脳腫瘍に於ける糖輸送担体遺伝子の分子生物学的研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04454366
• 研究機関: 杏林大学
• 研究代表者: 永松 信哉 杏林大学, 医学部, 助教授 (80231489)
• 研究分担者: 佐和 弘基 杏林大学, 医学部, 助手 (80135912)
• キーワード: 脳腫瘍 / 糖輸送担体 / PCR / Northern解析 / cDNAクローニング

研究概要

脳腫瘍細胞の増殖能と、糖代謝との間にはPET等を用いたclinical studyからも明らかな様に、密接な関連性があることが、以前より知られていた。しかしながら、脳腫瘍細胞のhistological gradingと腫瘍細胞の増殖能が、必ずしも一致していないことから、脳腫瘍の悪性度と糖代謝とが実際に関係があるか否かにについては、明らかではない。本年度の研究においては、C6 glioma cell lineを用いて、脳腫瘍細胞の増殖能と、糖代謝とが関連していることを、生化学、及び分子生物学的に明らかにしたことが、その成果である。私達は、本研究の初年度において、手術的に採取したヒトのgliomaのhistological gradingと、糖輸送担体(GLUT)の発現の程度は、必ずしも一致しないことを示したが、本年度においては、脳腫瘍細胞の増殖能と糖代謝との関連を明らかにするために、まず初めに、C6 glioma cellをその増殖能の違いから4つの細胞亜株に分け、それぞれにおける種々の糖代謝のマーカーを測定した。C6 glioma cellではGLUT1が発現しており、その発現量は、mRNA、蛋白質共にC6細胞の増殖能と正比例関係にあった。又、^<14>C-2-deoxyglucoseのuptakeによる糖輸送活性も、増殖能の高い細胞で増加していた。一方、細胞質のhexokinase活性は、むしろ増殖能の高い細胞では、減少していたが、total hexokinase蛋白質量が、増殖の遅い細胞との間で変化していないことからhexokinaseが、増殖能の高い細胞においては、mitochondria膜に移動したことが示唆された。実際、mitochondria hexokinaseの方が、glucoseをリン酸化する能力が高いことが報告されている。更に、増殖能の高い細胞では、細胞質内のglucose量が著減し、逆にATP量が上昇していることからglioma cellの増殖能と糖代謝とは、正比例関係にあることが明らかとなった。一方、私達は、以前、ヒト脳腫瘍細胞においては、GLUT1、GLUT3のみではなく、GLUT4も発現していることを報告した。そこで脳腫瘍細胞におけるGLUT4の役割を解明するため、C6 glioma cellに、GLUT4が発現しているstable cell lineを作製したところ、transfected cellの増殖能が著しく増加した。残念なことに、このcell lineは、インスリンによるglucose取り込みの変化はみられなかったが、GLUT4と、glioma cellの増殖との関連を解明する重要なcell lineであり、現在その解析中である。

研究成果

• [文献書誌] 永松信哉、中道洋子、佐和弘基: "脳タイプのグルコーストランスポーター" 生体の科学. 45. 32-37 (1994)
• [文献書誌] Nagamatsu,S.: "Lack of effects of glucose on lAPP biosynthesis in mouse βTC3 cells." Hormone and Metabolic Research. 26. 49-50 (1994)
• [文献書誌] Nagamatsu,S.,et al.: "Gene expression of GLUT3 glucose transporter regulated by glucose in vivo in mouse brain and in vitro in neuronal cell cultures from rat embryo." Biochemical Journal.300. 125-131 (1994)
• [文献書誌] Nagamatsu,S.,et al.: "Developmental expression of GLUT3 glucose transporter in the rat brain." FEBS Letters. 346. 161-164 (1994)
• [文献書誌] Watanabe,T.,Nagamatsu,.S.,et al.: "GLUT2 expression in the rat retina:localization at the apical ends of Muller cells." Brain Research. 655. 128-134 (1994)
• [文献書誌] Nagamatsu,S.,et al.: "Expression of GLUT1,and GLUT3 glucose transporters and functional role of hexokinase in glucose regulation of insulin biosynthesis in mouse βTC3 cells." American Journal of Physiology. (印刷中). (1995)