癌細胞におけるワールブルク効果について100年前からの謎が解明
2021年は、すべての生化学の教科書に載っている基本的な発見の100周年だ。 1921年、ドイツの医師Otto Warburgは、癌細胞がブドウ糖からエネルギーを奇妙で非効率的な方法で収穫することを観察した。癌細胞は酸素を使用してブドウ糖を「燃焼」させる（好気性解糖）のではなく、酵母が発酵で行うような急速に起こる酸素非依存性プロセス（嫌気性解糖）でそれを行うが、グルコースエネルギーの多くは未利用のままだ。「ワールブルク効果」を説明するさまざまな仮説が長年にわたって提案されてきた。これには、癌細胞には欠陥のあるミトコンドリア（「エネルギー工場」）があり、したがってブドウ糖の野焼きを実行できないという考えが含まれる。 しかし、これらの説明はどれも時の試練に耐えることができなかった。 （たとえば、癌細胞のミトコンドリアは問題なく機能する。）
現在、免疫学者のMing Li博士率いるスローンケタリング研究所の研究チームは、多数の遺伝的および生化学的実験に基づき、Scienceの2021年1月22日号に新しい答えを提供した。 それは、ワールブルク代謝と、PI3キナーゼと呼ばれる細胞内の強力な酵素活性との間のこれまで認識されていなかった関連性に帰着する。 この論文は「解糖系がホスホイノシチド3-キナーゼのシグナル伝達を促進してT細胞免疫を強化する（Glycolysis Fuels Phosphoinositide 3-Kinase Signaling to Bolster T Cell Immunity.）」と題されている。
「PI3キナーゼは、細胞代謝の最高司令官のように機能する重要なシグナル伝達分子だ」とLi博士は述べた。 「細胞分裂を含む、細胞内のエネルギーコストのかかる細胞イベントのほとんどは、PI3キナーゼが合図を出したときにのみ発生する。」
細胞がワールブルク代謝に移行すると、PI3キナーゼの活性が高まり、細胞の分裂への取り組みが強化される。 これは、最高司令官にメガホンを渡すようなものだ。 調査結果は、代謝を細胞シグナル伝達の二次的なものと見なす生化学者の間で一般的に受け入れられている見解を修正する。 結果はまた、代謝を標的とすることが癌の成長を阻止する効果的な方法である可能性があることを示唆している。
