第16章遺伝子発現
New Drugs to Combat Cancer: Targeted Therapiesがんと闘う新薬:標的治療
Scientists are using what is known about the regulation of gene expression in disease states, including cancer, to develop new ways to treat and prevent disease development. Many scientists are designing drugs on the basis of the gene expression patterns within individual tumors. This idea, that therapy and medicines can be tailored to an individual, has given rise to the field of personalized medicine. With an increased understanding of gene regulation and gene function, medicines can be designed to specifically target diseased cells without harming healthy cells. Some new medicines, called targeted therapies, have exploited the overexpression of a specific protein or the mutation of a gene to develop a new medication to treat disease. One such example is the use of anti-EGF receptor medications to treat the subset of breast cancer tumors that have very high levels of the EGF protein. Undoubtedly, more targeted therapies will be developed as scientists learn more about how gene expression changes can cause cancer.
英語のヒント
科学者たちは、がんを含む病気の状態での遺伝子発現調節について分かっていることを利用し、病気の発症を治療・予防する新しい方法を開発している。多くの科学者が、それぞれの腫瘍内の遺伝子発現パターンに基づいて薬を設計している。治療法や薬を個人に合わせられるというこの考えから、個別化医療という分野が生まれた。遺伝子調節と遺伝子機能への理解が進むと、健康な細胞を傷つけずに、病的な細胞を特異的に狙う薬を設計できる。標的治療と呼ばれる新しい薬の中には、特定のタンパク質の過剰発現や遺伝子変異を利用して、病気を治療する新薬を開発したものがある。その一例は、EGFタンパク質の量がきわめて多い一部の乳がん腫瘍に対し、抗EGF受容体薬を使うことである。遺伝子発現の変化がどのようにがんを引き起こすかがさらに分かるにつれ、標的治療は間違いなくさらに開発されるだろう。
Section Summaryこの節のまとめ
Cancer can be described as a disease of altered gene expression. Changes at every level of eukaryotic gene expression can be detected in some form of cancer at some point in time. In order to understand how changes to gene expression can cause cancer, it is critical to understand how each stage of gene regulation works in normal cells. By understanding the mechanisms of control in normal, non-diseased cells, it will be easier for scientists to understand what goes wrong in disease states including complex ones like cancer.
英語のヒント
がんは、遺伝子発現が変化する病気と表現できる。真核生物の遺伝子発現のあらゆる段階での変化が、ある種のがんのある時点で検出される。遺伝子発現の変化がどのようにがんを引き起こすかを理解するには、正常な細胞で遺伝子調節の各段階がどのように働くかを理解することが不可欠である。病気のない正常な細胞での制御の仕組みを理解すれば、がんのように複雑なものも含め、病気の状態で何がうまくいかなくなっているのかを、科学者たちは理解しやすくなる。
Review Questions確認問題
Exercises 37–38練習問題 37–38
Exercise 37問題 37
Cancer causing genes are called ________.
がんを引き起こす遺伝子は、________と呼ばれる。
- transformation genes形質転換遺伝子
- tumor suppressor genesがん抑制遺伝子
- oncogenesがん遺伝子
- mutated genes変異した遺伝子
Solution解き方
C
C
Exercise 38問題 38
Targeted therapies are used in patients with a set gene expression pattern. A targeted therapy that prevents the activation of the estrogen receptor in breast cancer would be beneficial to which type of patient?
英語のヒント
標的治療は、特定の遺伝子発現パターンをもつ患者に用いられる。乳がんでエストロゲン受容体の活性化を防ぐ標的治療が有益なのは、どのような患者か。
- patients who express the EGFR receptor in normal cells正常細胞でEGFR受容体を発現している患者
- patients with a mutation that inactivates the estrogen receptorエストロゲン受容体を不活性化する変異をもつ患者
- patients with lots of the estrogen receptor expressed in their tumor腫瘍内でエストロゲン受容体を多量に発現している患者
- patients that have no estrogen receptor expressed in their tumor腫瘍内でエストロゲン受容体をまったく発現していない患者
Solution解き方
C
C
Critical Thinking Questions考察問題
Exercises 39–40練習問題 39–40
Exercise 39問題 39
New drugs are being developed that decrease DNA methylation and prevent the removal of acetyl groups from histone proteins. Explain how these drugs could affect gene expression to help kill tumor cells.
DNAのメチル化を減らし、ヒストンタンパク質からアセチル基が除去されるのを防ぐ新薬が開発されている。これらの薬が遺伝子発現にどのように影響して、腫瘍細胞を殺すのを助けうるかを説明せよ。
Solution解き方
These drugs will keep the histone proteins and the DNA methylation patterns in the open chromosomal configuration so that transcription is feasible. If a gene is silenced, these drugs could reverse the epigenetic configuration to re-express the gene.
英語のヒント
これらの薬は、ヒストンタンパク質とDNAのメチル化パターンを、染色体が開いた構造となる状態に保ち、転写を可能にする。遺伝子の発現が抑えられている場合には、これらの薬がエピジェネティックな状態を逆転させ、遺伝子を再び発現させる可能性がある。
Exercise 40問題 40
How can understanding the gene expression pattern in a cancer cell tell you something about that specific form of cancer?
がん細胞の遺伝子発現パターンを理解すると、その特定の種類のがんについて、どのようなことが分かるか。
Solution解き方
Understanding which genes are expressed in a cancer cell can help diagnose the specific form of cancer. It can also help identify treatment options for that patient. For example, if a breast cancer tumor expresses the EGFR in high numbers, it might respond to specific anti-EGFR therapy. If that receptor is not expressed, it would not respond to that therapy.
英語のヒント
がん細胞でどの遺伝子が発現しているかを理解すると、がんの具体的な種類を診断する助けになる。また、その患者の治療の選択肢を見つける助けにもなる。例えば、乳がん腫瘍がEGFRを多数発現していれば、特定の抗EGFR療法に反応する可能性がある。その受容体が発現していなければ、その治療には反応しないと考えられる。
DNA methylation
DNAメチル化
epigenetic modification that leads to gene silencing; a process involving adding a methyl group to the DNA molecule
遺伝子サイレンシングをもたらすエピジェネティックな修飾。DNA分子にメチル基を付加する過程。
histone acetylation
ヒストンのアセチル化
epigenetic modification that leads to gene expression; a process involving adding or removing an acetyl functional group
遺伝子発現をもたらすエピジェネティックな修飾。アセチル官能基の付加または除去を伴う過程。
myc
myc
oncogene that causes cancer in many cancer cells
多くのがん細胞でがんを引き起こすがん遺伝子。