2-デオキシ-D-グルコースは、イダルビシン耐性P388白血病細胞に対するイダルビシンの抗がん作用を増強する

2-Deoxy-D-glucose enhances the anti-cancer effects of idarubicin on idarubicin-resistant P388 leukemia cells.

• Taisuke Matsuo
• Yumiko Konya
• Eri Hirayama
• Yasuyuki Sadzuka

抄録

癌細胞は、正常な酸素濃度の存在下でも、ミトコンドリアの酸化的リン酸化から解糖に切り替わる。したがって、解糖経路の阻害は、がん治療において重要な戦略である。非代謝性グルコースアナログである 2-デオキシ-D-グルコース（2-DG）は、がん治療に使用するための解糖阻害剤の研究の焦点となっている。今回の研究では、イダルビシン（IDA）耐性のP388（P388/IDA）白血病細胞に対する2-DGの抗癌効果を調べた。P388/IDA細胞は、P388細胞にIDAを連続的に曝露した後に樹立した。P388/IDA細胞の特性評価は、P388親細胞と比較して乳酸産生およびグルコース消費の増加を明らかにした。細胞生存率アッセイの結果、2-DGはP388細胞と比較してP388/IDA細胞においてより高い毒性を誘導することが決定された。2-DGは小胞体（ER）ストレス誘導活性も示すが、P388/IDA細胞におけるERストレス誘導剤であるチュニカマイシンの細胞毒性効果はP388細胞よりも低かった。2-DGとIDAの併用は、各薬剤単独と比較してP388/IDA細胞の細胞死を増強した。以上の結果から、P388細胞はIDA耐性獲得後に解糖を活性化していることが示唆され、2-DGを介した解糖経路の阻害はIDA耐性白血病細胞に対するがん治療に有用な戦略である可能性が示唆された。

Cancer cells switch from mitochondrial oxidative phosphorylation to glycolysis, even in the presence of normal oxygen concentrations. Inhibition of the glycolytic pathway is therefore a critical strategy in cancer therapy. A non-metabolic glucose analog, 2-deoxy-D-glucose (2-DG), has been the focus of research on glycolytic inhibitors for use in cancer treatment. The current study examined the anti-cancer effects of 2-DG on idarubicin (IDA)-resistant P388 (P388/IDA) leukemia cells. P388/IDA cells were established following continuous exposure of IDA to P388 cells. Characterization of P388/IDA cells revealed increased lactate production and glucose consumption compared with P388 parent cells. The results of a cell viability assay determined that 2-DG induces higher toxicity in P388/IDA cells compared with P388 cells. Although 2-DG also exhibits endoplasmic reticulum (ER) stress-inducing activity, the cytotoxic effect of the ER stress inducer, tunicamycin, on P388/IDA cells was lower than that of P388 cells. A combination of 2-DG and IDA enhanced P388/IDA cell death compared with each agent alone. The results indicated that P388 cells activated glycolysis after acquiring IDA resistance and therefore, inhibition of the glycolytic pathway via 2-DG might be a useful strategy for cancer therapy against IDA- resistant leukemia cells.

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