乳がんの悪性度を決める代謝バランス―細胞内BCAA濃度によるがん幹細胞の制御―

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2026-07-09 京都⼤学

京都大学の研究グループは、トリプルネガティブ乳がん(TNBC)の悪性度を左右する新たな代謝機構を解明した。研究では、1細胞レベルで分岐鎖アミノ酸(BCAA)濃度を測定できる独自のバイオセンサー「OLIVe」を用い、腫瘍内で細胞ごとにBCAA濃度が大きく異なることを確認した。その結果、BCAA濃度が高い細胞ほど腫瘍形成能の高い「がん幹細胞」が多く含まれ、悪性度が高いことが判明した。さらに、BCAA合成酵素BCAT1の発現増加と、BCAA分解に関わるBCKDH複合体の活性低下によって細胞内BCAA濃度が高く維持され、この代謝バランスががん幹細胞性と腫瘍の悪性化を促進することを明らかにした。本成果は、がん細胞内のBCAA代謝を制御することで、再発や転移の原因となるがん幹細胞を標的とする新たな治療法の開発につながる可能性を示しており、有効な治療選択肢が限られるトリプルネガティブ乳がんに対する新たな分子標的治療への応用が期待される。

乳がんの悪性度を決める代謝バランス―細胞内BCAA濃度によるがん幹細胞の制御―
(作成者:松浦 顕教)

<関連情報>

分岐鎖アミノ酸への代謝依存性がヒトトリプルネガティブ乳がんのがん幹細胞性と悪性度を規定する Distinct metabolic dependency on BCAA defines cancer stemness and malignancy in human triple-negative breast cancer

Kenkyo Matsuura ∙ Ririko Shinonaga ∙ Mizuki Yamamoto ∙ … ∙ Ayuna Hattori ∙ Hiromi Imamura, ∙ Takahiro Ito
Cell Reports  Published:July 8, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117630

Highlights

  • Claudin-low triple-negative breast cancer relies on branched-chain amino acids
  • Cancer stem cell potential is sustained by elevated intracellular branched-chain amino acids
  • BCAT1 enzyme mediates branched-chain amino acid production and drives tumor growth
  • The BCAT1-BCKDHc axis offers a therapeutic target in triple-negative breast cancer

Summary

Triple-negative breast cancer (TNBC) lacks effective molecularly targeted therapies. Here, we identify branched-chain amino acid (BCAA) metabolism as a selective vulnerability in human TNBC, particularly in the claudin-low subtype. TNBC cells show greater dependence on BCAAs than other breast cancer subtypes, and intracellular BCAA levels are heterogeneous within tumors in vivo. Cells with high BCAA levels exhibit enhanced sphere formation and cancer stem cell potential in xenograft models. BCAT1, a cytoplasmic BCAA aminotransferase, is upregulated in claudin-low TNBC and enables tumor growth by promoting BCAA production from branched-chain ketoacids. BCAT1 knockdown impairs TNBC growth in vivo, and high BCAT1 expression predicts poor prognosis in patient cohorts. Conversely, BCAA catabolism via the BCKDH complex is suppressed in TNBC, and reactivation of BCKDH by BCKDK knockout blocks clonogenic growth. These findings reveal BCAA metabolic balance as a key regulator of TNBC stemness and malignancy.

医療・健康
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