Detailed analysis of the molecular basis for cancer chemoprevention with metformin

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K10056
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 飯泉 陽介 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20533178)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ケミカルバイオロジー / ナノ磁性ビーズ / 糖新生 / β-catenin / 結合タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病治療薬メトホルミンは、長年臨床で使われてきた安全で健常人への投与も許容されている医薬品であるため、がんの化学予防剤として期待されているが、どのような分子メカニズムにより、がんの予防効果を発揮しているかについては未だ不明な点が多い。本研究課題は、ナノ磁性ビーズを用いて、メトホルミンが直接結合し作用するヒト細胞内のタンパク質を網羅的に同定することで、メトホルミンによるがん予防効果の分子基盤を解明し、さらにメトホルミンから効果的ながん予防法の秘訣を知ることを目的としている。
令和元年度までに、ナノ磁性ビーズへのメトホルミンの固定化法を確立し、メトホルミン固定化ビーズと質量分析計を用いて、メトホルミンの新規結合タンパク質候補として10種のタンパク質を同定した。本年度は、これらの中の大腸がんの発生に関わっているβ-cateninを制御することが示唆されているタンパク質Aと、メトホルミンの抗糖尿病効果に関わる糖新生を制御することが示唆されているタンパク質Bに着目し解析を行った。まず、タンパク質AとBが確かにメトホルミン固定化ビーズにより精製されていることをウエスタンブロッティング法で確認した。次に、タンパク質AとBの組換えタンパク質とメトホルミン固定化ビーズを用いた結合実験を行うことで、メトホルミンとタンパク質A、Bそれぞれが直接結合することを明らかにした。また、マウス正常肝細胞にメトホルミンを添加することで、タンパク質Bが発現制御している糖新生抑制タンパク質が発現上昇することが確認され、メトホルミンがタンパク質Bを介して、糖新生を抑制している可能性が示唆された。今後もタンパク質A、Bとメトホルミンとの関係を精査することで、メトホルミンによるがん予防効果の分子メカニズムを明らかにしていく。