방사선생물학

  • [Oncogene.] Decreased FBP1 expression rewires metabolic processes affecting aggressiveness of glioblastoma.

    [Oncogene.] Decreased FBP1 expression rewires metabolic processes affecting aggressiveness of glioblastoma.FBP1유전자의 대사조절을 통한 악성교모세포종에서의 기능연구

    부산대 / 손범석, 윤부현*

  • 출처
    Oncogene.
  • 등재일
    2019 Aug 23. doi: 10.1038/s41388-019-0974-4. [Epub
  • 저널이슈번호
  • 내용

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    전사인자 Ets1에 의해서 조절되는 FBP1의 발현이 방사선 치료 이후 생존한 악성 뇌종양 세포에서 높은 발현을 보였으며, 이에 따라 FBP1의 발현이 더욱 감소하게 되어 glycolysis가 활성화되게 된다. 이를 억제하기 위하여 glycolysis 과정에 관여하는 PGAM의 선택적 저해제를 통해서 GBM의 악성화를 억제하고 치료 저항성을 낮추어 치료 효율을 높일 수 있다.

     

    Abstract
    Radiotherapy is a standard treatment option for patients with glioblastoma (GBM). Although it has high therapeutic efficacy, some proportion of the tumor cells that survive after radiotherapy may cause side effects. In this study, we found that fructose 1,6-bisphosphatase 1 (FBP1), a rate-limiting enzyme in gluconeogenesis, was downregulated upon treatment with ionizing radiation (IR). Ets1, which was found to be overexpressed in IR-induced infiltrating GBM, was suggested to be a transcriptional repressor of FBP1. Furthermore, glucose uptake and extracellular acidification rates were increased upon FBP1 downregulation, which indicated an elevated glycolysis level. We found that emodin, an inhibitor of phosphoglycerate mutase 1 derived from natural substances, significantly suppressed the glycolysis rate and IR-induced GBM migration in in vivo orthotopic xenograft mouse models. We propose that the reduced FBP1 level reprogrammed the metabolic state of GBM cells, and thus, FBP1 is a potential therapeutic target regulating GBM metabolism following radiotherapy.

     


    Author information

    Son B1, Lee S1, Kim H1, Kang H1, Jeon J1,2, Jo S2, Seong KM3, Lee SJ4, Youn H5, Youn B6,7.
    1
    Department of Integrated Biological Science, Pusan National University, Busan, 46241, Republic of Korea.
    2
    Department of Radiation Oncology, Haeundae Paik Hospital, Inje University School of Medicine, Busan, 48108, Republic of Korea.
    3
    Laboratory of Low Dose Risk Assessment, National Radiation Emergency Medical Center, Korea Institute of Radiological & Medical Sciences, Seoul, 01812, Republic of Korea.
    4
    Department of Life Science, Research Institute for Natural Sciences, Hanyang University, Seoul, 04763, Republic of Korea.
    5
    Department of Integrative Bioscience and Biotechnology, Sejong University, Seoul, 05006, Republic of Korea.
    6
    Department of Integrated Biological Science, Pusan National University, Busan, 46241, Republic of Korea. bhyoun72@pusan.ac.kr.
    7
    Department of Biological Sciences, Pusan National University, Busan, 46241, Republic of Korea. bhyoun72@pusan.ac.kr.

     

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  • 연구소개
    본 논문은 악성 뇌종양인 교모세포종에서 발견되는 metabolic rewiring 현상을 분석한 내용으로, 방사선에 의해 악성화가 진행된 교모세포종에서 gluconeogenesis의 핵심조절 효소인 fructose 1,6-bisphosphatase 1 (FBP1)의 발현이 낮고 glycolysis가 활성화됨을 확인 하였습니다. 또한, glycolysis에 관여하는 효소인 phosphoglycerate mutase (PGAM)의 선택적 저해가 GBM의 대사에 영향을 주어 방사선 민감제로 활용될 가능성이 있음을 제시하였습니다.
  • 편집위원

    방사선치료는 GBM의 주요 치료법이지만, 저항성의 원인을 제공하기도 한다. 본 연구에서는 gluconeogenesis 과정의 핵심효소인 FBP1이 방사선에 의해 감소함으로써 GBM의 metabolic rewiring을 유도하고, 이를 통해 GBM의 저항성과 악성화가 진행될 수 있음을 밝혔다. 아울러, 해당과정에 관여하는 PGM1에 대한 천연물 저해제와 방사선의 병용처리가 저항성 극복의 대안이 될 수 있음을 제시했다.

    2019-09-27 15:14:16

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