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葉酸代謝に関与するアルデヒド脱水素酵素のがん抑制機能の全容解明を目指して

研究課題

研究課題/領域番号 20K05731
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分37020:生物分子化学関連
研究機関東北医科薬科大学

研究代表者

佐々木 雅人  東北医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (30396527)

研究分担者 山本 一男  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (70255123)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードがん代謝 / de novo ヌクレオチド合成 / 翻訳後修飾 / ユビキチン / 葉酸代謝 / de novoヌクレオチド合成 / ユビキチン化 / ユビキチン修飾 / 活性酸素種 / エピジェネティクス
研究開始時の研究の概要

葉酸代謝は核酸合成やエピジェネティック制御など、多くの反応に関与する。葉酸代謝系の酵素群の一つであるALDH1L1およびALDH1L2は、多くの腫瘍で発現が減少しており、これらががん抑制遺伝子として機能することが予想される。本研究では、ALDH1L1/2タンパク質の活性と安定化制御機構解析、ALDH1L1/2発現による代謝変化や細胞応答変化解析、がん細胞移植試験やALDH1L1/2欠損マウスの作製・解析を通じて、これら遺伝子の発がん・がん進展への関与、生理機能の解明を目指す。本研究の成果により、新たながん治療戦略の創生や、遺伝子発現レベルの違いによるがんの予後予測等への応用が期待される。

研究成果の概要

ALDH1L1安定発現HuH-7細胞のメタボローム解析の結果、Serが減少しGlyが増加すること、プリンヌクレオチド合成中間体のZMPが増加することを見出した。ALDH1L1発現によるZMPの増加はAMPK活性には影響を及ぼさなかったが、ZMPによるミトコンドリア膜電位の低下に耐性を示した。データベース解析では、ALDH1L1発現が酸化的リン酸化や脂肪酸代謝の遺伝子群の発現に差を生じ、ALDH1L1発現の低い肝臓がん細胞株群はZMPやコルジセピンに感受性があることを示した。またALDH1L1発現が、ピリミジンヌクレオチド合成やサルベージ経路に影響しないことを見出した。これらを2報の論文とした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がん抑制遺伝子として推定されているALDH1L1遺伝子の肝臓がんにおける役割の一端を明らかとしたことで、肝臓がんにおける葉酸代謝の重要性をあらためて示すことができた。肝臓がんではALDH1L1発現が低下していることが多いが、ALDH1L1の役割が明らかとなったことで、新たな治療標的の策定が可能になると予想される。また、既存の核酸アナログに対する感受性試験の結果から、ALDH1L1発現の高低にかかわらず、これらの治療薬に有効であることが示された。以上の発見が、今後の肝臓がん治療の選択肢の幅を広げることにつながることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] One-carbon metabolizing enzyme ALDH1L1 influences mitochondrial metabolism through 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide accumulation and serine depletion, contributing to tumor suppression2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Masato、Yamamoto Kazuo、Ueda Takeshi、Irokawa Hayato、Takeda Kouki、Sekine Ryoya、Itoh Fumie、Tanaka Yutaka、Kuge Shusuke、Shibata Nobuyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 13486-13486

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38142-5

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of expression of the 10-formyltetrahydrofolate metabolizing enzyme ALDH1L1 on pyrimidine nucleotide synthesis and the salvage pathway2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Masato、Itoh Fumie、Shibata Nobuyuki
    • 雑誌名

      Fundamental Toxicological Sciences

      巻: 10 号: 6 ページ: 241-247

    • DOI

      10.2131/fts.10.241

    • ISSN
      2189-115X
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アルデヒドデヒドロゲナーゼ1ファミリーメンバーL1発現HuH-7細胞におけるテトラヒドロ葉酸代謝とペントースリン酸経路の関連解析2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木雅人、山本一男、伊藤文恵、田中大、柴田信之
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 10-ホルミルテトラヒドロ葉酸代謝酵素の発現はミトコンドリア活性と5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミドリボヌクレオシド感受性に影響を及ぼす/Expression of a 10-formyltetrahydorofolate-metabolizing enzyme affects mitochondrial respiration and 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside sensitivity.2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木雅人、山本一男、上田健、色川隼人、武田洸樹、関根僚也、伊藤文恵、田中大、久下周佐、柴田信之
    • 学会等名
      第50回 日本毒性学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 肝がん細胞におけるプリンヌクレオチドアナログ感受性と10-ホルミルテトラヒドロ葉酸代謝酵素発現レベルとの相関/Relationship between purine nucleotide analogue sensitivity and 10-formyltetrahydrofolate metabolizing enzyme expression in hepatocellular carcinoma cells.2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木雅人、山本一男、上田健、色川隼人、関根僚也、武田洸樹、田中大、伊藤文恵、久下周佐、柴田信之
    • 学会等名
      フォーラム2023 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞における葉酸代謝酵素発現がde novoプリン合成中間体AICAR量の変化とエネルギー代謝に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木雅人、山本一男、上田健、武田洸樹、色川隼人、伊藤文恵、田中大、久下周佐、柴田信之
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉酸代謝酵素ALDH1L1、および、ALDH1L2のストレスに応答した翻訳後修飾変化の解析2022

    • 著者名/発表者名
      柳澤紗良, 佐々木雅人, 伊藤文恵, 田中大, 小松祥子, 藤村務, 柴田信之
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉酸代謝酵素ALDH1L1/2のユビキチン修飾による活性調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      金澤和康,佐々木雅人,佐藤絵理香,佐川舜乙,武山亜美,伊藤文恵,田中 大,柴田信之
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉酸代謝関連酵素の SUMO 化修飾2020

    • 著者名/発表者名
      武山亜美,橘 賢一,伊藤文恵,田中 大,佐々木雅人,柴田信之
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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