| Project/Area Number |
23K27712
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| Project/Area Number (Other) |
23H03021 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉本 幸司 九州大学, 医学研究院, 教授 (70444784)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三月田 祐平 九州大学, 医学研究院, 助教 (00848640)
藤岡 寛 九州大学, 大学病院, 助教 (10914252)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
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| Keywords | 膠芽腫 / ミトコンドリア / グルタミン / glioblastoma / mitochondria / genotype / metabolism |
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| Outline of Research at the Start |
ミトコンドリアは、酸化的リン酸化により細胞に必要なエネルギーを産生する以外にも、細胞増殖の骨格となる核酸、アミノ酸、脂質などを提供するなど、腫瘍細胞にとって重要な働きをしている。近年になってミトコンドリア機能異常が、癌細胞における病態形成や治療抵抗性の原因の一つになっている可能性が示唆されているが、膠芽腫においては不明な点が多い。本研究では、膠芽腫におけるミトコンドリア機能を詳細に解析し、その機能を制御することによって、腫瘍増殖が抑制できるかをメカニズムの面も含めて検討し、ミトコンドリアを標的にした治療の確立に向けた基盤を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
膠芽腫は脳内における異常な細胞増殖に起因する進行性悪性腫瘍であり、その増殖維持には代謝再編成が必要不可欠である。この代謝再編成は多様な代謝経路の活性化を伴うことが知られている。膠芽腫細胞株における特定の代謝経路の活性化については既に報告されているものの、患者由来の膠芽腫組織における包括的な代謝再編成のプロファイルおよび各経路の機能的意義については十分に解明されていない。そこで本研究の1つとして38例の膠芽腫組織検体を解析した。九州大学病院から採取した20例の組織検体をテストセットとして使用し、解糖系、一炭素代謝、グルタミン分解、ミトコンドリアTCAサイクルに関連するタンパク質発現を評価した。さらに、鹿児島大学病院から得られた18例の組織検体を検証セットとして解析した。加えて、U87、LN229、U373、T98Gおよび2種類の患者由来細胞株を含む計6種類の膠芽腫細胞株を用いて実験的検証を行った。その結果、ミトコンドリア関連タンパク質（COX1、COX2、DRP1）の発現レベルは、グルタミン分解関連タンパク質（GLDH、GLS1）と正の相関を示し、解糖系関連タンパク質とは負の相関を示した。特筆すべき点として、GLDHおよびGLS1の高発現を示す細胞株においては、グルタミン分解経路の阻害が腫瘍増殖抑制に顕著な効果を示すことが確認された。以上より、膠芽腫組織は従来の報告通り「解糖優位型」と「ミトコンドリア優位型」に分類可能であることが再確認された。さらに、「ミトコンドリア優位型」は同時に「グルタミン分解優位型」の特性を有することから、グルタミン分解経路の阻害がミトコンドリア優位型膠芽腫に対する有効な治療戦略となり得ることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
成果の一部を論文として発表できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は特に膠芽腫細胞のミトコンドリアDNAの変化について解析を行う予定である。
膠芽腫細胞におけるミトコンドリアDNAの変異、コピー数変化を解析する。ミトコンドリアDNAは16kbの塩基からなっており、複合体I, II, III,IVからなる電子伝達系を構成する13の遺伝子と22個のtRNA、2個のrRNAをコードする37個の遺伝子だけがミトコンドリアDNAにコードされている。これらの遺伝子についてサンガー法で解析する予定であるが、細胞内でのheteroplasmyにより変異の割合が低い場合も考えられるので、頻度が低い変異でも解析できるdigital PCRを用いて解析も行う。また、膠芽腫におけるmtDNAコピー数変化をquantitative PCRで解析する。解析に用いるのは、U87, LN229, U251などの膠芽腫培養細胞と当科で患者検体から摘出した組織と一部はそれから樹立され、無血清条件下で継代された膠芽腫幹細胞様細胞を用いる予定である。
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