がん幹細胞

がん幹細胞とは

がん幹細胞（がんかんさいぼう、英語: cancer stem cells, CSC）とは、がん細胞の中に存在する、幹細胞に似た性質を持つごく少数の細胞集団を指します。

私たちの体を構成する様々な臓器や組織は、それぞれのもととなる「幹細胞」が分裂・分化を繰り返すことで作られ、維持されています。この幹細胞は、自分自身と全く同じ細胞を作り出す能力（自己複製能）と、特定の組織や臓器を構成する多様な細胞へと変化する能力（多分化能）という、二つの重要な性質を持っています。これらの能力により、傷ついた組織の修復や体の成長が可能となります。

「がん幹細胞仮説」は、がんの発生や進行もまた、このような幹細胞の性質を持ったわずかながん細胞（がん幹細胞）を起源としているのではないか、とする考え方です。がん組織を形成する細胞のすべてが、増殖や転移といった悪性度の高い性質を持つわけではありません。実際には、ヒトや動物にがんを生じさせたり進行させたりする能力（造腫瘍能）を特に強く持つ細胞は、がん組織全体のほんの一部であると考えられています。この限られた細胞集団が、自己複製によって自身を増やし、同時に分化することで、がん組織の大部分を占める他の様々ながん細胞を生み出していると考えられているのです。

歴史と研究の進展

がんがごく少数の特定の細胞から始まるという考え方は、19世紀にはすでに存在しました。しかし、幹細胞自体の存在が明確に証明されるまでには長い時間がかかりました。

20世紀後半に入り、正常な組織における幹細胞の研究が大きく進展しました。1960年代にマウスの骨髄に血液細胞の幹細胞が存在することが証明されたのを皮切りに、脳、腸、皮膚、乳房など、様々な臓器でそれぞれの組織を維持・修復する幹細胞が発見されました。この過程で、正常な幹細胞とがん細胞との間に、自己複製能や多分化能に加え、細胞の不死化に関わるテロメラーゼの活性や、細胞の生存を維持する仕組みの活性化など、多くの共通点があることが明らかになってきました。

こうした知見を背景に、1970年代にはがん幹細胞仮説が改めて提唱されましたが、当時は仮説を実験的に証明する技術が十分ではありませんでした。しかし、特定の細胞集団だけを選別できるフローサイトメトリーのような技術の発展や、免疫不全でヒトのがん細胞を移植しても腫瘍が形成されやすい実験動物（NOD/SCIDマウスなど）の開発により、状況は変化しました。

1997年、ヒトの急性骨髄性白血病において、特定の表面マーカー（CD34陽性、CD38陰性）を持つ細胞集団が、免疫不全マウスに白血病を再現する能力を持つことが示され、これが白血病の幹細胞であると考えられました。これは、がん幹細胞の存在を実験的に示した最初の報告となりました。その後、2000年代に入ると、白血病の研究成果を基に、乳がん、脳腫瘍、大腸がんなど、様々な種類のがんにおいても幹細胞マーカー（CD133など）を持つがん幹細胞様の細胞集団が発見されたという報告が相次いでいます。日本国内でも、悪性脳腫瘍などで患者組織からがん幹細胞を同定する研究が進められています。

がん治療における重要性

がん幹細胞仮説は、がんがどのように発生し、進行するのかというメカニズムを理解する上で重要な枠組みを提供します。さらに、がんの転移や再発といった、治療上の大きな課題を考える上でも重要な示唆を与えています。

がん細胞が体の他の部位に転移するには、元の場所から離れるだけでなく、到達した場所で再び増殖して新たな腫瘍を作り出す能力が必要です。がん幹細胞は高い造腫瘍能を持つため、転移の過程においても中心的な役割を果たしている可能性が指摘されています。

また、現在広く行われている抗がん剤治療は、主に増殖能力の高いがん細胞を標的としますが、これはがん組織の大部分を占める、がん幹細胞から分化した細胞であると考えられています。一部のがん幹細胞は薬剤に対する耐性を持つことが知られており、治療によって大部分のがん細胞が死滅しても、がん幹細胞が生き残ってしまう可能性があります。がん幹細胞仮説によれば、わずかに残ったがん幹細胞が再び増殖・分化することで、治療後にがんが再発すると説明されます。実際、多くのがんでしばしば再発が問題となります。

このため、がんを根治するためには、がん幹細胞を効果的に排除するか、あるいは幹細胞としての性質を失わせることが重要であると考えられています。がん幹細胞を特異的に標的とする新しい治療法の開発は、がんの転移や再発を防ぎ、予後を改善するための有力なアプローチとして、世界中で研究が進められています。がん幹細胞の自己複製能力を完全に抑制し、分化を促す「がん幹細胞分化療法」という考え方も提唱されており、研究段階にあります。

研究上の論点と今後の展望

がん幹細胞仮説は有力な考え方ですが、研究は現在も進行中です。例えば、がん細胞ががん幹細胞を頂点とする厳密な階層構造をとるのか、あるいは分化したがん細胞が環境の変化などによって再び幹細胞様の性質を獲得する（いわゆる「先祖返り」や「がん幹細胞化」）可能性もあるのか、といった点は議論されています。人工多能性幹細胞（iPS細胞）の研究が進み、分化した細胞を人為的に幹細胞様の状態に戻せるようになったことは、がん細胞における「がん幹細胞化」の可能性を示唆するものとも考えられます。

また、がん幹細胞を同定するために、細胞表面の特定の分子（マーカー）が目印として用いられることが多いですが、これらのマーカーががん幹細胞の機能にどう関わっているのか、その詳細はまだ不明な点が多く、厳密な定義や同定にはさらなる研究が必要です。

しかし、がん幹細胞ががんの発生、進行、そして治療抵抗性や再発に関わる重要な細胞集団であるという認識は広く共有されており、これを克服するための研究開発は加速しています。国内外の研究機関や製薬企業において、がん幹細胞を標的とした新しい薬剤や治療アプローチ（遺伝子治療なども含め）の開発が進められており、将来のがん治療を変える可能性を秘めています。

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