This is a talk about sugar and cancer. I became interested in sugar when I was in college. Not this kind of sugar. It was the sugar that our biology professors taught us about in the context of the coating of your cells. Maybe you didn't know that your cells are coated with sugar. And I didn't know that, either, until I took these courses in college, but back then -- and this was in, let's just call it the 1980s -- people didn't know much about why our cells are coated with sugar. And when I dug through my notes, what I noticed I had written down is that the sugar coating on our cells is like the sugar coating on a peanut M and M. And people thought the sugar coating on our cells was like a protective coating that somehow made our cells stronger or tougher.
このトークはがんと糖質についてです 私は大学生の時 糖質に興味を持ちました こんな砂糖のことではありません 生物学の教授に教わった糖質とは 人体の細胞をおおっているものです おそらく みなさんは自分の体の細胞が 糖質でおおわれているとは知らなかったでしょう 私も大学で これに関するクラスを 取るまでは知りませんでした しかし 当時 これが発見された1980年代は 人体の細胞が どうして糖質でおおわれているのか よく分っていませんでした 大学の授業で書き留めておいたことを よく見直して気付いたことは 細胞をおおう糖質は M&Mピーナツを覆う糖衣のようなものだ ということです 細胞をおおう糖質は 保護的な役割りをして 細胞を強く丈夫にする役割を果たすと 思われていましたが
But we now know, many decades later, that it's much more complicated than that, and that the sugars on our cells are actually very complex. And if you could shrink yourself down to a little miniature airplane and fly right along the surface of your cells, it might look something like this -- with geographical features. And now, the complex sugars are these trees and bushes -- weeping willows that are swaying in the wind and moving with the waves. And when I started thinking about all these complex sugars that are like this foliage on our cells, it became one of the most interesting problems that I encountered as a biologist and also as a chemist. And so now we tend to think about the sugars that are populating the surface of our cells as a language. They have a lot of information stored in their complex structures.
それから何十年も経った今 もっと複雑だ ということが分かっています 細胞の糖質は実際とても複雑で みなさんが微小の飛行機になって 細胞の上を飛んで 細胞の表面を見下ろしたなら こういう風に 地勢でも見ている感じでしょう この低木や木々のようなものが複合糖質で 柳の木が風になびいて 揺らいでいるようです 人体の細胞にある 木の葉のような 複合糖質について考え始めると 生物学者であり化学者でもある私にとって それは 最も大きな関心事の1つとなりました 現在 私達は人体の細胞の表面をおおう糖質を 言語のようなものとして捉えています この糖質の複雑な構造には 多くの情報が蓄えられています
But what are they trying to tell us? I can tell you that we do know some information that comes from these sugars, and it's turned out already to be incredibly important in the world of medicine.
それは どういうことでしょう 複合糖質に関する情報は ある程度わかっていて それは医学の世界において 非常に重要です
For example, one thing your sugars are telling us is your blood type. So your blood cells, your red blood cells, are coated with sugars, and the chemical structures of those sugars determine your blood type. So for example, I know that I am blood type O. How many people are also blood type O? Put your hands up. It's a pretty common one, so when so few hands go up, either you're not paying attention or you don't know your blood type, and both of those are bad.
その1つが細胞の糖質で 血液型が決まるということです 血液細胞の1種である赤血球は 糖質でおおわれており その糖質の化学構造により 血液型が決まるのです 私の血液型は O型だと分かっています O型の方は どれくらいいますか 手を挙げて下さい かなり一般的な血液型なのに 少ししか手が挙りませんでした 私の質問を聞いてなかったか 自分の血液型を知らないかです どちらも喜ばしくないですね
(Laughter)
(笑)
But for those of you who share the blood type O with me, what this means is that we have this chemical structure on the surface of our blood cells: three simple sugars linked together to make a more complex sugar. And that, by definition, is blood type O.
ともかく 私と同じO型の人達には この化学構造が 赤血球の表面にあります 3つの単糖が繫がり より複雑な糖質の化学構造を作っている というのがO型の定義です
Now, how many people are blood type A? Right here. That means you have an enzyme in your cells that adds one more building block, that red sugar, to build a more complex structure. And how many people are blood type B? Quite a few. You have a slightly different enzyme than the A people, so you build a slightly different structure, and those of you that are AB have the enzyme from your mother, the other enzyme from your father, and now you make both of these structures in roughly equal proportions. And when this was figured out, which is now back in the previous century, this enabled one of the most important medical procedures in the world, which, of course, is the blood transfusion. And by knowing what your blood type is, we can make sure, if you ever need a transfusion, that your donor has the same blood type, so that your body doesn't see foreign sugars, which it wouldn't like and would certainly reject.
では血液型がA型の人は どれくらいいますか? ここのあなた 赤血球のある酵素が もう1つの構成部分である― 赤で示してある糖質を付加し もっと複雑な構造を作っています B型の人はどれ位でしょうか? かなりいますね あなた方はA型とは少し違う酵素があり 僅かながら異なる構造をしています ABの人達は 母親からと父親から それぞれの酵素を受けつぎ ほぼ同等の割合で 両方の化学構造を持っています こういうことが明らかになり— 今や前世紀の話ですが— 世界で最も重要な医療処置の1つである 輸血が可能になったのは 周知のとおりです 自分の血液型を知ることで あなたが輸血が必要な時に ドナーの血液型が同じかどうか 確かめることが出来ます そうすることで あなたの体に 異質の糖質が入り込んで起きる 拒絶反応を防ぐことが出来ます
What else are the sugars on the surface of your cells trying to tell us? Well, those sugars might be telling us that you have cancer. So a few decades ago, correlations began to emerge from the analysis of tumor tissue. And the typical scenario is a patient would have a tumor detected, and the tissue would be removed in a biopsy procedure and then sent down to a pathology lab where that tissue would be analyzed to look for chemical changes that might inform the oncologist about the best course of treatment. And what was discovered from studies like that is that the sugars have changed when the cell transforms from being healthy to being sick. And those correlations have come up again and again and again. But a big question in the field has been: Why? Why do cancers have different sugars? What's the importance of that? Why does it happen, and what can we do about it if it does turn out to be related to the disease process?
その他に細胞表面の糖質は どんな役割りをしているのでしょう? がんの有無を知らせている かもしれません 数十年前 がん組織の分析から がんと糖質との関係が解明され始めました 考えられる典型的な筋書きとしては 患者のがんが検出されたら 生検で採取されたその組織が 病理検査室へ送られ 糖の化学変化が分析されます これに基づいて最も適した治療法が がん専門医に知らされるでしょう がんと糖質との関連を研究して 発見されたことは 糖質は 細胞が がんを発症するとき 変化するということです 細胞表面の糖質とがんとの関係は 繰り返し検証されて来ましたが この分野には その理由を知るという 大きな課題があります なぜ がんは細胞の糖質は違うのか その重要性とは? なぜ そんなことが 起きているのでしょう? それが がんの病的過程に関連すると 分かっているなら何ができるのでしょう?
So, one of the changes that we study is an increase in the density of a particular sugar that's called sialic acid. And I think this is going to be one of the most important sugars of our times, so I would encourage everybody to get familiar with this word. Sialic acid is not the kind of sugar that we eat. Those are different sugars. This is a kind of sugar that is actually found at certain levels on all of the cells in your body. It's actually quite common on your cells. But for some reason, cancer cells, at least in a successful, progressive disease, tend to have more sialic acid than a normal, healthy cell would have. And why? What does that mean? Well, what we've learned is that it has to do with your immune system.
我々が研究している変化の1つは シアル酸と呼ばれる 特定の糖質の密度が 上昇する現象です シアル酸は 現代の最も大切な 糖質の1つになるだろうと 思われるので この言葉を覚えていると良いでしょう シアル酸は 私達が食べる砂糖とは 異なる糖質です 人体の全細胞に存在しており それぞれ特定の密度で 発見されている糖質です 実際 私達の体の細胞には 非常に一般的なものですが なぜか がん細胞には 少なくとも進行性がん細胞には シアル酸が 正常細胞より多く 含まれる傾向があります どうしてでしょう? その意味は? 分かっていることは それは免疫系と関わりがある ということです
So let me tell you a little bit about the importance of your immune system in cancer. And this is something that's, I think, in the news a lot these days. You know, people are starting to become familiar with the term "cancer immune therapy." And some of you might even know people who are benefiting from these very new ways of treating cancer. What we now know is that your immune cells, which are the white blood cells coursing through your bloodstream, protect you on a daily basis from things gone bad -- including cancer. And so in this picture, those little green balls are your immune cells, and that big pink cell is a cancer cell. And these immune cells go around and taste all the cells in your body. That's their job. And most of the time, the cells taste OK.
がんにおける 免疫系の重要性について 少しお話しさせて下さい 最近ニュースで よく取り上げられ 人々に馴染みのある言葉に 「がん免疫療法」というのがありますね この非常に新しいがん治療法に 助けられている人々を 知っている方もこの中にいるでしょう 現在知られていることは 血流の中を巡る白血球は がんを含む体内で起きる問題から 私達を日常的に 守っています この絵では 緑色のボールが免疫細胞で 大きなピンク色の細胞が がん細胞です これら免疫細胞が 体中の細胞を点検します それが免疫細胞の仕事です ほとんどの場合 問題はないのですが
But once in a while, a cell might taste bad. Hopefully, that's the cancer cell, and when those immune cells get the bad taste, they launch an all-out strike and kill those cells. So we know that. We also know that if you can potentiate that tasting, if you can encourage those immune cells to actually take a big old bite out of a cancer cell, you get a better job protecting yourself from cancer every day and maybe even curing a cancer. And there are now a couple of drugs out there in the market that are used to treat cancer patients that act exactly by this process. They activate the immune system so that the immune system can be more vigorous in protecting us from cancer.
時には正常でない細胞があり それが がんなら 願わくは 免疫細胞がそれを検知して 全面攻撃を起こし がん細胞を死滅させると 私達は知っていますが また免疫細胞の点検を強化させたり がん細胞を 攻撃させることが出来れば がん予防が うまくできるようになり がんを完治さえ 出来るかも知れません 今や市場には この仕組みで作用する がん患者の治療薬が 数種類出回っています これらの薬は免疫系を活性化し がんから私達を守るために 免疫系をもっと活発に することができます
In fact, one of those drugs may well have spared President Jimmy Carter's life. Do you remember, President Carter had malignant melanoma that had metastasized to his brain, and that diagnosis is one that is usually accompanied by numbers like "months to live." But he was treated with one of these new immune-stimulating drugs, and now his melanoma appears to be in remission, which is remarkable, considering the situation only a few years ago. In fact, it's so remarkable that provocative statements like this one: "Cancer is having a penicillin moment," people are saying, with these new immune therapy drugs. I mean, that's an incredibly bold thing to say about a disease which we've been fighting for a long time and mostly losing the battle with. So this is very exciting.
現に その薬の1つは カーター元大統領の命を救った と言ってもいいでしょう カーター元大統領は メラノーマを発症し それが脳まで転移していました その診断が— 通常 数字が伴うのですが— 「余命3ヶ月」というものでした しかし 彼は新しい免疫系を 活性化する新薬の1つの治療を受け 彼のメラノーマは今 寛解に入っているようです すごいですね ほんの数年前の状況では 考えられないことでした 事実 このすごさに 新しい免疫治療薬は 刺激的な表現を用いて 「がんに対するペニシリンの到来」 などと称されています 今まで私達がずっと闘い続けてきて ほとんど勝ち目のなかった病気について こんなことが言えるなんて 信じられない程大胆な言葉です 免疫療法は とても期待されています
Now what does this have to do with sugars? Well, I'll tell you what we've learned. When an immune cell snuggles up against a cancer cell to take a taste, it's looking for signs of disease, and if it finds those signs, the cell gets activated and it launches a missile strike and kills the cell. But if that cancer cell has a dense forest of that sugar, sialic acid, well, it starts to taste pretty good. And there's a protein on immune cells that grabs the sialic acid, and if that protein gets held at that synapse between the immune cell and the cancer cell, it puts that immune cell to sleep. The sialic acids are telling the immune cell, "Hey, this cell's all right. Nothing to see here, move along. Look somewhere else." So in other words, as long as our cells are wearing a thick coat of sialic acid, they look fabulous, right? It's amazing. And what if you could strip off that coat and take that sugar away? Well, your immune system might be able to see that cancer cell for what it really is: something that needs to be destroyed.
しかし これが糖質と どういう関係があるのでしょう? 分っていることをお話しします 免疫細胞が がん細胞に くっ付いて点検するとき 病気のサインを探しています そのサインが見つかったなら 免疫細胞は活性化され がん細胞を攻撃し死滅させます しかし がん細胞の シアル酸の密度が高い場合 それは免疫細胞にとって かなり魅惑的となり 免疫細胞にはシアル酸と結合する タンパク質があるのですが そのタンパク質が 免疫細胞とがん細胞の間の免疫シナプスで 留まってしまったなら 免疫細胞は活動を停止してしまいます シアル酸は免疫細胞に こう言うのです 「この細胞は大丈夫 ここには何もないから 他を探して」と 言い換えると 私達の細胞がシアル酸で 厚くおおわれていると 免疫細胞には魅惑的に見えるのですね 驚きです そのおおいを剥ぎ取り シアル酸を取り除ける としたらどうでしょう そうしたら免疫細胞は がん細胞の真の姿に気づき 破壊すべきものとして 見えるかもしれません
And so this is what we're doing in my lab. We're developing new medicines that are basically cell-surface lawnmowers -- molecules that go down to the surface of these cancer cells and just cut off those sialic acids, so that the immune system can reach its full potential in eliminating those cancer cells from our body.
我々はこれを研究して 新薬を開発しています それは基本的に 「細胞表面の芝刈り機」なるものです 分子が がん細胞の表面まで行き シアル酸を刈り取るだけです それで免疫系が持つ能力が 最大限に発揮され 免疫細胞が がん細胞を 駆除するというものです
So in closing, let me just remind you again: your cells are coated with sugars. The sugars are telling cells around that cell whether the cell is good or bad. And that's important, because our immune system needs to leave the good cells alone. Otherwise, we'd have autoimmune diseases. But once in a while, cancers get the ability to express these new sugars. And now that we understand how those sugars mesmerize the immune system, we can come up with new medicines to wake up those immune cells, tell them, "Ignore the sugars, eat the cell and have a delicious snack, on cancer."
締めくくりに もう一度繰り返します 私達の体の細胞は 糖質でおおわれていて その糖質は免疫細胞に 点検される細胞が 正常かどうかを教えます これが大事なのは 免疫系は正常細胞だけは 手を付けないでおく必要があるからです そうでなければ私達は 自己免疫疾患に罹ってしまいます しかし 時には がんは これらの糖質を発現させ 免疫系を 不活性化させることが出来る とも分かっています その対応には我々は免疫細胞を 目覚めさせる新薬を開発し 「その糖質は無視して がんという美味しいおやつを食べなさい」と 免疫細胞に指図できるのです
Thank you.
ありがとうございました
(Applause)
(拍手)