癌におけるグルタミン酸：代謝からシグナル伝達まで

Glutamate in cancers: from metabolism to signaling.

• Haowei Yi
• Geoff Talmon
• Jing Wang

抄録

グルタミンとグルタミン酸は、正常細胞とがん細胞の増殖のための主要なバイオエネルギー基質である。がん細胞は、エネルギー供給、抗酸化活性、バイオマス生産のために、正常組織よりも多くのバイオ燃料を必要とする。多くの癌の代謝鎖に関連する遺伝子は何らかの形で変異しており、癌細胞はグルタミン酸依存性が高くなっています。一方、グルタミン酸は興奮性の神経伝達物質であり、中枢神経系の様々な種類の受容体と結合して信号を伝達する。興味深いことに、グルタミン酸の受容体を介して誘導されるグルタミン酸シグナル伝達が、ヒトの悪性腫瘍に関与していることが明らかになってきています。興奮性アミノ酸トランスポーターやシスチン/グルタミン酸アンチポーター系などのグルタミン酸トランスポーターの制御異常は、過剰な細胞外グルタミン酸を発生させ、その結果、癌細胞上のグルタミン酸受容体を活性化させ、悪性化をもたらす。これらの特徴により、グルタミン酸は抗がん剤開発の魅力的なターゲットとなっており、グルタミン酸を標的とした血液脳関門不透過性抗精神病薬の開発が検討されている。ここでは、この分野における関連する進行と欠点について議論した。

Glutamine and glutamate are major bioenergy substrates for normal and cancer cell growth. Cancer cells need more biofuel than normal tissues for energy supply, anti-oxidation activity and biomass production. Genes related to metabolic chains in many cancers are somehow mutated, which makes cancer cells more glutamate dependent. Meanwhile, glutamate is an excitatory neurotransmitter for conducting signals through binding with different types of receptors in central neuron system. Interestingly, increasing evidences have shown involvement of glutamate signaling, guided through their receptors, in human malignancy. Dysregulation of glutamate transporters, such as excitatory amino acid transporter and cystine/glutamate antiporter system, also generates excessive extracellular glutamate, which in turn, activates glutamate receptors on cancer cells and results in malignant growth. These features make glutamate an attractive target for anti-cancer drug development with some glutamate targeted but blood brain barrier impermeable anti-psychosis drugs under consideration. We discussed the relevant progressions and drawbacks in this field herein.