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Understanding of glutamine metabolism in cancer cells

Research Project

Project/Area Number 16K07115
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Tumor biology
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Irino Yaushiro  神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (10415565)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsグルタミン代謝 / アンモニア / グルタミンデヒドロゲナーゼ / がん細胞の特性 / 代謝 / グルタミノリシス / 癌
Outline of Final Research Achievements

In this study, we show that cancer cells rapidly consume glutamine and secrete ammonia during the growth phase and that glutamine limitation suppresses cancer cell proliferation. Strikingly, this proliferation impairment can be overcome by supplementing cells with ammonia, depending on the cellular level of the enzyme glutamate dehydrogenase 2 (GDH2), which synthesizes glutamate from ammonia and α-ketoglutarate. Moreover, we demonstrate that GDH2 is sufficient for glutamate production to support proliferation or survival under glutamine-depleted conditions. Our findings provide insight into how cancer cells survive under glutamine deprivation conditions and contribute to the elucidation of cancer cell proliferation mechanisms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アンモニアは、生体内での代謝の結果生じる毒性を持つ老廃物とされてきました。今回の研究の結果、がん細胞はこの老廃物であるアンモニアを窒素源として利用してアミノ酸、特にグルタミン酸を合成していることが分かりました。この反応にはグルタミン酸デヒドロゲナーゼ2と呼ばれる酵素が必要であることも分かりました。この研究結果をまとめると、グルタミンデヒドロゲナーゼ2は、がんの利用標的分子となり得ることを示唆することができます。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Glutamate production from ammonia via glutamate dehydrogenase 2 activity supports cancer cell proliferation under glutamine depletion2018

    • Author(s)
      Takeuchi Yukiko、Nakayama Yasumune、Fukusaki Eiichiro、Irino Yasuhiro
    • Journal Title

      Biochemical and biophysical research communications

      Volume: 495 Issue: 1 Pages: 761-767

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.11.088

    • NAID

      120006545118

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] グルタミン酸デヒドロゲナーゼ2はアンモニアからグルタミン酸を産出し、グルタミン飢餓状態の細胞増殖を助ける2018

    • Author(s)
      入野 康宏
    • Organizer
      第43回日本医用マススペクトル学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] グルタミン酸デヒドロゲナーゼ2はアンモニアからグルタミン酸を産出し、グルタミン飢餓状態の細胞増殖を助ける2018

    • Author(s)
      入野 康宏
    • Organizer
      がんと代謝研究会・若手の会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アンモニアを利用するがん細胞は栄養飢餓状態でも生存できる2017

    • Author(s)
      入野 康宏、竹内 由紀子、中山 泰宗、福崎 英一郎
    • Organizer
      第42回日本医用マススペクトル学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アンモニアを利用するがん細胞は栄養飢餓状態でも生存できる2017

    • Author(s)
      入野 康宏、竹内 由紀子、中山 泰宗、福崎 英一郎
    • Organizer
      第5回がんと代謝研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Utilization of ammonia supports cell survival under glutamine depletion2017

    • Author(s)
      竹内 由紀子、中山 泰宗、福崎 英一郎、入野 康宏
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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