| Project/Area Number |
22K17834
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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 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
平尾 卓也 国際医療福祉大学, 薬学部, 助教 (80827759)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | がん代謝 / 分子標的治療薬 / 脂質代謝・合成 / ミトコンドリア / 栄養補助療法 / β酸化 / 脂質制限 / 脂質代謝 / 分子標的薬 / チロシンキナーゼ阻害薬 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、分子標的薬による糖代謝の抑制時に、白血病細胞が脂肪酸β酸化に生存を依存することを証明し、分子標的薬治療時における脂質制限補助療法の有用性を立証することにある。そこで、分子標的薬による白血病細胞の脂質代謝の亢進をin vitro実験で証明し、脂質制限による分子標的薬の抗腫瘍効果の向上をin vivo実験で立証することに挑戦する。本研究の根幹は、分子標的薬によるがん細胞のエネルギー代謝適応を新たな治療標的と捉え、分子標的薬治療下の栄養摂取状態の調節によって治療効果を最大限に発揮させる治療法の基盤を構築することにある。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、分子標的薬による糖代謝抑制時における白血病細胞内のエネルギー代謝変化の全貌を明らかにし、特に脂質代謝へのATP獲得依存性を証明すると共に、分子標的薬治療時における脂質制限補助療法の有用性を立証することにある。今年度は、キナーゼ阻害剤の曝露時におけるミトコンドリア呼吸およびTCA回路の駆動やグルタミノリシス、脂質代謝・合成といったATP獲得機構の全容解明に着手した。
キナーゼ阻害剤の曝露時の白血病細胞では、グルコース取り込みが抑制され、解糖系の律速酵素HK2やPFKP、PKM2の発現量が減少し、飢餓状態に陥ることが分かった。また、ミトコンドリア呼吸鎖複合体Ⅰ、ⅢおよびⅣの発現量の増加やTCA回路の律速酵素IDH2の発現量増加も認められた。また、呼吸活性およびIDH活性の上昇も確認され、ミトコンドリア機能が向上することが明らかとなった。
アミノ酸に関しては、アミノ酸取り込みの亢進やGLS1の遺伝子発現量に変動は認められず、グルタミノリシス阻害剤（BPTES、Compound 968 およびCB-839）とキナーゼ阻害剤との併用効果は現れなかった。
脂質に関しては、脂質取り込みの亢進や細胞内脂肪滴の減少が認められた。また、β酸化の阻害剤（Perhexiline maleateやRanolazine）とキナーゼ阻害剤との併用効果が認められた。脂質合成酵素であるACLやFAS、Lipin 1などはキナーゼ阻害剤による発現量の変動はみられず、ACCの発現量は低下傾向が認められた（ACCのリン酸化は変化せず）。故に、キナーゼ阻害剤によるミトコンドリア呼吸の亢進に脂質代謝が強く関与することが示唆される。
動物実験ではIVISが使用困難になったため、新たにアニマルランセットを用いたin vitro luciferase assayによるがん進行度の経日変化評価法を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、実験機器の故障（共焦点顕微鏡やLAS4000など）が相次ぎ、生化学実験が困難であったことが研究が遅延した最もクリティカルな原因である。また、IVISが使用不可となり、新たにマウスの生存を維持した状態でがん進行度をモニターする手法の確立に時間を要したことも遅延の理由である。
ソフト面では、動物実験計画書の更新申請の審査が遅れていること（2ヶ月以上）、さらに、福岡薬学部（大川キャンパス）での共用試験の立ち上げ（8-12月）も少なからず研究遅延に影響が出ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、ウエスタンブロッティングを用いない（LAS4000が故障中のため）フローサイトメトリーやプレートリーダーでの脂質代謝のモニター手法の確立に着手している。また、リピドミクス解析の外注も視野に入れている。
また、細胞培養実験において、脂肪酸を添加することでキナーゼ阻害剤の抗腫瘍効果が減弱するか否かを検討したが、ポジティブな結果は得られていない。脂肪酸の濃度や組成を調整しながら、検討を進めていく。
動物実験に関しては、動物実験計画書の更新申請が通り次第、脂質代謝阻害薬とキナーゼ阻害剤の併用療法の検討および脂質制限によるキナーゼ阻害剤の効力変動についての実験を開始する。
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