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2021 年度 実施状況報告書

高悪性がんにおける「エネルギー産生/NADホメオスタシス」相互依存からの脱却

研究課題

研究課題/領域番号 21K19420
研究機関地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所)

研究代表者

田沼 延公  地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所), がん薬物療法研究部, 上席主任研究員 (40333645)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワードがん / 代謝
研究実績の概要

エネルギー代謝とNAD合成とは、ポジティブループの関係にある蓋然性が高い。しかし、高悪性がんの多くは、「エネルギー産生/NADホメオスタシス」の相互依存から脱却しているように見える。本研究では、このNAD低下への耐性を、高悪性がんの新たな「代謝リプログラム」と捉え、そのメカニズムを解明することを目的として種々の検討を行っていく。
培養系の場合、NAD合成のソースとなり得る栄養素としては、Namとトリプトファンがある。Namからの合成(サルベージ経路)を止めるためにNAMPT阻害剤を、トリプトファンからの合成を止めるためにNADSYN阻害剤(STK459768)にて細胞を処理して反応をしらべた。その結果、NAMPT阻害によるNAD低下があまり起きない細胞株を同定した。されら株では、Trpを基質にしたNAD合成が活発と予想された。そこで、それら細胞株をNADSYN阻害剤にて処理すると、非常に速やかで顕著な細胞死が誘導された。ところが、いくつかの実験証拠から、上記NADSYN阻害剤が誘導する細胞死はNAD低下を介さないオフターゲット効果によるものであることが強く示唆された。従い、前述のNAMPT阻害に抵抗性(NADレベルの点で)を示す細胞で、TrpからのNAD合成がどの程度あるのか、結論には至っていない。
一方で、NAMPT阻害によってNADレベルが低下しても死なない細胞株を同定した。それら細胞では、NADが低下してもエネルギー欠乏は起きていなかった。そこで、安定同位体グルコースを使ったトレーサー実験を行うと、GAPDH・ADSS・IMPDH活性の低下は見られるものの、完全には抑制されていなかった。同時にそれら細胞のグルコース代謝の特徴として以下の性質を見出した。1)乳酸への高フラックス、2)Ser合成経路, プリン合成経路, Ala合成, TCA回路への低フラックス。

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

NADSYN阻害剤の性質に問題があることが分かり、他の手法を検討せざるを得なくなったが、トレーサー解析等がほぼ予定通りすすんだ点などを総合判断し、上記評価とする。

今後の研究の推進方策

NADSYNについてはRNAiやゲノム編集の手法を活用していく。他の点については、計画にそって検証をすすめる。

次年度使用額が生じた理由

・消耗品費が当初想定よりも僅かに少なくすんだため
・次年度の消耗品費に上積みし、より迅速な計画進捗をねらう。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] PP6 deficiency in mice with KRAS mutation and Trp53 loss promotes early death by PDAC with cachexia‐like features2022

    • 著者名/発表者名
      Fukui Katsuya、Nomura Miyuki、Kishimoto Kazuhiro、Tanuma Nobuhiro、Kurosawa Koreyuki、Kanazawa Kosuke、Kato Hiroyuki、Sato Tomoki、Miura Shinji、Miura Koh、Sato Ikuro、Tsuji Hiroyuki、Yamashita Yoji、Tamai Keiichi、Watanabe Toshio、Yasuda Jun、Tanaka Takuji、Satoh Kennichi、Furukawa Toru、Jingu Keiichi、Shima Hiroshi
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/cas.15315

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <i>Ppp6c</i> deficiency accelerates <i>K‐ras</i> <i> <sup>G12D</sup> </i> ‐induced tongue carcinogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto K、Kanazawa K、Nomura M、Tanaka T、Shigemoto‐Kuroda T、Fukui K、Miura K、Kurosawa K、Kawai M、Kato H、Terasaki K、Sakamoto Y、Yamashita Y、Sato I、Tanuma N、Tamai K、Kitabayashi I、Matsuura K、Watanabe T、Yasuda J、Tsuji H、Shima H
    • 雑誌名

      Cancer Medicine

      巻: 10 ページ: 4451~4464

    • DOI

      10.1002/cam4.3962

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Targeting NAD metabolism in cancer.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanuma N
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術集会 JCA-AACR Joint Symposia “Cancer Metabolism”(横浜)
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolism-targeting therapy and precision nutrition in cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Tanuma N
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術集会 モーニングレクチャー(横浜)
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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