九州大学・生体防御医学研究所の小玉先生、中山先生らは、phosphoribosyl pyrophosphate amidotransferase (PPAT)が、癌の悪性度に寄与していることを発見し、癌悪性化において特徴的な窒素代謝シフトが起こることを報告しました。

Kodama M, et al., A shift in glutamine nitrogen metabolism contributes to the malignant progression of cancer., Nat Commun. 2020 Mar 17;11(1):1320.

がん細胞では炭素源であるグルコースを嫌気的に代謝する「ワールブルグ効果」が亢進している事が知られています。一方でがん細胞は盛んに増殖しているので窒素を含むDNAを多量に合成する必要がありますが、窒素源をどのように効率よく配分しているかは不明でした。

本論文では、iMPAQTシステムを用いてがん細胞の悪性化に伴う代謝酵素発現を網羅的に調べ、グルタミンの窒素をDNAの前駆体に転移するPPATという代謝酵素が高発現していることを発見し、この窒素代謝シフトががんの悪性化の過程に必須であることを突き止めました。

さらに公共データベースから11000人におよぶ癌患者のメタアナリシスを行い、PPATが1200種のヒト代謝酵素の中で最もがん患者の死亡リスクを高める因子であることも明らかとなりました。

 タンパク質レベルでの網羅的な解析結果からメタアナリシスによる遺伝子発現レベルでのデータ検証、さらにはメタボロミクスによるフラックス解析を含めた、『トランスオミクス解析』を実現した研究事例です。