グルタミン代謝経路の解明による新規がん治療法の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07115
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 入野 康宏 神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (10415565)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: がん細胞の特性 / 代謝 / グルタミノリシス

Outline of Annual Research Achievements

グルタミン代謝（グルタミノリシス）は、がん治療のターゲットであるとされてきた。グルタミンを含有する培地で培養すると、培地中のグルタミンは枯渇していくにも関わらず、細胞の増殖能は低下することはなく、むしろ増加することを申請者は発見した。この事実は、増殖中の細胞はグルタミンに依存しない代謝経路を使い増殖していることを示唆しているので、この分子機序を明らかにできれば、がんの増殖を抑制するための創薬につながると考えた。そこで、本研究はグルタミノリシスに着目して、がん細胞の代謝機構を解明することを目的とした。
がん細胞は、グルタミン減少時にはグルタミン代謝の副産物を利用して、生存していることがわかった。グルタミン飢餓状態にこの産物を添加すると、部分的にではあるが細胞増殖を維持できることを明らかにした。しかし、ある特定のがん細胞のみでグルタミン代謝の副産物による細胞増殖の回復が認められた。現在は、なぜ特定のがん細胞でしかこのような現象が起こるのかを検討しており、ある酵素の働きに依存していることが示唆されるデータが得られつつある。このことから、なぜがん治療が困難であるのかは、このようながん細胞の特有の代謝が原因であることからと考察できる。
グルタミン飢餓状態にこの酵素が機能してがん細胞の代謝を調節しているかを調べる予定である。具体的には、この酵素をノックダウンして細胞増殖がどうなるかを調べることと、グルタミン代謝の副産物で細胞増殖の回復が認められなかった細胞にこの酵素を発現させるとどうなるかを調べてみる予定である。予備実験ではこの仮説が正しそうだというデータが得られているので、本年度ではこの仮説を裏付けるデータを取得しつつ、本成果を学会や論文として積極的に発表していきたい。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

がん細胞が栄養飢餓下にどのように応答して生存しているかについてはいまだ不明であるが、本年度の研究によって、栄養飢餓状態にある物質が利用されてがん細胞の生存を助けていることを見出した。さらにある酵素を発現している細胞のみがこの機構を利用できることが分かった。この仮説を裏付ける証拠を見つけ出しており、学術論文として発表できる段階まで研究を進めることができた。

Strategy for Future Research Activity

栄養飢餓状態には、がん細胞中のある酵素が働いて、生存を助けていることを見出した。また、この酵素の機能している細胞と機能していない細胞があることが分かった。今年度はこの酵素が直接的にこの現象に関与しているかを調べる予定である。予備実験では、この酵素が重要であることを示唆しており良好な結果が得られつつある。今年度には、本研究成果を学術論文や学会に発表していくつもりである。