がんアプリケーション特集カタログ

がん代謝の主要な指標を評価
GOLD STANDARD METABOLIC ASSAYS
MEASURING THE KEY PARAMETERS OF CELL METABOLISM
がん細胞の代謝表現型
がん細胞は代謝需要を反映した表現型を示します。XFやストレステストはこのような代謝変化や、代謝を用いた治療の効果を
Oligomycin
明らかにすることに使用されており、がんへの理解を深めることに役立っています。
評価を行います。XF解糖ストレステストは、解糖機能の主要な指標である、Glycolysis（基礎解糖）、Glycolytic capacity
（総解糖能）
、Glycolytic reserve（予備解糖）の評価を行います。
代謝プロファイル
がん細胞では細胞増殖を維持するためにエネルギー要求性が変化します。そのため、その変化を反映した代謝プロファイルを示します。
20
10
0
0
25
50
Control
75
100
Time (min)
25 µM
125
50 µM
150
175
160
120
20 30
40 50 60 70
Time (minutes)
25
Glycolytic
Capacity
20
15
Glycolysis
5
0
80 90 100 110
0
10
20
30
40 50 60 70
Time (minutes)
Metabolic Switching
15
10
0
200
0
20
40
60
(Mouradian et al., 2014)
80
Time (min)
Prostate tumor cells
80
90
100
2DG
Exogenous & Endogenous Fatty Acid Oxidation
20
0
100
Prostate epithelial cells
AEROBIC
Oligomycin
MORE
METABOLIC
LESS
METABOLIC
(Ibrahim-Hashim et al., 2011)
XFミトストレステストが、乳がん細胞の不飽和脂肪酸に対する感受性を
明らかにした事例。不飽和脂肪酸の濃度依存的な投与により、ミトコン
ドリア呼吸のすべての指標が低下したことによって示されています。
10
Glycolytic
Reserve
30
10
Proton Leak
Non-mitochondrial Respiration
40
0
Maximal
Respiration
ATP
Production
Basal
Respiration
80
25
100 µM
75 µM
200
GLYCOLYTIC
XF解糖ストレステストが、前立腺がんのバッファーセラピー（pHの緩衝
療法）に対する感受性を明らかにした事例。正常な前立腺上皮細胞と比較
して、前立腺がんが高い解糖能を持ったことによって示されています。
Antimycin A
& Rotenone
FCCP
200
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
30
Oligomycin
2-DG
35
Spare
Capacity
240
0
Oligomycin
40
280
Mitochondrial Respiration
40
Glucose
30
Glucose
45
320
Oxygen Consumption Rate (OCR)
50
ECAR (mpH/min/mg protein)
OCR (pmol/min/ug/protein)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
antimycin A
FCCP
(mpH/min)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
linked respiration（ATP産生関連呼吸）
、Maximal respiration（最大呼吸）
、Spare respiratory capacity（予備呼吸能）の
2DG Oligomycin FCCP
Antimycin A
& Rotenone
360
XFミトストレステストは、呼吸の主要な指標である、Basal respiration（基礎呼吸）
、Proton leak（プロトンリーク）
、ATP
60
Glycolytic Function
Mitochondrial Respiration
Maximal
180
160
140
120
100
Exogenous
Palmitate
Oxidation
80
60
40
20
Exogenous
Palmitate
Oxidation
Basal
Endogenous
FAO
Endogenous
FAO
0
10
Glycolysis
20
30
Time (minutes)
40
50
60
代謝スイッチング
1000
800
800
600
600
- 2DG
e -sitiv - sen - - IL - - - TRA- - -
<- -
400
400
+ 2DG
200
0
<-- Glucose
- -TRA
- - IL - - res
- - ista
- - nt
--
+ Glucose
200
0 40
120
200
0
280
0 40
80
120
160
450
OCR (pmo/min/10K cells)
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
BASAL OCR (pmo/min/10 6 cells)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
がん細胞は細胞を増殖するにあたり、ワールブルグ効果として知られる解糖へシフトした代謝表現型にスイッチすることが知られています。
High OXPHOS
High Energetic
400
OVCAR3
350
300
250
SKOV3
OVCA420
a
inv
200
150
100
SKOV3 Ip
Low Energetic
10
20
e
siv
ee
gr
de
細胞外フラックスアナライザー
がんアプリケーション特集
High Glycolysis
30
40
50
60
70
80
(mpH/10K cells)
(mpH/min/10 6 cells)
(Robinson et al., 2012)
(Yang et al., 2014)
※外観及び規格は予告なく変更することがありますので予めご了承ください。H27. 2月現在
XF代謝スイッチアッセイが、高侵襲性の卵巣がんにおいてエネルギー
代謝が減少していることを明らかにした事例。
XF代謝スイッチアッセイが、異なる解糖の抑制により、2つの異なる
Reverse Warburg Phenotypeを示すことを描写した事例。2DGによる
抑制ではReverse Warburg phenotypeが観察され、TRAILに感受性を
示す。その一方でグルコース非存在下による抑制では、同様にReverse
Warburg phenotypeの代謝シフトが観察されるがTRAILに抵抗性を示す。
※ご注意：本パンフレットに掲載の製品は、すべて研究・実験用です。人・動物の診断あるいは治療等の臨床用途に使用することはできません。
日本総代理店：
製造元：
www.primetech.co.jp
本社：〒112-0002 東京都文京区小石川1-3-25 小石川大国ビル 2F
Phone（03）3816-0851（代表） Fax.（03）3814-5080
大阪営業所：〒564-0063 大阪府吹田市江坂町1-12-4 第2江坂ソリトン9F
Phone（06）6310-8077（代表） Fax.（06）6310-8081
E-mail : [email protected]
がんと代謝のリンク（関係）
02.2015
世界で最も進んだ代謝解析装置
がん細胞の代謝を特徴づける
ゴールドスタンダードアッセイ
XFのゴールドスタンダードである解析方法は、がん細胞に特徴的な、がん遺伝子による代謝のリプログラミング、
がん細胞の基質特異性やその代謝表現型を解き明かします。
腫瘍微小環境
XFが使用された論文は、NatureやCellなどの
一流紙を含み1000報以上報告されています。
細胞増殖は、細胞の代謝の表現型と相互に関連します。がん細胞は急激な細胞増殖を維持するために、解糖と
生体内環境に存在する腫瘍を模倣するために、研究者は低酸素条件下で培養した細胞や多細胞性のスフェロイドの
XFの用途には代謝表現型やリプログラミングの
同定があり、治療において代謝変化を標的とする
ことがどの程度有効であるかを評価するために
使用されています。
好気性表現型の間をスイッチングするなど代謝表現型をリプログラムします。
ようなモデル化された腫瘍を研究に用いています。 XFテクノロジーは信頼性の高い代謝データを提供するために、
より生体内に近く、生理条件を反映した様々な培養環境と組み合わせて測定することが可能です。
PHENOTYPES & METABOLISM LINK
選択性を変化させます。例えば、がん細胞はグルタミン
Hypoxi a and spheroi ds
GLUCOSE
腫瘍は不均一性で、複雑な栄養や化学勾配をもつ 3D 環境に存在します。
RIBOSE
LACTATE
RIBOSE
GLUTAMINE
遺伝子・基質・表現型の関係が相互に作用するという
GLUTAMINE
TCA CYCLE
TCA CYCLE
報告が、現在増えています。XFテクノロジーとゴールド
スタンダードアッセイは、がん細胞の代謝変化という
特徴の裏に潜むメカニズムを解き明かす上で、非常に
重要な価値をもちます。
O2
OXPHOS
ATP
O2
OXPHOS
ATP
OXPHOS
Glycolysis
Glucose
Spare
Respiratory
Capacity
50
40
30
20
10
HIF1
LIPID SYNTHESIS
TCA
MYC
GLUTAMINOLYSIS
PYRUVATE
CITRATE
Spare
Respiratory
Capacity
25
20
15
10
5
75 100 125 150 175 200
0
Time (min)
30
60
90
Time (min)
120
150
180
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
210
Murine Breast Tumor Cells Human Pancreatic Cancer Cells
DMEM
3D cultures
Acetyl-CoA
GLUTAMATE
ETC
GLUTAMATE
GLUTAMINE
No glutamine
XFテクノロジーが、マウスの乳がん、及びヒトの
すい臓がんの低酸素条件下の生存においてグルタ
ミン酸化が必要とされることを明らかにした事例。
受け入れがたい副作用を生じることがあります。 XFを使ってがん細胞の代謝を詳しく理解することで、がん細胞に
対する効果だけでなく、全身への影響に着目した副作用の少ない、選択的な治療薬を探索されることが期待されます。
NADH
PI3/AKT
No glucose
がん細胞治療の選択肢として、細胞増殖の抑制が行われてきました。これらの治療は、時として意図しない、
Glucose
Oligomycin FCCP
Rotenone/
antimycin A
1780
1586
1392
1197
1003
809
615
421
226
32
-162
Glycolysis
PYRUVATE
FATTY ACID
0
17
33
50
66
83
100
Time (min)
Wild type squamous carcinoma cell
116 133
149
166
基質選択性
125
100
(Zhou et al., 2014)
XFアッセイによって、p53経路がワールブルグ代謝を元に戻すことにおいて
重要であることが明らかになった事例。
p53遺伝子をノックダウンした扁平上皮がんにおいて、解糖能が低下した結果に
よって示されています。
XFテクノロジーは、基質選択性の研究を容易にするために必要なツールであり、がんの進行に深い理解をもたらします。
2.0
1.5
1.0
1100
0.5
75
0.0
0
24
48
72
Time (hrs)
50
25
0
0
.25
.50
.75
1.0 mM
Colorectal cancer cells +Metformin
0mM Metformin
p53 knockdown
がん細胞は、急速な細胞増殖を維持するために、基質選択性を変化させます。
2.5
0.5mM Metformin
1mM Metformin
(Wheaton et al., 2014)
XFアッセイによって、大腸がんにおけるメトフォルミンによる
ミトコンドリア複合体Iの抑制が予想外にも細胞増殖と相関する
ことが明らかになった事例。
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
Basal OCR (pmoles O/min)
HIF1
LACTATE
Cell# (X10 6 )
p53
MYC
30
XFテクノロジーが、3D培養サンプルの正確な代謝測定を可能にした事例。
3D培養の大腸がんにおいて高い予備呼吸能が示されています。
がん細胞における作用経路と作用機構
GLUCOSE FATTY ACID
MYC
35
(Fan et al., 2013)
(ECAR)
HIF1
GLYCOLYSIS
50
40
SUBSTRATES & METABOLISM LINK
% of baseline
PI3/AKT
25
Rotenone/
FCCP antimycin A
Glucose
2D cultures
Oxygen Consumption Rate (OCR) (%)
Permeabilized Cells
GLUCOSE
Rotenone/
antimycin A
60
0
GENES & METABOLISM LINK
FCCP
70
900
800
Control
Palmitate
700
Glucose
Glutamine
600
500
400
300
200
100
0
CELLS GENE ENRICHED
FOR OXPHOS
NON ACTIVATED
B CELLS
(Caro et al., 2012)
XFアッセイが、リンパ腫サブセットの基質選択性を同定した事例。
Oxygen Consumption Rate (OCR)(%)
LACTATE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
同化作用と異化作用のバランスをシフトさせます。
GLYCOLYSIS
GLYCOLYSIS
代謝を増加させたり、脂質代謝を変化させたり、もしくは
GLUCOSE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
がん細胞はその代謝表現型を変化させるとき、基質
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(µmo/e/h/µl cells)
発がん現象に関連した細胞増殖は、がん遺伝子やがん原遺伝子、変異したがん抑制遺伝子を伴い、この急激な
300
250
200
150
100
50
0
CTL
FA-dependent
RAS
FA-independent
(Quijano et al., 2014)
XFアッセイが、線維芽細胞のRas誘導老化において
脂肪酸酸化が重要な役割を持つことを明らかにした事例。
がん代謝の主要な指標を評価
GOLD STANDARD METABOLIC ASSAYS
MEASURING THE KEY PARAMETERS OF CELL METABOLISM
がん細胞の代謝表現型
がん細胞は代謝需要を反映した表現型を示します。XFやストレステストはこのような代謝変化や、代謝を用いた治療の効果を
Oligomycin
明らかにすることに使用されており、がんへの理解を深めることに役立っています。
評価を行います。XF解糖ストレステストは、解糖機能の主要な指標である、Glycolysis（基礎解糖）、Glycolytic capacity
（総解糖能）
、Glycolytic reserve（予備解糖）の評価を行います。
代謝プロファイル
がん細胞では細胞増殖を維持するためにエネルギー要求性が変化します。そのため、その変化を反映した代謝プロファイルを示します。
20
10
0
0
25
50
Control
75
100
Time (min)
25 µM
125
50 µM
150
175
160
120
20 30
40 50 60 70
Time (minutes)
25
Glycolytic
Capacity
20
15
Glycolysis
5
0
80 90 100 110
0
10
20
30
40 50 60 70
Time (minutes)
Metabolic Switching
15
10
0
200
0
20
40
60
(Mouradian et al., 2014)
80
Time (min)
Prostate tumor cells
80
90
100
2DG
Exogenous & Endogenous Fatty Acid Oxidation
20
0
100
Prostate epithelial cells
AEROBIC
Oligomycin
MORE
METABOLIC
LESS
METABOLIC
(Ibrahim-Hashim et al., 2011)
XFミトストレステストが、乳がん細胞の不飽和脂肪酸に対する感受性を
明らかにした事例。不飽和脂肪酸の濃度依存的な投与により、ミトコン
ドリア呼吸のすべての指標が低下したことによって示されています。
10
Glycolytic
Reserve
30
10
Proton Leak
Non-mitochondrial Respiration
40
0
Maximal
Respiration
ATP
Production
Basal
Respiration
80
25
100 µM
75 µM
200
GLYCOLYTIC
XF解糖ストレステストが、前立腺がんのバッファーセラピー（pHの緩衝
療法）に対する感受性を明らかにした事例。正常な前立腺上皮細胞と比較
して、前立腺がんが高い解糖能を持ったことによって示されています。
Antimycin A
& Rotenone
FCCP
200
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
30
Oligomycin
2-DG
35
Spare
Capacity
240
0
Oligomycin
40
280
Mitochondrial Respiration
40
Glucose
30
Glucose
45
320
Oxygen Consumption Rate (OCR)
50
ECAR (mpH/min/mg protein)
OCR (pmol/min/ug/protein)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
antimycin A
FCCP
(mpH/min)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
linked respiration（ATP産生関連呼吸）
、Maximal respiration（最大呼吸）
、Spare respiratory capacity（予備呼吸能）の
2DG Oligomycin FCCP
Antimycin A
& Rotenone
360
XFミトストレステストは、呼吸の主要な指標である、Basal respiration（基礎呼吸）
、Proton leak（プロトンリーク）
、ATP
60
Glycolytic Function
Mitochondrial Respiration
Maximal
180
160
140
120
100
Exogenous
Palmitate
Oxidation
80
60
40
20
Exogenous
Palmitate
Oxidation
Basal
Endogenous
FAO
Endogenous
FAO
0
10
Glycolysis
20
30
Time (minutes)
40
50
60
代謝スイッチング
1000
800
800
600
600
- 2DG
e -sitiv - sen - - IL - - - TRA- - -
<- -
400
400
+ 2DG
200
0
<-- Glucose
- -TRA
- - IL - - res
- - ista
- - nt
--
+ Glucose
200
0 40
120
200
0
280
0 40
80
120
160
450
OCR (pmo/min/10K cells)
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
BASAL OCR (pmo/min/10 6 cells)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
がん細胞は細胞を増殖するにあたり、ワールブルグ効果として知られる解糖へシフトした代謝表現型にスイッチすることが知られています。
High OXPHOS
High Energetic
400
OVCAR3
350
300
250
SKOV3
OVCA420
a
inv
200
150
100
SKOV3 Ip
Low Energetic
10
20
e
siv
ee
gr
de
細胞外フラックスアナライザー
がんアプリケーション特集
High Glycolysis
30
40
50
60
70
80
(mpH/10K cells)
(mpH/min/10 6 cells)
(Robinson et al., 2012)
(Yang et al., 2014)
※外観及び規格は予告なく変更することがありますので予めご了承ください。H27. 2月現在
XF代謝スイッチアッセイが、高侵襲性の卵巣がんにおいてエネルギー
代謝が減少していることを明らかにした事例。
XF代謝スイッチアッセイが、異なる解糖の抑制により、2つの異なる
Reverse Warburg Phenotypeを示すことを描写した事例。2DGによる
抑制ではReverse Warburg phenotypeが観察され、TRAILに感受性を
示す。その一方でグルコース非存在下による抑制では、同様にReverse
Warburg phenotypeの代謝シフトが観察されるがTRAILに抵抗性を示す。
※ご注意：本パンフレットに掲載の製品は、すべて研究・実験用です。人・動物の診断あるいは治療等の臨床用途に使用することはできません。
日本総代理店：
製造元：
www.primetech.co.jp
本社：〒112-0002 東京都文京区小石川1-3-25 小石川大国ビル 2F
Phone（03）3816-0851（代表） Fax.（03）3814-5080
大阪営業所：〒564-0063 大阪府吹田市江坂町1-12-4 第2江坂ソリトン9F
Phone（06）6310-8077（代表） Fax.（06）6310-8081
E-mail : [email protected]
がんと代謝のリンク（関係）
02.2015
世界で最も進んだ代謝解析装置
がん細胞の代謝を特徴づける
ゴールドスタンダードアッセイ
XFのゴールドスタンダードである解析方法は、がん細胞に特徴的な、がん遺伝子による代謝のリプログラミング、
がん細胞の基質特異性やその代謝表現型を解き明かします。
腫瘍微小環境
XFが使用された論文は、NatureやCellなどの
一流紙を含み1000報以上報告されています。
細胞増殖は、細胞の代謝の表現型と相互に関連します。がん細胞は急激な細胞増殖を維持するために、解糖と
生体内環境に存在する腫瘍を模倣するために、研究者は低酸素条件下で培養した細胞や多細胞性のスフェロイドの
XFの用途には代謝表現型やリプログラミングの
同定があり、治療において代謝変化を標的とする
ことがどの程度有効であるかを評価するために
使用されています。
好気性表現型の間をスイッチングするなど代謝表現型をリプログラムします。
ようなモデル化された腫瘍を研究に用いています。 XFテクノロジーは信頼性の高い代謝データを提供するために、
より生体内に近く、生理条件を反映した様々な培養環境と組み合わせて測定することが可能です。
PHENOTYPES & METABOLISM LINK
選択性を変化させます。例えば、がん細胞はグルタミン
Hypoxi a and spheroi ds
GLUCOSE
腫瘍は不均一性で、複雑な栄養や化学勾配をもつ 3D 環境に存在します。
RIBOSE
LACTATE
RIBOSE
GLUTAMINE
遺伝子・基質・表現型の関係が相互に作用するという
GLUTAMINE
TCA CYCLE
TCA CYCLE
報告が、現在増えています。XFテクノロジーとゴールド
スタンダードアッセイは、がん細胞の代謝変化という
特徴の裏に潜むメカニズムを解き明かす上で、非常に
重要な価値をもちます。
O2
OXPHOS
ATP
O2
OXPHOS
ATP
OXPHOS
Glycolysis
Glucose
Spare
Respiratory
Capacity
50
40
30
20
10
HIF1
LIPID SYNTHESIS
TCA
MYC
GLUTAMINOLYSIS
PYRUVATE
CITRATE
Spare
Respiratory
Capacity
25
20
15
10
5
75 100 125 150 175 200
0
Time (min)
30
60
90
Time (min)
120
150
180
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
210
Murine Breast Tumor Cells Human Pancreatic Cancer Cells
DMEM
3D cultures
Acetyl-CoA
GLUTAMATE
ETC
GLUTAMATE
GLUTAMINE
No glutamine
XFテクノロジーが、マウスの乳がん、及びヒトの
すい臓がんの低酸素条件下の生存においてグルタ
ミン酸化が必要とされることを明らかにした事例。
受け入れがたい副作用を生じることがあります。 XFを使ってがん細胞の代謝を詳しく理解することで、がん細胞に
対する効果だけでなく、全身への影響に着目した副作用の少ない、選択的な治療薬を探索されることが期待されます。
NADH
PI3/AKT
No glucose
がん細胞治療の選択肢として、細胞増殖の抑制が行われてきました。これらの治療は、時として意図しない、
Glucose
Oligomycin FCCP
Rotenone/
antimycin A
1780
1586
1392
1197
1003
809
615
421
226
32
-162
Glycolysis
PYRUVATE
FATTY ACID
0
17
33
50
66
83
100
Time (min)
Wild type squamous carcinoma cell
116 133
149
166
基質選択性
125
100
(Zhou et al., 2014)
XFアッセイによって、p53経路がワールブルグ代謝を元に戻すことにおいて
重要であることが明らかになった事例。
p53遺伝子をノックダウンした扁平上皮がんにおいて、解糖能が低下した結果に
よって示されています。
XFテクノロジーは、基質選択性の研究を容易にするために必要なツールであり、がんの進行に深い理解をもたらします。
2.0
1.5
1.0
1100
0.5
75
0.0
0
24
48
72
Time (hrs)
50
25
0
0
.25
.50
.75
1.0 mM
Colorectal cancer cells +Metformin
0mM Metformin
p53 knockdown
がん細胞は、急速な細胞増殖を維持するために、基質選択性を変化させます。
2.5
0.5mM Metformin
1mM Metformin
(Wheaton et al., 2014)
XFアッセイによって、大腸がんにおけるメトフォルミンによる
ミトコンドリア複合体Iの抑制が予想外にも細胞増殖と相関する
ことが明らかになった事例。
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
Basal OCR (pmoles O/min)
HIF1
LACTATE
Cell# (X10 6 )
p53
MYC
30
XFテクノロジーが、3D培養サンプルの正確な代謝測定を可能にした事例。
3D培養の大腸がんにおいて高い予備呼吸能が示されています。
がん細胞における作用経路と作用機構
GLUCOSE FATTY ACID
MYC
35
(Fan et al., 2013)
(ECAR)
HIF1
GLYCOLYSIS
50
40
SUBSTRATES & METABOLISM LINK
% of baseline
PI3/AKT
25
Rotenone/
FCCP antimycin A
Glucose
2D cultures
Oxygen Consumption Rate (OCR) (%)
Permeabilized Cells
GLUCOSE
Rotenone/
antimycin A
60
0
GENES & METABOLISM LINK
FCCP
70
900
800
Control
Palmitate
700
Glucose
Glutamine
600
500
400
300
200
100
0
CELLS GENE ENRICHED
FOR OXPHOS
NON ACTIVATED
B CELLS
(Caro et al., 2012)
XFアッセイが、リンパ腫サブセットの基質選択性を同定した事例。
Oxygen Consumption Rate (OCR)(%)
LACTATE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
同化作用と異化作用のバランスをシフトさせます。
GLYCOLYSIS
GLYCOLYSIS
代謝を増加させたり、脂質代謝を変化させたり、もしくは
GLUCOSE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
がん細胞はその代謝表現型を変化させるとき、基質
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(µmo/e/h/µl cells)
発がん現象に関連した細胞増殖は、がん遺伝子やがん原遺伝子、変異したがん抑制遺伝子を伴い、この急激な
300
250
200
150
100
50
0
CTL
FA-dependent
RAS
FA-independent
(Quijano et al., 2014)
XFアッセイが、線維芽細胞のRas誘導老化において
脂肪酸酸化が重要な役割を持つことを明らかにした事例。
がん代謝の主要な指標を評価
GOLD STANDARD METABOLIC ASSAYS
MEASURING THE KEY PARAMETERS OF CELL METABOLISM
がん細胞の代謝表現型
がん細胞は代謝需要を反映した表現型を示します。XFやストレステストはこのような代謝変化や、代謝を用いた治療の効果を
Oligomycin
明らかにすることに使用されており、がんへの理解を深めることに役立っています。
評価を行います。XF解糖ストレステストは、解糖機能の主要な指標である、Glycolysis（基礎解糖）、Glycolytic capacity
（総解糖能）
、Glycolytic reserve（予備解糖）の評価を行います。
代謝プロファイル
がん細胞では細胞増殖を維持するためにエネルギー要求性が変化します。そのため、その変化を反映した代謝プロファイルを示します。
20
10
0
0
25
50
Control
75
100
Time (min)
25 µM
125
50 µM
150
175
160
120
20 30
40 50 60 70
Time (minutes)
25
Glycolytic
Capacity
20
15
Glycolysis
5
0
80 90 100 110
0
10
20
30
40 50 60 70
Time (minutes)
Metabolic Switching
15
10
0
200
0
20
40
60
(Mouradian et al., 2014)
80
Time (min)
Prostate tumor cells
80
90
100
2DG
Exogenous & Endogenous Fatty Acid Oxidation
20
0
100
Prostate epithelial cells
AEROBIC
Oligomycin
MORE
METABOLIC
LESS
METABOLIC
(Ibrahim-Hashim et al., 2011)
XFミトストレステストが、乳がん細胞の不飽和脂肪酸に対する感受性を
明らかにした事例。不飽和脂肪酸の濃度依存的な投与により、ミトコン
ドリア呼吸のすべての指標が低下したことによって示されています。
10
Glycolytic
Reserve
30
10
Proton Leak
Non-mitochondrial Respiration
40
0
Maximal
Respiration
ATP
Production
Basal
Respiration
80
25
100 µM
75 µM
200
GLYCOLYTIC
XF解糖ストレステストが、前立腺がんのバッファーセラピー（pHの緩衝
療法）に対する感受性を明らかにした事例。正常な前立腺上皮細胞と比較
して、前立腺がんが高い解糖能を持ったことによって示されています。
Antimycin A
& Rotenone
FCCP
200
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
30
Oligomycin
2-DG
35
Spare
Capacity
240
0
Oligomycin
40
280
Mitochondrial Respiration
40
Glucose
30
Glucose
45
320
Oxygen Consumption Rate (OCR)
50
ECAR (mpH/min/mg protein)
OCR (pmol/min/ug/protein)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
antimycin A
FCCP
(mpH/min)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
linked respiration（ATP産生関連呼吸）
、Maximal respiration（最大呼吸）
、Spare respiratory capacity（予備呼吸能）の
2DG Oligomycin FCCP
Antimycin A
& Rotenone
360
XFミトストレステストは、呼吸の主要な指標である、Basal respiration（基礎呼吸）
、Proton leak（プロトンリーク）
、ATP
60
Glycolytic Function
Mitochondrial Respiration
Maximal
180
160
140
120
100
Exogenous
Palmitate
Oxidation
80
60
40
20
Exogenous
Palmitate
Oxidation
Basal
Endogenous
FAO
Endogenous
FAO
0
10
Glycolysis
20
30
Time (minutes)
40
50
60
代謝スイッチング
1000
800
800
600
600
- 2DG
e -sitiv - sen - - IL - - - TRA- - -
<- -
400
400
+ 2DG
200
0
<-- Glucose
- -TRA
- - IL - - res
- - ista
- - nt
--
+ Glucose
200
0 40
120
200
0
280
0 40
80
120
160
450
OCR (pmo/min/10K cells)
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
BASAL OCR (pmo/min/10 6 cells)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
がん細胞は細胞を増殖するにあたり、ワールブルグ効果として知られる解糖へシフトした代謝表現型にスイッチすることが知られています。
High OXPHOS
High Energetic
400
OVCAR3
350
300
250
SKOV3
OVCA420
a
inv
200
150
100
SKOV3 Ip
Low Energetic
10
20
e
siv
ee
gr
de
細胞外フラックスアナライザー
がんアプリケーション特集
High Glycolysis
30
40
50
60
70
80
(mpH/10K cells)
(mpH/min/10 6 cells)
(Robinson et al., 2012)
(Yang et al., 2014)
※外観及び規格は予告なく変更することがありますので予めご了承ください。H27. 2月現在
XF代謝スイッチアッセイが、高侵襲性の卵巣がんにおいてエネルギー
代謝が減少していることを明らかにした事例。
XF代謝スイッチアッセイが、異なる解糖の抑制により、2つの異なる
Reverse Warburg Phenotypeを示すことを描写した事例。2DGによる
抑制ではReverse Warburg phenotypeが観察され、TRAILに感受性を
示す。その一方でグルコース非存在下による抑制では、同様にReverse
Warburg phenotypeの代謝シフトが観察されるがTRAILに抵抗性を示す。
※ご注意：本パンフレットに掲載の製品は、すべて研究・実験用です。人・動物の診断あるいは治療等の臨床用途に使用することはできません。
日本総代理店：
製造元：
www.primetech.co.jp
本社：〒112-0002 東京都文京区小石川1-3-25 小石川大国ビル 2F
Phone（03）3816-0851（代表） Fax.（03）3814-5080
大阪営業所：〒564-0063 大阪府吹田市江坂町1-12-4 第2江坂ソリトン9F
Phone（06）6310-8077（代表） Fax.（06）6310-8081
E-mail : [email protected]
がんと代謝のリンク（関係）
02.2015
世界で最も進んだ代謝解析装置
がん細胞の代謝を特徴づける
ゴールドスタンダードアッセイ
XFのゴールドスタンダードである解析方法は、がん細胞に特徴的な、がん遺伝子による代謝のリプログラミング、
がん細胞の基質特異性やその代謝表現型を解き明かします。
腫瘍微小環境
XFが使用された論文は、NatureやCellなどの
一流紙を含み1000報以上報告されています。
細胞増殖は、細胞の代謝の表現型と相互に関連します。がん細胞は急激な細胞増殖を維持するために、解糖と
生体内環境に存在する腫瘍を模倣するために、研究者は低酸素条件下で培養した細胞や多細胞性のスフェロイドの
XFの用途には代謝表現型やリプログラミングの
同定があり、治療において代謝変化を標的とする
ことがどの程度有効であるかを評価するために
使用されています。
好気性表現型の間をスイッチングするなど代謝表現型をリプログラムします。
ようなモデル化された腫瘍を研究に用いています。 XFテクノロジーは信頼性の高い代謝データを提供するために、
より生体内に近く、生理条件を反映した様々な培養環境と組み合わせて測定することが可能です。
PHENOTYPES & METABOLISM LINK
選択性を変化させます。例えば、がん細胞はグルタミン
Hypoxi a and spheroi ds
GLUCOSE
腫瘍は不均一性で、複雑な栄養や化学勾配をもつ 3D 環境に存在します。
RIBOSE
LACTATE
RIBOSE
GLUTAMINE
遺伝子・基質・表現型の関係が相互に作用するという
GLUTAMINE
TCA CYCLE
TCA CYCLE
報告が、現在増えています。XFテクノロジーとゴールド
スタンダードアッセイは、がん細胞の代謝変化という
特徴の裏に潜むメカニズムを解き明かす上で、非常に
重要な価値をもちます。
O2
OXPHOS
ATP
O2
OXPHOS
ATP
OXPHOS
Glycolysis
Glucose
Spare
Respiratory
Capacity
50
40
30
20
10
HIF1
LIPID SYNTHESIS
TCA
MYC
GLUTAMINOLYSIS
PYRUVATE
CITRATE
Spare
Respiratory
Capacity
25
20
15
10
5
75 100 125 150 175 200
0
Time (min)
30
60
90
Time (min)
120
150
180
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
210
Murine Breast Tumor Cells Human Pancreatic Cancer Cells
DMEM
3D cultures
Acetyl-CoA
GLUTAMATE
ETC
GLUTAMATE
GLUTAMINE
No glutamine
XFテクノロジーが、マウスの乳がん、及びヒトの
すい臓がんの低酸素条件下の生存においてグルタ
ミン酸化が必要とされることを明らかにした事例。
受け入れがたい副作用を生じることがあります。 XFを使ってがん細胞の代謝を詳しく理解することで、がん細胞に
対する効果だけでなく、全身への影響に着目した副作用の少ない、選択的な治療薬を探索されることが期待されます。
NADH
PI3/AKT
No glucose
がん細胞治療の選択肢として、細胞増殖の抑制が行われてきました。これらの治療は、時として意図しない、
Glucose
Oligomycin FCCP
Rotenone/
antimycin A
1780
1586
1392
1197
1003
809
615
421
226
32
-162
Glycolysis
PYRUVATE
FATTY ACID
0
17
33
50
66
83
100
Time (min)
Wild type squamous carcinoma cell
116 133
149
166
基質選択性
125
100
(Zhou et al., 2014)
XFアッセイによって、p53経路がワールブルグ代謝を元に戻すことにおいて
重要であることが明らかになった事例。
p53遺伝子をノックダウンした扁平上皮がんにおいて、解糖能が低下した結果に
よって示されています。
XFテクノロジーは、基質選択性の研究を容易にするために必要なツールであり、がんの進行に深い理解をもたらします。
2.0
1.5
1.0
1100
0.5
75
0.0
0
24
48
72
Time (hrs)
50
25
0
0
.25
.50
.75
1.0 mM
Colorectal cancer cells +Metformin
0mM Metformin
p53 knockdown
がん細胞は、急速な細胞増殖を維持するために、基質選択性を変化させます。
2.5
0.5mM Metformin
1mM Metformin
(Wheaton et al., 2014)
XFアッセイによって、大腸がんにおけるメトフォルミンによる
ミトコンドリア複合体Iの抑制が予想外にも細胞増殖と相関する
ことが明らかになった事例。
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
Basal OCR (pmoles O/min)
HIF1
LACTATE
Cell# (X10 6 )
p53
MYC
30
XFテクノロジーが、3D培養サンプルの正確な代謝測定を可能にした事例。
3D培養の大腸がんにおいて高い予備呼吸能が示されています。
がん細胞における作用経路と作用機構
GLUCOSE FATTY ACID
MYC
35
(Fan et al., 2013)
(ECAR)
HIF1
GLYCOLYSIS
50
40
SUBSTRATES & METABOLISM LINK
% of baseline
PI3/AKT
25
Rotenone/
FCCP antimycin A
Glucose
2D cultures
Oxygen Consumption Rate (OCR) (%)
Permeabilized Cells
GLUCOSE
Rotenone/
antimycin A
60
0
GENES & METABOLISM LINK
FCCP
70
900
800
Control
Palmitate
700
Glucose
Glutamine
600
500
400
300
200
100
0
CELLS GENE ENRICHED
FOR OXPHOS
NON ACTIVATED
B CELLS
(Caro et al., 2012)
XFアッセイが、リンパ腫サブセットの基質選択性を同定した事例。
Oxygen Consumption Rate (OCR)(%)
LACTATE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
同化作用と異化作用のバランスをシフトさせます。
GLYCOLYSIS
GLYCOLYSIS
代謝を増加させたり、脂質代謝を変化させたり、もしくは
GLUCOSE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
がん細胞はその代謝表現型を変化させるとき、基質
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(µmo/e/h/µl cells)
発がん現象に関連した細胞増殖は、がん遺伝子やがん原遺伝子、変異したがん抑制遺伝子を伴い、この急激な
300
250
200
150
100
50
0
CTL
FA-dependent
RAS
FA-independent
(Quijano et al., 2014)
XFアッセイが、線維芽細胞のRas誘導老化において
脂肪酸酸化が重要な役割を持つことを明らかにした事例。
がん代謝の主要な指標を評価
GOLD STANDARD METABOLIC ASSAYS
MEASURING THE KEY PARAMETERS OF CELL METABOLISM
がん細胞の代謝表現型
がん細胞は代謝需要を反映した表現型を示します。XFやストレステストはこのような代謝変化や、代謝を用いた治療の効果を
Oligomycin
明らかにすることに使用されており、がんへの理解を深めることに役立っています。
評価を行います。XF解糖ストレステストは、解糖機能の主要な指標である、Glycolysis（基礎解糖）、Glycolytic capacity
（総解糖能）
、Glycolytic reserve（予備解糖）の評価を行います。
代謝プロファイル
がん細胞では細胞増殖を維持するためにエネルギー要求性が変化します。そのため、その変化を反映した代謝プロファイルを示します。
20
10
0
0
25
50
Control
75
100
Time (min)
25 µM
125
50 µM
150
175
160
120
20 30
40 50 60 70
Time (minutes)
25
Glycolytic
Capacity
20
15
Glycolysis
5
0
80 90 100 110
0
10
20
30
40 50 60 70
Time (minutes)
Metabolic Switching
15
10
0
200
0
20
40
60
(Mouradian et al., 2014)
80
Time (min)
Prostate tumor cells
80
90
100
2DG
Exogenous & Endogenous Fatty Acid Oxidation
20
0
100
Prostate epithelial cells
AEROBIC
Oligomycin
MORE
METABOLIC
LESS
METABOLIC
(Ibrahim-Hashim et al., 2011)
XFミトストレステストが、乳がん細胞の不飽和脂肪酸に対する感受性を
明らかにした事例。不飽和脂肪酸の濃度依存的な投与により、ミトコン
ドリア呼吸のすべての指標が低下したことによって示されています。
10
Glycolytic
Reserve
30
10
Proton Leak
Non-mitochondrial Respiration
40
0
Maximal
Respiration
ATP
Production
Basal
Respiration
80
25
100 µM
75 µM
200
GLYCOLYTIC
XF解糖ストレステストが、前立腺がんのバッファーセラピー（pHの緩衝
療法）に対する感受性を明らかにした事例。正常な前立腺上皮細胞と比較
して、前立腺がんが高い解糖能を持ったことによって示されています。
Antimycin A
& Rotenone
FCCP
200
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
30
Oligomycin
2-DG
35
Spare
Capacity
240
0
Oligomycin
40
280
Mitochondrial Respiration
40
Glucose
30
Glucose
45
320
Oxygen Consumption Rate (OCR)
50
ECAR (mpH/min/mg protein)
OCR (pmol/min/ug/protein)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
antimycin A
FCCP
(mpH/min)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
linked respiration（ATP産生関連呼吸）
、Maximal respiration（最大呼吸）
、Spare respiratory capacity（予備呼吸能）の
2DG Oligomycin FCCP
Antimycin A
& Rotenone
360
XFミトストレステストは、呼吸の主要な指標である、Basal respiration（基礎呼吸）
、Proton leak（プロトンリーク）
、ATP
60
Glycolytic Function
Mitochondrial Respiration
Maximal
180
160
140
120
100
Exogenous
Palmitate
Oxidation
80
60
40
20
Exogenous
Palmitate
Oxidation
Basal
Endogenous
FAO
Endogenous
FAO
0
10
Glycolysis
20
30
Time (minutes)
40
50
60
代謝スイッチング
1000
800
800
600
600
- 2DG
e -sitiv - sen - - IL - - - TRA- - -
<- -
400
400
+ 2DG
200
0
<-- Glucose
- -TRA
- - IL - - res
- - ista
- - nt
--
+ Glucose
200
0 40
120
200
0
280
0 40
80
120
160
450
OCR (pmo/min/10K cells)
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
BASAL OCR (pmo/min/10 6 cells)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
がん細胞は細胞を増殖するにあたり、ワールブルグ効果として知られる解糖へシフトした代謝表現型にスイッチすることが知られています。
High OXPHOS
High Energetic
400
OVCAR3
350
300
250
SKOV3
OVCA420
a
inv
200
150
100
SKOV3 Ip
Low Energetic
10
20
e
siv
ee
gr
de
細胞外フラックスアナライザー
がんアプリケーション特集
High Glycolysis
30
40
50
60
70
80
(mpH/10K cells)
(mpH/min/10 6 cells)
(Robinson et al., 2012)
(Yang et al., 2014)
※外観及び規格は予告なく変更することがありますので予めご了承ください。H27. 2月現在
XF代謝スイッチアッセイが、高侵襲性の卵巣がんにおいてエネルギー
代謝が減少していることを明らかにした事例。
XF代謝スイッチアッセイが、異なる解糖の抑制により、2つの異なる
Reverse Warburg Phenotypeを示すことを描写した事例。2DGによる
抑制ではReverse Warburg phenotypeが観察され、TRAILに感受性を
示す。その一方でグルコース非存在下による抑制では、同様にReverse
Warburg phenotypeの代謝シフトが観察されるがTRAILに抵抗性を示す。
※ご注意：本パンフレットに掲載の製品は、すべて研究・実験用です。人・動物の診断あるいは治療等の臨床用途に使用することはできません。
日本総代理店：
製造元：
www.primetech.co.jp
本社：〒112-0002 東京都文京区小石川1-3-25 小石川大国ビル 2F
Phone（03）3816-0851（代表） Fax.（03）3814-5080
大阪営業所：〒564-0063 大阪府吹田市江坂町1-12-4 第2江坂ソリトン9F
Phone（06）6310-8077（代表） Fax.（06）6310-8081
E-mail : [email protected]
がんと代謝のリンク（関係）
02.2015
世界で最も進んだ代謝解析装置
がん細胞の代謝を特徴づける
ゴールドスタンダードアッセイ
XFのゴールドスタンダードである解析方法は、がん細胞に特徴的な、がん遺伝子による代謝のリプログラミング、
がん細胞の基質特異性やその代謝表現型を解き明かします。
腫瘍微小環境
XFが使用された論文は、NatureやCellなどの
一流紙を含み1000報以上報告されています。
細胞増殖は、細胞の代謝の表現型と相互に関連します。がん細胞は急激な細胞増殖を維持するために、解糖と
生体内環境に存在する腫瘍を模倣するために、研究者は低酸素条件下で培養した細胞や多細胞性のスフェロイドの
XFの用途には代謝表現型やリプログラミングの
同定があり、治療において代謝変化を標的とする
ことがどの程度有効であるかを評価するために
使用されています。
好気性表現型の間をスイッチングするなど代謝表現型をリプログラムします。
ようなモデル化された腫瘍を研究に用いています。 XFテクノロジーは信頼性の高い代謝データを提供するために、
より生体内に近く、生理条件を反映した様々な培養環境と組み合わせて測定することが可能です。
PHENOTYPES & METABOLISM LINK
選択性を変化させます。例えば、がん細胞はグルタミン
Hypoxi a and spheroi ds
GLUCOSE
腫瘍は不均一性で、複雑な栄養や化学勾配をもつ 3D 環境に存在します。
RIBOSE
LACTATE
RIBOSE
GLUTAMINE
遺伝子・基質・表現型の関係が相互に作用するという
GLUTAMINE
TCA CYCLE
TCA CYCLE
報告が、現在増えています。XFテクノロジーとゴールド
スタンダードアッセイは、がん細胞の代謝変化という
特徴の裏に潜むメカニズムを解き明かす上で、非常に
重要な価値をもちます。
O2
OXPHOS
ATP
O2
OXPHOS
ATP
OXPHOS
Glycolysis
Glucose
Spare
Respiratory
Capacity
50
40
30
20
10
HIF1
LIPID SYNTHESIS
TCA
MYC
GLUTAMINOLYSIS
PYRUVATE
CITRATE
Spare
Respiratory
Capacity
25
20
15
10
5
75 100 125 150 175 200
0
Time (min)
30
60
90
Time (min)
120
150
180
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
210
Murine Breast Tumor Cells Human Pancreatic Cancer Cells
DMEM
3D cultures
Acetyl-CoA
GLUTAMATE
ETC
GLUTAMATE
GLUTAMINE
No glutamine
XFテクノロジーが、マウスの乳がん、及びヒトの
すい臓がんの低酸素条件下の生存においてグルタ
ミン酸化が必要とされることを明らかにした事例。
受け入れがたい副作用を生じることがあります。 XFを使ってがん細胞の代謝を詳しく理解することで、がん細胞に
対する効果だけでなく、全身への影響に着目した副作用の少ない、選択的な治療薬を探索されることが期待されます。
NADH
PI3/AKT
No glucose
がん細胞治療の選択肢として、細胞増殖の抑制が行われてきました。これらの治療は、時として意図しない、
Glucose
Oligomycin FCCP
Rotenone/
antimycin A
1780
1586
1392
1197
1003
809
615
421
226
32
-162
Glycolysis
PYRUVATE
FATTY ACID
0
17
33
50
66
83
100
Time (min)
Wild type squamous carcinoma cell
116 133
149
166
基質選択性
125
100
(Zhou et al., 2014)
XFアッセイによって、p53経路がワールブルグ代謝を元に戻すことにおいて
重要であることが明らかになった事例。
p53遺伝子をノックダウンした扁平上皮がんにおいて、解糖能が低下した結果に
よって示されています。
XFテクノロジーは、基質選択性の研究を容易にするために必要なツールであり、がんの進行に深い理解をもたらします。
2.0
1.5
1.0
1100
0.5
75
0.0
0
24
48
72
Time (hrs)
50
25
0
0
.25
.50
.75
1.0 mM
Colorectal cancer cells +Metformin
0mM Metformin
p53 knockdown
がん細胞は、急速な細胞増殖を維持するために、基質選択性を変化させます。
2.5
0.5mM Metformin
1mM Metformin
(Wheaton et al., 2014)
XFアッセイによって、大腸がんにおけるメトフォルミンによる
ミトコンドリア複合体Iの抑制が予想外にも細胞増殖と相関する
ことが明らかになった事例。
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
Basal OCR (pmoles O/min)
HIF1
LACTATE
Cell# (X10 6 )
p53
MYC
30
XFテクノロジーが、3D培養サンプルの正確な代謝測定を可能にした事例。
3D培養の大腸がんにおいて高い予備呼吸能が示されています。
がん細胞における作用経路と作用機構
GLUCOSE FATTY ACID
MYC
35
(Fan et al., 2013)
(ECAR)
HIF1
GLYCOLYSIS
50
40
SUBSTRATES & METABOLISM LINK
% of baseline
PI3/AKT
25
Rotenone/
FCCP antimycin A
Glucose
2D cultures
Oxygen Consumption Rate (OCR) (%)
Permeabilized Cells
GLUCOSE
Rotenone/
antimycin A
60
0
GENES & METABOLISM LINK
FCCP
70
900
800
Control
Palmitate
700
Glucose
Glutamine
600
500
400
300
200
100
0
CELLS GENE ENRICHED
FOR OXPHOS
NON ACTIVATED
B CELLS
(Caro et al., 2012)
XFアッセイが、リンパ腫サブセットの基質選択性を同定した事例。
Oxygen Consumption Rate (OCR)(%)
LACTATE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
同化作用と異化作用のバランスをシフトさせます。
GLYCOLYSIS
GLYCOLYSIS
代謝を増加させたり、脂質代謝を変化させたり、もしくは
GLUCOSE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
がん細胞はその代謝表現型を変化させるとき、基質
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(µmo/e/h/µl cells)
発がん現象に関連した細胞増殖は、がん遺伝子やがん原遺伝子、変異したがん抑制遺伝子を伴い、この急激な
300
250
200
150
100
50
0
CTL
FA-dependent
RAS
FA-independent
(Quijano et al., 2014)
XFアッセイが、線維芽細胞のRas誘導老化において
脂肪酸酸化が重要な役割を持つことを明らかにした事例。
がん代謝の主要な指標を評価
GOLD STANDARD METABOLIC ASSAYS
MEASURING THE KEY PARAMETERS OF CELL METABOLISM
がん細胞の代謝表現型
がん細胞は代謝需要を反映した表現型を示します。XFやストレステストはこのような代謝変化や、代謝を用いた治療の効果を
Oligomycin
明らかにすることに使用されており、がんへの理解を深めることに役立っています。
評価を行います。XF解糖ストレステストは、解糖機能の主要な指標である、Glycolysis（基礎解糖）、Glycolytic capacity
（総解糖能）
、Glycolytic reserve（予備解糖）の評価を行います。
代謝プロファイル
がん細胞では細胞増殖を維持するためにエネルギー要求性が変化します。そのため、その変化を反映した代謝プロファイルを示します。
20
10
0
0
25
50
Control
75
100
Time (min)
25 µM
125
50 µM
150
175
160
120
20 30
40 50 60 70
Time (minutes)
25
Glycolytic
Capacity
20
15
Glycolysis
5
0
80 90 100 110
0
10
20
30
40 50 60 70
Time (minutes)
Metabolic Switching
15
10
0
200
0
20
40
60
(Mouradian et al., 2014)
80
Time (min)
Prostate tumor cells
80
90
100
2DG
Exogenous & Endogenous Fatty Acid Oxidation
20
0
100
Prostate epithelial cells
AEROBIC
Oligomycin
MORE
METABOLIC
LESS
METABOLIC
(Ibrahim-Hashim et al., 2011)
XFミトストレステストが、乳がん細胞の不飽和脂肪酸に対する感受性を
明らかにした事例。不飽和脂肪酸の濃度依存的な投与により、ミトコン
ドリア呼吸のすべての指標が低下したことによって示されています。
10
Glycolytic
Reserve
30
10
Proton Leak
Non-mitochondrial Respiration
40
0
Maximal
Respiration
ATP
Production
Basal
Respiration
80
25
100 µM
75 µM
200
GLYCOLYTIC
XF解糖ストレステストが、前立腺がんのバッファーセラピー（pHの緩衝
療法）に対する感受性を明らかにした事例。正常な前立腺上皮細胞と比較
して、前立腺がんが高い解糖能を持ったことによって示されています。
Antimycin A
& Rotenone
FCCP
200
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
30
Oligomycin
2-DG
35
Spare
Capacity
240
0
Oligomycin
40
280
Mitochondrial Respiration
40
Glucose
30
Glucose
45
320
Oxygen Consumption Rate (OCR)
50
ECAR (mpH/min/mg protein)
OCR (pmol/min/ug/protein)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
antimycin A
FCCP
(mpH/min)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
linked respiration（ATP産生関連呼吸）
、Maximal respiration（最大呼吸）
、Spare respiratory capacity（予備呼吸能）の
2DG Oligomycin FCCP
Antimycin A
& Rotenone
360
XFミトストレステストは、呼吸の主要な指標である、Basal respiration（基礎呼吸）
、Proton leak（プロトンリーク）
、ATP
60
Glycolytic Function
Mitochondrial Respiration
Maximal
180
160
140
120
100
Exogenous
Palmitate
Oxidation
80
60
40
20
Exogenous
Palmitate
Oxidation
Basal
Endogenous
FAO
Endogenous
FAO
0
10
Glycolysis
20
30
Time (minutes)
40
50
60
代謝スイッチング
1000
800
800
600
600
- 2DG
e -sitiv - sen - - IL - - - TRA- - -
<- -
400
400
+ 2DG
200
0
<-- Glucose
- -TRA
- - IL - - res
- - ista
- - nt
--
+ Glucose
200
0 40
120
200
0
280
0 40
80
120
160
450
OCR (pmo/min/10K cells)
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
BASAL OCR (pmo/min/10 6 cells)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
がん細胞は細胞を増殖するにあたり、ワールブルグ効果として知られる解糖へシフトした代謝表現型にスイッチすることが知られています。
High OXPHOS
High Energetic
400
OVCAR3
350
300
250
SKOV3
OVCA420
a
inv
200
150
100
SKOV3 Ip
Low Energetic
10
20
e
siv
ee
gr
de
細胞外フラックスアナライザー
がんアプリケーション特集
High Glycolysis
30
40
50
60
70
80
(mpH/10K cells)
(mpH/min/10 6 cells)
(Robinson et al., 2012)
(Yang et al., 2014)
※外観及び規格は予告なく変更することがありますので予めご了承ください。H27. 2月現在
XF代謝スイッチアッセイが、高侵襲性の卵巣がんにおいてエネルギー
代謝が減少していることを明らかにした事例。
XF代謝スイッチアッセイが、異なる解糖の抑制により、2つの異なる
Reverse Warburg Phenotypeを示すことを描写した事例。2DGによる
抑制ではReverse Warburg phenotypeが観察され、TRAILに感受性を
示す。その一方でグルコース非存在下による抑制では、同様にReverse
Warburg phenotypeの代謝シフトが観察されるがTRAILに抵抗性を示す。
※ご注意：本パンフレットに掲載の製品は、すべて研究・実験用です。人・動物の診断あるいは治療等の臨床用途に使用することはできません。
日本総代理店：
製造元：
www.primetech.co.jp
本社：〒112-0002 東京都文京区小石川1-3-25 小石川大国ビル 2F
Phone（03）3816-0851（代表） Fax.（03）3814-5080
大阪営業所：〒564-0063 大阪府吹田市江坂町1-12-4 第2江坂ソリトン9F
Phone（06）6310-8077（代表） Fax.（06）6310-8081
E-mail : [email protected]
がんと代謝のリンク（関係）
02.2015
世界で最も進んだ代謝解析装置
がん細胞の代謝を特徴づける
ゴールドスタンダードアッセイ
XFのゴールドスタンダードである解析方法は、がん細胞に特徴的な、がん遺伝子による代謝のリプログラミング、
がん細胞の基質特異性やその代謝表現型を解き明かします。
腫瘍微小環境
XFが使用された論文は、NatureやCellなどの
一流紙を含み1000報以上報告されています。
細胞増殖は、細胞の代謝の表現型と相互に関連します。がん細胞は急激な細胞増殖を維持するために、解糖と
生体内環境に存在する腫瘍を模倣するために、研究者は低酸素条件下で培養した細胞や多細胞性のスフェロイドの
XFの用途には代謝表現型やリプログラミングの
同定があり、治療において代謝変化を標的とする
ことがどの程度有効であるかを評価するために
使用されています。
好気性表現型の間をスイッチングするなど代謝表現型をリプログラムします。
ようなモデル化された腫瘍を研究に用いています。 XFテクノロジーは信頼性の高い代謝データを提供するために、
より生体内に近く、生理条件を反映した様々な培養環境と組み合わせて測定することが可能です。
PHENOTYPES & METABOLISM LINK
選択性を変化させます。例えば、がん細胞はグルタミン
Hypoxi a and spheroi ds
GLUCOSE
腫瘍は不均一性で、複雑な栄養や化学勾配をもつ 3D 環境に存在します。
RIBOSE
LACTATE
RIBOSE
GLUTAMINE
遺伝子・基質・表現型の関係が相互に作用するという
GLUTAMINE
TCA CYCLE
TCA CYCLE
報告が、現在増えています。XFテクノロジーとゴールド
スタンダードアッセイは、がん細胞の代謝変化という
特徴の裏に潜むメカニズムを解き明かす上で、非常に
重要な価値をもちます。
O2
OXPHOS
ATP
O2
OXPHOS
ATP
OXPHOS
Glycolysis
Glucose
Spare
Respiratory
Capacity
50
40
30
20
10
HIF1
LIPID SYNTHESIS
TCA
MYC
GLUTAMINOLYSIS
PYRUVATE
CITRATE
Spare
Respiratory
Capacity
25
20
15
10
5
75 100 125 150 175 200
0
Time (min)
30
60
90
Time (min)
120
150
180
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
210
Murine Breast Tumor Cells Human Pancreatic Cancer Cells
DMEM
3D cultures
Acetyl-CoA
GLUTAMATE
ETC
GLUTAMATE
GLUTAMINE
No glutamine
XFテクノロジーが、マウスの乳がん、及びヒトの
すい臓がんの低酸素条件下の生存においてグルタ
ミン酸化が必要とされることを明らかにした事例。
受け入れがたい副作用を生じることがあります。 XFを使ってがん細胞の代謝を詳しく理解することで、がん細胞に
対する効果だけでなく、全身への影響に着目した副作用の少ない、選択的な治療薬を探索されることが期待されます。
NADH
PI3/AKT
No glucose
がん細胞治療の選択肢として、細胞増殖の抑制が行われてきました。これらの治療は、時として意図しない、
Glucose
Oligomycin FCCP
Rotenone/
antimycin A
1780
1586
1392
1197
1003
809
615
421
226
32
-162
Glycolysis
PYRUVATE
FATTY ACID
0
17
33
50
66
83
100
Time (min)
Wild type squamous carcinoma cell
116 133
149
166
基質選択性
125
100
(Zhou et al., 2014)
XFアッセイによって、p53経路がワールブルグ代謝を元に戻すことにおいて
重要であることが明らかになった事例。
p53遺伝子をノックダウンした扁平上皮がんにおいて、解糖能が低下した結果に
よって示されています。
XFテクノロジーは、基質選択性の研究を容易にするために必要なツールであり、がんの進行に深い理解をもたらします。
2.0
1.5
1.0
1100
0.5
75
0.0
0
24
48
72
Time (hrs)
50
25
0
0
.25
.50
.75
1.0 mM
Colorectal cancer cells +Metformin
0mM Metformin
p53 knockdown
がん細胞は、急速な細胞増殖を維持するために、基質選択性を変化させます。
2.5
0.5mM Metformin
1mM Metformin
(Wheaton et al., 2014)
XFアッセイによって、大腸がんにおけるメトフォルミンによる
ミトコンドリア複合体Iの抑制が予想外にも細胞増殖と相関する
ことが明らかになった事例。
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
Basal OCR (pmoles O/min)
HIF1
LACTATE
Cell# (X10 6 )
p53
MYC
30
XFテクノロジーが、3D培養サンプルの正確な代謝測定を可能にした事例。
3D培養の大腸がんにおいて高い予備呼吸能が示されています。
がん細胞における作用経路と作用機構
GLUCOSE FATTY ACID
MYC
35
(Fan et al., 2013)
(ECAR)
HIF1
GLYCOLYSIS
50
40
SUBSTRATES & METABOLISM LINK
% of baseline
PI3/AKT
25
Rotenone/
FCCP antimycin A
Glucose
2D cultures
Oxygen Consumption Rate (OCR) (%)
Permeabilized Cells
GLUCOSE
Rotenone/
antimycin A
60
0
GENES & METABOLISM LINK
FCCP
70
900
800
Control
Palmitate
700
Glucose
Glutamine
600
500
400
300
200
100
0
CELLS GENE ENRICHED
FOR OXPHOS
NON ACTIVATED
B CELLS
(Caro et al., 2012)
XFアッセイが、リンパ腫サブセットの基質選択性を同定した事例。
Oxygen Consumption Rate (OCR)(%)
LACTATE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
同化作用と異化作用のバランスをシフトさせます。
GLYCOLYSIS
GLYCOLYSIS
代謝を増加させたり、脂質代謝を変化させたり、もしくは
GLUCOSE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
がん細胞はその代謝表現型を変化させるとき、基質
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(µmo/e/h/µl cells)
発がん現象に関連した細胞増殖は、がん遺伝子やがん原遺伝子、変異したがん抑制遺伝子を伴い、この急激な
300
250
200
150
100
50
0
CTL
FA-dependent
RAS
FA-independent
(Quijano et al., 2014)
XFアッセイが、線維芽細胞のRas誘導老化において
脂肪酸酸化が重要な役割を持つことを明らかにした事例。
がん代謝の主要な指標を評価
GOLD STANDARD METABOLIC ASSAYS
MEASURING THE KEY PARAMETERS OF CELL METABOLISM
がん細胞の代謝表現型
がん細胞は代謝需要を反映した表現型を示します。XFやストレステストはこのような代謝変化や、代謝を用いた治療の効果を
Oligomycin
明らかにすることに使用されており、がんへの理解を深めることに役立っています。
評価を行います。XF解糖ストレステストは、解糖機能の主要な指標である、Glycolysis（基礎解糖）、Glycolytic capacity
（総解糖能）
、Glycolytic reserve（予備解糖）の評価を行います。
代謝プロファイル
がん細胞では細胞増殖を維持するためにエネルギー要求性が変化します。そのため、その変化を反映した代謝プロファイルを示します。
20
10
0
0
25
50
Control
75
100
Time (min)
25 µM
125
50 µM
150
175
160
120
20 30
40 50 60 70
Time (minutes)
25
Glycolytic
Capacity
20
15
Glycolysis
5
0
80 90 100 110
0
10
20
30
40 50 60 70
Time (minutes)
Metabolic Switching
15
10
0
200
0
20
40
60
(Mouradian et al., 2014)
80
Time (min)
Prostate tumor cells
80
90
100
2DG
Exogenous & Endogenous Fatty Acid Oxidation
20
0
100
Prostate epithelial cells
AEROBIC
Oligomycin
MORE
METABOLIC
LESS
METABOLIC
(Ibrahim-Hashim et al., 2011)
XFミトストレステストが、乳がん細胞の不飽和脂肪酸に対する感受性を
明らかにした事例。不飽和脂肪酸の濃度依存的な投与により、ミトコン
ドリア呼吸のすべての指標が低下したことによって示されています。
10
Glycolytic
Reserve
30
10
Proton Leak
Non-mitochondrial Respiration
40
0
Maximal
Respiration
ATP
Production
Basal
Respiration
80
25
100 µM
75 µM
200
GLYCOLYTIC
XF解糖ストレステストが、前立腺がんのバッファーセラピー（pHの緩衝
療法）に対する感受性を明らかにした事例。正常な前立腺上皮細胞と比較
して、前立腺がんが高い解糖能を持ったことによって示されています。
Antimycin A
& Rotenone
FCCP
200
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
30
Oligomycin
2-DG
35
Spare
Capacity
240
0
Oligomycin
40
280
Mitochondrial Respiration
40
Glucose
30
Glucose
45
320
Oxygen Consumption Rate (OCR)
50
ECAR (mpH/min/mg protein)
OCR (pmol/min/ug/protein)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
antimycin A
FCCP
(mpH/min)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(pMoles/min)
linked respiration（ATP産生関連呼吸）
、Maximal respiration（最大呼吸）
、Spare respiratory capacity（予備呼吸能）の
2DG Oligomycin FCCP
Antimycin A
& Rotenone
360
XFミトストレステストは、呼吸の主要な指標である、Basal respiration（基礎呼吸）
、Proton leak（プロトンリーク）
、ATP
60
Glycolytic Function
Mitochondrial Respiration
Maximal
180
160
140
120
100
Exogenous
Palmitate
Oxidation
80
60
40
20
Exogenous
Palmitate
Oxidation
Basal
Endogenous
FAO
Endogenous
FAO
0
10
Glycolysis
20
30
Time (minutes)
40
50
60
代謝スイッチング
1000
800
800
600
600
- 2DG
e -sitiv - sen - - IL - - - TRA- - -
<- -
400
400
+ 2DG
200
0
<-- Glucose
- -TRA
- - IL - - res
- - ista
- - nt
--
+ Glucose
200
0 40
120
200
0
280
0 40
80
120
160
450
OCR (pmo/min/10K cells)
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
BASAL OCR (pmo/min/10 6 cells)
Oxygen Consumption Rate (OCR)
がん細胞は細胞を増殖するにあたり、ワールブルグ効果として知られる解糖へシフトした代謝表現型にスイッチすることが知られています。
High OXPHOS
High Energetic
400
OVCAR3
350
300
250
SKOV3
OVCA420
a
inv
200
150
100
SKOV3 Ip
Low Energetic
10
20
e
siv
ee
gr
de
細胞外フラックスアナライザー
がんアプリケーション特集
High Glycolysis
30
40
50
60
70
80
(mpH/10K cells)
(mpH/min/10 6 cells)
(Robinson et al., 2012)
(Yang et al., 2014)
※外観及び規格は予告なく変更することがありますので予めご了承ください。H27. 2月現在
XF代謝スイッチアッセイが、高侵襲性の卵巣がんにおいてエネルギー
代謝が減少していることを明らかにした事例。
XF代謝スイッチアッセイが、異なる解糖の抑制により、2つの異なる
Reverse Warburg Phenotypeを示すことを描写した事例。2DGによる
抑制ではReverse Warburg phenotypeが観察され、TRAILに感受性を
示す。その一方でグルコース非存在下による抑制では、同様にReverse
Warburg phenotypeの代謝シフトが観察されるがTRAILに抵抗性を示す。
※ご注意：本パンフレットに掲載の製品は、すべて研究・実験用です。人・動物の診断あるいは治療等の臨床用途に使用することはできません。
日本総代理店：
製造元：
www.primetech.co.jp
本社：〒112-0002 東京都文京区小石川1-3-25 小石川大国ビル 2F
Phone（03）3816-0851（代表） Fax.（03）3814-5080
大阪営業所：〒564-0063 大阪府吹田市江坂町1-12-4 第2江坂ソリトン9F
Phone（06）6310-8077（代表） Fax.（06）6310-8081
E-mail : [email protected]
がんと代謝のリンク（関係）
02.2015
世界で最も進んだ代謝解析装置
がん細胞の代謝を特徴づける
ゴールドスタンダードアッセイ
XFのゴールドスタンダードである解析方法は、がん細胞に特徴的な、がん遺伝子による代謝のリプログラミング、
がん細胞の基質特異性やその代謝表現型を解き明かします。
腫瘍微小環境
XFが使用された論文は、NatureやCellなどの
一流紙を含み1000報以上報告されています。
細胞増殖は、細胞の代謝の表現型と相互に関連します。がん細胞は急激な細胞増殖を維持するために、解糖と
生体内環境に存在する腫瘍を模倣するために、研究者は低酸素条件下で培養した細胞や多細胞性のスフェロイドの
XFの用途には代謝表現型やリプログラミングの
同定があり、治療において代謝変化を標的とする
ことがどの程度有効であるかを評価するために
使用されています。
好気性表現型の間をスイッチングするなど代謝表現型をリプログラムします。
ようなモデル化された腫瘍を研究に用いています。 XFテクノロジーは信頼性の高い代謝データを提供するために、
より生体内に近く、生理条件を反映した様々な培養環境と組み合わせて測定することが可能です。
PHENOTYPES & METABOLISM LINK
選択性を変化させます。例えば、がん細胞はグルタミン
Hypoxi a and spheroi ds
GLUCOSE
腫瘍は不均一性で、複雑な栄養や化学勾配をもつ 3D 環境に存在します。
RIBOSE
LACTATE
RIBOSE
GLUTAMINE
遺伝子・基質・表現型の関係が相互に作用するという
GLUTAMINE
TCA CYCLE
TCA CYCLE
報告が、現在増えています。XFテクノロジーとゴールド
スタンダードアッセイは、がん細胞の代謝変化という
特徴の裏に潜むメカニズムを解き明かす上で、非常に
重要な価値をもちます。
O2
OXPHOS
ATP
O2
OXPHOS
ATP
OXPHOS
Glycolysis
Glucose
Spare
Respiratory
Capacity
50
40
30
20
10
HIF1
LIPID SYNTHESIS
TCA
MYC
GLUTAMINOLYSIS
PYRUVATE
CITRATE
Spare
Respiratory
Capacity
25
20
15
10
5
75 100 125 150 175 200
0
Time (min)
30
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Time (min)
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150
180
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
210
Murine Breast Tumor Cells Human Pancreatic Cancer Cells
DMEM
3D cultures
Acetyl-CoA
GLUTAMATE
ETC
GLUTAMATE
GLUTAMINE
No glutamine
XFテクノロジーが、マウスの乳がん、及びヒトの
すい臓がんの低酸素条件下の生存においてグルタ
ミン酸化が必要とされることを明らかにした事例。
受け入れがたい副作用を生じることがあります。 XFを使ってがん細胞の代謝を詳しく理解することで、がん細胞に
対する効果だけでなく、全身への影響に着目した副作用の少ない、選択的な治療薬を探索されることが期待されます。
NADH
PI3/AKT
No glucose
がん細胞治療の選択肢として、細胞増殖の抑制が行われてきました。これらの治療は、時として意図しない、
Glucose
Oligomycin FCCP
Rotenone/
antimycin A
1780
1586
1392
1197
1003
809
615
421
226
32
-162
Glycolysis
PYRUVATE
FATTY ACID
0
17
33
50
66
83
100
Time (min)
Wild type squamous carcinoma cell
116 133
149
166
基質選択性
125
100
(Zhou et al., 2014)
XFアッセイによって、p53経路がワールブルグ代謝を元に戻すことにおいて
重要であることが明らかになった事例。
p53遺伝子をノックダウンした扁平上皮がんにおいて、解糖能が低下した結果に
よって示されています。
XFテクノロジーは、基質選択性の研究を容易にするために必要なツールであり、がんの進行に深い理解をもたらします。
2.0
1.5
1.0
1100
0.5
75
0.0
0
24
48
72
Time (hrs)
50
25
0
0
.25
.50
.75
1.0 mM
Colorectal cancer cells +Metformin
0mM Metformin
p53 knockdown
がん細胞は、急速な細胞増殖を維持するために、基質選択性を変化させます。
2.5
0.5mM Metformin
1mM Metformin
(Wheaton et al., 2014)
XFアッセイによって、大腸がんにおけるメトフォルミンによる
ミトコンドリア複合体Iの抑制が予想外にも細胞増殖と相関する
ことが明らかになった事例。
1000
Oxygen Consumption Rate (OCR)
Basal OCR (pmoles O/min)
HIF1
LACTATE
Cell# (X10 6 )
p53
MYC
30
XFテクノロジーが、3D培養サンプルの正確な代謝測定を可能にした事例。
3D培養の大腸がんにおいて高い予備呼吸能が示されています。
がん細胞における作用経路と作用機構
GLUCOSE FATTY ACID
MYC
35
(Fan et al., 2013)
(ECAR)
HIF1
GLYCOLYSIS
50
40
SUBSTRATES & METABOLISM LINK
% of baseline
PI3/AKT
25
Rotenone/
FCCP antimycin A
Glucose
2D cultures
Oxygen Consumption Rate (OCR) (%)
Permeabilized Cells
GLUCOSE
Rotenone/
antimycin A
60
0
GENES & METABOLISM LINK
FCCP
70
900
800
Control
Palmitate
700
Glucose
Glutamine
600
500
400
300
200
100
0
CELLS GENE ENRICHED
FOR OXPHOS
NON ACTIVATED
B CELLS
(Caro et al., 2012)
XFアッセイが、リンパ腫サブセットの基質選択性を同定した事例。
Oxygen Consumption Rate (OCR)(%)
LACTATE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
同化作用と異化作用のバランスをシフトさせます。
GLYCOLYSIS
GLYCOLYSIS
代謝を増加させたり、脂質代謝を変化させたり、もしくは
GLUCOSE
Oxygen Consunption Rate (OCR)
(pmol/min)
がん細胞はその代謝表現型を変化させるとき、基質
Oxygen Consumption Rate (OCR)
(µmo/e/h/µl cells)
発がん現象に関連した細胞増殖は、がん遺伝子やがん原遺伝子、変異したがん抑制遺伝子を伴い、この急激な
300
250
200
150
100
50
0
CTL
FA-dependent
RAS
FA-independent
(Quijano et al., 2014)
XFアッセイが、線維芽細胞のRas誘導老化において
脂肪酸酸化が重要な役割を持つことを明らかにした事例。

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