Basic research of ketogenic diet therapy with inhibitor of aminno acid metabolism for glioblastoma

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09369
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Sasayama Takashi 神戸大学, 医学研究科, 教授 (10379399)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 宏知 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (10569239) ; 西原 賢在 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (20452493) ; 田中 一寛 神戸大学, 医学研究科, 講師 (70467661) ; 篠原 正和 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (80437483)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ketogenic diet / glioblastoma / amino acid metabolism

Outline of Final Research Achievements

1) Administration of a GLS inhibitor to glioma cells decreased cell viability. A GLS inhibitor was administered to mice with brain transplantation of glioma cells, and metabolome analysis of the tumors revealed that amino acid levels such as asparagine, glutamine, lysine, ornithine, serine, and tyrosine decreased. Administration of a GLS inhibitor to brain-transplanted mice prolonged minimal survival, but not significantly. In addition, when combined with an angiogenesis inhibitor, it showed a tendency to prolong, but not significantly.
2) Combining a ketogenic diet with an angiogenesis inhibitor significantly prolonged the survival period of glioma cell brain-transplanted mice. Based on the above, the ketogenic diet was thought to be useful in combination with the treatment of glioma.

Free Research Field

brain tumor

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

膠芽腫は脳腫瘍の中で最も悪性の腫瘍で、生存期間中央値は2年未満であり、癌腫の中でも最も悪性の腫瘍である。従って、有用な治療法の確立が切望されている。脳は血液脳関門があり、薬剤の有効な到達が難しい臓器であるが、ケトン食療法による代謝変化を腫瘍にもたらすことは可能である。今回の研究ではGLS阻害剤の効果およびケトン食療法と抗癌剤との併用による効果を検証した。GLs阻害剤やケトン食療法では劇的な代謝変化が腫瘍細胞にもたらされることが明らかとなった。ケトン食との併用でより効果のある治療法を確立することは臨床的に非常に意義のあるものと思われる。