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종양 유전자는 암 발병에 기여할 수있는 돌연변이 유전자입니다. 돌연변이되지 않은 상태에서 모든 사람은 원 종양 유전자라고하는 유전자를 가지고 있습니다. DNA 손상 (예 : 발암 물질에 대한 노출)으로 인해 원 종양 유전자가 돌연변이되거나 숫자가 증가 (증폭)되면 이러한 유전자에 의해 생성 된 단백질이 세포의 성장, 증식 및 생존에 영향을 미치고 잠재적으로 형성을 초래할 수 있습니다. 악성 종양의.많은 견제와 균형이 마련되어 있으며, 암이 발생하려면 종양 유전자와 종양 억제 유전자 (손상된 세포를 복구하거나 제거하는 단백질을 생성하는 유전자) 모두에서 돌연변이 또는 기타 유전 적 변화가 가장 자주 필요합니다.
종양 유전자가 암을 유발하는 방법
암은 다음과 같은 경우에 가장 자주 발생합니다. 시리즈 원 종양 유전자의 돌연변이 (종양 유전자가 됨)와 종양 억제 유전자로 인해 세포가 통제 할 수없고 확인되지 않은 상태로 성장합니다. 그러나 암의 발달은 시간이 지남에 따라 발생하는 여러 단계와 규제 부족을 살펴보면 이해하기 훨씬 쉽습니다.
원 발암 유전자 및 종양 유전자
원 종양 유전자는 모든 사람의 DNA에 존재하는 정상적인 유전자입니다. 이 유전자는 정상적인 세포 성장과 분열에 중요한 역할을한다는 점에서 "정상"이며 특히 임신 중 태아의 성장과 발달에 중요합니다.
이 유전자는 세포 성장을 유발하는 단백질을 코딩하는 청사진 역할을합니다. 문제는 이러한 유전자가 나중에 돌연변이되거나 활성화 될 때 발생하며 (발암 유전자가되는 경우) 암성 종양을 형성 할 수 있습니다.
대부분의 종양 유전자는 정상적인 원암 유전자로 시작됩니다. 그러나 종양 유전자에 의해 생성되는 단백질은 정상적인 조절 기능이 없다는 점에서 원암 유전자에 의해 생성되는 단백질과 다릅니다.
원 종양 유전자에 의해 생산 된 산물 (단백질)은 세포 성장을 자극하는 성장 인자 및 기타 신호의 영향을받는 반면, 종양 유전자의 산물은 이러한 다른 신호가없는 경우에도 세포 성장으로 이어질 수 있습니다. 그 결과, 세포는 주변의 정상적인 세포보다 많고 종양을 형성하기 시작합니다.
활성화 모드 (원 발암 유전자가 종양 유전자가되는 방법)
정상적인 원 종양 유전자가 활성화 (변화)되어 종양 유전자가되는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 과정은 환경의 발암 물질 (암 유발 물질)이 원암 유전자의 돌연변이 또는 증폭을 유발할 때 시작될 수 있습니다.
동물에 대한 연구에 따르면 화학적 발암 물질이 ras 원암 유전자에서 종양 유전자로. 폐암의 KRAS 돌연변이는 절대 흡연자보다 흡연 한 적이있는 사람들에게 더 흔하기 때문에이 발견은 적합합니다.
즉, DNA 손상은 세포가 정상적으로 성장하는 동안 사고로 발생할 수 있습니다. 발암 물질이없는 세상에서 살더라도 암이 발생합니다.
DNA 손상은 여러 형태 중 하나를 취할 수 있습니다.
- 점 돌연변이: 단일 염기 (뉴클레오타이드)의 변화와 DNA의 삽입 또는 결실은 기능을 변화시키는 단백질에서 단일 아미노산의 치환을 초래할 수 있습니다.
- 유전자 증폭: 유전자의 추가 복제는 더 많은 유전자 산물 (세포 성장을 유도하는 단백질)이 생산되거나 "발현"되게합니다.
- 전위 / 재배치: DNA의 일부가 한 곳에서 다른 곳으로 이동하는 것은 몇 가지 방법으로 발생할 수 있습니다. 때때로 원 종양 유전자가 염색체의 다른 부위로 재배치되고 그 위치로 인해 더 높은 발현이 발생합니다 (더 많은 양의 단백질이 생성됨). 다른 경우에는 원 종양 유전자 (현재는 발암 유전자)를 더 활성화시키는 다른 유전자와 융합 될 수 있습니다.
돌연변이는 또한 원암 유전자 근처의 조절 또는 프로모터 영역에서 발생할 수 있습니다.
종양 억제 유전자 대 종양 유전자
돌연변이되거나 다른 방식으로 변경 될 때 암이 발병 할 위험을 증가시킬 수있는 두 가지 유형의 유전자가 있습니다. 종양 유전자와 종양 억제 유전자입니다. 이 두 유전자의 변화의 조합은 흔히 암 발병에 관여합니다.
점 돌연변이와 같은 DNA 손상이 발생하여 원 종양 유전자를 종양 유전자로 전환하는 경우에도 이러한 세포의 대부분이 복구됩니다. 다른 유형의 유전자 인 종양 억제 유전자는 손상된 DNA를 복구하거나 손상된 세포를 제거하는 기능을하는 단백질을 암호화합니다.
이러한 단백질은 종양 유전자가 존재하는 경우에도 암 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 종양 억제 유전자의 돌연변이도 존재하는 경우, 비정상 세포가 복구되지 않고 세포 사멸 (프로그래밍 된 세포 사멸)을 겪는 대신 계속 생존하기 때문에 암 발병 가능성이 더 큽니다.
종양 유전자와 종양 억제 유전자 사이에는 몇 가지 차이점이 있습니다.
종양 유전자대부분의 경우 상 염색체 우성, 즉 암 위험을 높이려면 유전자 사본 하나만 돌연변이하면됩니다.
돌연변이 (기능의 이득)에 의해 켜짐
세포를 자동차로 볼 때 가속기로 시각화 가능
대부분의 경우 (항상 그런 것은 아님) 상 염색체 열성, 두 사본 모두에서 돌연변이가 발생해야 암 발병 위험이 증가합니다.
돌연변이에 의해 해제 됨
셀을 자동차로 볼 때 브레이크 페달로 시각화 가능
돌연변이에서 암으로
앞서 언급 한 바와 같이, 암은 일반적으로 여러 원 발암 유전자 및 여러 종양 억제 유전자를 포함하여 세포에 돌연변이가 축적 된 후 시작됩니다. 한때 통제 불능 성장을 초래하는 종양 유전자의 활성화가 정상 세포를 암세포로 전환하는 데 필요한 전부라고 생각했지만 이제는 다른 변화도 가장 자주 필요하다는 것을 알고 있습니다 (예 : 변화 그것은 deranged 세포의 생존을 연장).
이러한 변화는 세포가 통제 할 수 없게 성장하고 분열하도록 할뿐만 아니라 세포가 죽는 정상적인 신호에 반응하지 않고 다른 세포와의 경계를 존중하지 못하며 (접촉 억제 상실) 암세포가 다르게 행동하도록하는 기타 특성을 유발합니다. 정상 세포보다.
암세포 대 정상 세포 : 어떻게 다릅니 까?그러나 몇 가지 유형의 암은 단일 유전자 돌연변이와 만 관련이 있으며, 예를 들어 RB1로 알려진 유전자의 돌연변이로 인한 소아 망막 모세포종이 있습니다.
유전 (Germline) 대 획득 (체세포) 돌연변이
두 가지 유형의 돌연변이를 고려해야하기 때문에 돌연변이와 암에 대해 이야기하는 것은 혼란 스러울 수 있습니다.
- 생식선 돌연변이: 유전성 또는 생식선 돌연변이는 출생시 존재하며 신체의 모든 세포에 존재하는 유전자 돌연변이입니다. 생식선 돌연변이의 예는 유방암 발병 위험을 증가시키는 BRCA 유전자 (종양 억제 유전자) 및 비 BRCA 유전자의 돌연변이입니다.
- 체세포 돌연변이: 반면 체세포 또는 후천성 돌연변이는 출생 후 발생하며 한 세대에서 다른 세대로 전이되지 않는 (유전성이 아닌) 돌연변이입니다. 이러한 돌연변이는 모든 세포에 존재하는 것이 아니라 그 세포가 악성 또는 암으로 변하는 과정에서 특정 유형의 세포에서 발생합니다. 암 치료에 사용되는 많은 표적 요법은 이러한 특정 돌연변이로 인한 세포 성장의 변화를 해결하도록 설계되었습니다.
종양 단백질
종양 단백질은 종양 유전자에 의해 암호화 된 산물 (단백질)이며 유전자가 전사되고 번역 될 때 생성됩니다 (RNA에 "코드를 기록"하고 단백질을 제조하는 과정).
존재하는 특정 종양 유전자에 따라 많은 유형의 종양 단백질이 있지만, 대부분은 세포 성장 및 분열을 자극하거나, 세포 사멸 (세포 자멸사)을 억제하거나, 세포 분화 (세포가 독특 해지는 과정)를 억제합니다. 이 단백질은 또한 이미 존재하는 종양의 진행과 공격성에 역할을 할 수 있습니다.
역사
발암 유전자의 개념은 한 세기가 넘게 이론화되어 왔지만 최초의 발암 유전자는 1970 년에야 rous 육종 바이러스 (닭 레트로 바이러스)라는 암 유발 바이러스에서 발암 유전자가 발견 될 때까지 분리되지 않았습니다. 일부 바이러스 및 기타 미생물은 암을 유발할 수 있으며 실제로 전 세계 암의 20 ~ 25 %, 미국에서는 약 10 %가이 보이지 않는 유기체에 의해 발생합니다.
그러나 대부분의 암은 감염성 유기체와 관련하여 발생하지 않으며, 1976 년에 많은 세포 종양 유전자가 돌연변이 된 원암 유전자 인 것으로 밝혀졌습니다. 일반적으로 인간에게 존재하는 유전자.
그 이후로 이러한 유전자 (또는 그들이 코딩하는 단백질)가 어떻게 기능하는지에 대해 많은 것을 배웠으며, 암 성장을 담당하는 종양 단백질을 표적으로 삼아 암 치료의 흥미로운 발전을 이루었습니다.
유형 및 예
다양한 유형의 종양 유전자는 성장 (작용 메커니즘)에 서로 다른 영향을 미치며,이를 이해하려면 정상적인 세포 증식 (정상적인 세포 성장 및 분열)에 관여하는 것이 무엇인지 살펴 보는 것이 좋습니다.
대부분의 종양 유전자는 세포의 증식을 조절하지만 일부는 분화 (세포가 고유 한 유형의 세포가되는 과정)를 억제하거나 세포의 생존을 촉진 (프로그램 된 죽음 또는 아폽토시스 억제)합니다. 최근 연구에 따르면 일부 종양 유전자가 생산하는 단백질은 면역 체계를 억제하여 T 세포와 같은 면역 세포가 비정상 세포를 인식하고 제거 할 가능성을 줄입니다.
세포의 성장과 분열
다음은 세포 성장 및 분열 과정에 대한 매우 간단한 설명입니다.
- 성장을 촉진하는 성장 인자가 있어야합니다.
- 성장 인자는 세포 표면의 성장 인자 수용체에 결합합니다.
- 성장 인자 수용체의 활성화 (성장 인자 결합으로 인한)는 신호 변환 단백질을 활성화합니다. 메시지를 세포핵으로 효과적으로 전송하기 위해 일련의 신호가 뒤 따릅니다.
- 신호가 세포의 핵에 도달하면 핵의 전사 인자가 전사를 시작합니다.
- 세포주기 단백질은 세포주기를 통해 세포의 진행에 영향을 미칩니다.
암 유전자의 기능은 100 개가 넘지 만 정상 세포를 자급 자족 암세포로 전환하는 몇 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다. 여러 종양 유전자가 이러한 영역 중 하나 이상에서 기능하는 단백질을 생성한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
성장 인자
종양 유전자가있는 일부 세포는 반응하는 성장 인자를 생성 (합성)하여 자급 자족하게됩니다. 성장 인자의 증가만으로는 암으로 이어지지는 않지만 세포의 빠른 성장을 유발하여 돌연변이 가능성을 높일 수 있습니다.
예를 들어, 돌연변이가 발생하면 혈소판 유래 성장 인자 (PDGF)가 과잉 생산되는 원 종양 유전자 SIS가 있습니다. PDGF의 증가는 많은 암, 특히 골암 (골육종)과 한 유형의 뇌종양에 존재합니다.
성장 인자 수용체
종양 유전자는 세포 표면 (성장 인자가 결합하는)의 성장 인자 수용체를 활성화하거나 증가시킬 수 있습니다.
한 가지 예는 유방암 세포 표면에 HER2 단백질의 수를 상당히 증가시키는 HER2 종양 유전자를 포함합니다. 유방암의 약 25 %에서 HER2 수용체는 정상 유방암 세포보다 40 ~ 100 배 더 많은 숫자로 발견됩니다. 또 다른 예는 비소 세포 성 폐암의 약 15 %에서 발견되는 표피 성장 인자 수용체 (EGFR)입니다.
신호 전달 단백질
다른 종양 유전자는 세포 수용체에서 핵으로 신호를 전달하는 데 관여하는 단백질에 영향을 미칩니다. 이러한 종양 유전자 중 ras 계열은 전체 암의 약 20 %에서 발견되는 가장 흔합니다 (KRAS, HRAS 및 NRAS). 흑색 종의 BRAF도이 범주에 속합니다.
비 수용체 단백질 키나아제
비 수용체 단백질 키나제는 또한 수용체에서 핵으로 성장하라는 신호를 전달하는 캐스케이드에 포함됩니다.
만성 골수성 백혈병에 관여하는 잘 알려진 발암 유전자는 9 번 염색체와 22 번 염색체 세그먼트의 전위에 의해 발생하는 Bcr-Abl 유전자 (필라델피아 염색체)입니다.이 유전자에 의해 생성 된 단백질 인 티로신 키나아제가 지속적으로 생성됩니다. 세포가 성장하고 분열하는 연속적인 신호를 생성합니다.
전사 인자
전사 인자는 세포가 들어올 때와 세포주기를 통해 어떻게 진행되는지를 조절하는 단백질입니다.
예를 들어 일부 백혈병 및 림프종과 같은 암에서 과도하게 활동하는 Myc 유전자가 있습니다.
세포주기 조절 단백질
세포주기 조절 단백질은 다양한 방식으로 세포주기에 영향을 미칠 수있는 종양 유전자의 산물입니다.
cyclin D1 및 cyclin E1과 같은 일부는 G1 / S 체크 포인트와 같은 세포주기의 특정 단계를 진행하기 위해 작동합니다.
Apoptosis의 조절 자
종양 유전자는 또한 세포 사멸 (프로그램 된 세포 사멸)을 감소시키고 세포의 연장 된 생존을 유도하는 종양 단백질을 생성 할 수 있습니다.
예를 들어 세포 사멸 (세포 자멸사)을 방지하는 세포막과 관련된 단백질을 생성하는 종양 유전자 인 Bcl-2가 있습니다.
종양 유전자 및 암 치료
종양 유전자에 대한 연구는 암에 대한 새로운 치료 옵션 중 일부에서 중요한 역할을했으며 일부 특정 치료가 일부 사람들에게 잘 작동하지 않는 이유를 이해했습니다.
암 및 종양 유전자 중독
암세포는 세포 성장의 여러 과정에 영향을 미칠 수있는 많은 돌연변이를 갖는 경향이 있지만 이러한 종양 유전자 (돌연변이 또는 손상된 원암 유전자) 중 일부는 다른 종양보다 암세포의 성장과 생존에 더 큰 역할을합니다. 예를 들어, 유방암과 관련된 몇 가지 종양 유전자가 있지만 암이 진행되는 데 필수적인 것으로 보이는 종양 유전자는 몇 개뿐입니다. 이러한 특정 종양 유전자에 대한 암의 의존성은 종양 유전자 중독.
연구자들은 이러한 유전자에 의해 생성 된 단백질을 표적으로 삼는 약물을 설계하기 위해 특정 암 유전자 (암의 속담 "아킬레스 건")에 대한 이러한 의존성을 이용했습니다. 예는 다음과 같습니다.
- 글리벡 (이마티닙) 약물 신호 변환기 abl을 표적으로하는 만성 골수성 백혈병
- HER2 표적 요법 유방암에서 HER-2 / neu 종양 유전자 중독을 가진 세포를 표적으로하는 것
- EGFR 표적 요법 폐암에서 EGFR 종양 유전자 중독이있는 암
- BRAF 억제제 BRAF 종양 유전자 중독이있는 흑색 종에서
- Vitrakvi (larotrectinib)와 같은 약물 NTRK 융합 유전자에 의해 생성 된 단백질을 억제하고 종양 유전자를 포함하는 다양한 암에 효과적 일 수 있습니다.
- 기타 표적 요법 췌장암의 Kras, 식도암의 cyclin D1, 간암의 cyclin E, 결장암의 베타-카테닌 등을 표적으로하는 약물 포함
종양 유전자 및 면역 요법
종양 유전자에 의해 생성되는 단백질에 대한 이해는 또한 연구자들이 암을 가진 일부 사람들이 다른 사람들보다 면역 요법 약물에 더 잘 반응 할 수있는 이유를 이해하는 데 도움이되었습니다. 예를 들어, EGFR 돌연변이를 포함하는 폐암 환자가 체크 포인트 억제제에 반응 할 가능성이 낮은 이유를 설명합니다.
2004 년에 한 연구원은 RAS 돌연변이가있는 암세포가 면역 반응을 억제하는 작용을하는 사이토 카인 (인터루킨 -8)도 생산한다는 사실을 발견했습니다. 대부분의 췌장암에는 RAS 돌연변이가 있으며 종양 유전자에 의한 면역 반응의 억제가 면역 요법 약물이 이러한 암을 치료하는 데 상대적으로 효과가없는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 생각됩니다.
면역 체계에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보이는 다른 종양 유전자로는 EGFR, 베타-카테닌, MYC, PTEN 및 BCR-ABL이 있습니다.
Verywell의 한마디
원암 유전자, 종양 유전자 및 종양 억제 유전자에 대한 이해는 연구자들이 암의 형성과 진행을 초래하는 과정과 암 유전자 제품의 특정 효과에 기반한 암 치료 방법을 이해하는 데 도움이됩니다. 추가 정보가 이용 가능 해지면 이러한 발견은 암 치료를위한 추가 요법으로 이어질뿐만 아니라 암이 시작되는 과정을 밝혀 예방 조치도 취할 수 있도록 도와 줄 것입니다.