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BRAF

承認済シンボル:BRAF
遺伝子名:B-Raf proto-oncogene, serine/threonine kinase
参照:
HGNC: 1097
AllianceGenome : HGNC : 1097
NCBI673
遺伝子OMIM番号164757
Ensembl :ENSG00000157764
UCSC : uc003vwc.5

遺伝子のlocus type :タンパク質をコードする
遺伝子のグループ:RAF family
Mitogen-activated protein kinase kinase kinases
遺伝子座: 7q34

遺伝子の別名

94 kDa B-raf protein
B-raf 1
B-Raf proto-oncogene serine/threonine-protein kinase
BRAF1
BRAF1_HUMAN
Murine sarcoma viral (v-raf) oncogene homolog B1
p94
RAFB1
v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B

概要

BRAF遺伝子は、細胞外から核への化学シグナル伝達に関わるタンパク質をコードする遺伝子です。このタンパク質は、RAS/MAPK経路の一部であり、細胞の成長と分裂(増殖)、細胞の特定の機能への成熟(分化)、細胞の移動(遊走)、そして細胞の自己破壊(アポトーシス)を制御する役割を担っています。RAS/MAPK経路を通じた化学的シグナル伝達は、出生前の正常な発達に不可欠です。

BRAF遺伝子は、癌遺伝子の一つとしても知られています。癌遺伝子は、変異が生じると正常細胞を癌化させる可能性があります。特に、BRAF遺伝子の特定の変異(例えばV600E変異)は、メラノーマや結腸がんなどの多くのがんタイプと関連しています。このような変異は、RAS/MAPK経路の持続的な活性化を引き起こし、細胞の制御されない増殖を促進します。そのため、BRAF遺伝子は、がんの治療のターゲットとして重要な役割を果たしています。

遺伝子と関係のある疾患

Adenocarcinoma of lung, somatic 体細胞性肺腺癌 211980 3 
Nonsmall cell lung cancer, somatic 体細胞性非小細胞性肺がん  211980   3

Cardiofaciocutaneous syndrome CFC症候群(心臓・顔・皮膚症候群) 115150 AD  3

Colorectal cancer, somatic 体細胞性大腸がん 114500 3

LEOPARD syndrome 3 レオパード症候群3 613707 AD  3

Melanoma, malignant, somatic 体細胞性悪性黒色腫(体細胞性メラノーマ) 155600 3

Noonan syndrome 7 ヌーナン症候群7 613706 AD  3

遺伝子の発現とクローニング

Sithanandamら(1990)とEycheneら(1992)による研究は、BRAF遺伝子のクローニングと発現に関する重要な発見を提供しています。これらの研究の要点は次のとおりです。

Sithanandamら(1990)の研究:
BRAFキナーゼドメインに特異的なオリゴマーを用いて、精巣cDNAライブラリーから全長BRAFをクローニングした。
推定された651アミノ酸からなるタンパク質は、72.5kDの分子量を持つ。
BRAFにはジンクフィンガー領域、セリン/スレオニンに富んだ領域、ATP結合部位と触媒リジンを含むキナーゼドメインが含まれている。
N末端にはセリンが豊富で、CDC2リン酸化モチーフがある。
ノーザンブロット解析で、大脳、胎児脳、胎盤では10kbと13kbの転写産物、精巣では2.6kbと4.5kbの転写産物が検出された。

Eycheneら(1992)の研究:
BRAF遺伝子は、鳥類細胞で検出される94kDのセリン/スレオニンキナーゼをコードする鳥類c-Rmilプロトーンコジーンのヒトホモログであると述べた。
このタンパク質は、mil/raf遺伝子ファミリーの他のタンパク質には見られない特有のアミノ末端配列を持つ。
鳥類ゲノムの3つのエクソンによってコードされたこれらの配列は、ヒトBRAF遺伝子にも保存されており、類似したアミノ酸配列をコードしている。

これらの研究は、BRAF遺伝子の構造と機能、特にそのキナーゼ活性と細胞内シグナル伝達における役割を理解する上で重要です。また、BRAF遺伝子の発現パターンの詳細な分析は、この遺伝子がどのように異なる組織で機能するかを理解するのに役立ちます。

遺伝子の機能

この長いメッセージには、複数の遺伝子とそれらの関連する病態、特にがんにおける役割についての重要な情報が含まれています。

PML、TIF1A、RXR-α/RAR-αの複合体:Zhongら(1999)の研究により、PML、TIF1-α、RXR-α/RAR-αがレチノイン酸依存性転写複合体で共に機能し、PMLはTIF1-αおよびCBPと相互作用することが示されました。PML-RAR-αとTIF1-α-B-RAF(T18)のオンコプロテインがレチノイン酸依存的活性を破壊し、細胞の増殖を促進します。

FBXO31の役割:Wajapeyeeら(2008年)の研究では、発がん性BRAFが老化を誘導するのに必要な17の因子のうちの1つとしてFBXO31が同定されました。FBXO31はサイクリンD1の分解を促し、G1での細胞周期停止に寄与します。また、DNA損傷応答においても重要な役割を果たします。

RAFのサイド-サイド二量体形成:Rajakulendranら(2009年)の研究により、RAFのキナーゼ活性がサイド-サイド二量体形成によって制御されることが示されました。これは、BRAF依存性の腫瘍形成において重要な役割を果たします。

紫外線とBRAF駆動性メラノーマジェネシス:Virosら(2014)は、UVRがBRAF変異マウスモデルにおいてメラノーマの発症を促進することを示しました。また、TP53/Trp53がUVR標的遺伝子としてメラノーマ発生に関与することを明らかにしました。

偽遺伝子の役割:Karrethら(2015)は、BRAF偽遺伝子(BRAFP1)が親転写産物(BRAF)を転写後に制御することを示し、BRAFの発現と活性を増加させることを発見しました。

ビタミンCの効果:Yunら(2015)は、KRASまたはBRAF変異を持つ大腸がん細胞が高濃度のビタミンCに曝されると選択的に死滅することを発見しました。これは、ビタミンCがKRASまたはBRAF変異がん細胞に対する治療的可能性を持つことを示唆しています。

これらの研究は、がんの発生と進行における遺伝子の様々な役割を明らかにし、がん治療における新たなターゲットとアプローチを提供しています。

MEK阻害

この文章は、MAPK/ERKキナーゼ(MEK)阻害剤の研究とその臨床応用に関するものです。

Solitら(2006年)の研究では、BRAF変異細胞がMEK阻害剤に対して高い感受性を示し、RAS変異細胞や野生型細胞と比較して選択的な感受性が関連していることが示されました。これは、BRAF変異がMEK阻害剤への感受性を高めることを意味します。さらに、MEK阻害はBRAF変異腫瘍の増殖を完全に阻害しましたが、RAS変異腫瘍では部分的な阻害に留まりました。

Ballら(2007年)は、BRAF変異型および野生型の甲状腺癌細胞株を用いた研究で、MEK1/2阻害剤AZD6244がMEK-ERK経路を阻害することを発見しました。特に、BRAF変異を持つ甲状腺癌細胞においては、MEK阻害が細胞の活性化を示しました。

Leboeufら(2008年)は、MEK阻害剤の感受性が癌遺伝子の状態に依存することを示しました。特に、BRAF変異を持つ甲状腺癌はMEK阻害剤に対して高い感受性を示しましたが、他のMEK-ERK経路遺伝子変異を持つ腫瘍は反応性にばらつきを見せました。

Poulikakosら(2010)の研究では、RAF二量体の薬物介在性転写活性化が阻害剤による酵素の逆説的活性化の原因であることが示されました。RAF阻害剤はBRAF変異腫瘍に有効であり、特にBRAF(V600E)腫瘍においてERKシグナル伝達を効果的に阻害しました。

Hatzivassiliouら(2010年)は、ATP競合型RAF阻害剤が細胞状況に応じて異なる作用を持つことを明らかにしました。BRAF(V600E)腫瘍では、これらの阻害剤はMAPKシグナル伝達経路を効果的にブロックし、腫瘍の増殖を抑制しましたが、KRAS変異型やRAS/RAF野生型腫瘍では、RAF-MEK-ERK経路を活性化し、腫瘍の増殖を促進することがあることを示しました。

これらの研究は、MEK阻害剤やRAF阻害剤ががん治療において重要な役割を果たすことを示しており、特にBRAF変異がある腫瘍に対する治療戦略の開発に貢献しています。また、薬剤の細胞内の状況に応じた異なる作用機序の理解は、治療効果の最大化と副作用の最小化に重要です。

マッピング

Eycheneら(1992)および他の研究者による研究は、BRAF遺伝子のマッピングに重要な貢献をしました。以下は、これらの研究の要約です:

●Eycheneら(1992):2つのヒトBRAF遺伝子座を同定。BRAF1は蛍光in situハイブリダイゼーションにより染色体7q34にマッピングされ、機能的遺伝子産物をコードしていることが示された。
●Sithanandamら(1992):ネズミとヒトの体細胞ハイブリッドのサザンブロット分析とin situハイブリダイゼーションにより、BRAF遺伝子を7q34にマッピングしたが、偽遺伝子が活性遺伝子の近くに位置していると結論づけた。
●Justiceら(1990):単一の種間戻し交配を用いて、マウスのBraf遺伝子が10番染色体上に位置することを証明した。
●Yuasaら(1990):ヌードマウスを用いた腫瘍形成アッセイで、家族性大腸腺腫症に関連する癌遺伝子を探索。この過程で、ヒト第7染色体上に位置する新たな遺伝子を同定した。
●Kamiyamaら(1993):形質転換遺伝子を含むと推定されるcDNAクローンの配列解析により、活性化BRAFを含むことを示し、トランスフェクション中に再配列が起こったことを示唆。齧歯類-ヒト体細胞ハイブリッド分析のサザンブロット分析でBRAF遺伝子を7番染色体にマッピングした。

これらの研究は、BRAF遺伝子の位置決めとその機能的意義についての理解を深めるのに役立っています。特に、BRAF遺伝子ががんの発症にどのように関与しているかについての洞察を提供しています。

生化学的特徴

Parkら(2019)の研究では、全長BRAFの自己抑制状態と活性状態の構造を解明するために凍結電子顕微鏡を使用しました。彼らは、MEK1と14-3-3タンパク質(エータとゼータの二量体)との複合体におけるBRAFの状態を詳細に調べました。

研究によって、不活性なBRAF-MEK1複合体が14-3-3タンパク質の二量体によって形成された「クレードル」に拘束されていることが明らかになりました。このクレードルは、BRAFキナーゼドメインを挟むリン酸化されたS365とS729部位に結合しています。BRAFのシステインリッチドメインは、このアセンブリーを安定化する中心的な位置にあり、隣接するRAS結合ドメインは構造的に秩序が悪く周辺に位置しています。

14-3-3クレードルは、BRAFキナーゼドメインの二量体化を阻害し、膜結合性システインリッチドメインを封鎖することで、BRAFの自己阻害を維持します。一方で、活性状態では、これらの阻害相互作用が解除されます。その結果、1つの14-3-3タンパク質の二量体が再配列され、2つのBRAFのC末端のpS729結合部位を橋渡しします。これにより、活性のある背中合わせのBRAF二量体が形成され、BRAFの活性化が促進されます。

この研究は、BRAFの構造的な動態と機能的な調節機構の理解において重要な進展を示しており、特にがん研究やターゲット治療の分野において重要な意味を持ちます。

細胞遺伝学

分子遺伝学

BRAF変異の発見と影響:Daviesら(2002年)による研究では、BRAF遺伝子の最も一般的な変異であるV600Eが悪性黒色腫の66%で見つかり、その他のがんではより低い頻度で見られました。この変異はキナーゼ活性の上昇と細胞の形質転換に関連しており、癌細胞株の増殖にはRASの機能が必要ではないことが示されました。

大腸がんにおけるBRAFとKRASの変異:Rajagopalanら(2002年)は、大腸がんにおけるBRAFおよびKRASの変異を系統的に評価し、BRAFとKRASの両方に変異がある腫瘍は存在しないことを発見しました。

BRAF変異のがん種別分布:BRAF変異は、様々な種類のがん細胞株で見つかり、特にメラノーマ、大腸がん、神経膠腫、肺がん、肉腫、卵巣がん、乳がん、肝臓がんなどで報告されています。

甲状腺癌におけるBRAF変異:Nambaら(2003)は、甲状腺癌においてBRAF変異が遠隔転移および臨床病期と有意な相関があることを発見しました。

BRAF変異の不均一な分布:Gianniniら(2007年)は、多中心性PTCにおいてBRAF変異の不一致パターンを発見し、これは個別の腫瘍巣が独立して発生する可能性を示唆しています。

紫外線とBRAF変異の関連:Edmundsら(2003年)とMaatら(2008年)の研究は、紫外線がBRAF変異の発生に役割を果たしていることを示唆しています。

Landiら(2006年)の研究では、MC1R(メラノコルチン1受容体)遺伝子の変異が非慢性日光誘発性損傷黒色腫においてBRAF遺伝子変異と強く関連していることが示されました。彼らは、MC1R変異を持つ個体は、2つの野生型MC1R対立遺伝子を持つ個体よりもBRAF変異の頻度が高いことを発見しました。さらに、MC1R変異対立遺伝子の数が多いほど、全黒色腫リスクが高まることを報告しました。

Davisonら(2005年)は、脱腫瘍性黒色腫と呼ばれる皮膚黒色腫のまれな変種において、BRAF遺伝子の活性化点突然変異が少ないことを発見しました。これは、黒色腫の異なるサブタイプが異なる遺伝的特徴を持つことを示唆しています。

Michaloglouら(2005年)は、BRAF(V600E)変異を持つヒトメラノサイトにおいて、この変異が細胞周期停止と老化関連マーカーの発現を引き起こすことを発見しました。この研究は、BRAF変異がメラノサイトの老化を促進する可能性を示唆しています。

Sommererら(2005年)は、非セミノーマ性GCT(生殖細胞腫瘍)の一部においてBRAF遺伝子の活性化ミスセンス変異(V600E)が見られることを発見しましたが、セミノーマではこの変異が見られませんでした。

Curtinら(2005年)の研究では、紫外線への曝露の程度によって異なる黒色腫の4つの臨床群が、DNAコピー数の変化とBRAFおよびNRASの変異状態において異なる特徴を持つことが示されました。

CpGアイランドの異常なDNAメチル化は、ヒトの大腸腫瘍で一般的に観察され、プロモーター領域で起こる場合、遺伝子サイレンシングと関連しています。大腸腫瘍の一部では、いくつかのCpGアイランドのメチル化が非常に高い頻度で見られ、「CpGアイランドメチル化表現型」(CIMP)と呼ばれる特異的な形質が示唆されています。しかし、CIMPの存在には異論もあります。この論争を解決するため、Weisenbergerら(2006)は、295の原発性ヒト大腸腫瘍に対して195のCpG島メチル化マーカーを用いた系統的なスクリーニングを行いました。彼らはCIMP陽性腫瘍がBRAF変異を有する腫瘍のほぼ全例を包含することを発見しました。

毛様細胞性星細胞腫において、Jonesら(2009)はBRAF遺伝子の特定のコドンに体細胞挿入を同定しました。この変異は構成的活性型BRAFを生じ、細胞のアンカレッジ非依存性増殖を引き起こしました。Yuら(2009年)は、散発性毛様細胞性星細胞腫の多くにBRAF遺伝子の再配列が見られることを発見しました。これらの腫瘍の一部にはHIPK2遺伝子の増幅も認められました。

Galaら(2014年)は、鋸歯状ポリポーシスがん症候群を有する患者の腺腫組織を分析し、BRAF V600E変異の高い発生率を報告しました。

Yaoら(2017)は、BRAF変異体の3つの異なる機能クラスを要約しました。クラス1はRAS非依存的で、クラス2は構成的二量体としてシグナルを発し、クラス3はキナーゼ活性が低下しており、RAS依存的です。これらのクラスは、治療的阻害剤に対する感受性を異にすることを示しています。

Nietoら(2017)は、BRAFのキナーゼ不活性型がマウスのin vivoで肺腺がんを誘発することを示しました。これらの研究は、BRAFと関連するシグナル経路ががん発生および進展において重要な役割を果たしていることを示しており、がん治療における新しいターゲットとしての可能性を示唆しています。

心顔面皮膚症候群、ヌーナン症候群7、LEOPARD症候群3における生殖細胞突然変異

心顔面皮膚(CFC)症候群、ヌーナン症候群7(NS7)、LEOPARD症候群3(LPRD3)に関する研究の要約は以下の通りです。

CFC症候群:
CFC症候群は、特徴的な顔貌、心臓障害、精神発達障害を特徴とする疾患です。RAS-MAPK経路の活性化が基礎メカニズムである可能性が示唆されています。
Niihoriら(2006)は、CFC症候群患者40人のうち16人にBRAFの変異を、2人にKRASの変異を同定しました。
KRAS陽性とBRAF陽性のCFC患者は、成長障害、精神発達障害、顔貌、毛髪、心臓異常などの点で類似していましたが、皮膚異常の発現に差がありました。

BRAFの変異と疾患の関係:
Rodriguez-Vicianaら(2006)は、23人のCFC患者中18人がBRAFに変異を有しており、これらの変異は特定の領域に集中していました。
EstepらとRauen(2006)は、BRAF遺伝子変異がCFC患者に見られ、これまで報告されていないエクソンに変異があることを指摘しました。

CFC、NS7、LPRD3におけるBRAFの変異:
Sarkozyら(2009)は、CFC患者33人中17人、NS7患者270人中5人、LPRD3患者6人中1人にBRAFの変異を同定しました。これらの変異は、BRAF遺伝子の特定のエクソンに集中していました。
これらの変異は、一般的なV600E変異よりも活性化能が低かったが、CFCに関連する変異はNS7やLEOPARDに関連する変異に比べて活性化能がわずかに高い傾向がありました。

これらの研究は、CFC症候群、ヌーナン症候群7、LEOPARD症候群3におけるBRAF遺伝子の変異が重要な役割を果たしていることを示し、これらの変異がそれぞれの疾患の表現型にどのように影響するかを理解する上で重要です。

動物モデル

この文章は、Braf遺伝子の変異やその影響を調査するために使用されたいくつかのマウスモデルに関する研究を要約しています。

Wojnowskiら(1997)は、Braf遺伝子を標的とした変異を持つマウスが血管欠損により妊娠中期に死亡することを発見しました。この研究は、Brafが血管系の形成において重要な役割を果たすことを示しており、Raf遺伝子がプログラムされた細胞死の制御において本質的な役割を持つことを示しています。

Dankortら(2009)は、Braf(V600E)変異を持つ特異的なマウスモデルを作製しました。このモデルでは、Braf(V600E)変異のみではメラノーマへの進行が見られませんでしたが、Pten癌抑制遺伝子のサイレンシングとの組み合わせにより、高い確率でメラノーマが発生しました。また、この黒色腫はMEK1/2の阻害剤によって治療可能であることが示されました。

井上ら(2014)は、CFC症候群に関連する特定のBraf変異を持つヘテロ接合体ノックインマウスを作製しました。これらのマウスは胎生期または新生児期に致死であり、多くの心臓異常やリンパ嚢と皮下リンパ管の膨張などを示しました。Mek阻害剤やヒストン-3脱メチル化酵素阻害剤の処理によって、これらの異常の一部が改善されました。

井上ら(2019)は、Braf Q241R/+マウスが体重、体長、成長板幅の減少を示し、成長遅延が観察されたことを発見しました。成長遅延は、軟骨細胞の増殖やアポトーシスに影響を与えずに成長板の軟骨形成が障害されることによって引き起こされていました。C型ナトリウム利尿ペプチド(CNP)の投与により、体長の増加が促進されました。

これらの研究は、Braf遺伝子の変異が血管形成、メラノーマの発生、心臓の発達、および骨の成長に与える影響についての洞察を提供しており、これらの変異に関連する疾患の治療法の開発に役立つ可能性があります。

アレリックバリアント

アレリックバリアント(27の選択された例):ClinVar はこちら

.0001 黒色腫、悪性、体細胞性
大腸癌、体細胞、含む
甲状腺がん、乳頭状、体細胞、含まれる
非分泌性胚細胞腫瘍、体細胞、含まれる
星細胞腫、低悪性度、体細胞性、含まれる
BRAF, VAL600GLU
BRAF遺伝子の1799T-A転座によるval600-to-glu(V600E)変異は、以前はVAL599GLU(1796T-A)と呼ばれていた。Kumarら(2003)は、以前のバージョンのBRAF配列がエクソン1において3ヌクレオチドの不一致を示したことを指摘し、訂正された配列に基づいて、ヌクレオチド94(ATGコドン)以降のヌクレオチド番号の+3による変更と、それに対応するコドンの+1による変更を提案した。

悪性黒色腫

Daviesら(2002)は、BRAF遺伝子のエクソン15にval600からglu(V600E)への置換をもたらす1799T-Aトランスバージョンを同定した。この変異は悪性黒色腫におけるBRAF変異の92%を占めた(155600参照)。V600E変異は、BRAFの構成的活性化とMAPキナーゼ経路における下流のシグナル伝達をもたらす活性化変異である。

メラノサイトの新形成におけるBRAFの突然変異のタイミングを評価するために、Pollockら(2003年)は微小解剖したメラノーマと母斑のサンプルの突然変異解析を行った。彼らは、60個の黒色腫転移のうち41個(68%)、5個の原発性黒色腫のうち4個(80%)、そして予期せぬことに77個の母斑のうち63個(82%)にV600Eのアミノ酸置換をもたらす突然変異を観察した。このデータは、母斑におけるRAS/RAF/MAPK経路の突然変異活性化は、黒色細胞新生物の開始における重要なステップであるが、それだけでは黒色腫の腫瘍化には不十分であることを示唆した。

Langら(2003)は、調査した42例の家族性黒色腫において、生殖細胞系列変異としてV600E変異を見つけることができなかった。彼らの収集した家族には、CDKN2A(600160)に変異が検出された15例と検出されなかった24例が含まれていた。しかしながら、彼らは調査した二次性(転移性)黒色腫の22検体中6検体(27%)にV600E変異を認めた。Meyerら(2003年)は、家族性症例46例、多発性黒色腫患者21例、および他の癌に罹患している第一度近親者が少なくとも1人いる症例106例から成る172例の黒色腫患者においてV600E変異を認めなかった。したがって、一般的なBRAF体細胞突然変異V600Eは、多遺伝子性または家族性黒色腫素因には寄与しないと結論した。

Kimら(2003)は、BRAF変異の中で最も一般的なV600Eは、KRAS遺伝子(190070)の変異を有する腫瘍では同定されなかったと述べている。この互いに排他的な関係は、BRAF(V600E)変異とKRAS変異が腫瘍形成において同等の効果を発揮するという仮説を支持するものである(Rajagopalan et al., 2002; Singer et al., 2003)。

Flahertyら(2010年)は、V600E変異に特異的な阻害剤(PLX4032)による治療を受けた患者の81%において、V600Eに関連した転移性黒色腫が完全または部分的に退縮したと報告している。用量漸増コホートの 16 例のうち、10 例で部分奏効、1 例で完全奏効が認められた。延長コホートの患者32人のうち、24人が部分奏効を示し、2人が完全奏効を示した。全患者の推定無増悪生存期間中央値は7ヵ月以上であった。奏効は骨、肝臓、小腸を含む全ての病変部位で観察された。7例の腫瘍生検標本では、15日目にリン酸化ERK(600997)、サイクリンD1(168461)、Ki67(MKI67;176741)のレベルがベースラインと比較して著明に低下しており、MAPキナーゼ経路の阻害を示していた。さらに3人のV600E関連甲状腺乳頭症患者も部分奏効または完全奏効を示した。

Bollagら(2010年)は、発癌性BRAFキナーゼ活性の強力な阻害剤であるPLX4032(RG7204)の構造誘導発見について述べている。PLX4032は、BRAF(V600E)のキナーゼドメインを含むタンパク質コンストラクトと共結晶化された。臨床試験において、PLX4032の血漿中濃度が高い患者は腫瘍の後退を経験した。腫瘍が後退した患者において、パスウェイ解析は通常、細胞質ERKリン酸化の80%以上の阻害を示した。Bollagら(2010)は、BRAF変異メラノーマがBRAFキナーゼ活性に高度に依存していることを示すデータであったと結論している。

BRAF(V600E)陽性メラノーマ患者は、RAFキナーゼ阻害剤PLX4032に対して初期抗腫瘍効果を示すが、後天性薬剤耐性がほとんど必ず発現する。Johannessenら(2010)は、BRAF(V600E)細胞株におけるRAF阻害に対する耐性を引き起こすMAPK経路アゴニストとして、COT(癌大阪甲状腺癌遺伝子)をコードするMAP3K8(191195)を同定した。COTは、RAFシグナルを必要とせず、主にMARK/ERK(MEK)依存性の機序でERKを活性化する。さらに、COTの発現は、BRAF(V600E)培養細胞株におけるde novo耐性、およびMEK阻害剤またはRAF阻害剤による治療後に再発した患者から得られたメラノーマ細胞および組織における獲得耐性と関連している。Johannessenら(2010)はさらに、このような状況においてMAPK経路の活性化を抑制する治療戦略として、コンビナトリアルMAPK経路阻害またはCOTキナーゼ活性の標的化を挙げている。

Nazarianら(2010)は、新規クラスI RAF選択的阻害剤であるPLX4032に対する獲得耐性は、相互に排他的なPDGFRB(173410)アップレギュレーションまたはNRAS(164790)変異によって発症するが、BRAF(V600E)の二次的変異によって発症しないことを示した。Nazarianら(2010年)は、BRAF(V600E)陽性メラノーマ細胞株から人工的に誘導したPLX4032耐性サブラインを用い、PLX4032耐性腫瘍および臨床試験患者から採取した腫瘍適合短期培養物において、主要な所見を検証した。PDGFRBのRNA、タンパク質およびチロシンリン酸化の誘導は、メラノーマサブラインのサブセット、患者由来の生検および短期培養において、後天性PLX4032耐性の支配的な特徴として浮上した。PDGFRBが上昇した腫瘍細胞は活性化RASレベルが低く、PLX4032で処理してもMAPK経路は有意に再活性化しない。別のサブセットでは、変異の結果活性化されたN-RASのレベルが高く、PLX4032で処理するとMAPK経路が有意に再活性化される。PDGFRBまたはNRASをノックダウンすると、それぞれのPLX4032耐性サブセットの増殖が抑制された。PDGFRBまたはNRAS(Q61K)の過剰発現は、PLX4032感受性の親細胞株にPLX4032耐性を付与した。重要なことは、Nazarianら(2010)がMAPKの再活性化がMEK阻害剤感受性を予測することを示したことである。したがって、Nazarian ら(2010)は、メラノーマは二次的な BRAF(V600E)変異によってではなく、受容体チロシンキナーゼ(RTK)を介した代替生存経路の活性化、または活性化 RAS を介した MAPK 経路の再活性化によって BRAF(V600E)標的を回避していると結論づけ、さらなる治療戦略を示唆している。

Poulikakosら(2011年)は、RAF阻害剤で治療されたBRAF(V600E)を有するメラノーマの新規耐性メカニズムを同定した。著者らは、ベムラフェニブ(PLX4032、RG7204)に耐性を示す細胞のサブセットが、BRAF(V600E)の61kD変異型であるp61BRAF(V600E)を発現していることを発見した。p61BRAF(V600E)は、完全長のBRAF(V600E)と比較して、RAS活性化レベルの低い細胞で二量体化が促進された。p61BRAF(V600E)が内因性あるいは異所性に発現している細胞では、ERKシグナル伝達はRAF阻害剤に抵抗性であった。さらに、p61BRAF(V600E)の二量体化を阻害する変異は、ベムラフェニブに対する感受性を回復させた。最後に、Poulikakosら(2011年)は、ベムラフェニブに対する後天性耐性を示した患者19人のうち6人の腫瘍において、RAS結合ドメインを欠くBRAF(V600E)スプライシング変異体を同定した。Poulikakosら(2011年)は、RAF阻害剤によるERKシグナルの阻害は、RAFの二量体化を支持するには低すぎるRAS-GTPレベルに依存するというモデルを支持するデータであると結論付け、患者における獲得耐性の新たな機序として、RAS非依存的に二量体化するBRAF(V600E)のスプライシングアイソフォームの発現を同定した。

Thakurら(2013)は、ベムラフェニブの連続投与により薬剤耐性が選択される、独立に由来する2つの初代ヒト黒色腫異種移植モデルを用いて、ベムラフェニブ耐性の原因と結果を調査した。これらのモデルの1つでは、耐性腫瘍はBRAF(V600E)発現の上昇により、BRAF(V600E)-MEK-ERKシグナルへの継続的依存を示した。Thakurら(2013年)は、ベムラフェニブ耐性メラノーマは、その継続的な増殖のために薬剤依存性となり、薬剤投与を中止すると確立した薬剤耐性腫瘍が退縮することを示した。Thakurら(2013年)はさらに、薬剤非存在下で薬剤耐性細胞が示す体力的不利を利用する不連続投与戦略が、致死的な薬剤耐性疾患の発症を阻止することを示した。Thakurら(2013年)は、薬剤耐性細胞もまた薬剤依存性を示す可能性があり、投与方法を変えることで致死的な薬剤耐性の出現を防ぐことができるという概念を、このデータが浮き彫りにしたと結論づけた。これらの観察結果は、BRAF遺伝子変異を有するメラノーマ患者の根治療法を最終目標とし、ベムラフェニブ奏効の持続に寄与する可能性がある。

Kaplonら(2013年)は、代謝プロファイリングと機能的摂動を用いて、ミトコンドリアのゲートキーパーであるピルビン酸脱水素酵素(PDH;300502)が、メラノーマや他のがんで一般的に変異しているがん遺伝子であるBRAF(V600E)によって誘導される老化の重要なメディエーターであることを示した。BRAF(V600E)によって誘導される老化は、PDH阻害酵素であるピルビン酸脱水素酵素キナーゼ-1(PDK1; 602524)の抑制とPDH活性化酵素であるピルビン酸脱水素酵素ホスファターゼ-2(PDP2; 615499)の誘導を同時に伴う。その結果、PDHが複合的に活性化され、トリカルボン酸サイクルにおけるピルビン酸の利用が促進され、呼吸の増加と酸化還元ストレスが引き起こされた。がん遺伝子による形質転換の律速段階であるがん遺伝子誘導老化(OIS)の消失は、これらの過程の逆転と一致した。OISにおけるPDHの重要な役割をさらに裏付けるように、PDK1またはPDP2の発現レベルを強制的に正常化すると、PDHが阻害され、OISが消失し、BRAF(V600E)誘発性黒色腫の発生が抑制された。最後に、PDK1の枯渇は、標的BRAF阻害に抵抗性のメラノーマ亜集団を根絶し、確立したメラノーマの退縮を引き起こした。

Sunら(2014年)は、解析した16のBRAF(V600E)陽性メラノーマ腫瘍のうち6つが、BRAFまたはMEK(176872)の阻害剤に対する耐性が生じた後にEGFR(131550)の発現を獲得することを示した。クロマチン制御因子に着目したショートヘアピンRNA(shRNA)ライブラリーを用いて、Sunら(2014)は、メラノーマにおけるSRY-box 10(SOX10;602229)の抑制がTGF-β(190180)シグナルの活性化を引き起こし、その結果、BRAF阻害剤およびMEK阻害剤に対する耐性を付与するEGFRおよび血小板由来増殖因子受容体β(PDGFRB;173410)のアップレギュレーションにつながることを発見した。メラノーマにおけるEGFRの発現やTGF-βによる治療は、細胞が癌遺伝子誘導性老化の特徴を示し、成長が遅い表現型となる。しかし、EGFRの発現やTGF-βへの曝露は、BRAF阻害剤やMEK阻害剤の存在下では増殖に有益となる。様々なレベルのSOX10抑制を有するメラノーマ細胞の不均一な集団では、SOX10が低く、その結果EGFR発現が高い細胞は、薬物治療の存在下で急速に濃縮されるが、治療を中止するとこれは逆転する。Sunら(2014年)は、6つのEGFR陽性薬剤耐性黒色腫患者サンプルのうち4つで、SOX10の消失および/またはTGF-βシグナル伝達の活性化の証拠を発見した。Sunら(2014年)は、この知見が、BRAFまたはMEK阻害剤耐性の黒色腫患者の一部が「薬剤休薬」後にこれらの薬剤に対する感受性を回復する理由の根拠を提供し、EGFR陽性黒色腫患者を薬剤休薬後の再治療が有益なグループとして特定したと結論づけた。

Boussemartら(2014年)は、eIF4E(133440)キャップ結合蛋白質、eIF4G(600495)足場蛋白質、eIF4A(602641)RNAヘリカーゼからなるeIF4F複合体の持続的形成が、BRAF(V600)変異メラノーマ、結腸癌、甲状腺癌細胞株における抗BRAF(164757)、抗MEK、抗BRAF+抗MEK薬剤併用療法に対する抵抗性と関連することを示した。治療に対する抵抗性とeIF4F複合体形成の維持は、3つのメカニズムのうちの1つと関連している:MAPK(176948を参照)シグナリングの再活性化、抑制性eIF4E結合蛋白質4EBP1(602223)のERK非依存性リン酸化の持続、またはeIF4GのプロアポトーシスBMF(606266)依存性分解の増加。eIF4E-eIF4G相互作用を検出するin situ法の開発により、抗BRAF療法に反応する腫瘍ではeIF4F複合体形成が減少し、抵抗性転移では治療前の腫瘍に比べて増加することが示された。驚くべきことに、eIF4E-eIF4G相互作用を阻害するかeIF4Aを標的としてeIF4F複合体を阻害すると、BRAF(V600)の阻害と相乗してがん細胞を死滅させることができた。eIF4Fは、自然耐性と獲得耐性の両方の指標であるだけでなく、治療標的でもあるようであった。Boussemartら(2014年)は、BRAF(および/またはMEK)とeIF4Fを標的とする薬剤の組み合わせは、BRAF(V600)変異癌における耐性メカニズムのほとんどを克服する可能性があると結論づけた。

大腸がん

Rajagopalanら(2002)は、BRAF変異についてスクリーニングした330の大腸腫瘍(114500を参照)のうち28でV600E変異を同定した。全ての症例で変異はヘテロ接合性であり、体細胞性に生じていた。

Domingoら(2004)は、V600Eホットスポット変異が、MLH1(120436)やMSH2(609309)のようなDNAミスマッチ修復(MMR)遺伝子に遺伝性の変異を示す大腸腫瘍で発見されていることを指摘した。これらの遺伝子変異は、結腸近位部に位置し、これらの腫瘍の発生初期段階に関与する遺伝子であるMLH1の過剰メチル化を伴う腫瘍にほぼ限定的に生じることが示されていた。しかし、MLH1またはMSH2のいずれかに生殖細胞系列変異を有する、あるいは有すると推定される症例では、BRAF変異は検出されなかった。Domingoら(2004)は、遺伝性非ポリポーシス大腸癌(HNPCC; 120435)の遺伝子検査における低コストで効果的な戦略として、BRAFホットスポットの変異解析を検討した。V600E変異は、高マイクロサテライト不安定性(MSI-H)を有する胞巣性腫瘍206例中82例(40%)にみられたが、検査したHNPCC腫瘍111例中にも、MSH2免疫染色異常を示す45例中にもみられなかった。Domingoら(2004)は、大腸MSI-H腫瘍におけるV600E変異の検出は、MLH1またはMSH2の生殖細胞系列変異の存在を否定するものであり、V600E陽性の症例ではこれらのMMR遺伝子のスクリーニングは回避できると結論づけた。

Lubomierskiら(2005)は、MSIを有する45個の大腸癌と、MSIを有さないが臨床的特徴が類似している37個の大腸癌を解析し、MSIを有する腫瘍では有さない腫瘍に比べてBRAFの変異が多いことを見出した(27% vs 5%, p = 0.016)。最も多くみられたBRAFの変異であるV600Eは、MSIを有する腫瘍にのみみられ、MLH1プロモーターのメチル化やMLH1の消失の頻度と関連していた。BRAF V600Eを有する患者の年齢中央値は、V600Eを有しない患者よりも高齢であった(78歳 vs 49歳、p = 0.001)。ミスマッチ修復遺伝子の生殖細胞系列変異を有する患者にはBRAFの変化はみられなかった。Lubomierskiら(2005)は、エピジェネティックなMLH1サイレンシングによって引き起こされたMSIを有する腫瘍は、ミスマッチ修復が遺伝的に失われた腫瘍とは異なる変異背景を有すると結論し、マイクロサテライト不安定腫瘍には遺伝的に異なる2つの実体が存在することを示唆した。

Tolら(2009年)は、519の転移性大腸腫瘍のうち45(8.7%)に体細胞性V600E変異を検出した。BRAF変異腫瘍を有する患者は、セツキシマブの使用にかかわらず、野生型BRAF腫瘍を有する患者と比較して無増悪生存期間中央値および全生存期間中央値が有意に短かった。Tolら(2009年)は、BRAF遺伝子変異がこれらの患者における予後不良因子である可能性を示唆した。

低分子薬PLX4032(ベムラフェニブ)によるBRAF(V600E)オンコプロテインの阻害はメラノーマの治療に非常に有効である。しかし、同じBRAF(V600E)発癌病変を有する大腸癌患者の予後は不良であり、この薬剤に対する反応は極めて限定的である。BRAF(V600E)変異大腸癌におけるこの限られた治療効果の原因を調べるために、Prahalladら(2012年)はヒト細胞を用いてRNA干渉ベースの遺伝子スクリーニングを行い、そのノックダウンがBRAF(V600E)阻害と相乗効果を示すキナーゼを探索した。彼らは、上皮成長因子受容体(EGFR;131550)の阻害がBRAF(V600E)阻害と強い相乗効果を示すことを報告した。Prahalladら(2012年)は、複数のBRAF(V600E)変異結腸癌において、抗体医薬であるセツキシマブや低分子医薬であるゲフィチニブやエルロチニブによるEGFR阻害が、BRAF(V600E)阻害とin vitroおよびin vivoの両方で強い相乗効果を示すことを見出した。Prahalladら(2012)は、BRAF(V600E)阻害がEGFRの急速なフィードバック活性化を引き起こし、BRAF(V600E)阻害の存在下でも増殖の継続を支持することをメカニズム的に明らかにした。メラノーマ細胞は低レベルのEGFRを発現しているため、このフィードバック活性化を受けない。これと一致して、Prahalladら(2012年)は、メラノーマ細胞におけるEGFRの異所性発現がPLX4032に対する耐性を引き起こすのに十分であることを見出した。Prahalladら(2012年)は、BRAF(V600E)変異大腸がん(全大腸がんの約8~10%)は、BRAF阻害剤とEGFR阻害剤からなる併用療法が有効である可能性があると結論づけた。

Galaら(2014年)は、無血縁の無茎性鋸歯状ポリポーシス癌症候群(SSPCS;617108)患者19人のうち18人の無茎性鋸歯状腺腫でBRAF V600E変異を同定した。

甲状腺乳頭がん

Kimuraら(2003年)は、甲状腺乳頭がん(PTC;188550を参照)78人中28人(35.8%)にV600E変異を同定した;同じ細胞型から発生した他のタイプの分化型濾胞新生物では、V600E変異は認められなかった(46人中0人)。RET(164761を参照)/PTC突然変異とRAS(190020を参照)突然変異はそれぞれPTCの16.4%で同定されたが、3つの突然変異の重複はなかった。Kimuraら(2003)は、甲状腺細胞の乳頭癌への変化はRET/PTC-RAS-BRAFシグナル伝達経路に沿ったエフェクターの構成的活性化を通して起こると結論している。

Xingら(2004)は、最も一般的なBRAF突然変異である1799T-Aについて、DNAシークエンシングにより様々な甲状腺腫瘍型を調査した。彼らは、地理的に異なる2つの甲状腺乳頭癌患者集団で1799T-A変異の頻度が高く(45%)、類似していることを見出した。1つは北米の散発症例からなり、もう1つはチェルノブイリ原発事故に被曝した人を含むウクライナのKievの症例であった。対照的に、Xingら(2004年)は甲状腺未分化癌のわずか20%にBRAF変異を認め、甲状腺髄様癌や甲状腺良性過形成にはBRAF変異を認めなかった。彼らはまた、BRAF1799T-A変異は良性甲状腺腺腫や濾胞性甲状腺癌では起こらないという以前の報告も確認した。彼らは、BRAF突然変異の頻発は地理的起源に関係なくPTCと関連しており、明らかに放射線感受性突然変異ではないと結論づけた。

Nikiforova et al. (2003)は320の甲状腺腫瘍と6つの未分化がん細胞株を分析し、45の乳頭がん(38%)、2つの低分化がん(13%)、3つの未分化がん(10%)、および5つの甲状腺未分化がん細胞株(83%)でBRAF突然変異を検出したが、濾胞がん、ヒュルトレ細胞がん、髄様がん、濾胞腺腫およびヒュルトレ細胞腺腫、または良性の過形成性結節では検出しなかった。変異はすべてヌクレオチド1799のT-A変換であった。BRAF陽性の低分化癌および未分化癌はすべて、既存の乳頭癌の領域を含んでおり、変異は高分化および脱分化の両成分に存在した。著者らは、BRAF変異は乳頭がん、および乳頭がんから発生した低分化がんおよび未分化がんに限定され、それらは乳頭がんの明確な表現型および生物学的特性と関連しており、低分化がんおよび未分化がんへの進行に関与している可能性があると結論した。

小児甲状腺がんは、成人例と比較してBRAF 1799T-A変異の有病率が異なる可能性があると仮定して、熊谷ら(2004年)は日本の小児甲状腺がん31例とウクライナのPTC48例を追加して検討した。BRAF 1799T-A変異は、日本人症例31例中1例(3.4%)にのみ認められ、15歳以前に手術を受けたウクライナ人症例15例中1例にも認められなかったが、ウクライナ人の若年成人症例33例中8例(24.2%)に認められた。Kumagaiら(2004年)は、BRAF 1799T-A変異は小児甲状腺がんではまれであると結論している。

Puxedduら(2004年)は60例のPTCのうち24例(40%)にV600E置換を認めたが、6例の濾胞腺腫、5例の濾胞がん、1例の未分化がんには認めなかった。60個のPTCのうち9個(15%)にRET/PTC再配列の発現がみられた。遺伝学的-臨床的関連解析では、BRAF遺伝子変異と古典的な乳頭状組織型のPTCの発生との間に統計学的に有意な相関が示された(P = 0.038)。BRAF V600Eの発現と、診断時の年齢、性別、大きさ、原発癌の局所浸潤性、リンパ節転移の有無、腫瘍の病期、疾患の多発性との関連は検出されなかった。著者らは、これらのデータから、BRAF V600Eが成人の散発性PTCでその時点までに発見された最も一般的な遺伝子変化であること、この甲状腺癌の組織型に特異的であること、古典的な乳頭状亜型のPTCの発生を促進する可能性があることが明確に確認されたと結論づけた。

Xingら(2004)は、細針吸引生検(FNAB)の甲状腺細胞診標本で1799T-A突然変異が検出されたことを示した。プロスペクティブ解析によると、外科的病理組織検査でPTCと診断された結節の50%は、FNAB標本のBRAF突然変異解析で正しく診断された。

Xingら(2005年)は、219人のPTC患者において、BRAF V600E変異と再発を含む臨床病理学的転帰との関係を研究した。著者らは、PTC患者において、BRAF遺伝子変異はより不良な臨床病理学的転帰と関連し、独立して再発を予測すると結論づけた。したがって、BRAF遺伝子変異はPTC患者のリスク層別化に有用な分子マーカーであると考えられる。

52例の古典的PTCのシリーズにおいて、Porraら(2005年)はSLC5A8(608044)の低発現がBRAF1799T-A変異の存在と非常に有意に関連することを見出した。SLC5A8の発現は、古典的型のPTCにおいて選択的に低下した(40倍);メチル化特異的PCR解析により、SLC5A8は古典的PTCの90%、その他のPTCの約20%でメチル化されていることが示された。Porraら(2005)は、彼らのデータから、甲状腺癌の古典的PTCサブタイプにおいて、メチル化に関連した癌抑制遺伝子SLC5A8のサイレンシングとBRAF遺伝子の1799T-A点突然変異との関係が同定されたと結論づけた。

Vaskoら(2005年)は、BRAF 1799T-A変異とPTCのリンパ節転移との関係を、原発腫瘍とそのリンパ節転移巣の両方における変異を調べることによって研究した。その結果、BRAF変異陽性の原発腫瘍からリンパ節転移したPTC組織におけるBRAF変異の高い有病率と、リンパ節転移したPTCにおけるBRAF変異のde novo形成の可能性は、BRAF変異がPTCのリンパ節転移と進行を促進する役割と一致することが示された。

サイログロブリン遺伝子の突然変異による先天性甲状腺機能低下症と長年の甲状腺腫(TG, 188540; およびTDH3, 274700を参照)を有し、甲状腺の多巣性濾胞がんも発見された患者において、Hishinumaら(2005)はがん化した甲状腺組織でBRAF遺伝子のV600E突然変異の体細胞ヘテロ接合を同定した。

Liuら(2007年)は、BRAF siRNAを用いていくつかのBRAF変異を保有するPTC細胞株を安定的にトランスフェクションし、BRAFが安定的に抑制されたクローンを単離し、ヌードマウスでの増殖、形質転換、異種移植腫瘍増殖能力を評価した。彼らは、V600E変異がPTCを開始させるだけでなく、BRAF変異を保有するPTC細胞の増殖、形質転換、腫瘍性を維持し、そのような細胞に由来する腫瘍の増殖がV600E変異に依存し続けることを見出した。

Joら(2006年)は、161人のPTC患者のうち102人(63.4%)がBRAF V600E変異を有し、これらの患者はこの変異のない患者と比較して腫瘍サイズが有意に大きく、血管内皮増殖因子(VEGF;192240)の発現が有意に高いことを見出した。VEGFの発現レベルは腫瘍の大きさ、甲状腺外浸潤、病期と密接に相関していた。Joら(2006)は、VEGF発現レベルが比較的高いことが、BRAF V600E(+)PTCにおけるより悪い臨床転帰と再発に関係している可能性があると結論づけた。

Duranteら(2007年)は、PTCにおけるBRAF V600E変異は、ヨード代謝に関与する主要遺伝子の発現低下と関連していることを見出した。彼らは、この影響がBRAF変異PTCにおける放射性ヨウ素の診断的および/または治療的使用の有効性を変化させる可能性があると指摘している。

Lupiら(2007年)は、PTC500例中219例(43.8%)にBRAF変異を認めた。最も一般的なBRAF変異はV600Eで、214例(42.8%)に認められた。BRAF V600Eは、甲状腺外浸潤(p=0.0001未満)、多中心性(p=0.0026)、リンパ節転移の存在(p=0.0009)、クラスIII対クラスIおよびII(p=0.00000006未満)、腫瘍被膜の非存在(p=0.0001未満)と、特に濾胞型および微小PTC変種において関連していた。多変量解析では、腫瘍被膜の欠如がBRAF V600E変異と関連する唯一のパラメータ(p = 0.0005)として残った。著者らは、BRAF V600E遺伝子変異は高リスクのPTCと関連し、特に浸潤性腫瘍増殖を伴う濾胞変化型と関連すると結論づけた。

Flahertyら(2010年)は、V600E変異に特異的な阻害剤(PLX4032)による治療を受けた3人の患者において、V600E関連甲状腺乳頭癌が完全または部分的に退縮したことを報告している。

非分泌性胚細胞腫瘍

胚細胞がん、卵黄嚢腫瘍、絨毛がん、および成熟奇形腫が混在する非分泌性胚細胞腫瘍(273300を参照)32例中3例(9%)において、Sommererら(2005年)はBRAF遺伝子の活性化1796T-A変異を同定した;この変異は胚細胞がんの構成要素内に存在した。

星細胞腫

Pfisterら(2008年)は、小児の低悪性度星細胞腫66例中4例(6%)に体細胞性V600E変異を同定した(137800を参照)。66個の腫瘍のうち30個(45%)にBRAF遺伝子座にまたがるコピー数増加が認められ、これらの腫瘍におけるMAPK (176948)経路活性化の新しい機序が示された。

神経変性における役割

Massら(2017)は、赤血球系におけるBRAF(V600E)体細胞変異が神経変性を引き起こす可能性があるという仮説を立てた。Massら(2017)は、マウスの赤血球系前駆細胞におけるBRAF(V600E)のモザイク発現が、組織常在マクロファージのクローン拡大と重篤な晩発性神経変性障害をもたらすことを示した。これはマウスではERK活性化アメーバ状ミクログリアの蓄積と関連しており、ヒトの組織球症患者でも観察される。マウスモデルでは、神経行動徴候、アストログリオーシス、アミロイド前駆体タンパク質の沈着、シナプス消失、神経細胞死がERK活性化ミクログリアによって引き起こされ、BRAF阻害によって予防可能であった。Massら(2017)は、この結果から組織球症の起源細胞として組織常在マクロファージの胎児前駆体が同定されたことを示唆し、マウスの赤血球系前駆細胞系における体細胞変異が遅発性神経変性を引き起こす可能性があることを示した。

変異機能

Bradyら(2014)は、CTR1(603085)のレベルを低下させるか、銅結合を破壊するMEK1(176872)の変異が、マウスやヒトの細胞設定においてBRAF(V600E)駆動のシグナル伝達と腫瘍形成を減少させることを示した。逆に、銅や活性型 ERK2 とは無関係に ERK1/2 をリン酸化する MEK1-MEK5 (602520) キメラは、Ctr1 を欠いたマウス細胞の腫瘍成長を回復させた。ウィルソン病の治療に使われる銅キレート剤(277900)は、BRAF(V600E)によって形質転換された、あるいはBRAF阻害に耐性を持つように操作されたヒトあるいはマウス細胞の腫瘍増殖を減少させた。Bradyら(2014)は、銅キレート療法はBRAF(V600E)変異を含む癌の治療に再利用できると結論づけた。

Rapinoら(2018年)は、ウォブル・ウリジン-34(U34)tRNAの修飾を触媒する酵素が、BRAF V600Eがん遺伝子によって駆動される形質転換によって、またメラノーマにおける標的療法への耐性によって誘導されるタンパク質合成の再配線のキープレイヤーであることをヒトで示した。Rapinoら(2018)は、BRAF V600E発現メラノーマ細胞が生存のためにU34酵素に依存していること、およびMAPKシグナル伝達とELP3(612722)またはCTU1(612694)および/またはCTU2(617057)の同時阻害が相乗的にメラノーマ細胞を死滅させることを示した。PI3Kシグナル伝達経路の活性化は、MAPK治療薬に対する後天性耐性の最も一般的なメカニズムの一つであり、U34酵素の発現を著しく増加させる。メカニズム的には、U34酵素はコドン依存的にHIF1A(603348)mRNAの翻訳を直接制御し、HIF1αタンパク質を高レベルに維持することにより、メラノーマ細胞の解糖を促進する。したがって、抗BRAF療法に対する後天性抵抗性は、高レベルのU34酵素とHIF1αと関連している。Rapinoら(2018)は、U34酵素が特異的mRNA翻訳を制御することにより、メラノーマ細胞の生存と治療に対する耐性を促進すると結論づけた。

.0002 大腸がん、体細胞
braf, arg462ile
大腸癌の1症例(114500を参照)において、Rajagopalanら(2002)はBRAF遺伝子のヌクレオチド1382でGからTへの転座を観察し、その結果コドン461でarg-ile置換(R461I)がヘテロ接合体の状態で、体細胞変異として認められた。Kumarら(2003)の改訂されたナンバリングシステムに基づいて、ARG461ILE(1382G-T)変異はARG462ILE(1385G-T)とナンバリングが変更された。

.0003 大腸癌、体細胞性
BRAF、ILE463SER
大腸腫瘍(114500を参照)において、Rajagopalanら(2002)はBRAF遺伝子のヌクレオチド1385にTからGへの転座を同定し、その結果コドン462にile-ser置換(I462S)を生じた。この変異はヘテロ接合で認められ、体細胞性であることが示された。Kumarら(2003)の改訂された番号付けに基づき、ILE462SER(1385T-G)変異はILE463SER(1388T-G)に番号変更された。

.0004 大腸癌、体細胞性
braf, gly464glu
大腸腫瘍(114500を参照)において、Rajagopalanら(2002)はBRAF遺伝子のヌクレオチド1388にGからAへの転移を同定し、コドン463にgly-glu置換(G463E)を生じた。この変異はヘテロ接合性で体細胞性であった。Kumarら(2003)の改訂された番号付けシステムに基づき、GLY463GLU(1388G-A)変異はGLY464GLU(1391G-A)と番号が変更された。

.0005 大腸がん、体細胞性
甲状腺がん、濾胞性、体細胞、含む
BRAF、LYS601GLU
大腸がん

大腸腫瘍(114500を参照)において、Rajagopalanら(2002)はBRAF遺伝子のヌクレオチド1798でAからGへの転移を同定し、コドン600でlys-glu(K600E)を生じた。この変異はヘテロ接合性で、体細胞性に生じた。Kumarら(2003)の改訂された番号付けシステムに基づき、LYS600GLU(1798A-G)変異はLYS601GLU(1801A-G)と番号変更された。

甲状腺がん、濾胞がん

サイログロブリン遺伝子(TG, 188540;およびTDH3, 274700を参照)の変異による先天性甲状腺機能低下症および長期にわたる甲状腺腫を有し、甲状腺の多巣性濾胞がんも発見された患者において、Hishinumaら(2005)はがん性甲状腺組織におけるBRAF遺伝子のK601E変異の体細胞ヘテロ接合を同定した。

.0006 肺腺がん、体細胞性
BRAF, GLY466VAL
Naokiら(2002年)は、スクリーニングした127例の原発性ヒト肺腺がん(211980を参照)のうち1例において、BRAF遺伝子のエクソン11におけるgly465-to-val(G465V)変異を同定した。Kumarら(2003)の改訂された番号付けシステムに基づき、GLY465VAL変異はGLY466VALとして番号付けが変更されている。

.0007 肺腺がん、体細胞性
braf, leu597arg
Naokiら(2002年)は、スクリーニングした127例の原発性ヒト肺腺がん(211980を参照)の1例において、BRAF遺伝子のエクソン15にleu596-to-arg(L596R)変異を同定した。Kumarら(2003)の改訂された番号付けシステムに基づいて、LEU596ARG変異はLEU597ARGとして番号が変更されている。

.0008 非小細胞肺癌、体細胞性
BRAF、LEU597VAL
非小細胞肺がん(211980を参照)において、Broseら(2002年)はBRAF遺伝子のエクソン15にleu596からvalへの(L596V)変化を同定した。Kumarら(2003)の改訂されたナンバリングシステムに基づいて、LEU596VAL変異はLEU597VALとしてナンバリングし直された。

.0009 リンパ腫、非ホジキンリンパ腫、体細胞性
braf, gly469arg
Leeら(2003年)は、164の非ホジキンリンパ腫(NHL;605027を参照)のゲノムDNAをPCRベースの一本鎖立体多型(SSCP)で解析し、BRAF(エクソン11および15)の体細胞変異を検出した。BRAF変異は4例の非ホジキンリンパ腫(2.4%)で検出された。ヒト癌におけるほとんどのBRAF変異がval600(例えば164757.0001)に関与しているのに対し、非ホジキンリンパ腫における4つのBRAF変異はすべて他のアミノ酸に関与していた:1つのG468A(164757.0010)、2つのG468R、および1つのD593G(164757.0011)。Kumarら(2003)の改訂された番号付けシステムに基づき、GLY468ARG変異はGLY469ARGに、GLY468ALA変異はGLY469ALAに、ASP593GLY変異はASP594GLYに番号を変更した。

.0010 リンパ腫、非ホジキン、体細胞性
BRAF、GLY469ALA
Leeら(2003年)による164の非ホジキンリンパ腫(605027を参照)のゲノムDNAに複合ヘテロ接合状態で認められたBRAF遺伝子のgly469-to-ala(G469A)変異についての考察は、164757.0009を参照のこと。

.0011 リンパ腫、非ホジキンリンパ腫、体細胞性
braf, asp594gly
Leeら(2003)による164の非ホジキンリンパ腫(605027を参照)のゲノムDNAに複合ヘテロ接合状態で認められたBRAF遺伝子のasp594-to-gly(D594G)変異に関する考察については、164757.0009を参照のこと。

.0012 心顔面皮膚症候群1
braf, ala246pro
血縁関係のない心顔面皮膚症候群(CFC1; 115150)の2人の患者において、Niihoriら(2006)はBRAF遺伝子のエクソン6にヘテロ接合性の736G-C転座を見つけ、ala246からpro(A246P)へのアミノ酸変化を予測した。

.0013 心顔面皮膚症候群1
BRAF, GLN257ARG
Niihoriら(2006)は、血縁関係のない心顔面皮膚症候群(CFC1; 115150)患者3人において、BRAF遺伝子のエクソン6にヘテロ接合性の770A-G転移を見つけ、gln257-to-arg(Q257R)のアミノ酸変化を予測した。

.0014 心顔面皮膚症候群1
BRAF, GRI469GLU
血縁関係のないと思われる4人の心顔面皮膚症候群(CFC1; 115150)において、Niihoriら(2006)はBRAF遺伝子のエクソン11にヘテロ接合性の1406G-A転移を見つけ、gly469-to-glu(G469E)のアミノ酸変化を予測した。

.0015 心顔面皮膚症候群1
BRAF, LEU485PHE
新堀ら(2006)は、Cardiofaciocutaneous syndrome (CFC1; 115150)の患者において、BRAF遺伝子のエクソン12にヘテロ接合性の1455G-C転座を見つけ、leu485-to-phe (L485F)のアミノ酸変化を予測した。

.0016 心顔面皮膚症候群1
BRAF, LYS499GLU
心顔面皮膚症候群(CFC1; 115150)の患者において、Niihoriら(2006)はBRAF遺伝子のエクソン12にヘテロ接合性の1495A-G転移を見つけ、lys499からglu(K499E)へのアミノ酸変化を予測した。

.0017 心顔面皮膚症候群1
BRAF, GLU501LYS
Verloesら(1988)が以前に報告した心顔面皮膚症候群(CFC1; 115150)の患者において、Niihoriら(2006)はBRAF遺伝子のエクソン12にヘテロ接合性の1501G-A転移を見つけ、glu501からlys(E501K)へのアミノ酸変化を予測した。

.0018 心顔面皮膚症候群1
BRAF, GLU501GLY
血縁関係がないと思われる心皮症候群(CFC1; 115150)の2人の患者において、Niihoriら(2006)はBRAF遺伝子のエクソン12にヘテロ接合性の1502A-G転移を見つけ、glu501からgly(E501G)へのアミノ酸変化を予測した。

.0019 心顔面皮膚症候群1
BRAF, ASN581ASP
血縁関係のないと推定される心皮症候群(CFC1; 115150)の2人の患者において、Niihoriら(2006)はBRAF遺伝子のエクソン14にヘテロ接合性の1741A-G転移を見つけ、asn581からasp(N581D)へのアミノ酸変化を予測した。

.0020 心顔面皮膚症候群1
BRAF, GLY534ARG
心顔面症候群(CFC1; 115150)とコステロ症候群(218040)の両方に重なる頭蓋顔面の特徴を持つ7歳の男児で、HRAS(190020)変異は認められなかった(Estep et al、 2006)、Rauen(2006)は、BRAF遺伝子のエクソン13に1600G-Cの転座を同定し、その結果、gly534からarg(G534R)への置換が生じ、CFCを引き起こすBRAF変異は、これまでエクソン13には報告されていなかったことを指摘している。

.0021 心顔面皮膚症候群1
BRAF、ASP638GLU
心顔面皮膚症候群(CFC1; 115150)とコステロ症候群(218040)を重複する表現型を持つ13歳の少女で、HRAS(190020)変異は認められなかったが(Estepら、2006年)、Rauen(2006年)は、BRAF遺伝子のエクソン16に1914T-A転座を同定し、その結果、asp638からglu(D638E)への置換が生じ、CFCを引き起こすBRAF変異は、エクソン16ではこれまで報告されていなかったと述べている。

.0022 ヌーナン症候群7
BRAF, THR241MET
ヌーナン症候群7(NS7;613706)の患者において、Sarkozyら(2009)は、BRAF遺伝子のエクソン6にヘテロ接合性のde novo 722C-T転移を同定し、thr241-to-met(T241M)置換をもたらした。

.0023 ヌーナン症候群7
BRAF, THR241ARG
ヌーナン症候群-7(NS7;613706)の患者において、Sarkozyら(2009)は、BRAF遺伝子のエクソン6にヘテロ接合性の722C-G転座を同定し、thr241からarg(T241R)への置換をもたらした。この変異は150人の対照群では同定されなかった。

.0024心顔面皮膚症候群1
レオパード症候群3、含む
braf, thr241pro
心顔面皮膚症候群1

血縁関係のない心顔面皮膚症候群(CFC1; 115150)の2人の患者において、Schulzら(2008)は、BRAF遺伝子のエクソン6におけるヘテロ接合性の721A-C転座を同定し、その結果、保存残基におけるthr241-pro(T241P)置換が生じた。

レオパード症候群3

Sarkozyら(2009)は、LEOPARD症候群3(LPRD3;613707)の患者において、ヘテロ接合性のde novo T241P変異を同定した。この患者には、発育不良、頭蓋顔面異常、短頸と網状頸、僧帽弁と大動脈弁の形成不全、認知障害、新生児低身長、感音性難聴、発作がみられた。その他の特徴として、胸郭欠損、思春期遅延、骨密度低下、骨盤の線維性嚢胞性病変があった。皮膚には、過角化症、カフェオレ斑、多発性母斑、暗色黒子などがみられ、手のひらや足の裏を含む全身に広がっていた。In vitroでの機能発現研究により、T241P変異タンパク質は、MEKリン酸化がわずかに増加し、下流のMAPK経路の活性化が示唆されたものの、in vitroでは細胞に形質転換能を示さないことが示された。

.0025 ヌーナン症候群7
braf, trp531cys
血縁関係のないヌーナン症候群7(NS7;613706)の2人の患者において、Sarkozyら(2009)は、BRAF遺伝子のエクソン13にヘテロ接合性のde novo 1593G-C転座を同定し、その結果、trp531からcys(W531C)への置換が生じた。In vitroでの機能発現研究により、W531C変異タンパク質は、MEKリン酸化がわずかに増加し、下流のMAPK経路の活性化が示唆されたものの、in vitroでは細胞に形質転換能を示さないことが示された。

.0026 ヌーナン症候群7
braf, leu597val
ヌーナン症候群-7(NS7;613706)の患者において、Sarkozyら(2009)は、BRAF遺伝子のエクソン15にヘテロ接合性のde novo 1789C-G転座を同定し、leu597-to-val(L597V)置換をもたらした。In vitroでの機能発現研究により、W531C変異タンパク質は、MEKリン酸化がわずかに増加し、下流のMAPK経路の活性化が示唆されたものの、in vitroでは細胞に形質転換能を示さないことが示された。

.0027 レオパード症候群3
BRAF, LEU245PHE
レオパード症候群3(LPRD3;613707)を有する17歳のチェコの少年において、Koudovaら(2009年)は、BRAF遺伝子のエクソン6にde novoのヘテロ接合性c.735A-G転移を同定し、その結果、高度に保存された残基においてleu245-to-phe(L245F)置換が生じた。この変異は300人以上の対照群では認められず、機能研究は行われなかった。注目すべきことに、この患者には認知障害はなかった。

参考文献

プロフィール

この記事の筆者:仲田洋美(医師)

ミネルバクリニック院長・仲田洋美は、日本内科学会内科専門医、日本臨床腫瘍学会がん薬物療法専門医 、日本人類遺伝学会臨床遺伝専門医として従事し、患者様の心に寄り添った診療を心がけています。

仲田洋美のプロフィールはこちら

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