がんによる血液中のアミノ酸濃度バランスの変化のメカニズムを世界で初めて解明〜「アミノインデックス（R)がんリスクスクリーニング」の科学的原理〜

　味の素株式会社（社長：伊藤雅俊　本社：東京都中央区）は、血液中のアミノ酸濃度のバランスに注目した「アミノインデックス® がんリスクスクリーニング（ＡＩＣＳ）」事業を実施しており、奈良県立医科大学（奈良県橿原市）の國安弘基教授を中心としたグループと共同で、がん患者の血液中のアミノ酸濃度バランスが変動するメカニズムの解明に関する研究を進めています。この度、がん細胞から分泌されるＨＭＧＢ１と呼ばれるたんぱく質の作用により、正常な細胞内のたんぱく質がアミノ酸に分解され、その一部が血液中に漏れ出ることで血液中のアミノ酸濃度バランスが変動することを世界で初めて明らかにしました。

　がん患者は、健康な人と血液中のアミノ酸の濃度バランスが異なることが知られています。今回の論文では、多くのがん細胞が分泌するＨＭＧＢ１というたんぱく質に注目し、血液中のアミノ酸の濃度バランスが変動するメカニズムを世界で初めて解明しました。ＨＭＧＢ１は血流に乗って筋肉に到達し、筋肉を構成する骨格筋細胞に働きかけ、糖の分解を阻害することでエネルギー不足の状態を引き起こします。エネルギー不足に陥った骨格筋細胞は自らのたんぱく質を分解してアミノ酸を作り出し、アミノ酸をエネルギー源として活用します。作り出されたアミノ酸の一部は血液中に漏れ出し、がん細胞に取り込まれてエネルギー源として利用されます。この一連の作用が、がん患者の血液中のアミノ酸濃度のバランスを変化させている原因のひとつであることが明らかとなりました。

　この研究成果は、がん関連で権威のある学術誌の米国がん学会学会誌「Cancer Research」のオンライン版（http://cancerres.aacrjournals.org/content/early/2013/11/06/0008-5472.CAN-13-1052.abstract）に２０１３年１１月６日に掲載されました。その後、本誌にも掲載されます。

　がんに罹患すると血液中のアミノ酸濃度バランスが変動することは、これまで数多くの論文で報告されてきました。当社は、この現象に着目し、５ミリリットル程度の血液を採取してアミノ酸濃度を測定し、そのバランスの変化から胃がん、肺がん、大腸がん、乳がん、前立腺がん、子宮がん・卵巣がんの６種類のがんのリスクを一度にスクリーニングできる「アミノインデックス® がんリスクスクリーニング（ＡＩＣＳ）」を、株式会社エスアールエルと２０１１年４月より事業化しています。

　当社は「アミノインデックス® がんリスクスクリーニング」の事業を通じて、今後も２１世紀の人類の課題である、健康な生活の実現に向けて貢献していきます。

【論文概要】

　今回の研究は、動物モデルを用いて「なぜがんになると血液中のアミノ酸濃度のバランスが変化するのか」を解明したものです。その原因の一つと考えられる、がん細胞が分泌するＨＭＧＢ１というたんぱく質の役割について検討しました。

１）	臓器内に発生したがん細胞は、前がん状態からＨＭＧＢ１を分泌し、ＨＭＧＢ１は血流に乗って筋肉組織に到達します。筋肉組織を構成する骨格筋細胞に到達したＨＭＧＢ１は、糖を分解しエネルギーを生産するときに鍵となるピルビン酸代謝酵素のＰＫＭ１の発現と活性を低下させます。その結果、骨格筋細胞はエネルギー不足の状態になります。

２）	エネルギー不足となった骨格筋細胞は、自ら細胞内のタンパク質を分解するオートファジーと呼ばれる自己消化を起こし、得られたアミノ酸をエネルギー源として用いることでエネルギー不足を解消します。

３）	骨格筋細胞で産生されたアミノ酸の一部は、血流に乗って全身に運ばれます。がん細胞はこのアミノ酸を取り込み、がん細胞の増殖の際の栄養として利用します。

４）	がん細胞が産生したＨＭＧＢ１による骨格筋細胞にオートファジーを引き起こす作用が、がん患者の血液中のアミノ酸濃度バランスを変化させる原因のひとつであることが明らかになりました。

【参考資料】

論文の題名と著者

　Cancer usurps skeletal muscle as an energy repository

　Yi Luo1, Junya Yoneda2, Hitoshi Ohmori1, Takamitsu Sasaki3, Kazutaka Shimbo2, Sachise Eto2, Yumiko Kato2, Hiroshi Miyano2, Tsuyoshi Kobayashi2, Tomonori Sasahira1, Yoshitomo Chihara1, Hiroki Kuniyasu1

1	Department of Molecular Pathology, Nara Medical University: Nara, Japan
2	Institute for Innovation, Ajinomoto Co., Inc.: Kanagawa, Japan
3	Department of Gastrointestinal Surgery, Fukuoka University School of Medicine: Fukuoka, Japan