内容紹介
Summary
Reprogramming of glucose metabolism in tumor cells is referred to as the Warburg effect. The Warburg effect is caused by tumor cells not only to adapt their metabolism to the demand for and limited supply of oxygen but also to obtain large amounts of nucleotides, amino acids and lipids for excessive proliferation of tumor cells. The Warburg effect results in increased production of lactic acid, as the final product of glycolysis, in the tumor microenvironment. Lactic acid secreted by tumor cells functions as an immunosuppressive mediator and converts macrophages into M2 macrophages. M2 macrophages reduce inflammatory responses and adaptive Th1 immunity, and promote angiogenesis and tissue remodeling. Tumor-associated macrophages(TAMs)polarize into the M2 phenotype and suppress the host anti-cancer immune response, leading to tumor progression. We have demonstrated that tumor-secreted lactic acid is linked to the induction of M2-macrophage polarization in human head and neck squamous cell carcinoma(HNSCC). FDG, which is a glucose analog, uptake measured by positron emission tomography/computed tomography(PET/CT)indicates the Warburg effect in tumor tissue. M2-macrophage polarization is promoted in HNSCC with increased glucose uptake, maximum standardized uptake value(SUVmax), mean SUV(SUVmean). Tumor cells mediate an immunosuppressive microenvironment via inducing M2-macrophage polarization by reprogramming of glucose metabolism, called Warburg effect.
要旨
腫瘍細胞における糖代謝リプログラミングは,Warburg効果と呼ばれる。細胞は酸素供給の限られた状況で代謝を適応させるという理由だけでなく,急速な細胞増殖に必要な核酸,アミノ酸,脂質を大量に産生するためにWarburg効果を積極的に誘導している。Warburg効果の結果,腫瘍微小環境では解糖系最終代謝産物である乳酸が大量に産生される。腫瘍から分泌された乳酸は免疫抑制誘導因子として作用し,マクロファージをM2マクロファージに分化誘導する。M2マクロファージは炎症反応やTh1免疫を抑制し,血管新生や組織リモデリングを促進する。腫瘍関連マクロファージ(TAM)は大半がM2タイプであり,抗腫瘍免疫反応を抑制する。つまりTAMは腫瘍の進展を促進する。われわれは,腫瘍が分泌する乳酸が頭頸部腫瘍のM2マクロファージ分化と関連していることを報告してきた。FDGはグルコースアナログであり,FDG-PET/CTは腫瘍組織のWarburg効果の指標となる。FDG-PET/CTにてSUVmax,SUVmeanの高値である,つまり糖取り込みが亢進した頭頸部腫瘍でM2マクロファージ分化が亢進していた。腫瘍細胞は糖代謝リプログラミング,すなわちWarburg効果によってM2マクロファージ分化を介して免疫抑制微小環境を誘導していると考えられる。
目次
Reprogramming of glucose metabolism in tumor cells is referred to as the Warburg effect. The Warburg effect is caused by tumor cells not only to adapt their metabolism to the demand for and limited supply of oxygen but also to obtain large amounts of nucleotides, amino acids and lipids for excessive proliferation of tumor cells. The Warburg effect results in increased production of lactic acid, as the final product of glycolysis, in the tumor microenvironment. Lactic acid secreted by tumor cells functions as an immunosuppressive mediator and converts macrophages into M2 macrophages. M2 macrophages reduce inflammatory responses and adaptive Th1 immunity, and promote angiogenesis and tissue remodeling. Tumor-associated macrophages(TAMs)polarize into the M2 phenotype and suppress the host anti-cancer immune response, leading to tumor progression. We have demonstrated that tumor-secreted lactic acid is linked to the induction of M2-macrophage polarization in human head and neck squamous cell carcinoma(HNSCC). FDG, which is a glucose analog, uptake measured by positron emission tomography/computed tomography(PET/CT)indicates the Warburg effect in tumor tissue. M2-macrophage polarization is promoted in HNSCC with increased glucose uptake, maximum standardized uptake value(SUVmax), mean SUV(SUVmean). Tumor cells mediate an immunosuppressive microenvironment via inducing M2-macrophage polarization by reprogramming of glucose metabolism, called Warburg effect.
要旨
腫瘍細胞における糖代謝リプログラミングは,Warburg効果と呼ばれる。細胞は酸素供給の限られた状況で代謝を適応させるという理由だけでなく,急速な細胞増殖に必要な核酸,アミノ酸,脂質を大量に産生するためにWarburg効果を積極的に誘導している。Warburg効果の結果,腫瘍微小環境では解糖系最終代謝産物である乳酸が大量に産生される。腫瘍から分泌された乳酸は免疫抑制誘導因子として作用し,マクロファージをM2マクロファージに分化誘導する。M2マクロファージは炎症反応やTh1免疫を抑制し,血管新生や組織リモデリングを促進する。腫瘍関連マクロファージ(TAM)は大半がM2タイプであり,抗腫瘍免疫反応を抑制する。つまりTAMは腫瘍の進展を促進する。われわれは,腫瘍が分泌する乳酸が頭頸部腫瘍のM2マクロファージ分化と関連していることを報告してきた。FDGはグルコースアナログであり,FDG-PET/CTは腫瘍組織のWarburg効果の指標となる。FDG-PET/CTにてSUVmax,SUVmeanの高値である,つまり糖取り込みが亢進した頭頸部腫瘍でM2マクロファージ分化が亢進していた。腫瘍細胞は糖代謝リプログラミング,すなわちWarburg効果によってM2マクロファージ分化を介して免疫抑制微小環境を誘導していると考えられる。