放射線に対するミトコンドリアエネルギー代謝適応応答を標的とした新規がん治療法開発

开发一种针对线粒体能量代谢适应性辐射反应的新型癌症治疗方法

• 批准号: 19J11509
• 负责人: 山本 久美子
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11509/
• 关键词: がん細胞; 放射線; エネルギー代謝; ミトコンドリア

これまでに、がん細胞にX線を照射することによってミトコンドリア電子伝達系が活性化し、この活性化を阻害すると放射線感受性が上昇することが明らかになっている。しかし、この現象は正常細胞でも起こることが示唆されている。そこで本研究ではがん特異的な新規放射線治療法の開発を目的とし、種々の細胞に特異的な代謝経路およびその代謝経路の放射線応答の解明を行った。グルコースもしくはグルタミンを含まない培地を用いて細胞の増殖能およびATP産生の評価を行ったところ、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞およびヒト大腸がん由来SW480細胞はグルコース依存性、ヒト肺腺がん由来A549細胞はグルタミン依存性、ヒト肝臓がん由来HepG2細胞はグルコースもしくはグルタミンの一方でも存在していると増殖やATP産生に変化がないことが示された。また、がん細胞との比較として正常細胞のヒト網膜上皮由来RPE-1細胞では、グルコースもしくはグルタミンのどちらか一方がないと増殖できないことが明らかになった。さらに、電子スピン共鳴法による酸素消費率の測定を行ったところ、HeLa細胞、SW480細胞、A549細胞ならびにHepG2細胞のどの細胞の酸素消費率もX線照射後にに上昇することが明らかになった。また、グルコース代謝の指標として2-deoxy-D-glucose(2-DG)の取り込みの評価を行ったところ、HeLa細胞、SW480細胞、A549細胞ならびにHepG2細胞において、X線照射後に2-DGの取り込み量が上昇した。以上のことから、どのがん細胞でもX線照射後にミトコンドリア電子伝達系および解糖系の両方が活性化するが、グルコースおよびグルタミンの依存性は細胞種によって差異があったことが明らかになった。このことは、がんの種類によって適切な代謝阻害を行うことでより効率的ながんの放射線治療が新たに確立できる可能性を示している。

X-ray irradiation of the cells results in activation of the electron transfer system, inhibition of activation of the electron transfer system, and increase of radiation sensitivity. This phenomenon is not normal cells. This study aims to develop a new, cell-specific approach to radiation therapy and to elucidate radiation responses to metabolic pathways. Cell proliferation and ATP production are evaluated in the cervical region and the large intestine. Cell origin is dependent on cell culture. Cell culture is dependent on cell culture. Cell culture is dependent on cell culture. HepG2 cells have been found to be involved in the production of ATP. In contrast to normal cells, the retina epithelium originates from RPE-1 cells. The acid consumption rate of HeLa cells, SW480 cells, A549 cells and HepG2 cells was measured by electron resonance method. 2-deoxy-D-glucose(2-DG) was detected in HeLa cells, SW480 cells, A549 cells and HepG2 cells. 2-DG concentration increased after X-ray irradiation. After X-ray irradiation, the electron transfer system and the carbohydrate hydrolysis system are activated. The dependence of the electron transfer system on the cell species is different. The type of radiation therapy is appropriate for metabolic inhibition, and the rate of radiation therapy is established.

项目成果

The evaluation of radiation response of energy metabolism in solid tumor cell lines

实体瘤细胞系能量代谢辐射反应的评价

• 发表时间: 2019
• 作者: Kumiko Yamamoto;Hironobu Yasui;Masaki Fujimoto;Yuichiro Fukushima;Tomoki Bo;Osamu Inanami
• 通讯作者: Osamu Inanami

ESR法によるがん細胞のミトコンドリア機能の放射線応答の解析

ESR法分析癌细胞线粒体功能的放射反应

• 发表时间: 2019
• 作者: 稲波修,東山りつ子,藤本正毅;山本久美子;房知輝;安井博宣;安達英彦，鈴木宣弘，佐藤 赳，川口雅正;山本久美子,安井博宣,房知輝,藤本政毅,稲波修
• 通讯作者: 山本久美子,安井博宣,房知輝,藤本政毅,稲波修

Mitochondrial fission promotes radiation-induced increase in intracellular Ca2+ level leading to mitotic catastrophe in mouse breast cancer EMT6 cells

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.11.027
• 发表时间: 2020-01-29
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Bo, Tomoki;Yamamori, Tohru;Inanami, Osamu
• 通讯作者: Inanami, Osamu

ESR法を用いた培養細胞における細胞外pH評価法の開発

利用ESR法评价培养细胞的细胞外pH值方法的开发

• 发表时间: 2019
• 作者: 山本久美子;安井博宣;藤本政毅;房知輝;Valery V. Khramtsov;平田拓;稲波修
• 通讯作者: 稲波修

種々のがん細胞におけるミトコンドリア電子伝達系の放射線応答の解析

多种癌细胞线粒体电子传递链的辐射响应分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Shimmura T;Nakayama T;Shinomiya A;Yoshimura T;鈴木 宣弘;新村毅;稲波修;Shimmura T;東山りつ子,安井博宣,房知輝,山本久美子,藤本政毅,稲波修;鈴木 宣弘;藤本政毅,房知輝,山本久美子,安井博宣,稲波修;Shimmura T;山本久美子,安井博宣,藤本政毅,房知輝,稲波修
• 通讯作者: 山本久美子,安井博宣,藤本政毅,房知輝,稲波修