Pathology · B/08
RB遺伝子・p53遺伝子・APC遺伝子(腫瘍抑制遺伝子)
RB, p53 and APC genes and their roles in tumor development
- タグ
- Mechanism / 機序High-yield / ポイント
- 応用トピック
- 大腸の悪性腫瘍がんの病因がん治療における手術小腸癌・大腸癌の疫学・病因・組織・病期・症状・診断子宮頸癌の疫学・病因・組織・病期・症状・診断大腸ポリープとポリポーシス症候群大腸の悪性疾患
- 疾患
- Li-Fraumeni症候群
🧠 全体像:RB・p53・APCは、増殖にブレーキをかける3つの異なるチェックポイントcheckpointチェックポイント(checkpoint)checkpoint(チェックポイント)を代表する。RBはG1→S移行そのものを止め、p53はDNA損傷を感知してRBの制御に介入する上流の管理者、APCはWnt/β-カテニンcateninカテニン(catenin)catenin(カテニン)という増殖シグナルproliferative signal増殖シグナル(proliferative signal)proliferative signal(増殖シグナル)の発生源を絶つ。3つとも機能喪失には両アレルの喪失(2ヒット)が必要で、失うと制御されない増殖に直結する。
腫瘍抑制遺伝子
増殖を抑制するタンパク質をコードし、機能喪失には2ヒット(両対立opposition対立(opposition)opposition(対立)遺伝子の喪失)が必要。
RB — G1→Sの門番
- G1→Sチェックポイントcheckpointチェックポイント(checkpoint)checkpoint(チェックポイント)を制御。活性型 = 低リン酸化型RbがE2Fに結合し、S期進入を阻止。
- サイクリンDcyclin DサイクリンD(cyclin D)cyclin D(サイクリンD)-CDK4/6がRbをリン酸化 → 不活性型inactive form不活性型(inactive form)inactive form(不活性型)(高リン酸化)→ E2Fが放出 → S期へ。
- RBの喪失 → E2Fが構成的constitutive構成的(constitutive)constitutive(構成的)に活性 → 制御不能な増殖。
- 疾患:網膜芽細胞腫retinoblastoma網膜芽細胞腫(retinoblastoma)retinoblastoma(網膜芽細胞腫)(眼)、骨肉腫osteosarcoma骨肉腫(osteosarcoma)osteosarcoma(骨肉腫)、乳癌、小細胞肺癌small cell lung cancer (SCLC)小細胞肺癌(small cell lung cancer (SCLC))small cell lung cancer (SCLC)(小細胞肺癌)、膀胱癌bladder cancer膀胱癌(bladder cancer)bladder cancer(膀胱癌)。
p53 —「ゲノムの守護者」
flowchart TD
A["DNA損傷"] --> B["p53が安定化(MDM2による分解を回避)"]
B --> C["p21が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cyclin D'>サイクリンD</span>-CDK4/6を阻害"]
C --> D["Rbが低リン酸化のまま維持→E2Fを抑えたまま"]
D --> E["G1停止"]
B --> F["Bax/PUMA誘導"]
F --> G["修復不能な損傷→アポトーシス"]
- ヒト癌で最も多く変異する遺伝子(70%以上で何らかの経路が障害)。
- 非ストレス時:MDM2に結合 → 分解。DNA損傷 → p53が安定化 → 以下を活性化:
- p21(CDK阻害因子)→ Rbリン酸化を阻止 → G1停止(静止・老化)。
- GADD45 → DNA修復。
- Bax/PUMA → 損傷が修復不能ならアポトーシス。
- 喪失 → 停止・修復・アポトーシスがなくなる → 変異が蓄積。Li-Fraumeni症候群Li-Fraumeni syndromeLi-Fraumeni症候群(Li-Fraumeni syndrome)Li-Fraumeni syndrome(Li-Fraumeni症候群)(生殖細胞系列)、HPV E6により不活化。
APC — Wnt/β-カテニンのブレーキ
- Wntがオフのときβ-カテニンcateninカテニン(catenin)catenin(カテニン)を分解する破壊複合体(APC、GSK3β、Axin)の一部。
- APCの喪失 → β-カテニンcateninカテニン(catenin)catenin(カテニン)蓄積 → 核 → TCF → MYC、サイクリンDcyclin DサイクリンD(cyclin D)cyclin D(サイクリンD)1を転写 → 増殖。
- 疾患:FAP(家族性大腸腺腫症familial adenomatous polyposis, FAP家族性大腸腺腫症(familial adenomatous polyposis, FAP)familial adenomatous polyposis, FAP(家族性大腸腺腫症)) — 数百の大腸ポリープcolorectal polyps大腸ポリープ(colorectal polyps)colorectal polyps(大腸ポリープ)、不可避の大腸癌。結腸の腺腫–癌シーケンスAdenoma-carcinoma sequence癌シーケンス(Adenoma-carcinoma sequence)Adenoma-carcinoma sequence(癌シーケンス)の最初のヒット。
💡 ポイント: RB — 低リン酸化型RbがE2Fに結合(G1-S)、サイクリンDcyclin DサイクリンD(cyclin D)cyclin D(サイクリンD)-CDK4が放出、喪失 → 網膜芽細胞腫retinoblastoma網膜芽細胞腫(retinoblastoma)retinoblastoma(網膜芽細胞腫)。p53 — MDM2制御、p21(停止)・GADD45(修復)・Bax(アポトーシス)、最多変異遺伝子、Li-Fraumeni、HPV E6。APC — β-カテニンcateninカテニン(catenin)catenin(カテニン)を分解、喪失 → FAP・結腸腺腫–癌シーケンスAdenoma-carcinoma sequence癌シーケンス(Adenoma-carcinoma sequence)Adenoma-carcinoma sequence(癌シーケンス)。いずれも2ヒットが必要。
まとめ
- RBは低リン酸化型でE2Fに結合しS期進入を止める。サイクリンDcyclin DサイクリンD(cyclin D)cyclin D(サイクリンD)-CDK4によるリン酸化でE2Fが放出され、喪失は網膜芽細胞腫retinoblastoma網膜芽細胞腫(retinoblastoma)retinoblastoma(網膜芽細胞腫)・骨肉腫osteosarcoma骨肉腫(osteosarcoma)osteosarcoma(骨肉腫)・乳癌・小細胞肺癌small cell lung cancer (SCLC)小細胞肺癌(small cell lung cancer (SCLC))small cell lung cancer (SCLC)(小細胞肺癌)・膀胱癌bladder cancer膀胱癌(bladder cancer)bladder cancer(膀胱癌)につながる。
- p53はDNA損傷時に安定化し、p21(Rb経由でG1停止)・GADD45(修復)・Bax/PUMA(アポトーシス)を活性化する。ヒト癌で最も高頻度に変異し、生殖細胞系列の喪失はLi-Fraumeni症候群Li-Fraumeni syndromeLi-Fraumeni症候群(Li-Fraumeni syndrome)Li-Fraumeni syndrome(Li-Fraumeni症候群)、HPV E6により不活化される。
- APCは破壊複合体の一部としてβ-カテニンcateninカテニン(catenin)catenin(カテニン)を分解する。喪失はβ-カテニンcateninカテニン(catenin)catenin(カテニン)蓄積→TCF→MYC・サイクリンDcyclin DサイクリンD(cyclin D)cyclin D(サイクリンD)1の転写を招き、FAPと結腸の腺腫–癌シーケンスAdenoma-carcinoma sequence癌シーケンス(Adenoma-carcinoma sequence)Adenoma-carcinoma sequence(癌シーケンス)の最初のヒットとなる。
- いずれも機能喪失には両アレルの喪失(2ヒット)が必要である。