科学者たちは新しい方法で脳腫瘍細胞から生存能力を奪った

レーシングカーのブレーキを切ると、すぐにクラッシュします。バラク・ロートブラット博士は、脳腫瘍細胞でこれと同じようなことをしたいと考えています。つまり、ブドウ糖が枯渇した時に生存する能力を奪うのです。彼は腫瘍細胞の死滅を加速させ、同じ速さで死滅させることを目指しています。この脳腫瘍治療への新しいアプローチは、彼の研究室における10年にわたる研究に基づいています。

新たな発見

デュッセルドルフ大学病院神経病理学研究所のロートブラット博士、その学生たち、そして共同主任研究者のガブリエル・ルプリヴィエ氏は、先週、ネイチャー・コミュニケーションズ誌に研究結果を発表した。

これまで、がん細胞は主に成長と急速な増殖を目的としていると考えられてきました。しかし、腫瘍には正常組織よりも少ないグルコースが含まれていることが示されています。

もし癌細胞が急速な増殖に完全に集中しているなら、正常細胞よりもブドウ糖への依存度が高いはずです。しかし、もし癌細胞が指数関数的な増殖ではなく生存を最優先としたらどうなるでしょうか？ ブドウ糖が不足している時に増殖を開始すると、細胞はエネルギーを使い果たして死滅する可能性があります。

個別化医療の展望

「これは10年にわたる研究の末に得られた、非常に刺激的な発見です」とロートブラット博士は説明する。「正常細胞に影響を与えることなく、がん細胞だけを標的とすることが可能になりました。これは、個別化医療や、化学療法や放射線療法のように健康な細胞を迂回する治療法への重要な一歩となるでしょう。」

「グルコース飢餓と抗酸化物質の役割に関する私たちの発見は、神経膠腫（脳腫瘍）を治療できる分子の開発への道を開くものです」と彼は付け加えた。このような治療薬は、他の種類のがんにも応用できる可能性がある。

研究とその結果

ロトブラット博士と彼の学生であるタル・レヴィ博士とハウラ・アラサド博士は、細胞が利用可能なエネルギーに基づいて成長を調節しているという着想から着手しました。エネルギーが豊富な場合、細胞は脂肪を蓄積し、多くのタンパク質を合成してエネルギーを蓄え、成長します。エネルギーが限られている場合、細胞はエネルギー枯渇を避けるためにこのプロセスを停止しなければなりません。

腫瘍は一般的にブドウ糖欠乏状態にあります。研究者たちは、ブドウ糖欠乏状態でもがん細胞が生存できるようにする分子ブレーキの探索を始めています。もしこの分子ブレーキをオフにできれば、腫瘍は死滅し、ブドウ糖欠乏状態にない正常細胞は無傷のまま残ります。

MTOR経路と4EBP1の役割

ロトブラット氏と彼のチームは、細胞のエネルギー状態を測定し、成長を制御するタンパク質が備わったmTOR（哺乳類ラパマイシン標的タンパク質）経路を研究しました。彼らは、エネルギーレベルが低下するとタンパク質合成を阻害するmTOR経路内の4EBP1と呼ばれるタンパク質が、グルコース飢餓状態のヒト、マウス、さらには酵母細胞の生存に不可欠であることを発見しました。

研究チームは、4EBP1が脂肪酸合成経路の鍵となる酵素であるACC1の発現レベルを低下させることでこのメカニズムを実現することを実証しました。このメカニズムは、がん細胞、特に脳腫瘍細胞が腫瘍組織内で生存し、悪性度の高い腫瘍を形成するために利用されます。

新しい治療法の開発

ロトブラット博士は現在、BGNテクノロジーズおよびネゲブ国立生物工学研究所と共同で、4EBP1を阻害し、ブドウ糖が枯渇した腫瘍細胞が脂肪を合成し続け、ブドウ糖が枯渇したときにその資源を枯渇させる分子の開発に取り組んでいる。