腫瘍細胞が血流に乗って体の他の部分に広がるのを防ぐのに役立つと思われる特殊なタンパク質が発見された。ジョンズ・ホプキンス大学の化学・生体分子工学博士候補で、アルバータ大学およびポンペウ・ファブラ大学（スペイン）の同僚と共同で行った本研究論文の筆頭著者であるKaustav Bera 氏は、「我々は、このTRPM7（transient receptor potential cation channel subfamily M member 7）というタンパク質が、循環系を流れる流体の圧力を感知して、細胞が血管系を通って広がるのを止めることを発見した。」「転移した腫瘍細胞は、このセンサータンパク質のレベルが著しく低下していることがわかった。そのため、流体の流れに背を向けるのではなく、効率的に循環に入り込むことができるのだ」と述べている。
この研究成果は、Science Advances誌2021年7月9日号に掲載され、転移の中でもほとんど理解されていない「体内浸潤」と呼ばれる部分に光を当てている。
体内浸潤とは、原発巣から分離した癌細胞が体内の他の部位に移動してコロニーを作るために循環系に入ることだ。このオープンアクセス論文は、「流体せん断応力センサーTRPM7が腫瘍細胞の侵入を制御する（The Fluid Shear Stress Sensor TRPM7 Regulates Tumor Cell Intravasation）」と題されている。さらに、TRPM7の発現を人為的に増加させることで、腫瘍細胞の浸潤、ひいては転移を未然に防ぐことができる可能性も示されている。
TRPM7は、細胞内のカルシウムを制御していることが古くから知られていたが、今回、細胞の移動におけるTRPM7の役割について新たな知見が得られたことは、研究者らにとって非常に興味深いことだ。「このプロセスは、熱いヤカンに触って、熱いと感じて手を離すのと同じだ」と、研究上席著者で化学・生物分子工学教授、ジョンズ・ホプキンス・キンメル癌センターのメンバーであるKonstantinos Konstantopoulos博士（写真）は述べている。
このタンパク質は、循環系の液体の流れを感知して、細胞に方向転換を指示し、それによって侵入を抑制するという。
通常、人体の細胞（筋肉細胞、脂肪細胞、上皮細胞など）は、それぞれの領域に留まっている。例外は血液細胞で、病原体と戦うために体内を巡回している。そして、癌細胞は、突然変異によって移動し、広がることができるようになっている。
癌がより危険な状態になるのは、この拡散の時点だ。Konstantopoulos博士の研究室に所属し、現在はサーモフィッシャーサイエンティフィック社の科学者であるChristopher Yankaskas 博士は、「多くの人が原発性腫瘍と診断されるが、この腫瘍が収まっている限り、外科手術で救うことができる」と語る。
最初の実験では、健康な線維芽細胞が、流体を制御できるように梯子状に垂直に配置されたマイクロチャネルを移動する様子を観察した。この細胞は、流体が移動している流路に遭遇すると、流れから生じるせん断応力に反応して方向を反転させた。一方、細胞は、流体が動いていない流路に出会うと、そこに向かって進んだ。
そこで研究チームは、RNA干渉という手法を用いて、細胞がTRPM7を発現しないようにした。その結果、驚くべき結果が得られたという。TRPM7を発現させないようにすると、健康な細胞は流れに応じて方向転換しなくなったのである。Konstantopoulos博士は、「オーブンミットを使ってやかんを拾うと、熱に対する感度が下がることを想像してみて欲しい」と述べている。
その後の実験で、正常な細胞は肉腫細胞（癌細胞の一種）よりもTRPM7のレベルが高く、腫瘍細胞にこのタンパク質を人工的に発現させると、流体の流れに対する細胞の感度が高まることがわかった。
「正常な細胞が移動方向を逆にすると、せん断応力への曝露を避けることができるが、腫瘍細胞の場合はそうはいかない」「腫瘍細胞は感受性が低く、そのために循環系に入り続けるのだ。」とKonstantopoulos博士は説明する。
「目標は、この癌細胞を正常な細胞のように振る舞わせることができるかどうかを確かめることだった」「そして、それを実現することができたのだ」とBera氏は語った。
ヒトの患者のデータを別の方法で分析したところ、骨肉腫、乳癌、胃癌、肝臓癌の患者でTRPM7を高レベルで発現している人は、このタンパク質のレベルが低い人よりも長生きする可能性が高いことがわかった。
さらなる研究が必要だが、研究チームは、今回の発見が、新たなDNA編集ツールとして注目されているCRISPR活性化を用いた新しい癌治療法にいずれつながることを期待している。
Konstantopoulos博士は、「この研究を臨床に応用するにはさらなる開発が必要だが、今回初めて、腫瘍転移の重要なステップにおけるTRPM7の役割を明確に示すことができたと考えている」と述べている。
その他の著者として、ジョンズ・ホプキンス大学のSoontorn Tuntithavornwat氏、ジョンズ・ホプキンス大学およびオーバーン大学のPanagiotis Mistriotis氏、アルバータ大学のKonstantin Stoletov氏およびJohn D. Lewis氏、ポンペウ・ファブラ大学のSelma A. Serra氏、Julia Carrillo-Galcia氏、Miguel A. Valverde氏がいる。
BioQuick News：Flow-Sensing Protein (TRPM7) Appears to Prevent Tumor Cells from Spreading Via Blood Vessels
