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Optimization of cancer treatment based on intra-tumor metabolic geometry

基于肿瘤内代谢几何形状的癌症治疗优化

基本信息

批准号：
21KK0140
负责人：
小野寺康仁
金额：
$ 12.23万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-10-07 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、腫瘍内の代謝微小環境を再現するin vitro解析系の改善と、それを用いたメカニズム解析に着手した。特に、栄養素濃度の不均一性によって生じる特殊な代謝微小環境において観察されるconventionalな治療法への耐性メカニズムの詳細について、分泌タンパク質に着目した解析を行った。また、今後のより詳細な解析において結果に無視できない影響を及ぼす懸念のある「栄養充足細胞からの微量グルコースの漏洩」について、その可能性を検討するための実験を行った。「栄養充足細胞」および「栄養欠乏細胞」の共存する条件（代謝協調状態）において特異的に分泌される何らかのタンパク質が両者の放射線耐性を高めると仮定し、両者の共培養系で得られる馴化培地に存在するタンパク質の解析を行った。細胞特異的な糖代謝制御に用いる「グルコース前駆体」を用いた「栄養充足細胞」（当該の前駆体をグルコースに転換して生存できる細胞）の単独培養や、通常グルコース濃度（5.5 mM）における「栄養充足細胞」および「栄養欠乏細胞」（ただしこの場合はいずれも栄養充足状態になる）の共培養などを比較対象として、馴化培地中のタンパク質（アルブミンを除く）を回収した。これらをアクリルアミドゲル電気泳動で分離して銀染色を行ったところ、代謝協調状態において特異的に認められる幾つかのタンパク質バンドが確認できた。現在、質量分析による当該タンパク質の同定を進めている。また、「栄養充足細胞」および「栄養欠乏細胞」の共培養条件における、前者からのグルコース漏出が後者の生存性維持に寄与し得るか検討するため、後者における解糖系代謝酵素GPIのノックダウンを行った。GPIノックダウン細胞の単独培養は増殖および生存を著しく阻害したが、共培養下では影響がほとんど見られなかったことから、僅かに漏出するグルコースの寄与は殆ど無視できるものと判断できた。

This year, the metabolic microenvironment in the tumor was reproduced in the vitro analysis system. Special, nutrient concentration heterogeneity, special metabolism, microenvironment, observation, conventional therapy, tolerance, detailed analysis, secretion, quality analysis In the future, the detailed analysis of the results will ignore the impact and suspense of the "sufficient cell leakage" and the possibility of the investigation. The co-culture system of "nutrient-rich cells" and "nutrient-poor cells" was characterized by high radiation tolerance, stable secretion, and quality analysis. Cell-specific carbohydrate metabolism is regulated by the use of "cell precursor" and "cell nutrient abundance." When the precursor is cultured in vitro, the cells are cultured independently, and the concentration of the precursor is usually 5.5 mM, which is the concentration of "nutrient-sufficient cells" and "nutrient-deficient cells"(in this case, the concentration of the precursor is 5.5 mM). In this case, it is necessary to separate the silver staining from the electrophoresis and confirm the metabolic coordination status. Now, the quality analysis is in progress. The co-culture conditions of "well-nourished cells" and "undernourished cells" are discussed. The former is related to the survival maintenance of the latter, and the latter is related to the survival of the glycolytic metabolic enzyme GPI. GPI can be used to determine the growth and survival of GPI cells in single culture and in co-culture.