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。

今年，我们开始改善体外分析系统，该系统再现了肿瘤内代谢微环境并使用它分析机制。特别是，我们进行了一项分析，重点是分泌的蛋白质，以详细介绍由营养浓度异质性引起的特殊代谢微环境中观察到的对常规疗法的抗性机制。我们还进行了一项实验，以研究“从营养充足细胞中泄漏痕量葡萄糖”的可能性，这是一个关注点，这将在将来更详细的分析中对结果产生不必要的影响。假设某些在“营养充足细胞”和“营养缺乏细胞”并存（代谢配位状态）的条件下特异性分泌的蛋白质会增强两者的辐射耐药性，则分析了两者的共文化系统中获得的条件培养基中存在的蛋白质。收集条件培养基中的蛋白质（不包括白蛋白）作为比较，例如使用“葡萄糖前体”将前体转化为葡萄糖的单一培养物（可以通过将前体转化为葡萄糖来生存的单一培养物，用于生存），用于细胞特异性的葡萄糖代谢和营养症细胞的细胞和营养性的细胞，但在这种情况下进行营养，但在这种情况下进行了营养性的综合症状，并在“葡萄糖”中生存。在正常葡萄糖浓度（5.5 mm）下营养丰富）。通过丙烯酰胺凝胶电泳和银色染色进行了分离，并确认了在代谢配位态中特异观察到的几种蛋白质带。目前，我们正在通过质谱法鉴定蛋白质。此外，为了研究前者的葡萄糖泄漏是否能有助于在“营养充足细胞”和“营养缺乏症细胞”的共培养条件下维持后者的生存能力，我们在后者的糖溶解代谢性酶GPI进行了敲低。尽管GPI敲低细胞的单一培养物显着抑制了生长和存活，但在共培养中几乎没有影响，因此略微泄漏的葡萄糖的贡献几乎可以忽略不计。