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Live imaging of in vivo cancer metabolic reprogramming using PET-CT

Research Project

Project/Area Number 19KK0399
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

青木 重樹  千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (30728366)

Project Period (FY) 2020 – 2024
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
Keywordsがん / ミトコンドリア / 代謝リプログラミング / マイトファジー / 膵がん / 解糖系 / リポファジー / オートファジー / PINK1 / イメージング / 免疫 / PET-CT / がん代謝
Outline of Research at the Start

がんの病態や転移機構の理解、薬物治療の最適化を行ううえで、腫瘍内の代謝変化をリアルタイムに捉えることが重要となる。そこで、カナダのアルバータ大学と共同して、小動物用PET-CTを用いたがん細胞内代謝のイメージングを行い、網羅的オミクス解析や分子細胞生物学的研究と融合させることで、がんの生体内挙動の理解をより深める。PET-CTを用いることで、非侵襲的にがんの生体内挙動および代謝の経時的な変動を可視化することができ、個体内で刻一刻と変わりゆく細胞内代謝の変化やがん細胞の生体内挙動を追うことが可能となる。

Outline of Annual Research Achievements

がん細胞が持つ代謝のリプログラミング様式を明らかとし、そこを応用して実際に生体内で起こるリプログラミングの実態を解明することが大きな目標である。本研究では特に、がんで優位にはたらくと考えられている解糖系を抑制した際のミトコンドリアを中心とした代謝に着目している。解糖系の抑制は分子標的薬を含めた様々な状況下で起こるため、その理解や病態に与える影響など広く検討を行っている。
代謝のリプログラミングに伴うミトコンドリア活性の評価系を構築するために、渡航や渡航先研究室学生の受け入れを通して国際共同研究を進め、種々の結果を得た。膵がん細胞においては、解糖系の抑制時にミトコンドリア機能の賦活化やそれに伴う脂肪酸代謝の亢進などが認められ、特にそこにはリポファジーが深く関与していることも見出した。この成果は、国際共著論文として国際誌に発表した。さらに、心筋におけるミトコンドリア機能とSIRTの関係についてもノックアウト細胞の構築など含めて検討を進め、興味深い結果を得つつある。
解糖系の抑制に伴ってマイトファジーが亢進することもに見出してきたが、メカニズム的な解析はまだ途中であり、今後、代謝リプログラミングに関与する可能性のあるがん特異的因子の探索も進めていくことで、治療戦略の立案やがんイメージング研究へと応用させたいとも考えている。併せて、分子標的薬治療に伴う代謝リプログラミングとミトコンドリア機能との関係についても種々のがん種を用いて理解を深めていきたい。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究開始当初の渡航制限や渡航先での受け入れ体制の問題等により遅れが発生したが、国際共同研究としては順調に展開できており、成果も得ている。

Strategy for Future Research Activity

代謝リプログラミングを中心に、がん特異的な因子の解析等から、治療戦略の立案やイメージングに向けた研究をより進展させる。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Autophagy inhibition suppresses hormone production and cell growth in pituitary tumor cells: A potential approach to pituitary tumors2024

    • Author(s)
      Satou Motoyasu、Wang Jason、Nakano-Tateno Tae、Teramachi Mariko、Aoki Shigeki、Sugimoto Hiroyuki、Chik Constance、Tateno Toru
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Endocrinology

      Volume: 586 Pages: 112196-112196

    • DOI

      10.1016/j.mce.2024.112196

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Potential role of lipophagy impairment for anticancer effects of glycolysis-suppressed pancreatic ductal adenocarcinoma cells2024

    • Author(s)
      Zhiheng Zhang、Haruna Aoki、Keitaro Umezawa、Joshua Kranrod、Natsumi Miyazaki、Taichi Oshima、Takuya Hirao、Yuri Miura、John Seubert、Kousei Ito、Shigeki Aoki
    • Journal Title

      Cell Death Discovery

      Volume: 10 Pages: 1-13

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] PINK1-dependent and Parkin-independent mitophagy is involved in reprogramming of glycometabolism in pancreatic cancer cells2022

    • Author(s)
      Miyazaki Natsumi、Shiratori Reika、Oshima Taichi、Zhang Zhiheng、Valencia Robert、Kranrod Joshua、Fang Liye、Seubert John M.、Ito Kousei、Aoki Shigeki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 625 Pages: 167-173

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.08.004

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Aldo-keto reductase inhibitors increase the anticancer effects of tyrosine kinase inhibitors in chronic myelogenous leukemia2021

    • Author(s)
      Megumi Kikuya, Kenta Furuichi, Takuya Hirao, Satoshi Endo, Naoki Toyooka, Kousei Ito, Shigeki Aoki
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 147(1) Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2021.05.001

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] LSD1阻害剤は膵臓がん生存に必要な脂肪酸代謝を阻害する可能性がある2023

    • Author(s)
      張智恒,青木春菜,宮崎菜摘,大島太一,平尾卓也,青木重樹
    • Organizer
      第82回 日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Several LSD1 inhibitors have a potential to disturb fatty acid metabolism necessary for glycolysis-inhibited pancreatic cancers to survive2023

    • Author(s)
      Zhiheng Zhang, Haruna Aoki, Keitaro Umezawa, Taichi Oshima, Takuya Hirao, Yuri Miura, Kousei Ito, Shigeki Aoki
    • Organizer
      AACR ANNUAL MEETING 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PINK1依存的マイトファジーのがん細胞代謝リプログラミングへの関与2021

    • Author(s)
      宮崎菜摘、白鳥麗香、青木春菜、大島太一、伊藤晃成、青木重樹
    • Organizer
      第65回 日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 膵臓がん細胞におけるPINK1依存的マイトファジーの代謝リプログラミングへの関与2021

    • Author(s)
      宮崎菜摘、青木春菜、大島太一、青木重樹
    • Organizer
      第80回 日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-02-06   Modified: 2024-12-25  

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