がん細胞は脂肪を砂糖に優先しますか?

(クレジット:国立衛生研究所)(クレジット:国立衛生研究所)

「グルコースの摂取量を増加させるという考えは、がん細胞の代謝的特徴であり、私たちの思考に深く根ざしています」とGary Pattiは癌を診断し、その治療法を管理するための基礎となります。 上:培養中のHeLa細胞。 (クレジット:国立衛生研究所)

癌細胞は、制御不能な増殖、迅速に2つになる1つの細胞、および多くのものになる2つの細胞の能力によって定義される。

「これは魅力的なプロセスです」と、セントルイスのワシントン大学の化学教授であるゲイリー・パティ(Gary Patti)は言います。 「あなたが持っているものを保守するのではなく、数日おきに自分のコピーを2つ作成すると想像してください。 過去の15や20年代には、人々は細胞のしくみに本当に関心を持ってきました。

80年以上にわたり、癌細胞は血液からグルコースを吸収し、そのエネルギーと原子を使って重複した細胞成分のセットを作り出すことによって、爆発的な成長を促進するという考えがありました。 非常に多くのグルコースが取り込まれる理由の1つは、細胞の内容物をその環境から分離する薄いベールである細胞膜に組み立てられる脂質または脂肪を作ることである。

1970sと80sでは、放射性標識されたグルコースを扱っている科学者たちは、細胞が実際に細胞外環境から取り込んだグルコースから作られていることを明らかにした。これは明らかに「グルコース仮説」を裏付けた。

グルコース仮説

仮説は理にかなっていますが、他の多くのものと同様に意味がありますが、正しくない可能性があります。

パティは、他の研究を進めながら、栄養豊富で脂質が乏しい標準的な細胞培養培地で増殖させた場合にのみ、増殖する線維芽細胞がほとんどの脂質をグルコースから作り出すことを発見しました。

科学者が脂質で培養培地にスパイクし、血液の典型的なものに濃度を上げたとき、細胞はそれらを合成するのではなく培地から脂質を除去することを好んだ。 そして、これらの条件下で、急速に分裂している細胞は分裂していない細胞よりも多くのグルコースを消費しなかった。

その効果は線維芽細胞の培養物中で発見され、それらが互いに接触して停止するまで分裂し、その後停止し、増殖する細胞と静止している細胞の代謝を比較する機会を科学者に与える。

しかし、「脂質効果」に興味を持っている科学者たちは、有名なHeLa細胞とH460という肺癌細胞株の2つの癌細胞株でそれを調べました。 これらの細胞株は、それほど強く反応しなかったが、脂質濃度と同様に応答した。


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ジャーナルに報告された驚くべき結果 細胞化学生物学グルコース仮説に基づいたがん研究および治療の側面を疑問視する。

「過去数年間、システムレベルで糖代謝について考えることは可能でした」と、新しいメタボロミクスの規律に言及してPattiは言います。 「その前に、可能なすべての代謝経路を介してグルコースに従う技術は存在しなかった。

「グルコースの摂取量を増加させるという考えは、癌細胞の代謝的特徴であり、私たちの思考に深く組み込まれています。 癌を診断し、診療所でその治療法を管理する方法の基礎となります」

診断FDG-PETスキャンでは、患者に、放射性原子を含む少量のグルコースアナログを注射し、スキャンして様々な器官によるグルコース摂取の画像を作成する。 これらの画像上の輝点は、潜在的な癌を示す。

レーダーの下での飛行

「私たちの研究は、これらのスキャンの感度について疑問を投げかけています」とパティは言います。 「おそらく、癌細胞は、特に血中脂質濃度が通常よりも高くなる可能性がある肥満または糖尿病患者の場合、すべてをブドウ糖から作るのではなく、血中に浮かんでいる脂肪で生きることができます。」

これにより、がん細胞がレーダーの下を飛行し、偽陰性につながる可能性がありますか?

グルコース仮説のために、科学者は、グルコース代謝または脂質合成のいずれかを阻害する癌療法を開発することに多くの注意を払ってきた。 しかし、仮説が間違っていれば、グルコース代謝を阻害すると細胞増殖が遅くなるだろうか? 細胞が脂質を周囲から取り除くのではないでしょうか?

この可能性を試験するために、科学者はグルコースを分解する経路に付着したヒドロキシル(OH-)基の代わりに水素原子を持つグルコース分子である2DGで細胞株を投与しようと試みた。 彼らは、脂質で培養した場合、2DGはがん細胞の増殖を遅くする効果がはるかに低いことも発見しました。

「この発見は、がん細胞を殺すための戦略の背後にある理性には挑戦している」とパティは語る。 2DGは現在臨床試験中です。

この発見が、癌細胞がグルコース取り込みを阻止する薬物に期待されるように応答しないことを示唆している場合、脂質摂取の阻止が効果的である可能性も示唆している。

科学者たちは、SSOと呼ばれる薬物を細胞膜に脂質輸送体に不可逆的に結合させて脂質摂取を阻害することで、その考え方をテストしました。 彼らがこのようにしたとき、3つの細胞株はすべて成長と分裂が遅くなりました。

「おそらく、脂質摂取の阻害についてもっと考えなければならないだろう」とPattiは語る。 「最後の点は、ほとんどの人がこれを受け入れると考えています。細胞培養は、しばしば誤った結果をもたらす高度に人工的なシステムです。 細胞培養物の所見が動物モデルまたは患者に翻訳されるかどうかは本当に疑問です。 それらに多くの信頼を置くのは難しいです。

"この場合、誰もが使用する標準的な細胞培養培地は、そのような脂質濃度が低いため、培養細胞が実際に行っていることが歪んでいる。 我々は同じ方法で同じ細胞培養を行うが、結果が診療所に当てはまると考えることは危険である」

ソース: セントルイスのワシントン大学

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