• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

放射線に対するミトコンドリアエネルギー代謝適応応答を標的とした新規がん治療法開発

Research Project

Project/Area Number 19J11509
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

山本 久美子  北海道大学, 獣医学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsがん細胞 / 放射線 / エネルギー代謝 / ミトコンドリア
Outline of Research at the Start

申請者はこれまでに、X線照射によってがん細胞のミトコンドリア電子伝達系(ETC)が活性化し、この活性化は放射線に対する適応応答である可能性を明らかにしたが、この現象は正常細胞でも起こることが示唆されている。本研究では、がん特異的な新規放射線治療法の開発のために、ミトコンドリア代謝の基質となる代謝経路に着目し、(1) 種々の細胞に特異的な代謝経路およびその代謝経路の放射線応答の解明、(2) (1)で明確になった代謝阻害時の放射線感受性の評価、(3) In vivoにおける移植腫瘍への代謝関連酵素阻害剤と放射線照射の併用効果およびそのメカニズムの解明の3点を目的とし、研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

これまでに、がん細胞にX線を照射することによってミトコンドリア電子伝達系が活性化し、この活性化を阻害すると放射線感受性が上昇することが明らかになっている。しかし、この現象は正常細胞でも起こることが示唆されている。そこで本研究ではがん特異的な新規放射線治療法の開発を目的とし、種々の細胞に特異的な代謝経路およびその代謝経路の放射線応答の解明を行った。
グルコースもしくはグルタミンを含まない培地を用いて細胞の増殖能およびATP産生の評価を行ったところ、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞およびヒト大腸がん由来SW480細胞はグルコース依存性、ヒト肺腺がん由来A549細胞はグルタミン依存性、ヒト肝臓がん由来HepG2細胞はグルコースもしくはグルタミンの一方でも存在していると増殖やATP産生に変化がないことが示された。また、がん細胞との比較として正常細胞のヒト網膜上皮由来RPE-1細胞では、グルコースもしくはグルタミンのどちらか一方がないと増殖できないことが明らかになった。さらに、電子スピン共鳴法による酸素消費率の測定を行ったところ、HeLa細胞、SW480細胞、A549細胞ならびにHepG2細胞のどの細胞の酸素消費率もX線照射後にに上昇することが明らかになった。また、グルコース代謝の指標として2-deoxy-D-glucose(2-DG)の取り込みの評価を行ったところ、HeLa細胞、SW480細胞、A549細胞ならびにHepG2細胞において、X線照射後に2-DGの取り込み量が上昇した。
以上のことから、どのがん細胞でもX線照射後にミトコンドリア電子伝達系および解糖系の両方が活性化するが、グルコースおよびグルタミンの依存性は細胞種によって差異があったことが明らかになった。このことは、がんの種類によって適切な代謝阻害を行うことでより効率的ながんの放射線治療が新たに確立できる可能性を示している。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Mitochondrial fission promotes radiation-induced increase in intracellular Ca2+ level leading to mitotic catastrophe in mouse breast cancer EMT6 cells2020

    • Author(s)
      Bo Tomoki、Yamamori Tohru、Yamamoto Kumiko、Fujimoto Masaki、Yasui Hironobu、Inanami Osamu
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 522 Issue: 1 Pages: 144-150

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.11.027

    • NAID

      120006955193

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Radiation-induced abnormal centrosome amplification and mitotic catastrophe in human cervical tumor HeLa cells and murine mammary tumor EMT6 cells2020

    • Author(s)
      Fujimoto Masaki、Bo Tomoki、Yamamoto Kumiko、Yasui Hironobu、Yamamori Tohru、Inanami Osamu
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 67 Issue: 3 Pages: 240-247

    • DOI

      10.3164/jcbn.19-80

    • NAID

      130007934172

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Inhibition of ubiquitin‐specific protease 2 causes accumulation of reactive oxygen species, mitochondria dysfunction, and intracellular ATP decrement in C2C12 myoblasts2019

    • Author(s)
      Hashimoto Mayuko、Saito Natsuko、Ohta Haru、Yamamoto Kumiko、Tashiro Asuka、Nakazawa Kosuke、Inanami Osamu、Kitamura Hiroshi
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 7 Issue: 14 Pages: 1-14

    • DOI

      10.14814/phy2.14193

    • NAID

      120006901082

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ESR法によるがん細胞のミトコンドリア機能の放射線応答の解析2019

    • Author(s)
      山本久美子、安井博宣、房知輝、藤本政毅、稲波修
    • Organizer
      第72回日本酸化ストレス学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] X-Irradiation enhances energy metabolism derived from mitochondrial electron transport chain and glycolysis in cancer cells2019

    • Author(s)
      Kumiko Yamamoto, Hironobu Yasui, Tomoki Bo, Masaki Fujimoto, Yuichiro Fukushima, Wakako Hiraoka, Osamu Inanami
    • Organizer
      The 16th International Congress of Radiation Research (ICRR2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 種々のがん細胞におけるミトコンドリア電子伝達系の放射線応答の解析2019

    • Author(s)
      山本久美子、安井博宣、藤本政毅、房知輝、稲波修
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ESR法を用いた培養細胞における細胞外pH評価法の開発2019

    • Author(s)
      山本久美子、安井博宣、藤本政毅、房知輝、Valery V. Khramtsov、平田拓、稲波修
    • Organizer
      第58回電子スピンサイエンス学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The evaluation of radiation response of energy metabolism in solid tumor cell lines2019

    • Author(s)
      Kumiko Yamamoto, Hironobu Yasui, Masaki Fujimoto, Yuichiro Fukushima, Tomoki Bo, Osamu Inanami
    • Organizer
      日本放射線影響学会第62回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi