がん細胞は低栄養・低酸素という劣悪な環境で生存するために、ワールブルグ効果という形質を獲得することが知られている。ワールブルグ効果とは、がん細胞内で、嫌気環境だけでなく好気環境でも、解糖系に偏ったブドウ糖代謝がみられることである。

がん細胞ではミトコンドリアに機能不全が生じる結果、エネルギー産生効率が高い酸化的リン酸化反応を上手く利用できなくなり、細胞増殖に必要なエネルギーは、エネルギー産生効率の悪い解糖系を用いたATP産生反応に頼らざるを得なくなる。

エネルギー産生効率の悪い解糖系に依存する結果、がん細胞ではブドウ糖(グルコース)の取り込みが盛んになる。

がん検査に用いられるFDG-PET検査は 、この代謝特性を利用し、がん診療の現場で汎用されている。

琉球大学大学院医学研究科 内分泌代謝・血液・膠原病内科学講座(第二内科)の研究チームでは、FDG-PET検査を用いて九州・沖縄地域に多発する超難治性の血液悪性腫瘍である成人T細胞白血病(Adult T cell Leukemia、 ATL) 患者の悪性度が上昇するにつれて腫瘍のグルコース取り込みが亢進していることを明らかにしてきた。

一方、糖尿病治療薬sodium glucose cotransporter 2(SGLT2)阻害剤は、糖を尿に出すことで血糖を下げる薬であり、近位尿細管におけるグルコースの再吸収を担うグルコーストランスポーター分子のひとつであるSGLT2を阻害して尿糖排泄を促進する。

今回、琉球大学第二内科の研究チームは、ATL 細胞株やATL患者検体においてSGLT2が高発現していることを新たに見いだし、さらに、ATL細胞の代謝や増殖におけるSGLT2の役割の解明を試みた。

その結果、ATL細胞株は高グルコース濃度の培養条件において細胞増殖が顕著に促進しており、ATL細胞株や患者由来ATL細胞に対して種々のSGLT2阻害薬を作用させると細胞内へのグルコースの取り込みが低下し、解糖系・ペントースリン酸回路の抑制に伴うATP産生量の低下、細胞内NADPHレベルの低下を招き、結果的にG1期に細胞増殖周期を留め、細胞増殖を抑制することが明らかになった。

また、SGLT2阻害剤による細胞増殖抑制効果は細胞自殺(アポトーシス)には関連しないことも明らかにした。

さらに、SGLT2遺伝子に対するRNA干渉によりSGLT2遺伝子の発現を抑制した細胞においてはSGLT2阻害剤を作用させてもグルコースの取り込み低下が観察されなかったことからも、ATL細胞の増殖においてSGLT2はグルコースの取り込みに寄与していることが分かった。