癌特異的な代謝活性の発見と制御に向けたｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｂｉｏｌｏｇｙの新手法

用于发现和控制癌症特异性代谢活动的新合成生物学方法

基本信息

批准号：
17J10604
负责人：
柳光一
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに、開発した細胞外代謝物を検出する新規蛍光プローブを用いて、がんの治療標的の1つとされるMethylglyoxal(MG)代謝系の生細胞レベルでの活性を評価することに成功している。MG代謝系の基質であるMGを添加してその後細胞外に放出される代謝物D-lactateを蛍光プローブにより検出することでMG代謝系の活性を評価するアッセイについて、本年度はこのHTS系を用いて新規MG代謝系阻害剤の探索を行い、生細胞レベルで機能する新規MG阻害剤の取得することに成功した。このようなある基質(input)を添加しその後細胞外に放出される代謝物(output)を検出することで特定の代謝経路の活性を評価するアッセイ系(Pathway-Oriented Screening（POS)法)の汎用性を示すため他の代謝経路へ適用することとした。具体的には前年度までに肺がん細胞(A549)が正常細胞(NHBE)と比較してGlnを添加後に細胞外に放出されるAsnまたはSerが無添加時と比較して増加することが見出されており、特にGln添加後の細胞外Asnは多くのがん種で増大したことからGln->Asnという代謝経路が亢進していることが示唆されていた。本年度はこのGln->Asn代謝経路の活性を蛍光プローブで評価し、MG代謝系と同様にセルベースの阻害剤スクリーニングを行った。得られたヒット化合物のうち、GlnをGluへ代謝する酵素GLSを阻害する化合物が得られ、これは細胞ライセートを用いたin vitro試験では阻害活性を示さない一方で生細胞を用いたin celluloの試験では阻害活性を示すという結果を得た。生細胞でのみ阻害活性を示す新規Gln->Asn代謝経路阻害剤を得られ、複数の代謝経路にも適用可能であったことから申請者の開発したPOS法の有用性・汎用性を示す結果を得られたと考えられる。

直到上一年，我们已经成功地评估了甲基甘氨酸（MG）代谢系统的活细胞水平的活性，该系统被认为是癌症的治疗靶标之一，使用开发的新型荧光探针来检测细胞外代谢物。 In an assay that evaluates the activity of the MG metabolism system by adding MG, a substrate for the MG metabolism system, and then detecting the metabolite D-lactate, which is released outside of the cell by using a fluorescent probe, this year we used this HTS system to search for new MG metabolism system inhibitors, and successfully acquired a novel MG inhibitor that functions at the live cell level.为了证明测定系统的多功能性（面向途径的筛选（POS）方法），其中添加了某些底物（输入）并随后将输出释放到单元外部，从而评估特定代谢途径的活性。具体而言，发现与上一年相比，GLN添加后增加了GLN添加后释放的肺癌细胞数量（A549）的数量，而在许多癌症类型中GLN添加后的ASN或SER的量增加，这表明ASN或SER的数量增加了GLN添加后的数量，这表明代谢途径GLN-> Asn增加了GLN的数量。今年，使用荧光探针评估了该GLN-> ASN代谢途径的活性，并以与MG代谢系统相同的方式进行了基于细胞的抑制剂筛选。在获得的HIT化合物中，获得了将GLN代谢为GLU的酶GLS的化合物，尽管使用细胞裂解液在体外测试中并不是抑制活性，但它在使用活细胞的In Cullulo检测中显示出抑制作用。由于仅获得了仅在活细胞中表现出抑制活性的新型GLN-> ASN代谢途径抑制剂，并且适用于多种代谢途径，因此据信，结果表明申请人开发的POS方法的有用性和多功能性。