| 研究課題/領域番号 |
20K09389
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
田中 一寛 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (70467661)
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| 研究分担者 |
篠山 隆司 神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (10379399)
中溝 聡 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (00569238)
篠原 正和 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (80437483)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 一炭素代謝 / グルタミン飢餓 / グリオーマ |
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| 研究実績の概要 |
悪性グリオーマの腫瘍内環境は一様でなく、特に中心部は低酸素・低栄養状態に曝されており、グリオーマ細胞の増殖停止や細胞死の原因になるが、一部の細胞は代謝的順応・適応に成功し、その変化は更なる悪性化プロセスの転機になると考えられる。本研究は悪性グリオーマの腫瘍内代謝環境が不均一であることに着目し、腫瘍細胞が栄養飢餓状態（グルタミン飢餓状態）に適合していくメカニズムを明らかにすることである。
グリオーマ患者の術前MRスペクトロスコピー検査のLC-modelによるデータ解析やグリオーマ手術検体（組織）およびグリオーマ培養細胞を用いたガスクロマトグラフィー/質量分析計によるメタボローム解析によって、グルタミン飢餓状態を代償するグリオーマの細胞内代謝機構が働いていると想定された。
特にセリン合成や一炭素代謝に注目して、その関連する代謝遺伝子の発現解析をリアルタイムPCR法で行い、セリン合成に関する代謝関連遺伝子Phosphoserine aminotransferase 1 (PSAT1)、葉酸・一炭素代謝関連遺伝子Serine hydroxymethyl transferase 2 (SHMT12), Methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 1L/2 (MTHFD1L/2)の発現上昇を確認した。グリオーマ腫瘍検体でもWestern blotによる蛋白発現を解析し、腫瘍では正常脳組織よりSHMT2やMTHFD2の発現が高いことを確認した。特にMTHFD2遺伝子に注目し、siRNAによるMTHFD2遺伝子発現抑制によってグルタミン飢餓状態にあるグリオーマ細胞に効果的な細胞死を誘導すること、それにはreactive oxygen species (ROS)が関与することを同定した。これらの結果から、グルタミン飢餓状態にあるグリオーマ細胞の生存に一炭素代謝に関与するMTHFD2遺伝子が重要な役割を担っていることが示唆された。
さらにセリン合成の機序については、代謝Flux解析によってグルタミン飢餓によるオートファジーが強く影響することを見出して解析を進めている。
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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
特に大きな実験計画の変更なく遂行されている。メタボローム解析とその評価にやや時間を要する。
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| 今後の研究の推進方策 |
セリン合成の機序について、13Cを含む炭素源（グルコース）を用いて細胞内代謝物の流れについて質量分析計を用いて代謝Flux解析を行い、検証を重ねる予定である。また、オートファジー阻害剤を用いた実験も行い、MTHFD2遺伝子の発現状態なども調べる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍により、抗体や試薬など主に海外からの輸入を要する物品の購入から納入までに時間がかかった。状況は徐々に改善しているため翌年度助成金と合わせて、研究遂行に必要な物品を揃えるために必要と考えている。
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