Wikipathologica-KDP

Warburg effect†

1924年Otto Warburgによりがんのワールブルグ効果；「がんは酵素の有無にかかわらず解糖系を亢進させてATPを産生する」-が提唱された.

ワールブルグ効果の発見により, 代謝異常ががんの一つの特徴ということが知られ, 現在ではATPだけではなく, がんが進展するために必要な核酸, タンパク質, 脂質など生体分子の前駆体を産生するために解糖系を活性化すると考えられている.*1*2

その他, がん細胞では, ペントースリン酸経路, ヌクレオチド生合成, TCA回路, アミノ酸生合成, グルタチオン生合成, グルタミノリシス, 脂肪酸生合成, β酸化などさまざまな代謝経路が変動している.*3

がんによる代謝リプログラミングの要因

1. がん細胞微小環境*4. がん組織では血管ネットワークが無秩序に過剰形成され, 血管構造自体も脆弱で機能的ではないためがん細胞での栄養, 酵素, pHレベルが正常細胞と異なっている*4.栄養源であるグルコース, アミノ酸, 脂質などは代謝の重要基質であり, 濃度が変化するとそれに応じて代謝が変動する.

2. p53, MYC, PI3K, AKT, mTORC, HIF-1などに関連する遺伝子異常によりシグナル伝達経路や代謝酵素の転写, 活性が変化して代謝異常を誘導する.

3. がん代謝は酸化ストレス, ホルモン, 炎症, 腸内細菌叢などのさまざまな要因によっても変動することが知られている.

*1  Vander Heiden MG, et al. Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation.Science. 2009 May 22;324(5930):1029-33.PMID: 19460998
*2  Satoh K et al. Global metabolic reprogramming of colorectal cancer occurs at adenoma stage and is induced by MYC.Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Sep 12;114(37):E7697-E7706.PMID:28847964
*3  Hay N, et al. Reprogramming glucose metabolism in cancer: can it be exploited for cancer therapy?Nat Rev Cancer. 2016 Oct;16(10):635-49.PMID: 27634447
*4  Cairns RA, et al. Regulation of cancer cell metabolism. Nat Rev Cancer. 2011 Feb;11(2):85-95.PMID: 21258394
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