およそ37兆個もの細胞からできている人体。がん細胞は、正常な細胞の遺伝子に異常が生じて発生した異常な細胞です。がん細胞のかたまりが、病気としての「癌」となります。
正常な細胞は、身体の状態に応じて増えたり、逆に増えるのをやめたりするもの。例えば、ケガをしたときには皮膚の細胞が増えて傷口をふさぎます。傷が治ったタイミングで細胞の増殖はストップ。しかし、がん細胞は身体の状態とは関係なく増え続けます。体内の組織が破壊されたりがん細胞が存在しないはずの臓器にまで転移したりといった、人体に不都合なことが生じてもがん細胞の増殖は止まりません。「適切な制御を受けずに無秩序に増殖し、周囲の組織を侵食・破壊する能力を持つかどうか」ががん細胞と正常な細胞との違いです。
この異常な増殖を起こす「がん細胞」について、さらに詳しく見ていきます。
人間の身体の細胞は、日々全体の数千億個程度が死んで新しい細胞と入れ替わります。これによって細胞分裂によって減った細胞を補っています。細胞分裂では細胞の設計図ともいえるDNAを無数にコピーしなければなりません。細胞全体のごく一部とはいえ、それでも実に膨大な数です。DNAを大量にコピーする過程ではミスが生じます。つまり、新たに作られる細胞の中にはDNAを正確にコピーできなかった、いわば「コピーミス」を起こした細胞が紛れているのです。これを「遺伝子の突然変異」と言います。
コピーミスを起きやすくする要因のひとつがタバコです。また、化学物質や自然界に存在する放射線などによっても少しずつ細胞内のDNAは傷ついていきます。 突然変異を起こした細胞のほとんどは生きることができません。しかし、特定の遺伝子に突然変異が起こると、細胞はコピーミスを起こしているのに死ななくなります。結果として、DNAに異常がある細胞が際限なく分裂を繰り返して増殖。この「DNAに異常があり、適切な細胞死の仕組みが働かない細胞」が、病気としてのがんのはじまり、つまりがん細胞です。
がん細胞は制御を失った暴走車のごとく、猛烈なスピードで分裂と増殖を繰り返します。また、最初に発生した場所から血液やリンパの流れに乗って、離れた部位に転移することも。増殖し、広がり続ける性質ゆえに、がん細胞は正常な細胞の何倍もの栄養を必要とします。必要な栄養を、がん細胞は人間の身体から強奪。がんが進行するとやせていくのは、正常な細胞のための栄養までがん細胞が奪い取ってしまうからです。さらに、がん細胞は周囲の血管新生を促し、自らの栄養供給路を確保する巧妙な仕組みも持っています。
「コピーミス」によって生じるがん細胞。その性質をさらに詳しく見ていきます。
正常な細胞の遺伝子に複数の傷がつくことで発生すると考えられているがん細胞。この遺伝子の傷は一度につくとは限らず、長い時間をかけて徐々に蓄積されていくこともあります。正常な状態から少しずつがんに向かっていく状態を表す言葉が「多段階発がん」です。近年では、遺伝子変異だけでなく、細胞を取り巻く微小環境の変化もがん化や進行に関与することがわかってきました。
傷ついた遺伝子をもつがん細胞は、細胞分裂を促す遺伝子の働きが止められなくなる状態か、細胞分裂をストップさせる遺伝子の働きが機能しなくなる状態になるとわかっています。前者が「がん遺伝子の活性化」、後者が「がん抑制遺伝子の不活化」です。
また、遺伝子の傷つき方による分類もあります。DNAの暗号そのものに異常が起こる「突然変異」と、DNAの暗号は変わらないものの、その使われ方（遺伝子の発現）が変わってしまう「エピジェネティック変異」です。エピジェネティックな変化は、DNAのメチル化やヒストンの修飾などによって起こり、遺伝子のスイッチをオン・オフのように切り替えることで、がん細胞の特性に影響を与えます。
正常な細胞ががん細胞に変異すると、その細胞は増殖を開始。細胞の異常が積み重なっていけば、増殖のスピードはさらに速くなっていきます。このような異常の連鎖によって、体内の広範囲で正常な細胞ががん細胞に置き変わっていくのです。近年では、がん細胞が進化し、薬剤耐性を獲得するメカニズムも研究されています。
特定の遺伝子に傷がつくと細胞分裂が止まらない状態になります。このような遺伝子の名称が「がん遺伝子（proto-oncogeneが変異したもの）」。がん遺伝子によってつくられるたんぱく質は、異常な細胞分裂を促して増殖するというメカニズムを持ちます。
例えば、「MYC」と呼ばれるがん遺伝子。MYCが発現すると、細胞内でつくりだすたんぱく質が過剰に増え、細胞自体も際限なく増殖していくことが知られています。また、「RAS」と呼ばれる一群のがん遺伝子は、特定の部位が傷つくと過剰な働きをするようになり、同じように際限なく細胞が増殖。癌を発症させます。RAS遺伝子の変異は多くのがんで見られ、治療の標的としても重要です。
MYCやRASなどのがん遺伝子の傷は特定のたんぱく質の作用を必要以上に強化。異常な細胞増殖を引き起こします。逆に考えると、そのたんぱく質を作る作用を抑制する薬があれば細胞のがん化を予防したり、すでに存在するがん細胞の増殖を抑えたりすることが可能です。分子標的治療薬の一部では、がん遺伝子の機能抑制を目指した研究がおこなわれています。近年では、がん遺伝子変異の種類に応じた個別化医療が進んでいます。
がん遺伝子を車のアクセルにたとえるならば、ブレーキにあたるのが「がん抑制遺伝子」です。この遺伝子は細胞が増えすぎないように増殖機能を抑えたり、細胞に組み込まれたDNAの傷を修復したり、細胞にアポトーシス（自然死）を促したりといった働きを持っています。DNAの傷は、増えるとがん化につながるので、修復しなければなりません。また、異常な細胞が際限なく増殖しないように、その細胞に自然死を促すことも必要。がん抑制遺伝子はブレーキとして、重要な働きを持っているのです。
これまでの研究からいくつかのがん抑制遺伝子が発見されています。代表的なのが「p53遺伝子」「RB遺伝子」「PTEN遺伝子」「APC遺伝子」などです。それぞれに細胞増殖の抑制やDNAの修復、細胞の自然死の誘導という重要な役目を担っている遺伝子です。p53遺伝子は「がん抑制の番人」とも呼ばれ、多くのがんで変異が見られます。
こうしたがん抑制遺伝子は、何らかの理由で傷つくと、正常な働きができなくなります。これを「不活化」といいます。がん抑制遺伝子が不活性化すると、異常な細胞の増殖を止められません。がん発症のリスクが急激に高まります。がん抑制遺伝子の機能を回復させる治療法の研究も進められています。
人間の細胞の中にはDNAが組み込まれており、そこに遺伝子が暗号として存在します。その暗号にエラーが生じるのが「遺伝子の突然変異」です。エラー発生の外的要因は「発がん要因」と呼ばれます。発がん要因としてよく知られているのはタバコや焦げた食べ物、紫外線、アスベスト、ウイルス感染（ヒトパピローマウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、ヘリコバクター・ピロリ菌など）など。これらが外から影響を与えて、遺伝子の突然変異を引き起こすと考えられています。生活習慣や環境要因が、遺伝子に与える影響についての研究も進んでいます。
DNAは「G」「A」「T」「C」の4種類の物質で表されています。「4文字の組み合わせでDNAの暗号は成り立っている」とイメージするとわかりやすいかもしれません。さまざまな発がん要因によって文字の配列にエラーが生じると、遺伝子の突然変異が起こります。がん遺伝子やがん抑制遺伝子が記録されたDNAにエラーが生じた場合、がん遺伝子の活性化やがん抑制遺伝子の不活化につながるのです。近年では、個人の遺伝子情報に基づいて、発がんリスクを評価する研究も進んでいます。
