Development of novel cancer therapeutics targeting metabolic characteristics of cancer stem cells

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K15622
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 後藤 信治 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (50186889)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: CD133 / グルコース飢餓 / 解糖系 / 酵素

Outline of Annual Research Achievements

これまでのCD133陽性、陰性細胞のメタボローム解析の結果から、CD133陽性細胞では、糖代謝をペントースリン回路側へシフトさせ、核酸合成をより強く維持する傾向が認められた。加えて、CD133陽性細胞では、3-ホスホグリセリン酸(3-PG)から２-ホスホグリセリン酸(2-PG)への代謝が抑制されており、3-PGからセリンを経て核酸の塩基合成が維持されている可能性が示唆された。
糖代謝をペントースリン回路側へシフトさせる機構として、解糖系の律速酵素である、ホスホフルクトキナーゼ(PFK)の活性調節が考えられることから、CD133陽性、陰性細胞のPFKの発現を解析した。その結果、両細胞とも血小板タイプ(PFKP)と筋肉タイプ(PFKM)を発現していること、定常状態ではPFKP,PFKM共にCD133陰性細胞と比較してCD133陽性で発現量が有意に低いこと、低グルコース状態では、CD133陽性細胞でさらに発現量が低下することを見出した。すなわち、CD133陽性細胞では、PFKの発現量を低く維持することにより、糖代謝をペントースリン回路側へシフトさせている可能性が示唆された。また、3-PGから2-PGへの代謝は、ホスホグリセリン酸ムターゼ(PGAM)により触媒されることから、PGAMの発現を解析した。その結果、両細胞ともPGAM1のみを発現していること、低グルコース状態では、CD133陽性細胞でさらに発現量が低下することを見出した。すなわち、CD133陽性細胞では、PGAM1の発現量を低く維持することにより、3-PGから2-PGへの代謝が抑制され、3-PGからの核酸の塩基合成が維持されていることが示唆された。