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本研究ではがん細胞の代謝リプログラミングをターゲットとし、がん細胞と正常細胞を厳密に識別し、がん細胞を抑制する手段の開発を目的とした。先行研究でがん細胞特的な増殖抑制効果を有することを見出した酵素消化低分子化フコイダン抽出物(LMF)を各種がん細胞株に処理したところ、LMFに対し感受性の高いがん細胞株や反対に低感受性のがん細胞株があることが確認された。LMF高感受性がん細胞は乳酸生成量が高く、ミトコンドリアでATP合成を阻害する脱共役剤FCCPの影響を受けにくいことが判明した。またLMF低感受性がん細胞は乳酸生成量が低く、FCCPによるミトコンドリア活性の低下が顕著であった。これらのがん細胞は代謝リプログラミングの状態が異なっていると考えられ、これをもとに代謝リプログラミング状態のタイピングを行う検定系を構築した。
LMFを含めフコイダンはがん細胞特異的アポトーシス誘導効果を示すことがすでに明らかとなっている。また、その効果に加えて様々ながん抑制に関わる作用を有することが見出されてきた。代謝リプログラミング検定系により、LMFは細胞の代謝が非がん細胞の状態から乖離したがん細胞において、より強い抑制効果を示すことが明らかとなった。特に解糖系から乳酸を生成する代謝活性の高いがん細胞ほどLMFの抑制を強く受けていることが確認され、代謝リプログラミングをターゲットとした抗がん効果であると考えられた。
がんの代謝リプログラミング関連因子であるPDK1、GLUT1、およびPDHBの発現に及ぼすLMFの効果を定量RT PCRで検討した結果、PDK1、GLUT1、およびLDHAではLMF処理濃度依存的な発現の減少が見られたが、PDHBでは大きな変化は確認されなかった。またLMF処理により細胞の乳酸産生量と細胞グルコース取り込み量は低下が確認され、細胞内のアセチルCoA濃度は上昇が確認された。
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