A new approach to cancer focusing on mitochondrial calcium

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07195
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: Goto Shinji 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (50186889)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 李 桃生 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: がん / 代謝 / グルタミノリシス / 低栄養 / 低酸素 / ミトコンドリア / カルシウムイオン

Outline of Final Research Achievements

We hypothesized that mitochondrial Ca2+ could serve as a pivotal factor shared among multiple metabolic systems, as evidenced by our examination of cancer-specific energy metabolism, including acetate metabolism, fumarate respiration, and glutamine metabolism, from a holistic perspective rather than through individual pathway analysis. Consequently, we anticipated that inhibiting Ca2+ influx into the mitochondria would impede proliferation and trigger cell death in cancers reliant on diverse metabolic pathways. This study aims to elucidate whether mitochondrial Ca2+ functions as a universal master regulator of multiple metabolic pathways and to ascertain whether its dynamic regulation curtails cancer proliferation and survival.
Our findings demonstrate that blocking Ca2+ influx into the mitochondria hampers the metabolism of various cancer cells, leading to cell death, with even greater efficacy observed when combined with an anticancer drug.

Free Research Field

病態生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エネルギー代謝を標的とするがん治療は有望であると考えられるが、治療対象のがんの特有な代謝を特定する必要があること、同じがん種なら代謝系も同じとは限らないことなど、治療応用への壁は高い。本研究によって、ミトコンドリアCa2+が、複数のがん細胞の代謝に影響する共通の因子の一つであることが明らかとなった。本研究成果は、ミトコンドリアCa2+の動態制御を介するミトコンドリア内代謝の阻害が、がん細胞に対する殺細胞効果を有することを示すと共に、ミトコンドリアを標的とする新たながん治療研究の展開を誘導するものであると考える。