ミトコンドリア抗酸化物質が乳がんの転移を促進(Mitochondrial antioxidant found to drive breast cancer metastasis)

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2025-08-15 ロックフェラー大学

ロックフェラー大学Birsoy研究室が実施した研究によると、乳がん細胞が肺などへ転移する過程で、ミトコンドリア内にグルタチオン(GSH)が蓄積することが確認されました。この蓄積は、ミトコンドリアGSH輸送体である SLC25A39 の発現上昇によって引き起こされると考えられます。これは、特定のミトコンドリア代謝物ががん転移に関与する初の事例の一つであり、ミトコンドリアやその代謝経路ががん生物学において重要な役割を果たす可能性を示唆しています。今後、この発見は転移メカニズムの解明や、新たな治療標的の開発につながると期待されます。

ミトコンドリア抗酸化物質が乳がんの転移を促進(Mitochondrial antioxidant found to drive breast cancer metastasis)
Spatial metablomic imaging of glutathione in a mouse lung with metastases. (Birsoy lab)

<関連情報>

ミトコンドリアのグルタチオン輸入は、統合ストレス応答シグナル伝達を介して乳がん転移を促進する Mitochondrial glutathione import enables breast cancer metastasis via integrated stress response signaling

Hsi-wen Yeh;Nicole Lauren. DelGaudio;Beste Uygur;Alon Millet;Artem Khan;Gokhan Unlu;Michael Xiao;Rebecca C. Timson;Caifan Li;Kerem Ozcan;Karl W. Smith;Luiza Martins. Nascentes Melo;Gabriele Allies;Olca Basturk;Albert Sickmann;Erol C. Bayraktar;Richard Possemato;Alpaslan Tasdogan;Kivanc Birsoy
Cancer Discovery  Published:July 31 2025
DOI:https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-24-1556

Abstract

Cancer cells require substantial metabolic adaptations to metastasize to distant organs, but the metabolites essential for successful colonization remain poorly defined. Here, we used a mitochondrial metabolomics approach to compare primary and metastatic breast cancer cells. This analysis revealed accumulation of mitochondrial glutathione (GSH) during lung metastasis, driven by elevated expression of SLC25A39, a mitochondrial GSH transporter. Loss of SLC25A39 impairs metastatic colonization in genetic screens, cell line models, and patient-derived xenografts, without affecting primary tumor growth. Mitochondrial GSH import is specifically required during early colonization and functions independently of its canonical antioxidant role. CRISPR activation screens identified ATF4, a stress-induced transcription factor, as a bypass mechanism that restores metastatic potential in SLC25A39-deficient cells. Mechanistically, SLC25A39 is required for optimal ATF4 activation during metastasis and under hypoxia, linking mitochondrial GSH availability to integrated stress response signaling. These findings identify mitochondrial GSH as a necessary and limiting metabolite for metastatic progression.

生物化学工学
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