まとめ： 新しい研究では、最も攻撃的な脳腫瘍である膠芽腫が、健康な脳細胞とは異なるユニークな方法で砂糖を使用することで繁栄することが明らかになりました。正常な脳組織は砂糖をエネルギーと神経伝達物質に導入しますが、膠芽腫細胞はそれをDNAとRNAの産生に迂回させ、容赦ない腫瘍の成長を促進します。
研究者は、マウス食の重要なアミノ酸を制限することで腫瘍の進行が遅くなり、治療の結果が改善され、新しい代謝ベースの治療法への希望を提供することが示されました。これらの発見は、専門的な食事と標的薬物介入が、この壊滅的な癌に直面している患者の生存を拡大するのに役立つ可能性のある潜在的な未来を強調しています。
重要な事実
- 代謝フォーク： 健康な脳はエネルギーに砂糖を使用します。腫瘍は成長のためにDNAとRNAにそれをリダイレクトします。
- 食事戦略： マウスにおけるアミノ酸セリンとグリシンの制限により、治療反応が改善されました。
- 臨床的可能性： 結果は、特殊な食事がいつか膠芽腫療法を補完することを示唆しています。
膠芽腫は悪性脳腫瘍の最も致命的な形態であり、この疾患と診断されたほとんどの患者は1、2年しか生きていません。
これらの腫瘍では、脳内の正常細胞は攻撃的になり、急速に成長し、周囲の組織に侵入します。
得られる癌細胞は、隣接する健康細胞とは代謝的に異なります。
しかし、脳腫瘍は忙しい高速道路のようなものであり、研究者はがんを選択的に標的とする機会を与えます。クレジット：Neuroscience News
で公開された研究で 自然、ミシガン大学の研究者は、膠芽腫腫瘍細胞でグルコースがどのように使用されるかを追跡しました。
チームは、ロゲルがんセンター、脳神経外科局、生物医学工学部のパートナーシップであるため、脳腫瘍が食事中の特定の栄養素を消費する方法が異なることを発見しました。
「私たちはマウスモデルの食事を変更し、これらの腫瘍の成長を大幅に遅らせてブロックすることができました」と、共同執筆者のダニエル・ワール医学博士、博士号、放射線腫瘍学の准教授は述べました。
「私たちの研究は、近い将来、患者の新しい治療の機会を生み出すのに役立つかもしれません。」
従来の治療は、手術に続いて放射線療法と化学療法で構成されています。しかし、腫瘍は最終的に戻ってきて、治療に耐性になります。
以前は、研究者は耐性が癌細胞内の代謝再配線によるものであることを示しています。
脳の癌細胞は、健康な細胞と比較して糖を異なって使用します
代謝とは、私たちの体が炭水化物やタンパク質のような分子を分解するプロセスであり、細胞がそれらを使用するか、新しい分子を構築できるようにします。
脳とがん細胞の両方が砂糖に依存していますが、チームは砂糖を異なる方法で使用するかどうかを確認したかったのです。
彼らは、少量の標識糖をマウスに注入し、重要なことには、脳腫瘍の患者に注入して、それがどのように使用されるかに従いました。
「これらの脳の癌を本当に理解し、患者の治療を改善するには、ミシガン州腫瘍神経外科医であるMicigan Multidisiprynary Brain Clumor Clinicを共同監督する脳腫瘍神経外科医の共同著者Wajd Al-Holou（ラボでは、患者自身の腫瘍を研究する努力をする必要がありました。
正常な組織と腫瘍細胞の両方が多くの砂糖を使用していましたが、さまざまな目的でそれを使用しました。
「これは道路の代謝フォークです」と、ウォールの研究室の研究学者であるアンドリュー・スコット博士は言いました。
「脳は砂糖をエネルギー生産と神経伝達物質に思考と健康のために伝えますが、腫瘍は砂糖をリダイレクトして、より多くの癌細胞のための材料を作ります。」
チームは、健康な組織が糖を使用してエネルギーを生成し、脳が適切に機能する化学物質を作ることを発見しました。
一方、膠芽腫はこれらのプロセスをオフにし、代わりに糖をヌクレオチド（DNAとRNAの構成要素）などの分子に変換し、周囲の組織に侵入しました。
アミノ酸制限された食事は、マウスの治療結果を改善することができます
研究者はまた、他の重要な違いに気づきました。
正常な脳は砂糖を使用して、タンパク質の構成要素であるアミノ酸を作りました。しかし、脳がんはこの経路をオフにするように見えました 代わりに、これらのアミノ酸を血液から掃除しました。
この発見により、研究者は、血液中の特定のアミノ酸のレベルを下げることで、正常な脳に影響を与えることなく脳がんに影響を与える可能性があるかどうかを検討するようになりました。
彼らは、アミノ酸制限の食事を与えられたマウスがより良い治療結果をもたらすかどうかをテストしました。
「マウスのアミノ酸セリンとグリシンを取り除くと、放射線療法と化学療法に対する反応が良くなり、腫瘍はセリンを与えられた対照マウスよりも小さかった」生物医学工学の教授。
マウスでの測定に基づいて、チームはまた、さまざまな経路でグルコースがどのように使用されているかを追跡できる数学モデルを構築し、他の薬物ターゲットを特定するのに役立ちます。
分子および統合生理学の教授である共同著者のCostas Lyssiotis博士は、道路や薬物の代謝経路を障害と比較しました。
多くの交通で高速高速道路に障害物を落とすと、制限が低く、数台の車のみで田舎道をブロックするよりも大きな効果があります。
同様に、正常な脳では、血液からのアミノ酸セリンの取り込みは、ゆっくりとした田舎道のようなものです。
しかし、脳腫瘍は忙しい高速道路のようなものであり、研究者はがんを選択的に標的とする機会を与えます。
チームは、血液セリンレベルを制限する特殊な食事が膠芽腫患者にも役立つかどうかをテストするために、臨床試験の開始にすぐに取り組んでいます。
「これは大学全体からの学際的な努力です」とワールは言いました。
「これは、個々の調査員が自分でできることができないという研究であり、患者の治療を改善できる重要な発見をするために協力するチームの一員であることに感謝しています。」
追加の著者： マンジャリ、ストリートメグダ、アレクサンドラオブライエン、ju審バルルル、スラヴァレル、スレイヴイ、ヘイブアキュレガイ、ズーー、柔術、ジーXU、ヒールライブ、ウィルローマン、M。エダーズ、Zhe wu、jine fengなどヨハンナ・ノー・ホーリー、キンバー、ヴィアース、キンバー、ナスク・A・レガン、シルウィオ・A・ストップカ、ゲラード、スース、サルカリ・N・サルカリア、セオドール・S・ローレンス、スリム・ベネティ、ナタリ・イア・アガー・ヴェディニ。
資金/開示： スコットは、国立がん研究所（K99CA300923; F32CA260735）の支援を受けました。
WAHLは、NCI（K08CA234416; R37CA258346）、国立神経障害および脳卒中研究所（R01NS129123）、Damon Runyon Cancer Foundation、Sontag Foundation、Ivy Gloioblastoma Foundation、Chad Discowing for Alex Discowing for Alex Discowing for Alex Discowing for Alex
ウォールとローレンスは、NCI P50CA269022によってサポートされていました。 NagrathはNCI（R01CA271369）によってサポートされていました。
WU、FENG、およびQIは、NIDDK MMPC-Live（1U2CDK135066）によってサポートされていました。周は、ミシガン大学医学部のパンデミック研究回復助成金（U083054）によってサポートされていました。
Al-Holouは、Ninds（K08NS12827101）、アメリカ癌協会（CSDG-23-1031584-01-MM）、およびアメリカ脳腫瘍協会によってサポートされていました。パラバラサは、アメリカ癌協会（PF-23-1077428-01-MM）の支援を受けました。 Vennetiは、Ninds（R01NS110572およびR01NS127799）およびNCI（R01CA261926）によってサポートされていました。 VlashiとBailleulはNCI（CA251872およびCA251872-S1）によってサポートされていました。
Bailleulは、UCLA JCCCフェローシップ賞によってサポートされました。
公園は、国立総合医療科学研究所（R35GM143127）によって支援されました。
サルカリアは、メイヨークリニックとウィリアムH.ドナー教授の教授にサポートされていました。
Agarは、Daniel E. Ponton Fund、National Brain Tumor Society、Mass Life Sciences Center、およびNCI（U54CA283114）に支援されました。
技術転送/関心のある対立： Wahlは、Agios Pharmaceuticals、Ammare Pharmaceuticals、Bruker、Innocrin Pharmaceuticalsについて相談しました。彼は、脳腫瘍の患者の治療に関する特許の発明者です（米国暫定特許出願63/416,146、米国暫定特許出願62/744,342、米国暫定特許出願人62/724,337）。 Scott、Nagrath、Lyssiotis、Mittal、Achreja、Meghdadiは、米国の暫定特許出願63/416,146の共同発明者です。
過去3年間で、LyssiotisはOdyssey TherapeuticsとThird Rock Venturesについて相談しました。 Al-Holouは、Servier Pharmaceuticalsについて相談しました。 Agarは、Bruker Daltonicsの重要な意見リーダー、Thermo Finniganとのコラボレーション、EMD Seronoとのサービス契約、ITEOS Therapeuticsとのサービス契約、およびBondzの創設者および理事会メンバーを報告しています。
この膠芽腫脳腫瘍研究ニュースについて
オリジナルの研究： オープンアクセス。
「皮質グルコース代謝の再配線は、人間の脳がんの成長を促進する「ダニエル・ウォルターらによって。 自然
抽象的な
皮質グルコース代謝の再配線は、人間の脳がんの成長を促進する
脳は熱心にグルコースを消費して神経生理学に燃料を供給します。膠芽腫などの脳のがんは、生理学的完全性を放棄し、健康な組織を増殖させて侵入する能力を獲得します。
脳の癌が攻撃的な成長を促進するためにグルコースをどのように再配線するかは不明のままです。ここでは、13Cラベルのグルコースを患者と脳がんのマウスに注入し、定量的代謝フラックス分析と相まって、腫瘍対皮質におけるグルコース由来の炭素の運命をマッピングしました。
皮質組織と神経膠腫組織の両方における炭素および窒素標識の直接的かつ包括的な測定を通じて、重大な代謝変換を特定します。
ヒト皮質では、グルコース炭素がトリカルボン酸サイクル酸化や神経伝達物質合成を含む本質的な生理学的プロセスに燃料を燃やします。
逆に、神経膠腫はこれらのプロセスをダウンレギュレートし、環境からのアミノ酸などの代替炭素源を除去し、グルコース由来の炭素を再利用して増殖と浸潤に必要な分子を生成します。
食事性アミノ酸変調を通じてマウスのこの代謝再配線をターゲットにすると、膠芽腫の代謝が選択的に変化し、腫瘍の成長が遅くなり、標準的なケア治療の有効性が増加します。
これらの発見は、攻撃的な脳腫瘍がグルコースを活用して正常な生理学的活動を悪性拡大に支持し、治療結果を強化するための潜在的な治療戦略を提供する方法を明らかにしています。
#食事介入は致命的な脳腫瘍の成長を遅らせる可能性があります