癌細胞のメタボローム解析 －癌細胞エネルギー代謝が抱える矛盾への挑戦－

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670786
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高橋 信博 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60183852)
• 研究分担者: 高橋 哲 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60226850) ; 鷲尾 純平 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (20400260)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 口腔扁平上皮癌 / メタボローム解析 / ワールブルグ効果 / 糖代謝 / アミノ酸代謝

研究実績の概要

口腔癌細胞株を用いて、臨床口腔癌組織で観察された「ワールブルグ効果（グルコース利用と乳酸産生の亢進）」および「グルタミノリシス（グルタミン代謝の亢進）」が実際に再現するかどうかを検証した。培養した口腔癌細胞株をグルコースおよびグルタミンを含む溶液に再懸濁し、pH低下に対するアルカリ滴定量から乳酸産生量を推定した。その結果、口腔癌細胞は本条件で酸を産生することが分かった。さらに、これまでのメタボローム解析の詳細な解析から、口腔扁平上皮癌細胞では、グルコース取込系酵素、乳酸脱水素酵素、グルタミナーゼの活性増加、及びピルビン酸脱水素酵素の活性減少が生じていることが推測された。以上のことから、口腔扁平上皮癌細胞においては、少なくともこれらの酵素タンパクの発現調節あるいは転写後調節を介して、グルコースから様々な生体合成基質を調達し、一方では、不足するエネルギーをグルタミン分解に伴う基質準位リン酸化および酸化的リン酸化によって補っていることが示唆された。前年度の成果については、英文論文として公表した。本年度の成果については、さらなる検討を加えた後、学会および学術誌において公表する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Microbiota profiling of bronchial fluids of patients with pulmonary carcinoma (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishida N, Sato T, Hoshikawa Y, Tanda N, Sasaki K, Kondo T, Takahashi N
  • 雑誌名: J Oral Biosci 巻: 57 ページ: in press
  • DOI: 10.1016/j.job.2014.11.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deterioration of polymethyl methacrylate dentures in the oral cavity (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuo H, Suenaga H, Takahashi M, Suzuki O, Sasaki K, Takahashi N
  • 雑誌名: Dental Mater J 巻: 34 ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of ketone bodies in exhaled breath and blood of ten healthy Japanese at OGTT using a portable gas chromatograph (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanda N, Hinokio Y, Washio J, Takahashi N, Koseki T
  • 雑誌名: J Breath Res 巻: 8 ページ: 046008, 9 pages
  • DOI: 10.1088/1752-7155/8/4/046008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid and sensitive PCR-dipstick DNA chromatography for multiplex analysis of oral microbiota (2014)
  • 著者名/発表者名: Tian L, Sato T, Niwa K, Kawase M, Tanner ACR, Takahashi N
  • 雑誌名: BioMed Res Int 巻: 2014 ページ: 180323 10 pages
  • DOI: 10.1155/2014/180323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose and glutamine metabolism in oral squamous cell carcinoma: insight from a quantitative metabolomic approach (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T, Washio J, Takahashi T, Echigo S, Takahashi N
  • 雑誌名: Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol 巻: 118 ページ: 218-225
  • DOI: 10.1016/j.oooo.2014.04.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detection and identification of oral anaerobes from intraoperative bronchial fluids of patients with pulmonary carcinoma (2014)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa A, Sato T, Hoshikawa Y, Ishida N, Tanda N, Kawamura Y, Kondo T, Takahashi N
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 58 ページ: 375-381
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen sulfide production by oral Veillonella: effect of pH and lactate (2014)
  • 著者名/発表者名: Washio J, Shimada Y, Yamada M, Sakamaki R, Takahashi N
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 80 ページ: 4184-4188
  • DOI: 10.1128/AEM.00606-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory effect of Ti-Ag alloy on artificial biofilm formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakajo K, Takahashi M, Kikuchi M, Takada Y, Okuno O, Sasaki K, Takahashi N
  • 雑誌名: Dent Mater J 巻: 33 ページ: 389-393
  • DOI: 10.4012/dmj.2013-334
  • 査読あり
• [学会発表] Nitrite inhibition on streptococcal acid-production and its biochemical mechanism (2015)
  • 著者名/発表者名: Washio J, Yamamoto Y, Takahashi N
  • 学会等名: The 93rd IADR General Session & Exhibition
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [学会発表] PCR-dipstick DNA chromatography for semi-quantitative analysis of oral microbiota (2015)
  • 著者名/発表者名: Tian L, Sato T, Niwa K, Mayanagi G, Kawase M, Tanner ACR, Takahashi N
  • 学会等名: The 93rd IADR General Session & Exhibition
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [学会発表] Cultivable anaerobic microbiota of infected root canals with/without marginal leakage (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamaki K, Sato T, Ishida N, Tian L, Hashimoto K, Shimauchi H, Takahashi N
  • 学会等名: The 93rd IADR General Session & Exhibition
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [学会発表] A novel method for real-time monitoring of bacterial metabolic activity (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro K, Washio J, Sasaki K, Takahashi N
  • 学会等名: The 93rd IADR General Session & Exhibition
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [学会発表] Fluoride-coating on tooth surface inhibits bacteria-induced pH-fall at biofilm-tooth interface (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro T, Mayanagi G, Fukushima A, Sasaki K, Takahashi N
  • 学会等名: The 93rd IADR General Session & Exhibition
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [学会発表] Oral biofilm in health and disease: Holistic approach by “Omics” science (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N
  • 学会等名: China-Japan-Korea Dental Science Symposium
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] A novel method for oral microbiota analysis: PCR-dipstick DNA chromatography (2014)
  • 著者名/発表者名: Tian L, Sato T, Niwa K, Mayanagi G, Kawase M, Tanner ACR, Takahashi N
  • 学会等名: China-Japan-Korea Dental Science Symposium
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-08
• [学会発表] 亜硝酸塩のStreptococcus mutans酸産生抑制機構をメタボロミクスで解明する (2014)
  • 著者名/発表者名: 鷲尾純平，山本祐慈，高橋信博
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-27 – 2014-09-27
• [学会発表] 蛍光色素を用いた細菌の代謝活性リアルタイム・モニター法の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒和子，鷲尾純平，佐々木啓一，高橋信博
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-26
• [学会発表] バイオフィルム- 歯面インターフェイスpH測定装置を用いた各種フッ化物のpH低下抑制効果の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石黒朋子，真柳 弦，佐々木啓一，高橋信博
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-26
• [学会発表] PCR-dipstick DNA chromatography for multiplex analysis of oral microbiota (2014)
  • 著者名/発表者名: Tian L, Sato T, Niwa K, Mayanagi G, Yamaki K, Kawase M, Tanner ACR, Takahashi N
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会 サテライトシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Inhibitory effects of nitrite on acid production of dental plaque. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N, Yamamoto Y, Shimizu K, Igarashi K
  • 学会等名: The 92nd IADR General Session & Exhibition
  • 発表場所: Cape Town, South Africa
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-06-27
• [学会発表] 「食後30分間、ブラッシングを避けること」を巡る現状認識 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋信博
  • 学会等名: 第52回日本小児歯科学会大会 シンポジウムII 齲蝕・酸蝕症と歯みがき
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-17
  • 招待講演
• [図書] Biofilms in caries developmen 7 (Chapter 7). In: Fejerskov O, Nyvad B, Kidd E (eds.) Dental Caries: The Disease and its Clinical Management, 3rd Edition (2015)
  • 著者名/発表者名: Marsh PD, Takahashi N, Nyvad B
  • 総ページ数: in press
  • 出版者: Wiley-Blackwell
• [図書] Oral microbiota in crevices around dental implants: profiling of oral biofilm. In: K. Sasaki, O. Suzuki, N. Takahashi (eds.) Interface Oral Health Science 2014: Innovative Research on Biosis-Abiosis Intelligent Interface (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Kawamura Y, Yamaki K, Ishida N, Tian L, Takeuchi Y, Hashimoto K, Abiko Y, Mayanagi G, Washio J, Matsuyama J, Takahashi N
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: Springer