小児脳腫瘍のmiRNA治療

<背景>
人の体の物質構成のうち水分を除けば、
タンパク質はおおよそ50%を占めるといわれています。
さらに言えば、
人の体の機能に大きくかかわる細胞の物質構成のうち
水と体の設計図に関わる遺伝子を除けば、
タンパク質の物質構成は60-70%と見積もられます。
また、その遺伝子はたんぱく質の設計図なので、
細胞のたんぱく質の大元となるものです。
従って、
脂質、糖などの主要な物質もありますが、
おおよそ、私たちの体は水分を除けば、
タンパク質にその機能が支配されていると考えても過言ではありません。
もっと大きな単位で考えると
私たちの体の機能を決めているのは細胞です。

そのタンパク質の構造や産生を決めているのは遺伝子です。
だからこそ、遺伝子というのは
生命科学、生物学、薬学、医学、医療で重要視されます。
疾患の根治を考えるときの
重要な一つの選択肢は遺伝子治療となります。

ここでテーマにする
miRNAはそのタンパク質、特定のたんぱく質の
発現量、産生量を調整するものです。
上述した背景を含めて言い換えると
それは、細胞の機能を調整するものです。
もっと言えば、体の機能を調整するものです。
ということは
それは、薬となりうるということです(1)。

こうしたmiRNAの移動を介した
細胞のたんぱく質量の調整は
よくも、悪くも(2)
すでに体の中で細胞外小胞(エクソソーム)を通じて自然に生じています。
従って、
エクソソーム、miRNAを利用して治療を試みることは
人、もっといえば生物が
自然の選択圧の中で進化的獲得してきた機能に準じた形。
このことになります。
そういう観点、見方では無理がない治療といえます。

まだ、小児脳腫瘍においてのmiRNA治療は
研究レベルでも確立されておらず、黎明期といえます(3)。

この記事では小児脳腫瘍の一つ一つの病理に着目し
その病理に関わるたんぱく質、miRNAを特定し
それを整理することを試みます。


<総合的な取り組み>
私が実現を目指す細胞外小胞分離技術は
液体生検で細胞腫レベルまでの解像度を持った様式で
人の細胞外小胞を分析することです。
従って、
この技術が世界の研究レベル、産業レベルで普及すれば、
必然的にそのエクソソームの中の
主要な分析対象の一つであるmiRNAの情報量が膨大となります。
そうすると
それぞれの疾患に対するmiRNAの増減がわかるようになります。
miRNAの増減がわかれば、
例えば、小児脳腫瘍の中の神経膠腫のサブタイプごと
どういったmiRNAの増減がみられるかがわかるようになります。
このmiRNAの「おおよその特定」が行われれば、
そのmiRNAを実際に試験管の中で
任意の細胞腫に注入して
どういったたんぱく質の発現量に関わるか？
miRNAはたんぱく質発現と1:1ではなく
冗長なネットワークがあるので(4)、
その特異的な一端を明らかにすることができます。

その包括的な情報がエクソソームを使った
miRNA治療に貢献します。

言い方を変えれば、細胞外小胞分離技術が実現され
それが成熟化すると、
単に細胞を人のケースで分析するだけではなく、
人の健康、病気の状態に関わらず
細胞の中のたんぱく質量を制御する
一つの重要な要素であるmiRNAを用いた治療に貢献します。

上述したように任意のたんぱく質量を制御することは
人の病変細胞の根治に関わることです。
確かにたんぱく質ネットワークは複雑であり(5)、
かつ、発現量だけでは決まらない立体構造などもあり、
一朝一夕、順風満帆にいくものではないですが、
少なくとも根本的治療に関わる
タンパク質ネットワークの一端に
今までにない精度で介入することが許されます。

任意の構造を持つ薬剤は
どうやって合成するかというところに
一つの大きな壁があります。
一方で
miRNAは
アデニン (Adenine, A)、
シトシン (Cytosine, C)、
グアニン (Guanine, G)、
ウラシル (Uracil, U)
これらの特定の有機物質構造の並びが基本構造の一つとなっており、
これらの構造はDNA構造が元となっているので、
新たにゼロベースで合成する必要がありません。

ここがmiRNAを用いた治療の一つの大きなメリットです。

細胞から直接生み出されるものなので
そのmiRNA製薬の工場として
iPS細胞などを使うこともできます。

従って、これに力を入れる日本と
エクソソーム、miRNA治療は
非常に親和性の高い治療方法といえます。
それはすなわち
私の取り組みにおいても欠くことのできない
自然な取り組みとなります。


<miRNA治療の改善>
RNA治療全体でいえることですが、
RNA治療の一つの欠点は
その効果が一時的であるということです。
従って、潜在的な需要として
その治療効果を長くしたい。
このことがあります。

それを実現するための方向性としては
二つの考え方があります。
(AA)miRNAそのものの構造安定性を高める
(AB)産生されるたんぱく質の構造安定性を高める
これらです。

(AA)miRNAの構造安定性
基本的にmiRNAの分解は両端から生じることが多いです。
より正確に言い換えれば、
miRNAの分解は一般的に3'末端および5'末端のいずれからも行われます。
その中でも
3'末端からの分解が特に多いとされています。
従って、
これらの分解を防ぐためには
末端構造を改変するか、
末端構造にキャップ構造を付加する。
そういった方向性が考えられます。

そもそも構造の安定性は何で決まるか？
当たり前ですが、
分解しやすい結合サイトが多く露出していれば、
その物質の分解圧が高まります。
基本的にこの「露出度」がありますから、
当然、3次元構造の内部ではなく表面から分解しやすく、
その表面積が多い端から分解することが多いです。
特にDNAやRNAは鎖構造となっているので
3次元構造が複雑なたんぱく質に比べて、
端からの分解圧が高いです。
だからこそ、
DNA、もっといえばクロマチン、染色体の端の
テロメアの構造安定性が重要になります。
ここがDNAの構造安定性の決定因子になるからです。
これは生物、人の根本的な老化に関わることです。

従って、miRNAの寿命、構造安定性を高めるためには
末端の構造の安定性を高めることが重要です。

どういった構造でキャップするのがいいか？
それを考えるためのヒントは、
すでに体の中にあって
寿命が長い物質の構造の特徴を考えることにあります。

例えば、細胞外マトリックスの一つである
「エラスチン」は寿命が何十年もある
構造安定性の高いたんぱく質です。

このエラスチンの構造の特徴は
疎水性、親水性の相互作用が複雑に作用して
高度に折りたたまれた3次元構造をとります。
この「折りたたまれる」ということは
言い換えれば、分解圧が高い結合サイトの多くを
「隠す」ことになるので、
それがエラスチンの構造安定性を支えているといえます。

従って、RNAの構造安定性を保証するためには
根本では酵素に対する分解圧が高い
結合サイトを減らすことということがありますが、
その結合サイトがあったとしても
その結合サイトの露出を減らすこと
それを実現するための折りたたみ構造があること。
これらを有する物質でキャップすることが挙げられます。
これを実現するために
具体的にどうしたらいいかを考えればいいことになります。

多分、こういった観点で考えた人は少数なので
はっきりしたことはわかっていませんが、
例えば、
Argonaute (AGO) タンパク質
PABP (Poly(A)-binding protein)
これらはRNA末端に結合性を持ち、
高度に折りたたまれた構造をもつたんぱく質である可能性があります。

タンパク質折りたたみ構造は
今、人工知能で予測することができます(6)。
このことは潜在的に
タンパク質の折りたたみを決める
重要な構造因子の抽出に貢献する可能性もあります。
それによって
人工的にRNA末端に結合性を持つ
非常に折りたたみ性の高いたんぱく質の設計図の生成。
これにも関与する可能性があります。
そうすると
非常に寿命の長いmiRNAを設計することができます。

この視点は、発明レベルかもしれません。
なぜなら、
染色体の端にこういった構造を人工的に結合させることが
あらゆる病気に関連する
その細胞の老化を止めることにつながる可能性があるからです。

ただし、これを考えるためには
なぜ、細胞分裂が生じるときに染色体の端の構造が変わりますか？
このことを問う必要性があります。

その一つの根本的な理由は
細胞分裂が生じたときに
DNA合成を新たに行うDNAポリメラーゼが
DNA複製を行う際に、
染色体の端に到達できず、完全に複製できないためです。

これは根本的なことですが、
細胞のDNAの端の構造の分解圧は
細胞分裂のときだけではなく、
生命活動をしていれば、常にあることです。

そうであるとするならば、
基本的な方針の一つとして
「その端の構造をできるだけ長く守りましょう。」
ということがあります。
その守るための構造において
DNAの端に結合性を有しながら、かつ
安定性の高いたんぱく質を人工的に設計することになります。
その設計図のために
AlphaFoldなどによるたんぱく質折りたたみ構造の予測。
これが役に立つことになります。
この人工的なたんぱく質を設計、研究するために
利用される資源を消費することに対する
リターンは余りあるほどです。

染色体の端にあるテロメアの先端に
特異的に任意のたんぱく質を結合させることは容易ではありません。
また、こうした結合が実現したとしても、
その結合によって
染色体、クロマチンの動的機序に影響を与えると
遺伝子発現の制御に重篤な影響を与えてしまうため、
生命活動の根幹のところでの副作用が生じます。
すでに
こうした保護作用は
必ずしも人ではなくても、
寿命の長い生物にはすでに存在するかもしれません。
そこからヒントを得ることもできます。
例えば、長寿命の哺乳類（例：人間、クジラ、ゾウ）には
シェルタリン複合体（Shelterin complex）という物質があります。
TRF1（Telomeric Repeat-binding Factor 1）
TRF2（Telomeric Repeat-binding Factor 2）
POT1（Protection of Telomeres 1）
TPP1（TIN2-Interacting Protein）
TIN2（TRF1-Interacting Nuclear Protein 2）
RAP1（Repressor/Activator Protein 1）
これらで構成されています。
このシャルタリン複合体はテロメア構造をコンパクト。
すなわち、高度に折りたたむことをします(51)。
やはり、私の想像通りです。
テロメアを保護する物質があることと、
その保護のためには「折りたたみ構造」が大切なことです。

まだ、あまり多くは研究されていないですが、。
多分、これを世界で初めて発見した人はノーベル賞を取ると思います。
このシャルタリン複合体を発明した人は
アメリカ、ニューヨーク
ロックフェラー大学の分子生物学者である
ティツィアナ・デ・ランジェ（Titia de Lange）博士です(53,54)。
彼女は、2000年代初頭に
テロメアの構造とその保護メカニズムに関する研究を行い、
シェルタリン複合体の存在を明らかにしました。
デ・ランジェ博士の研究により、
テロメアの末端がDNA損傷応答から守られている仕組みが解明され、
細胞老化やがん研究に大きな影響を与えました。
世界はその偉大な成果を見逃しません。
ティツィアナ・デ・ランジェ（Titia de Lange）博士は
2014年にガードナー国際賞を受賞されています。

老化がこの小児脳腫瘍を含めあらゆる疾患に関わっている。
その老化の重要な決定因子の一つは
染色体構造の変化、劣化ですから、
このティツィアナ・デ・ランジェ先生の発明は
世界の生命科学史、医療史に重要な痕跡を残します。
受賞されれば、数あるノーベル賞の中でも極めて重要なものになります。
ここに最高の敬意を表します。

喜ばしいことに、人にもあるし、
神経細胞、心筋細胞においては
このシャルタリン複合体を作用させることは極めて重要だからです。
なぜなら、これらの細胞は分裂しないからです。
分裂しないということはDNAの複製がないので、
同じ染色体構造を維持する必要があります。
そうすると、このシェルタリン複合体の重要性がさらに増します。
脳と心臓の寿命が延びること
あるいは脳と心臓の健康が維持されることは
人の体にとってどのようなインパクトがあるでしょうか？
循環器と神経は全身に影響を及ぼします。
両方とも体を連携して動かすうえでの司令塔だからです。
少なくとも一部の人の健康寿命は
脳と心臓の機能に律速している可能性もあります。
神経細胞と心筋細胞が
細胞分裂しないのは何らかの意味があると思われます。
逆に、この細胞の染色体構造を長期間劣化させずに維持することは
人の体の健康を考えるうえで本質的で
少なくとも無視できない因子である可能性があります。
まだ、シャルタリン複合体が
神経細胞、心筋細胞特異的にどのように機能しているか？
その研究は不足しています。
ただ、この研究を前に進める意義は非常に大きいです。

このシェルタリン複合体について
小児脳腫瘍の1次調査の中で
一度、時間をとって一つのテーマとして実施することに決定しました(52)。
なぜなら、脳腫瘍に罹患した子供の
脳と心臓の健康に関わるからです。
このテーマを追求するというのは小児脳腫瘍を含めて
全ての疾患、あるいは人の健康に波及する可能性すらあります。
その可能性は現時点では未知です。

今述べたように、この染色体の保護のコンセプトに対して
最も恩恵を受けるのは
おそらく神経細胞、心筋細胞です。
神経細胞、心筋細胞は容易に入れ替わらないし、分裂もしないからです。
基本的に寿命の長い神経細胞、心筋細胞なので、
その神経細胞、心筋細胞の染色体の端に
構造安定性の高いたんぱく質で
染色体の3次元構造を保護できれば、
脳神経と心臓の根本的な寿命、長寿命化に貢献できる可能性があります。

他に細胞分裂せずに長い期間、維持することが求められる細胞は
骨格筋細胞(筋線維)
視細胞（網膜の視覚受容細胞）
歯や眼の角膜の上皮細胞
これらが挙げられています(Open AI)。

脳、心臓、筋肉、眼。
小児脳腫瘍に罹患してしまった子供の
少なくともこの部位の健康を目指して、
miRNAの次のテーマとして記事を書くことになります。

少なくともRNAの寿命を長くするような取り組みは
当然、類似する長鎖構造を持つ
DNAの寿命を長くすることにつながります。
従って、
miRNAの治療よりも
もっと根本的で重要な細胞の老化に関わることです。
これを研究することは
miRNA治療よりも、
生物学、生命科学、薬学、医学、医療における
より重要な問題に探針を当てることになります。

特に東京大学病院を筆頭に
医療に携われている先生、医療に携われている方は
私のこのような発想、どこから来ると思われますか？
時折、ジョギング中などで考えていることです。

以前にも申し上げましたが、
物質の乱雑性、エントロピー。
その増大の法則には自然界は逆らうことができません。
人が一生を終えれば、土に帰ります。
それは、マテリアル、材料でみれば、
人を構成する主となる水素、酸素、窒素、炭素が
結合を解消して、分解することに他なりません。
土に帰るというのは
東京大学の名誉教授である養老先生が言われていることです。
何も特別なことではありません。
でも、配偶者など大切な人の死は悲しいことです。

日本の偉大で、尊敬できる、そして優しい
政治家である田中角栄先生は、
「結婚式より、葬式に行け。」
と言われています。
皆様は、それをどのように解釈されるでしょうか？

結婚式はだれしも笑顔になれる
華々しい舞台であり、幸せの象徴でもあります。
日本を代表する男性グループである
嵐の「One Love」は
そうした結婚式の幸せを象徴する歌です。
大切な友人の結婚式には誰しも出席したいし、
そこで無条件に幸せな気持ちになります。

しかし、田中先生は、なぜ、そのような
結婚式ではなく
誰しも悲しい、不幸な気持ちになる葬式に
優先して出席しろと言われるのでしょうか？

私の特に父親は
先祖の墓石、墓を誰よりも大切にします。
母親も墓参りを大切にします。
毎年、お彼岸になれば、お花をお墓を手向けます。
こうした習慣がある日本人は多くいると思います。

私がなぜ、こうした活動ができるか？
それは少なくとも
そうした父親、母親の遺伝子を受け継いでいるからです。
当然、大切な人の死を悲しむ気持ちは
大切な人の結婚を喜ぶ気持ちを超えるものです。
しかし、これは多くの方が持つ普通の感覚かもしれません。

田中角栄先生は、葬式に優先的に出席する際。
「それが票になる」と果たして思われていたでしょうか？
私はそうではないと思います。
それをあえて言葉にされて大切なこととして伝えられる。
田中先生の本当の優しさから来るものだ。
このように拝察します。

墓石。これは人の寿命。120年で土に帰っては困るものです。
喉ぼとけのお骨を何代にもわたり、
墓石の下に納骨して、
何千年も劣化することなく
持続的に存在していてもらわないといけない存在です。

私は人の体の健康を考えたとき、
こうした墓石のマテリアル、材料としての
安定性を頭に置くことがあります。
なぜなら、
人の体はマテリアル、材料であるに変わりないからです。
ただ、それを構成する材料が
不安定な水素、酸素、窒素、炭素でできているということです。
まさに、この感覚が、私が材料に関わる
結晶成長を専門としていたため一般の人と異なります。

人の健康、長寿命化を考えるときには
材料としての持続性、劣化を考えることが
私の中では一つの骨子です。
すなわち、特に重要な染色体の構造の持続性を考えます。
こうした発想は
東大病院に勤められる先生、医療スタッフにはないかもしれません。
それは私とバックグラウンド、背景が大きく違うからです。
でも、先生方には
私にはない考え方がきっとおありです。
例えば、小児科で勤務されている医師、医療スタッフは
子供の死に普通の人よりも日常的に直面します。
こうした経験は少なくとも私にはありません。

墓石は人を構成する材料よりも
ずっと安定で持続可能です。
でも、その安定性に人の健康寿命のヒントがきっとあります。
例えば、材料の構造持続性を決める
共通の条件というものがあれば、
そうした概念を染色体構造の改変、保護のため
利用できる可能性もあります。

今日の記事を医療の部屋で上梓する前後に、
こうしたことを強く考えました。
医療を志している方、それに従事されている方。
それとは明らかに異なる
経歴を持った私だから考えられることです。

自分より若い子供の死ほど悲しいことはありません。
それはどのような最高の幸せの結婚でも埋め合わすことはできません。
だからこそ、
若い子供を救うこと。
その子供の後遺症を軽減し、普通の幸せを保証すること。

上述した価値観と照らし合わせれば、
その重要性は高まります。
もちろん、もともと子供が好きである。
このことも私の中では付加されます。

そういった理由を含み
私は自分の資産の増減に関係なく
自分の(主に知的)資源を無料で
日本、世界の医療に従事される先生方に提供しています。
先生方が子供を直接的に救う力を有しているからです。
少なくとも私は医師免許を有していません。

小児脳腫瘍は、発症年齢が若ければ、若いほど
重い後遺症を背負うリスクがあがります。
何らかの後遺症がある人は
良性も含めて小児脳腫瘍既往歴のある
患者さん(お子さん)のうち9割を占めるという統計もあります。

私が提案してきた医療技術との親和性を含めて
小児脳腫瘍の患者さんを救い、
治療後の生活の質を上げることに
私の資源を集中することに変更はありません。
少なくとも今のところ
それよりも私にとって大切なことが見当たりません。

私はこの記事では、老化のことには詳しく触れず、
小児脳腫瘍のmiRNA治療について書きます。

(AB)産生されるたんぱく質の構造安定性を高める
産生されるたんぱく質の構造安定性を高める場合においても
RNA、DNAを守るための戦略と基本的には
3次元構造的には同じです。
すなわち、分解圧の高い両端に
高度に折りたたまれた付加的な物質を結合させることです。

ただ、たんぱく質の場合には核酸にはないメリットがあります。
それは、たんぱく質の場合には
そのもととなるmRNAさえわかれば、
それをリボソーム合成の自然なプロセスでリンクさせることができることです。
例えば、
構造安定性の高いエラスチン(その構造の一部)を
自然な産生プロセスの中で任意に
タンパク質の両端にタンデムに結合させることが可能です。


<miRNA治療の利点:細胞腫特異的薬物送達システム>
miRNA治療は脳神経系の細胞腫特異的薬物送達システムと
非常に相性のよい治療方法です。

脳神経系では血液脳関門があるため、
基本的にびまん性を持つ柔組織、時には深部に浸潤した
腫瘍組織、癌細胞に薬物を有効に送達するには障壁があります(25)。
そのためには
薬物や薬物送達媒体をトランスサイトーシスさせる必要があります(24)。

トランスサイトーシス活性を有する薬物送達媒体は
エクソソームであり、
特に血液脳関門、内皮細胞にある小窩に進入できる
大きさ、すなわち径の小さいエクソソームが有効です。

その径の小さなエクソソームに内包できる分子量は制限されます。
miRNAはエクソソームに内包できる核酸で、
かつ、もともとエクソソーム内に自然に内包される核酸です。
従って、
エクソソームに入れる薬剤としては
極めて自然な、相性の良い物質です。

また、エクソソームは表面を装飾することによって
脳神経系内でも病変部位に特異的に送達させることが
できる可能性があります(25)。

小児脳腫瘍に罹患したお子さんは
度々、成長ホルモン、性ホルモンを含めた
ホルモンの異常を呈します(26)。
それは視床下部の異常によるものですが、
その根本的な理由は
視床下部が脳の部位としては
ホルモンを産生、拡散させる必要があることから
脳神経の中でとりわけ物質を取り込みやすい性質があります(27)。

薬物は脳に運ばれやすいですから(25)、
特に脳神経系の癌細胞を標的とした薬物は
視床下部に重篤な障害を与える危険性を有します。
もともと
視床下部に腫瘍組織ができた場合を除いても
子供のホルモン系に異常が生じやすいのは
こうした自然な体の形質、特徴によるものである可能性があるため、
特に脳腫瘍の治療では
視床下部を守ることが非常に大切になります。

他には過体重(肥満)、低受胎、運動障害は
中枢神経系の治療の後、後遺症となりやすい障害です(26:Table 2)。
これらは全て、視床下部の不全と関係性が深い症状です。
臨床症状からの間接的な証拠となりますが、
もし、中枢神経系の腫瘍の1次治療において
視床下部の保護を実現しながら
腫瘍を取り除くことができたら
一般的に示されれる後遺症の程度は軽くなるかもしれません。
これを少なくとも確認することは
(証明されたら、実現することは)
生存したお子さんの将来に関わることなので
非常に重要です。

そのためには薬物の送達の特異性を上げ
視床下部にできるだけ届かないようにすることと
視床下部の神経系の細胞に薬物が送達されたとしても
細胞の機能に障害を与えない薬物が必要です。

その両方を兼ね備える治療システムが
エクソソームを使った
脳神経系細胞腫特異的薬物送達システム(25,28)による
miRNA治療です。

細胞腫特異的薬物送達システムは
細胞腫まで解像度を上げた薬物送達システムです位から
それが機能すれば、
当然、病変部位以外の視床下部に
薬物が届く確率が低下します。

さらにmiRNAの多くは自然な物質、核酸であり、
供給されるmiRNAは多くは抗癌性のあるmiRNAで
正常細胞に必要なたんぱく質の産生を促すものです。
例えば、
グローバルな癌抑制たんぱく質であるTP53の発現を促す
miRNAが誤って通常細胞に送達された場合、
細胞死を誘導するかはまだはっきりわかっていません。

しかし、上方制御されることで細胞死を誘導し、
多くの神経系の正常細胞を細胞死させて、
その神経系、特に視床下部の機能を損ねてしまう
可能性も現時点では否定できません。

ただ、miRNAの中には染色体、クロマチンの3次元構造を守るものもあり
これであれば、多少、上方制御されても
通常細胞で細胞の機能異常につながるかはわかりません。
従って、miRNAが与える細胞の機能をよく考慮して
視床下部などの通常の脳組織に送達されたときの
副作用をよく考慮して、薬物送達させるmiRNAを選定する必要があります。

従って、癌細胞特異的な薬物送達システムの確立(25,28)。
これが非常に大切になります。


<miRNA治療の複雑性>
腫瘍組織は、周りの正常細胞を
段階的に癌化させていき、組織を大きくしていく。
このように考えられます(34:Fig 1)。
このような癌の成長を考えると、
癌化前段階で、癌化を予防する介入と
癌細胞を細胞死させて、組織を縮小させるアプローチは
厳密には異なります。
例えば、癌化前の癌化を予防すべき細胞では
DNAの修復能力を低下させないことが大切ですが、
癌化後の癌細胞では
DNAの修復能力を低下させたほうが
結果、薬物に対する効果が高まる場合もあります。
すなわち
癌化前の細胞に癌化を抑制するために送達させるmiRNAと
癌細胞に細胞死を誘導させるために送達させるmiRNAは
異なる場合が多いと考えられます。

WHOの脳腫瘍の分類では
それぞれの脳腫瘍のサブタイプに典型的な遺伝子変異が示されています。
例えば、その遺伝子変異においてloss-of-function
すなわちその遺伝子変異によって
そのタンパク質の発現が過少になっている場合でも
そのタンパク質の量を正常化させることがよいかどうかは
癌化前の癌リスク遺伝子変異がある正常細胞と
癌化後の癌リスク遺伝子変異がある癌細胞では
状況が異なる可能性もあります。

従って、miRNAによる介入を行うときには
癌化前の癌リスク遺伝子変異がある正常細胞と
癌化後の癌リスク遺伝子変異がある癌細胞において
それぞれの細胞に対する
各miRNAの効果の確認が
少なくとも試験管で必要なこと。
あるいは過去の文献により証拠があること。
少なくともそのサブタイプの癌細胞において
その癌細胞で細胞死を誘導するかどうかが
試験管実験で確認されている。
あるいは、過去の文献で十分な証拠がある。
このことを満たす必要性があります。

こういった視点は、miRNAに限らず
全ての癌治療で当てはまることです。
だからこそ、それぞれの薬剤を投与したとき、
実際に癌が縮小するかどうかが多くの場合、確認されます。

他方で、見方を変えれば、
癌細胞に内分泌的、癌微小環境的、細胞接続的に
癌化のストレスを受けやすい
癌化前の(腫瘍組織近くの)正常細胞の
癌化を抑制する予防的な治療と
癌化した後の癌細胞を
死滅させる治療の両立を考えることもできます。
予防的な治療が癌増殖を促すような干渉がなければ、
こうした並列的な治療が考えられます。


<共通的な治療戦略:潜在的なmiRNA治療の課題>
非常にシンプルな考え方ですが、
ごく一部の小児が罹患する可能性がある
高い進行性、すなわち細胞数が短期間で一気に増える
癌細胞、それによる腫瘍組織を消滅させるためには
癌細胞の多くを細胞死(アポトーシス、ネクローシス、フェロトーシス)。
これらを効率的に実現する必要があります。
基本的な抗がん剤もこのように
いかに、効果的に、強く細胞を細胞死させるか？
このことがあると思います。
ただ、一部の抗がん剤は
通常細胞の機能も傷害し、細胞死させてしまうため
副作用が出るということだと思われます。

miRNA治療でも抗がん剤と同じように
細胞死を促す機能を持つ種類のものを選べば、
癌細胞を死滅できる可能性があります。
これは、小児脳腫瘍のサブタイプによらず
ある程度、共通的に有効な治療戦略である可能性があります。

例えば
miR-34aはp53に関連し
抗アポトーシスタンパク（BCL2やSIRT1など）を抑制するので
癌細胞でも、通常細胞でも細胞死を誘導する可能性があります。
他、この抗アポトーシスタンパクを抑制するのは
miR-15a/16です。

すでにBCL抑制剤は提案されていますが(43)、
一部のBCL2が亢進している白血病などを除き(44)、
広く癌治療において成功しているわけではない。
という認識です。

当然、アポトーシスはBCL2やSIRT1が抑えられたら
自動的に細胞死するものではありません。
ミトコンドリアからアポトーシスシグナルが出たときの
ブレーキ役として機能するのにとどまります(43:Figure 1)。
従って、
少なくともBCL2、SIRT1を抑えたとしても
それで100%細胞死するわけではありません。
例えば、ミトコンドリアそのものに異常があれば、
当然、抗アポトーシス機能を持つたんぱく質である
BCL2やSIRT1とは別の因子で
アポトーシス経路に異常が出ることも考えられます(45)。

癌細胞は一つの経路だけが不全になっているケースだけではなく
細胞全体の機能が異常になっているケースもあるし、
一つの経路でも、複数の物質が関与し、
複数の物質の異常によって
正常な経路が働きにくくなっているケースもあります。

例えば、悪性度の高い小児脳腫瘍では
増殖や細胞死に関わる機能不全は、大きく以下の3種類に分類されることが多い。
このようにいわれています。

(Ab-C1)細胞増殖シグナル経路の異常
RAS/RAF/MEK/ERK経路
PI3K/AKT/mTOR経路

(Ab-C2)細胞周期調節およびDNA修復の異常
細胞周期の制御やDNA損傷の修復に関与する遺伝子異常（例：TP53、RB1、ATRXなど）

(Ab-C3)アポトーシス（細胞死）制御の異常
CL-2やMCL-1などの抗アポトーシス因子の過剰発現
アポトーシス経路の抑制

そうすると、進行性の高い癌細胞をほぼ100%細胞死させるような物質は
強制的に細胞の機能、結合性を破壊するような薬剤でないと
その条件を満たさないと考えることもできます。
例えば、
細胞内に入ったら、化学的に細胞核を破壊するような物質です。
でも、そのような強い薬剤は通常細胞も強く障害します。
このような強制的な物質は
体の中に存在しては生命活動において脅威となるので
そういう物質はないか、
あったとしてもその物質に対する
様々な補償的な防御機能があるはずです。

ましてや通常細胞には影響を与えないけど、
癌細胞にだけ細胞死ストレスを与えるような薬剤、
あるいはmiRNAは
当然、毒性としては弱くなりますから
その抗がん効果はマイルド、緩やかになると考えて自然です。

このようなマイルドな効き目では
高い進行性を持つ癌細胞では
その成長軌道を、縮小軌道に修正するような
十分に高い抗がん作用を期待するのに無理が生じます。

だからこそ、免疫チェックポイント阻害薬のような
体の自然な免疫機能を生かす治療を癌治療に適用する時には
その免疫チェックポイント阻害薬単独では間に合わず、
多くの場合、強い細胞毒性のある化学治療薬と
合わせて投与されることが一般的です(46)。

高悪性度の小児脳腫瘍、癌では
それだけ、ある種(不運な)奇跡的な条件がそろって
そのように子どもの体を蝕んでいるわけです。
それを通常細胞には障害しないで、
癌細胞だけに障害するということは困難を極めます。
癌細胞を細胞死、あるいは腫瘍組織を分解する
もっとミクロには癌細胞を構成する重要な分子を分解する。
それを極めて高い速度と確率でする。
これを実現するとなると
どうしても体の中にはない人工的な毒物で
強制的に分解することが最も合理的な戦略となります。

ゆえに
脳神経系細胞腫特異的薬物送達システム(25,28)。
これの実現が大切になります。
これはエクソソームに限らず、
合成ナノ粒子(25)でも求められます。
エクソソーム、miRNA治療では
ひょっとすると無理かもしれません。
極めて毒性の高い薬物を
癌細胞により多く、特異的に送達することは
基本的には極めて合理的な考え方です。
治療のベースに関わります。

体の中にある自然な物質、
あるいは体に優しい物質は
確かに聞こえはいいですが、
悪性度の高い、子供の命を脅かす細胞、物質を
強制的にシャットアウトするためには
そういった物質では潜在的に難しく、
毒をもって毒を制す「解毒をするのに他の毒を用いる」。
(Fight fire with fire)
これでいかないと太刀打ちできないかもしれません。
少なくとも今までの臨床試験(46)を素直に解釈したときには
従来の比較的細胞毒性の強い化学治療薬が使われ、
新規の薬剤はアドジュバント(補助療法的、付加療法的)に
使われていることが多いことから
悪性度の高い癌だけを標的にするような薬剤に
まだ、完全に治療をゆだねることはできない
ということはあると思います。

少なくとも患者さんの副作用を管理しながら
薬物治療していくときには
細胞腫送達効率を上げることと
薬効の選択性を上げること
さらにその薬効の選択性を複数にすることなど
複数のアプローチで積み上げていく必要があります。
そうすると
従来の毒性の強い薬剤に依存する割合を減らすことが
できる可能性があります。

上述したことは
「毒性がある」「毒性がない」
「細胞死する」「細胞死しない」
「治癒しない」「治癒する」
といった二分的な考え方ではなく、
あらゆる面において統計的な考え方に基づきます。

悪性度の高いがんに罹患したお子さんの体の中は
すべて毒物で支配されているわけではありません。
この年齢で命を落とすということは
人の寿命から考えて、不自然なことなので、
治療に対して、味方してくれるシステム、物質は
体の中に多く、そして強く存在します。
お子さんの中にある
免疫細胞やその他、多くの通常細胞が味方してくれます。
そういった味方と協力しながら
治療戦略を考えていくことになります。
これは生物学的な協力に限らず、
医療、社会的な協力関係にも敷衍して当てはめることができます。
人の想いが治癒に貢献する部分は
特にお子さん、人の治療に関しては
心理的な部分も含めてあると思われるからです。

それにしても、
世界で小児脳腫瘍でなくなる子供をゼロにする。
9割の人が抱える後遺症のほとんどを撲滅する。
この目標ははっきりいって異常です。
200年、300年はかかるでしょう。
少なくとも私の残りの生涯で実現できるものではありません。
ただ、こうした思いが
生物学的な事と独立して
医療に貢献する可能性を考慮すると
このような統計学的に異常な目標に
一定の意義を見出すことができます。


<びまん性脳幹神経膠腫>
(Diffuse midline glioma, H3 K27 altered, CNS WHO grade 4)

この脳腫瘍は小児脳腫瘍の中でも特に悪性度が高く
びまん性なので治療も困難で、死亡率の高いものなので
小児脳腫瘍の治療を改善する中で
最重要の疾患の一つです。
このびまん性脳幹神経膠腫の85%はH3K27M変異があるといわれています。
具体的にはH3K27Mの発現量が弱まるLoss of function mutationです。
従って、
H3K27Mの発現量を上方制御、亢進させることが
一つの根本的な治療となりうります。
しかしながら、
今のところ、このH3K27Mの発現に直接的に関わるmiRNAはわかっていません。

ただし、H3K27Mの変異は
CDK6、MMPs、IL6、SOX2、Nestin
これらの小児脳腫瘍の癌化に関わる機能と関わります。
これらの経路に対して
関与するmiRNAは明らかなものがあります。

miR-30a-5p
これはCDK6に関わり、上皮間葉転換に関わります(7)。
これが減少すると間葉形質を獲得しやすく
この発現が間葉形質への転換を阻害します。
「びまん性(Diffuse)」とは
癌の間葉形質の獲得とも定義できるので、
このmiR-30a-5pの発現量を上げることで
癌細胞のDiffusivity(拡散性)への獲得。
これを抑えられることに関わる可能性があります。

これはびまん性小児脳腫瘍の根本的な治療にかかわるものです。

そのほかにも、
例えば、miRs-200 family(miRs-200a, -200b, -200c -429, and -141,)
これらは上皮形質を維持し、
間葉形質への転換を抑えるものです(8)。

もう一つ重要なのが
小児脳腫瘍では未分化、幹細胞の神経細胞が癌化するので
癌になる前に、細胞の分化を促すことが重要です。

NTera-2細胞株は多能性を持つ細胞株として利用されます(9)。
このNTera-2細胞株のmiRNAが包括的に報告されています(10)。
この細胞株で下方制御されているmiRNAの量を上げれば、
細胞の分化を促すことができる可能性があります。
少なくともそうなるかどうかを調べるための候補となります。
それが以下です(下方制御程度が高い順)(10:Figure 2B)。

miR-1251 miR-278 miR-624 miR-181a-2
miR-522 miR-653 miR-577 miR-31
miR-226 miR-1197 miR-135a miR-372
miR-181a miR-372 miR-181a miR-35b
miR-31 miR-135b miR-7 miR-504
miR-222 miR-193a-5p miR-126 miR-22
miR-589 miR-124 miR-487 miR-1180
miR-320b miR-100 miR-3245p miR-455
、、、
そのうち以下のmiRNAは実際に分化を促進することが知られています。

miR-1251: 
このmiRNAは、造血幹細胞や筋分化において
分化を促進する役割があることが示されています。

miR-181a-2: 
神経細胞や免疫細胞の分化調節に関与しており、
造血幹細胞やT細胞の発達にも影響を与えることが知られています。

miR-135b: 
神経前駆細胞の分化を促進する役割があり、
さまざまな文脈で分化を促すことが示されています。

miR-126: 
血管発生や内皮細胞の分化に関与しており、
前駆細胞から内皮細胞への分化を促進します。

miR-222: 
一部の文脈において内皮細胞や血管平滑筋細胞の分化を
促進することが示されています。

miR-22: 
造血幹細胞や間葉系幹細胞の分化調節に関与している
ことが知られています。

miR-504: 
まだあまり研究が進んでいませんが、
筋芽細胞の分化を促進する可能性があることが示唆されています。

miR-126: 
血管分化を促進する役割があり、
内皮細胞の挙動の調節に関与しています。

従って、特にmiR-181a-2とmiR-135bは
神経細胞の分化に関わるため、
未分化の小児脳腫瘍の癌細胞において
下方制御されている可能性があります。
実際にmiR-181aは
神経膠腫幹細胞の形成を抑制することが知られており、
予後の良化に関わるため(11)、候補となるmiRNAです。
miR-135bも同様です(12)。

miR-449aも細胞の分化に関わり、
神経芽細胞腫において癌抑制効果があると報告されています(39)。

細胞の分化に関して、
platelet-derived growth factor A (PDGF）と
この受容体PDGFRA。
この信号経路が神経幹細胞で強化されると
乏突起膠細胞への成熟が阻害されるとあります(15)。
この経路がびまん性脳幹神経膠腫で高まっていることがあることが
遺伝子的形質として示されています(16)。

上述したように幹細胞の癌化を誘導するH3F3A変異の影響が
もし、成熟細胞で少なくなるとすると、
こうした神経幹細胞の成熟が阻害されているのであれば、
それの阻害を解消することによって、
幹細胞の時間を短くして、あるいは減らして、
幹細胞の癌化の機会を奪うという治療戦略も見えるし、
そうすることで
お子さんの橋の適正な神経系の発達を促すことにもつながります。

従って、神経幹細胞の未分化の癌においては
ある程度、共通的に当てはまる治療戦略として、
癌細胞自身を細胞死させて減少させることと
一部、存在する癌化する前の幹細胞の分化の阻害を抑制する。
そうして分化を促すことで
癌化の機会を奪うことと、適正な成長の両立を
手助けすることにつながる可能性があります。

例えば、PDGFRA発現を抑制する
神経幹細胞の分化を促進するmiRNAは
miR-140-5p
これが少なくとも挙げられています(17)。
また、PDGFRA発現が高まっている細胞は肺のケースですが
miR-23b cluster and miR-125a-5p
これらが下方制御されていることが示されています(18)。
従って、
これらのmiRNAは神経細胞の未分化の癌化を抑制、
あるいは/かつ、神経細胞の分化、成熟を促すうえで
エクソソームによる補充の候補となるmiRNAです。


miR-204-5pは高悪性度びまん性脳幹神経膠腫で
85%でみられるH3K27M変異と関連が深い
Nestinと関わり、
これが上方制御されると
細胞増殖を抑制、アポトーシスを誘導します(13)。
ただし、小児脳腫瘍の癌細胞との関連は明らかではありません。

miR-125bは再生能力に関わるNestinを
下方制御している可能性があります(14:Figure 1)。
これは神経細胞の分化に関わります。
従って、miR-125bも候補となるmiRNAです。


他の小児脳腫瘍のサブタイプについても当てはまるかもしれないですが、
脳腫瘍では細胞外マトリックスであるテナスシンCの発現が
上方制御、亢進されているケースがあります。

テナスシンCが神経系においてどの細胞種から放出されるか？
星状膠細胞やマイクログリアといわれますが、
マイクログリアと機能として類似する
マクロファージのケースでは
miRNA-494の上方制御によってテナスシンCが抑制されます(19)。
神経膠腫では星状膠細胞などが癌化することもありますが、
この癌細胞にmiRNA-494を送達させることで
テナスシンCの発現の抑制に貢献するかもしれません。
テナスシンCは星形の形をしており、
高分子量になれば、特に癌細胞の足場として
移動性に貢献すると考えられるため、
その発現を抑えることで、
小児脳腫瘍の癌細胞のびまん性を低下させることができる可能性があります。


遺伝子変異といっても、
その変異はgain-of-function, loss-of-function
あるいはMissense mutationなどいくつか種類があります。
ナンセンス変異やフレームシフト変異では
タンパク質が完全に欠失する場合もあります。
その場合、miRNAでそのタンパク質の発現を上げようと思っても、
そもそもたんぱく質を発現させるためのmRNAがありませんから
タンパク質そのものを生み出すことはできません。
あくまで、程度を調整するものであり、
部分的な発現低下、発現増強を
mRNAの量そのものによる発現量と別の因子として調整するものです。

TP53はがん抑制遺伝子であり、
高悪性度のびまん性脳幹神経膠腫においても
高頻度のH3K27M変異だけでは多くの場合、癌化せず、
がん抑制遺伝子であるTP53の変異もセカンドイベントとして
有している場合に癌化の確率が上がります。

上述したようにTP53のたんぱく質発現が
完全に失われるか、それが部分的かどうかという問題があり、
それは一つ一つの癌化前の細胞、癌化細胞、
それぞれで異なる可能性があります。
しかし、ベースラインとして
TP53の発現を助けるmiRNAを送達させると
一部の癌細胞では十分に機能しない可能性がありますが、
他の一部の癌細胞ではTP53たんぱく質の産生を助け、
癌化を未然に防いだり、
癌化した後の癌細胞の一部を細胞死させることができる可能性があります。

DNAがダメージを受けたときに
クロマチンアクセシビリティーなどが変わり、
TP53の発現が高まると考えられます(20)。
逆にこういうダメージが続くと
その機会にTP53へのアクセス性が高まりますから
構造的な変化、すなわち変異の確率が上がり、
その発現機能が少なくとも一部失われ、
場合によっては癌化することが考えられます。
こうしたTP53の発現は
DNAとプライマーmRNAの産生だけではなく、
タンパク質の翻訳までにmiRNAが関与する機会があり、
産生を助けるmiRNAがあれば、
高い確率でプライマーmRNAを成熟mRNA
さらにはたんぱく質翻訳までつなげることができます。
TP53に対して、
こうした発現のための補助的な働きがあるmiRNAは
miR-16-1, miR-143 and miR-145である可能性があります(21)。

TP53は癌においてグローバルな癌抑制遺伝子であるため
こうしたmiRNAは単に小児脳腫瘍だけではなく
様々な癌腫において癌抑制のための重要なmiRNAの可能性があります。
実際に
miR-143 and miR-145はユニバーサルな抗癌性のmiRNAである
ということが総括されています(22)。

TP53の変異は小児脳腫瘍において
高悪性度の癌腫において、
高い確率で一つの必要条件となっている可能性があります。
従って、
miR-16-1, miR-143 and miR-145。
これらは、特に高悪性度で、進行の速い癌においては
遺伝子的な検査を待つことなく、
ベースのmiRNAとして薬剤の候補として含めていいmiRNAである。
このように考えていいかもしれません。


<びまん性半球神経膠腫>
(Diffuse hemispheric glioma H3 G34 mutant, CNS WHO grade 4）

TP53の変異が88%の患者さんでみられます。
従って、
miR-16-1, miR-143 and miR-145。
これらのmiRNAによって
TP53たんぱく質の発現を補助する。
これらmiRNA治療の一つの有力な候補です。

また、びまん性であるため上皮間葉転換を抑える
miR-30a-5p
miRs-200 family(miRs-200a, -200b, -200c -429, and -141,)
これらのmiRNAも選択肢の一つとなります。

他にはATRX変異が93%です。
ATRXはTP53と同様にDNAダメージに反応する遺伝子で
クロマチン構造不安定性(Chromatin instability)を抑制する
代表的な遺伝子です(23)。
このATRXの機能が抑制されると
正常な細胞の機能において重要な
様々なタンパク質産生の元となる遺伝子の構造が崩れる可能性があり
雪崩的に癌化を誘導してしまう可能性があります。
従って、
ただし、ATRXの過剰発現は
miR-1269aによる癌アポトーシス機能を阻害することが示されています(29)。
ただし、びまん性半球神経膠腫での
ATRXの変異は多く場合、loss-of-functionなので(30)、
どちらかというと過剰発現のリスクを考えるよりも
ATRXの発現を補助する医療介入が必要となります。

しかし、ATRXの発現を補助するmiRNAはよくわかっていません。
実際に遺伝子3次元構造の保護に
直接的に関わっているかどうかはわかりませんが、
DNAダメージの上昇を抑えるたんぱく質の発現を低下させる
過剰発現が問題となるmiRNAについては総括されています(31:Fugure 3)
例えば、
miR-223-3p
miR-222
miR-22
miR-138
miR-214
miR-146
miR-205-5p
これらの過剰発現はDNAダメージを促す可能性があります。


MGMT promoter methylationが70%でみられます。
このプロモーターメチル化は
MGMTの発現機能を弱わめます。
このMGMTは遺伝子修復に関わるたんぱく質です。
このMGMTは遺伝子を修復する働きがあり、
むしろこの働きが弱まっているほど、
癌細胞の遺伝子修復の能力が高まるため、
MGMTの翻訳能力を低下させるほうが予後がよくなります。
悪性度の高い脳腫瘍の治療に用いられる
テモゾロミドはDNAの複製を阻害する薬理をもちます。
このテモゾロミドによって治療を行う際
患者さんのMGMTの翻訳能力が
弱まっているほうが予後がよくなります(32)。

miR-142-3p
miR-181d
miR-370-3p
miR-648
miR-767-3p
これらはMGMT翻訳の下方制御と関連するかもしれない
癌抑制性をもつmiRNAの候補です(33:Table 3)。


<小児タイプびまん性高悪性度神経膠腫>
(Paediatric-type diffuse high-grade glioma, H3 wild type and IDH wild type, CNS WHO grade 4)

このサブタイプの神経膠腫では
RTK経路に活性化、
EGFR（上皮成長因子受容体）の変異や過剰発現が特徴です。
このEGFRの発現を適正に制御するのがmiR-7です(35)。
このmiR-7は一般的に癌抑制性を持つといわれています(36)。
他にはmiR-143、miR-145が挙げられます(37)。

miR-34aはこのサブタイプで過剰発現がみられるMYCNに関与し
アポトーシス活性を上げて、DNAの合成を抑制し、
細胞増殖を低下させます(38)。

びまん性なので上述した上皮間葉転換を抑える
miRNAは有効かもしれません。


<びまん性星細胞腫>
(Diffuse astrocytoma, MYB or MYBL1 altered, CNS WHO grade 1)

びまん性なので、上述した上皮間葉転換を抑える
miRNAは有効かもしれません。

miR-29 and miR-30はMYBと関与し
DNAの合成の抑制、細胞の増殖抑制など抗がん性を持つmiRNAです(40)。
従って、MYBに変異がある
びまん性星細胞腫の抗がんmiRNAとして有効かもしれません。

MicroRNA-193b-3pもMYBに関与する癌抑制性を持つmiRNAです(41)。


<血管中心性神経膠腫>
(Angiocentric glioma, CNS WHO grade 1）

これもMYB変異があるので
上述したMYBに関与する癌抑制性miRNA。
(miR-29 miR-30 miR-193b-3p)
これらが候補です。


<若年性多形低悪性度神経上皮腫>
Polymorphous low-grade neuroepithelial tumour of the young (PLNTY)

びまん性なので、上述した上皮間葉転換を抑える
miRNAは有効かもしれません。

MAPK経路の活性化がみられるため、
細胞の増殖、分化、プログラム細胞死、ストレス応答、
遺伝子健全性、代謝など様々な機能に異常が出ます。
このMAPK経路の異常は
小児の中枢神経系の癌だけではなく
他の癌にも広くみられる遺伝子的特徴です。

miR-7はPI3K/ATK and Raf/MEK/ERK経路に干渉し
膠芽細胞腫の成長を阻害するという報告があります(42)。

miR-15a-5pは癌抑制として働くmiRNAです。
エルドハイム・チェスター病(Erdheim–Chester disease (ECD)）。
これは血液腫瘍に分類されます。
これに罹患した患者さんではBRAF^V600E変異が特徴的で
miR-15a-5pが下方制御されていたことが示されています(47)。
BRAF変異はMAPK経路におけるRAFキナーゼであるため、
WHOが定義するこの腫瘍の遺伝子的特徴が
このMAPK経路と関連しています。

miR-9-5pはBRAF mRNA 3’UTRに結合し、
BRAFの転写、翻訳を抑制します(48)。

miR-34aはPDGFR-β/Ras-MAPK信号経路を抑制します(49)。
PDGFR-βは血管形成に関わるタンパク質であるため、
腫瘍組織の血管形成を抑える働きも期待できます(50)。

miR-143はN-RAS、PI3K/AKT, MAPK/ERK。
これらを抑制します。
核内に移行すると、
がん細胞の生存や増殖、血管新生、浸潤能力。
これらの促進に関わる遺伝子を活性化する
p65の癌細胞内での蓄積を弱めます(55)。


<びまん性低悪性度神経膠腫>
(Diffuse low-grade glioma, MAPK pathway altered)

びまん性なので上皮間葉転換を抑えるmiRNAが選択しです。
miR-30a-5p、miRs-200 family(miRs-200a, -200b, -200c -429, and -141,)
これらが選択肢です。

MAPK経路改変なので
miR-7、miR-15a-5p、miR-9-5p、miR-34a、miR-143
これらなどのmiRNAが選択肢です。


<毛様星状細胞腫>
(Pilocytic astrocytoma, CNS WHO grade 1)

MAPK経路改変なので
miR-7、miR-15a-5p、miR-9-5p、miR-34a、miR-143
これらなどのmiRNAが選択肢です。


<多形性黄色星状細胞腫>
(Pleomorphic xanthoastrocytoma, CNS WHO grade 2 or 3)

MAPK経路改変なので
miR-7、miR-15a-5p、miR-9-5p、miR-34a、miR-143
これらなどのmiRNAが選択肢です。


<弦状神経膠腫>
(Chordoid glioma, CNS WHO grade 2)

PRKCA^D463H変異
（PRKCAはプロテインキナーゼCアルファ）を正常化する、
つまりその異常な発現や機能を抑制するmiRNAは、
現時点で明確に同定されているものはありませんが、
プロテインキナーゼCアルファ（PKCα）を標的とする
miRNAは報告されています。
例えば、
プロテインキナーゼCアルファ発現量と逆相関がある
miRNAはmiR-15aです(56)。


<高悪性度毛様星状細胞腫>
(High-grade astrocytoma with piloid features グレード:未指定)

MAPK経路改変なので
miR-7、miR-15a-5p、miR-9-5p、miR-34a、miR-143
これらなどのmiRNAが選択肢です。

ATRXはヒストン、DNAに結合し、
神経膠腫の形質に関わる
Gna13、Gfap、Id3、Stat3遺伝子のアクセシビリティーを上げ
その発現量を亢進させる働きがあるかもしれません(57:Fig.9)。

下流側の介入になりますが、
上昇したGna13の制御に関わるのがmiR-31です(58)。

Stat3はmiR-124が抑制するかもしれません(59)。


<室周巨大細胞星状細胞腫>
(Subependymal giant cell astrocytoma, CNS WHO grade 1）

TSC1、TSC2は癌抑制性持つたんぱく質なので(60)、
この細胞腫でみられるこのたんぱく質コード遺伝子の変異は
機能喪失変異であると推定されます。

TSC1,TSC2を直接的に発現上昇させるmiRNAは不明ですが、
これらの非活性化はmTORC1経路を活性化させます(61)。

一般的に上述した癌抑制性のmiRNAは
mTOR経路を抑制する可能性があります(62)。

miR-107はmTORC1経路を抑制します(63)。


<アストロブラストーマ>
(Astroblastoma, MN1 altered グレード：未指定)

急性骨髄白血病については
MN1が過剰発現されています。
この状態で不足する傾向にあるmiRNAはmiR-20aです(64)。
miR-20aが直接的にMN1の転写、翻訳に関わっているか、
それについてはわかっていません。

EWSR1–BEND2 fusionと関連するmiRNAについては
これからの研究が待たれます。


<ZFTA融合陽性小脳テント上部脈絡膜腫>
Supratentorial ependymoma, ZFTA fusion positive

ZFTAのmRNAレベルで、3’UTR（3' 非翻訳領域）の切断により、
ZFTAの発現を制御する3つのmiRNA結合部位が消失します。
そのうちの一つが、miR-424-3pです(65)。
この低発現は前立腺がんの予後不良と高い相関があります(66)。
miR-424-3pはZFTAを抑える働きがあるため、
この癌腫において、miRNA治療のための一つの選択肢となりますが、
そのmiRNAがmRNAの構造上、
働きにくくなっ　ていることが原因であるため、
根本的な原因はmiR-424-3pの量よりも
miRNAとmRNAの結合親和性の低さ、
それを呈する構造上の欠陥に問題があるといえます。


<YAP1融合陽性小脳テント上部脈絡膜腫>
Supatentorial ependymoma, YAP1 fusion positive

口腔がんではYAP1の発現レベルが上がっており、
そのYAP1変異の口腔がんで減少傾向にある
miRNAはmiRNA-15a-5pです(67)。
miR-15a-5pは癌抑制性がある可能性があります(68)。


<後頭蓋窩グループA脈絡膜腫>
Posterior fossa group A ependymoma

上述したようにYAP1融合遺伝子変異の癌の
特異的miRNA治療の候補としては
miRNA-15a-5pが挙げられます。


<後頭蓋窩グループB脈絡膜腫>
Posterior fossa group B ependymoma

ドライバー遺伝子はよくわかっていないため、
遺伝子変異の観点でmiRNA治療のmiRNA候補を
挙げることに、現状で難しさがあります。


<脊髄脈絡膜腫>
Spinal ependymoma

この脊髄脈絡膜腫で特徴的な遺伝子変異はNF2です。
このNeurofibromatosis type 2（NF2）は、
腫瘍抑制遺伝子であり、
中皮腫、シュワノーマ、髄膜腫など、
さまざまな腫瘍に関与しています(69)。
従って、
脊髄脈絡膜腫ではNF2の発現に異常があり、
その発現が低下している可能性があります。
miR-let7b、miR-let7c、miR-200a、miR-193b
これらは腫瘍抑制的でNF2が下方制御されているときに
発現が低下する傾向のあるmiRNAです。
従って、NF2変異が観られる脊髄脈絡膜腫の
miRNA治療におけるmiRNAの候補として
少なくとも上の4つのmiRNAが挙げられます


<MYCN増幅脊髄脈絡膜腫>
Spinal ependymoma, MYCN amplified

上述したように
miR-34aはこのサブタイプで過剰発現がみられるMYCNに関与し
アポトーシス活性を上げて、DNAの合成を抑制し、
細胞増殖を低下させます。
従って、MYCN経路増幅がみられる脊髄脈絡膜腫においては
このmiR-34aがmiRNA治療のための候補となります。


<粘液性乳頭脈絡膜腫>
Myxopapillary ependymoma

詳細な遺伝子的形質が明らかではないため、
その遺伝子変異に対する特異的なmiRNAが
現状で定義できません。


<上衣下腫>
Subependymoma

TERTの変異がみられます。
神経膠腫においてTERTを標的として
癌の増殖、移動、浸潤を抑制するのはmiR-661です(71)。


<髄芽腫(全般)>
Medulloblastoma

高頻度で存在する遺伝子変異は
SUFU、TP53、PTCH1、BRCA2、APC
これらです。

SUFU変異、PTCH1変異はSUFUが発がんに関連する
ヘッジホッグシグナル経路の抑制因子であるため
loss-of-functionによる発がん性の高まりであると考えられます。
これらは多くの場合、SHH型の髄芽腫として分類されます。
この遺伝子型では
miR-301a-3p and miR-181c-5pの発現が低くなります(72)。
ただし、miR-301a-3pは他の癌腫では
発がん性のmiRNAとして指定されているため注意が必要です。
miR-181c-5pは癌抑制性のmiRNAとされています(73)。
従って、とりわけmiR-181c-5pは
SHH型髄芽腫の治療として、
また、年少の子供の髄芽腫のmiRNA治療において
候補となるmiRNAです。

上述したようにTP53に対して、
こうした発現のための補助的な働きがあるmiRNAは
miR-16-1, miR-143 and miR-145である可能性があります。

BRCA2に関して関連があり(74)、
一般的に癌抑制生成があるmiRNAはLet-7b-5p(75)です。

APC変異で発現が減少するmiRNAは
胃がんのケースでmiR-135b-5pです(76)。
ただし、miR-135b-5pは発がん性があるmiRNAとして報告されています(77)。


<WNTタイプ髄芽腫>
このタイプの髄芽腫に好発する遺伝子変異は
DDX3X(36%)、SMARCA4(19%)です。

DDX3Xに関連があるmiRNAのうち(78)、
癌抑制性があるmiRNAは
miR-1(79)、miR-34(80)です。

SMARCA4は髄芽腫では
SMARCA4がSWI/SNF触媒性サブユニットで
SWI/SNF経路の機能発現に需要な役割があります(81)。
SWI/SNF経路は癌抑制において重要な働きがあるため(82)、
髄芽腫ではSMARCA4の発現が下方制御されている可能性があります。
このSMARCA4の発現を低下させるmiRNAは明らかにされていますが(81)、
逆にSMARCA4の発現を増加させるmiRNAは未知です。


<SHHタイプ髄芽腫>
PTCH1膜貫通タンパク質が機能喪失しています(43%)。
上述したmiR-181c-5pが治療のためのmiRNAとして候補です。

その他、好発するTERT変異(39%)。
神経膠腫においてTERTを標的として
癌の増殖、移動、浸潤を抑制するのはmiR-661です。

DDX3X (21%)。
上述したようにDDX3Xに関連があるmiRNAのうち、
癌抑制性があるmiRNAは
miR-1、miR-34です。

KMT2D (13%)。
これのloss-of-function変異が発がん性がありますが、
そのレベルを下方制御する発がん性miRNAは
いくつか明らかになっているものの、
それを正常化するmiRNAは明らかではありません。


<Group 3タイプ髄芽腫>
Group 3の髄芽腫において
約40～50%の症例でアイソクロモソーム17qが観察されます。
17番染色体のうちGroup 3の遺伝子変異に関連があるのが
MYC, GFl1です。
TP53もGroup 3にあります。

上述したようにTP53に対して、
こうした発現のための補助的な働きがあるmiRNAは
miR-16-1, miR-143 and miR-145である可能性があります。

miR-34aはこのサブタイプで過剰発現がみられるMYCNに関与し
アポトーシス活性を上げて、DNAの合成を抑制し、
細胞増殖を低下させます。
MYCNはMYCファミリーです。

GFl1についてはよくわかっていません。


<Group 4タイプ髄芽腫>
Group 4の髄芽腫は
体細胞レベルの変異では、
多くの人が一致する共通の遺伝子変異は見つかっていません(83)。
そういう前提の中で
最も頻度の高い癌ドライバー遺伝子の変異は
増幅型でPRDM6です(83)。
このPRDM6を発現を抑制する
直接性の高いmiRNAは確認されていません。


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MicroRNA-15a-5p acts as a tumor suppressor in histiocytosis by mediating CXCL10-ERK-LIN28a-let-7 axis
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MicroRNA-1 attenuates the growth and metastasis of small cell lung cancer through CXCR4/FOXM1/RRM2 axis
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