一炭素代謝経路が示す消化器がんの治療標的（総説）

概要

悪性腫瘍の治療に葉酸拮抗薬が初めて使われて以来、葉酸代謝は消化器がんの診断と治療における合理的な標的として注目されてきました。その基盤となっているのが、3つの重要な反応（葉酸回路とメチオニン回路）からなる一炭素代謝経路と、それに連なる硫黄転移経路です。一炭素代謝経路の理解は、がんの表現型の原因と結果を結びつけるのに役立ち、ジアデノシン三リン酸加水分解酵素、マイクロRNA、5-FU、そして最近ではトリフルリジンなど、いくつもの重要な発見につながってきました。

葉酸回路では、グリシンとセリンがミトコンドリアの酵素SHMT2、MTHFD2、ALDH1L2の燃料となり、おそらくプリンの産生を通じて、がんの生存と増殖に重要な役割を果たしています。メチオニン回路では、S-アデノシルメチオニンがエピジェネティックな制御に欠かせない炭化水素基やポリアミンを供給します。硫黄転移経路はグルタチオンの合成に欠かせない経路で、がん幹細胞における活性酸素種の産生に関わっています。

したがって、がんの診断と治療のプレシジョン・メディシンを発展させるには、一炭素代謝の解明が欠かせません。本総説では、一炭素代謝に関わる歴史的な経緯を振り返り、がん研究における最近の進展を紹介します。