2021 Fiscal Year Annual Research Report
Glycolytic oscillations and their synchronization in cancer cells and astrocytes
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19H04205
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
雨宮 隆 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60344149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 聡 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (50217741)
山口 智彦 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 特任教授 (70358232)
渡邉 昌俊 三重大学, 医学系研究科, 教授 (90273383)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | がん細胞 / アストロサイト / 代謝 / 解糖系振動 / ANLS仮説 / 同期現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞とアストロサイト（脳のグリア細胞の1種）は生物学的には全く異なるものである。しかし，細胞のエネルギー代謝に着目すると，がん細胞とアストロサイトは特殊な類似性をもっている。すなわち，がん細胞とアストロサイトは通常の細胞とは違い，好気的環境でも嫌気呼吸である解糖系を亢進させてグルコースから乳酸を産生する。このような代謝特性から，申請者らは両細胞が解糖系振動を起こすと推論した。
がん細胞では，ヒト子宮頸がんHeLa細胞や前立腺がんDU145細胞，乳がんMDA-MB-231細胞の単層培養系において，解糖系振動を1細胞レベルで計測することに成功した。さらに，HeLa細胞においては，生体により近いとされる3次元のスフェロイド（細胞塊）においても解糖系振動を計測した。振動データの解析から，がん細胞の種類や集合状態によって解糖系振動の周波数は大きく異なった。解糖系をより亢進するがん細胞は解糖系酵素活性を高め，悪性度を高めることが知られている。解糖系振動の数理モデル計算から解糖系酵素活性の高い細胞ほど高い周波数で振動することを確認した。これらより，解糖系振動はがんの悪性度などの生理学的特性を反映する指標として利用できることを示すことができた。
一方，脳細胞についてはアストロサイト培養系を確立することを試みた。最初にマウス中枢神経系幹細胞株（MEB5）を用いたが，形成したスフェロイドが死滅してしまうために培養系を確立できなかった。次により培養が簡便に行えると思われたマウス胚性腫瘍由来の細胞株（P19C6）を選択した。その結果，P19C6を安定して培養する手法を確立し，さらに，レチノイン酸を添加することでニューロンの軸索と思われる構造を有する細胞ならびにアストロサイトと思われる細胞が現われることを確認した。本研究により，アスロサイトの1細胞レベルの解糖系振動を計測するための培養系が整った。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(45 results)
