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The relationship between cystine and glucose metabolism in cancer cells

Research Project

Project/Area Number 21K06065
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University (2023)
Kyoto University (2021-2022)

Principal Investigator

Katoh Hironori  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (50303847)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsがん / アミノ酸代謝 / グルコース代謝 / 細胞死 / シスチン / フェロトーシス / 神経膠芽腫 / アミノ酸 / アミノ酸トランスポーター / グルコース
Outline of Research at the Start

多くのがん細胞が増殖と生存のためにグルコースに依存していることはよく知られている。そのため多くのがん細胞は、グルコースが欠乏した環境下ではすぐに細胞死を引き起こす。本研究では、がん細胞において引き起こされるグルコース代謝とアミノ酸の1つ、シスチンの代謝が、密接に関係し互いに影響を及ぼしていることに焦点を絞り、そのメカニズムを分子レベルで明らかにすることで、がん治療に対する新たな可能性につながる成果の発信を目指す。

Outline of Final Research Achievements

It is becoming clear that cystine metabolism and glucose metabolism are closely related and influence each other in cancer cells, but the physiological significance and molecular mechanisms are currently poorly understood. In this study, we demonstrated that 1) expression of GGT1, an enzyme that metabolites extracellular glutathione, is involved in the resistance of glioblastoma cells to ferroptosis, 2) cell death due to glucose starvation is suppressed by the NF2/Merlin-mediated transcriptional regulation of SLC7A11 expression, and 3) one of the AMPK activators promotes ferroptosis by inhibiting the SLC7A11-mediated cystine uptake.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で主に用いた神経膠芽腫細胞は、グリア細胞から発生するがん(神経膠腫)の中でも最も悪性度が高いがん細胞であるため、正常なグリア細胞あるいは比較的悪性度の低い神経膠腫細胞との違いを比較検討することで、本研究成果が悪性度の高いがん細胞特異的に見られる代謝機能やその制御機構を分子レベルで理解していくことにつながる可能性が考えられる。また、本研究で得られた成果が、腫瘍悪性化に関わる新たな分子ターゲットとなり得る候補分子の同定、さらにはその分子に対する新たな診断法や治療法の開発に貢献することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Merlin/NF2 regulates SLC7A11/xCT expression and cell viability under glucose deprivation at high cell density in glioblastoma cells2024

    • Author(s)
      Itsuki Yamaguchi、Hironori Katoh
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 175 Issue: 3 Pages: 313-322

    • DOI

      10.1093/jb/mvad105

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of the extracellular environment on cystine metabolism in cancer cells2023

    • Author(s)
      山口 一樹、加藤 裕教
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 95 Issue: 6 Pages: 792-796

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2023.950792

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2023-12-25
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigating the protective effects of a citrus flavonoid on the retardation morphogenesis of the oligodendroglia-like cell line by Rnd2 knockdown.2023

    • Author(s)
      Shoya Fukatsu, Yuki Miyamoto, Yu Oka, Maki Ishibashi, Remina Shirai, Yuki Ishida, Shin Endo, Hironori Katoh, and Junji Yamauchi
    • Journal Title

      Neurol. Int.

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 33-61

    • DOI

      10.3390/neurolint16010003

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Expression of gamma-glutamyltransferase 1 in glioblastoma cells confers resistance to cystine deprivation?induced ferroptosis2022

    • Author(s)
      Hayashima Kazuki、Katoh Hironori
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 298 Issue: 3 Pages: 101703-101703

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101703

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Filamin A forms a complex with EphA2 and regulates EphA2 serine 897 phosphorylation and glioblastoma cell proliferation2022

    • Author(s)
      Tamura Yuho、Nakamizo Yuta、Watanabe Yuzo、Kimura Ikuo、Katoh Hironori
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 597 Pages: 64-70

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.01.050

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of ferritinophagy in cystine deprivation-induced cell death in glioblastoma cells2021

    • Author(s)
      Hayashima Kazuki、Kimura Ikuo、Katoh Hironori
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 539 Pages: 56-63

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.12.075

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] エフリン受容体によるRhoファミリーGタンパク質の活性制御2023

    • Author(s)
      加藤裕教
    • Organizer
      第96回 日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 神経線維腫症2型遺伝子NF2(Merlin)によりmRNAレベルで制御されるSLC7A11/xCT 発現機構2023

    • Author(s)
      山口一樹、加藤裕教
    • Organizer
      第96回 日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 神経膠芽腫のグルコース依存性を制御するxCT/SLC7A11発現調節機構の解明2023

    • Author(s)
      山口一樹、加藤裕教
    • Organizer
      日本薬学会 第143回年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] フェロトーシス制御における細胞外グルタチオン代謝の役割2022

    • Author(s)
      早嶋一貴、加藤裕教
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] フェロトーシス制御におけるグルコース代謝の役割2022

    • Author(s)
      中尾莉奈、文室彩音、加藤裕教
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] フェロトーシスにおける細胞外脂肪酸の影響2022

    • Author(s)
      木村優希、山口一樹、加藤裕教
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 神経線維腫症2型遺伝子NF2 (Merlin) によるxCT/SLC7A11発現調節が神経膠芽腫細胞のグルコース依存性を制御する2022

    • Author(s)
      山口一樹、加藤裕教
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 神経膠芽腫細胞におけるEphA受容体シグナルとその機能2022

    • Author(s)
      山本竜右、寺本昂司、加藤裕教
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 神経膠芽腫細胞における鉄依存性細胞死フェロトーシスの制御2021

    • Author(s)
      石丸由姫、木村郁夫、加藤裕教
    • Organizer
      第94回 日本生化学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 神経膠芽腫細胞におけるアミノ酸欠乏時に発現が変動する遺伝子の解析2021

    • Author(s)
      松尾省吾、木村郁夫、加藤裕教
    • Organizer
      第94回 日本生化学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 神経膠芽腫細胞のグルコース依存性とアミノ酸トランスポーターxCTの機能制御2021

    • Author(s)
      山口一樹、木村郁夫、加藤裕教
    • Organizer
      第67回 日本生化学近畿支部例会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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