ミトコンドリアカルシウムに着目したがんへの新たなアプローチ

• 研究課題/領域番号: 21K07195
• 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50020:腫瘍診断および治療学関連
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 後藤 信治 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (50186889)
• 研究分担者: 李 桃生 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (50379997)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021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 / 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 / エネルギー代謝 / 酵素

研究開始時の研究の概要

がんは、栄養環境の変化に適応したがん特有のエネルギー代謝を行う。その代謝経路は複数判明していてがん治療の標的として有望であるが、依然として治療応用への壁は高い。申請者は、それぞれ別々のエネルギー代謝に関与しているミトコンドリア内の三種の酵素が、カルシウムイオンで活性化することに着目し、ミトコンドリアへのカルシウムイオンの流入阻害により、異なる代謝経路に依存するがんでも増殖抑制や細胞死が誘導できると予想した。本研究により、ミトコンドリアカルシウムイオンが、複数のがん特有の代謝に影響する共通の因子であることが明らかになれば、エネルギー代謝をがん治療の標的とする新たな研究の展開が期待される。

研究成果の概要

我々は、酢酸代謝、フマル酸呼吸、グルタミン代謝などのがん特有のエネルギー代謝をそれぞれの経路毎ではなく俯瞰的に捉えることにより、ミトコンドリアCa2+が複数の異なる代謝系の共通の重要な因子として位置づけられるのではないかと考えた。そこで、ミトコンドリアへのCa2+の流入阻害により、異なる代謝経路に依存するがんでも、増殖抑制や細胞死が誘導できるのではないかと予想した。今回の研究によって、ミトコンドリアへのCa2+流入の阻害が種々のがん細胞の代謝を抑制し、細胞死を誘導すること、抗がん剤との併用で細胞死をより強く誘導することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。