| 研究課題/領域番号 |
17K01970
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
二村 友史 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (70525857)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | がん代謝 / 微小環境 / ケミカルバイオロジー |
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| 研究実績の概要 |
近年、がんは微小環境(グルコース飢餓・低酸素などのストレス環境)において代謝可塑性を獲得し、生存に必要なエネルギーを取得していることが明らかになってきた。従って、微小環境におけるがん細胞の代謝可塑性の理解と制御はがん治療の開発につながる重要な課題である。本研究では、がん代謝を制御する薬剤の探索や代謝可塑性を解析する研究基盤を構築し、新規抗がん剤開発への道筋を拓くことを目的とした。本年度は以下２項目について研究を行った。
(1) フラックスアナライザー（XFe）を用いた代謝阻害剤の探索と活性評価：ミトコンドリア呼吸能と解糖能の変化を指標に理研天然化合物ライブラリーからがん代謝阻害剤を探索し、複数のヒット化合物を得た。またがん幹細胞の腫瘍塊形成阻害物質NPD2381の作用機序を、セミインタクト細胞やin vitro酵素活性測定系を用いて解析し、複数の電子伝達系複合体に作用して呼吸活性を阻害することを明らかにした。
(2) 代謝可塑性の多様性検証と微小環境選択的増殖阻害物質の探索：微小環境における代謝物の変動を検出するため、液体クロマトグラフィー質量分析法（LC-MS）で定量解析する系の構築を実施した。本研究ではトリプル四重極LC-MSシステムを用い、ダイナミックMRM（Multiple Reaction Monitoring）法で代謝物を検出した。解糖系、TCAサイクル、ペントースリン酸経路、ヌクレオチド、アミノ酸など数十種類の代謝物の標品を用い、代謝物のイオン化の是非、MS/MS条件の検討、MRMでの定量性、を確認し、39種類の代謝物を一斉解析できるようになった。
また様々な組織由来の株化細胞について呼吸能、解糖能をXFeで評価した。その結果、あるグリオーマが特異な代謝プロファイルを有することを見出した。現在、本細胞に選択的に増殖阻害活性を示す物質の探索を実施している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
フラックスアナライザーを用いたがん代謝阻害物質のスクリーニング手法を構築し、論文にまとめた（Biochim Biophys Acta 2019）。またがん幹細胞の腫瘍塊形成阻害物質NPD2381の作用機序を解析し、ミトコンドリア呼吸を阻害することを明らかにした（FEBS Lett 2019）様々ながん細胞の代謝プロファイル解析に基づいた独自のスクリーニング手法を構築して薬剤探索が進捗していること、また主要経路の代謝物やATP/ADP、 アミノ酸など代表的な代謝物39種類をLC-MS/MSで一斉定量分析できる基盤が構築できたことから、研究はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は微小環境選択的に増殖阻害を示す物質の探索に注力する。これまでにヒット化合物を複数得ているが、既存の代謝阻害剤と作用を異にするものは見つかっていないので、高次評価に資する化合物を発見し、その作用機序を明らかにすることを目的とする。また微小環境に適応可能ながん細胞がどのように生存しているかをこれまでに構築したオミクス技術や分子生物学的手法をもとに検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）残額数万円であり、ほぼ計画通り予算を使用した。
（使用計画）R元年度は細胞培養器具(100千円)として培養シャーレやプラスチックピペット類を購入する。また細胞培養用の血清(100千円)は仔牛胎児血清を購入する。代謝解析関連消耗品（300千万）としてフラックスアナライザーやLC-MSの消耗品購入に充てる。タンパク質機能解析に必要な分子生物学試薬(抗体やassay kit、siRNAなど)の購入に一般試薬類(500千円)を計上し、残り（約150千万）は成果発表や機器修理に必要な費用として用いる。
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