繰り返して細胞分裂することが知られている。複製と分裂の繰り返しの単位のことを細胞周期と呼び，大きく分けて4つの時期に分けることができる。細胞周期のそれぞれの時期に，規則正しく正確にタンパク質の機能を発揮／抑制させることで，正確な細胞分裂が保証されている。CDK1は細胞周期の分裂期にのみ作用を発揮するキナーゼであり，キナーゼは作用する標的のタンパク質のリン酸化を司っている。
研究者情報：山下 太郎
研究者情報：金子 周一
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