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癌細胞の糖の要求/エモリー大学

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癌細胞の糖の要求/エモリー大学

 

2011年12月22日

癌細胞は健常細胞よりもブドウ糖を必要とする傾向があり、研究者らは、癌細胞における代謝の変化を標的とする薬剤でこの傾向を利用することに関心を高めている。

YouTube動画
http://www.youtube.com/watch?v=G1hUSiXISYs

癌細胞の糖の要求は、一部には、癌細胞がブドウ糖を効率的に燃やすエネルギー源であるミトコンドリアの機能を停止し、より非効率的にブドウ糖を利用する状態を選択するため起きている。その副生成物を急速に成長する細胞の構成要素として利用できるので、癌細胞は利益を得ている。

エモリー大学ウインシップ癌研究所の科学者らは、多くの種類の癌細胞がブドウ糖をミトコンドリアから遠ざけるスイッチを入れることを示している。研究者らの発見により、いくつかの癌種の成長を促進する酵素であるチロシンキナーゼが、これまで認められていたよりも大きな役割をミトコンドリア内で果たすことが示唆された。

また、これらの研究結果は、癌細胞の代謝を調節する重要なポイントとして、酵素ピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ(PDHK)を強調している。

これらの研究結果は、木曜日に電子版Molecular Cell誌に掲載された。

「われわれや他の研究者たちは、いくつかのヒトの癌種において、PDHKが上方で制御されることを示してきました。そして、われわれの知見により、癌細胞内でPDHK活性が増強される新たな経路が明らかになりました。PDHKは、癌の代謝を制御する役割があるため、抗癌治療において非常に興味を引く標的です。」とエモリー大学医学部及びウインシップ癌研究所の血液学・内科的腫瘍学助教授のJing Chen博士は述べる。

Chen博士とエモリー大学医学部の血液学・内科的腫瘍学助教授のSumin Kang博士は、共同責任執筆者である。博士研究員のタロウ・ヒトスギ氏、Jun Fan氏およびTae-Wook Chung氏は論文の共同主執筆者である。エモリー大学の共同執筆者は、Georgia Chen博士、Sagar Lonial医師、Haian Fu博士、Fadlo Khuri医師。イェール大学、ノバルティスおよびセル・シグナリング・テクノロジーの協力者らがこの論文に貢献した。

Chen博士と彼の共同研究者らは、いくつかの癌種で活性化されるチロシンキナーゼFGFR1の研究に着手した。チロシンキナーゼは他のタンパク質をリン酸塩化し、その活性を上げるかあるいは下げる。彼らは、ミトコンドリアを管理する機能をもつPDHK酵素が、FGFR1で活性化されることを見つけた。

「われわれは、代謝酵素が発癌性チロシンキナーゼによってどのように修飾されるのかを調べる基盤として、FGFR1を利用した。いくつかの発癌性チロシンキナーゼは、PDHKを活性化することを見いだした。われわれはそれら多くのチロシンキナーゼがミトコンドリア内部に存在することを見つけた。」とCheng博士は述べる。

チロシンキナーゼは、通常、細胞粘膜に隣接して活性化されることにより成長を促進すると考えられているため、予想外であったとCheng博士は述べる。

彼らは、チロシンキナーゼに対して非感受性のPDHKの一種をヒトの癌細胞内に導入すると、マウス内でその細胞の増殖が遅くなり、より小さい腫瘍を形成することを発見した。これは、癌細胞における代謝の変化を特異的に標的とする薬剤がPDHKを標的にする可能性があることを示している。

治験薬であるジクロロ酢酸(DCA)はPDHKを不活性化し、癌を対象とする新たな臨床試験で使用されている。Chen博士は、PDHKをより強力に阻害する別の酵素を見つけるため、薬理学教授およびエモリー化学生物学ディスカバリー・センター長であるHaian Fu氏と協働している。

研究は米国国立癌研究所により支援された。

[説明文:癌細胞の代謝選択性は、1931年にノーベル賞を受賞したオットー・ワールブルグ氏にちなんで、「ワールブルグ効果」として知られている。]

参考文献:
T. Hitosugi et al. Tyrosine Phosphorylation of Mitochondrial Pyruvate Dehydrogenase Kinase 1 Is Important for Cancer Metabolism. Mol Cell (2011).

Writer: Quinn Eastman

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湖月みき 訳
千種葉月(薬学)監修
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原文

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