New integrated therapy for glioblastoma considering intratumoral metabolic remodeling with a ketogenic diet
| Project/Area Number |
19K18391
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | glioblastoma / Ketogenic diet / ketoghenic diet / glioma / ケトン食 / 代謝リモデリング / ketogenic diet |
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| Outline of Research at the Start |
膠芽腫は脳腫瘍の中で最も悪性の腫瘍の1つで、腫瘍のエネルギー産生、維持・増大のために大量にグルコースを取り込んでいる。したがって、グルコースの取り込みを抑制することは腫瘍の増殖を抑制する効果があると考えられる。ケトン食療法は低糖高脂肪食であり、ケトンをエネルギー源とした代謝リモデリングが生じる。今回申請者は、膠芽腫マウスにケトン食を摂取させ、膠芽腫細胞内の代謝リモデリングを質量分析器を用いて詳細に解析し、賦活される代謝経路を同定し、それをターゲットとした新たな治療薬を探索することを目的に研究を計画した。
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| Outline of Final Research Achievements |
The ketogenic diet (KD) is a high fat and low carbohydrate diet that produces ketone bodies through imitation of starvation. The combination of KD and Bevacizumab (Bev) is considered to further reduce the supply of glucose to the tumor. The metabolite changes in U87 glioblastoma mouse models treated with KD and/or Bev were examined using gas chromatography-mass spectrometry. The combination therapy of KD and Bev showed a decrease in the rate of tumor growth and an increase in the survival time of mice, although KD alone did not have survival benefit. In the metabolome analysis, the pattern of changes for most amino acids are similar between tumor and brain tissues, however, some amino acids such as aspartic acid and glutamic acid were different between tumors and brain tissues. The KD enhanced the anti-tumor efficacy of Bev in a glioblastoma intracranial implantation mouse model. These results suggested that KD combined with Bev may be a useful treatment strategy for patients with GBM.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
膠芽腫に対するケトン食療法の効果は一定の見解がないが、多くの報告でカロリー制限した場合の効果は報告されていた。代謝解析の結果、VEGF阻害剤との併用療法によりアスパラギン酸とグルタミン酸がglioma組織において正常脳組織と異なる変化を示した。臨床研究においてVEGF阻害剤とケトン食療法の併用の研究は行われておらず、今後、膠芽腫患者への効果を評価するために併用療法の臨床研究が必要と考えられる。抗血管新生療法とケトン食療法は、単独ではすでに臨床的に用いられており、安全性は確立されているので、併用療法はすぐに導入可能であり、臨床試験を将来的に行っていく必要がある。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Multi-marker algorithms based on CXCL13, IL-10, sIL-2 receptor, and β2-microglobulin in cerebrospinal fluid to diagnose CNS lymphoma.2020
Author(s)
Maeyama M, Sasayama T, Tanaka K, Nakamizo S, Tanaka H, Nishihara M, Fujita Y, Sekiguchi K, Kohta M, Mizukawa K, Hirose T, Itoh T, Kohmura E.
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Journal Title
Cancer Med
Volume: 9
Issue: 12
Pages: 3048-3048
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Tumor-associated macrophage related interleukin-6 in cerebrospinal fluid as a prognostic marker for glioblastoma.2019
Author(s)
Hori T, Sasayama T, Tanaka K, Koma YI, Nishihara M, Tanaka H, Nakamizo S, Nagashima H, Maeyama M, Fujita Y, Yokozaki H, Hirose T, Kohmura E.
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Journal Title
J Clin Neurosci
Volume: 68
Pages: 281-289
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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