単一細胞に基づく代謝モデリングにより、乳がんオルガントロピズムにおける臓器特異的な代謝適応が明らかになる

乳がんのオルガントロピズムは、転移性増殖を支える臓器特異的微小環境と腫瘍細胞との相互作用によって駆動される。臓器特異的転移の代謝基盤をよりよく理解するために、単一細胞トランスクリプトミクスと制約に基づくシステム生物学を統合し、肝臓、骨、脳への乳がん転移について、状況に応じた代謝モデルを作成した。本解析では共通の代謝変化と臓器特異的な代謝変化の両方が同定され、転移細胞は共通の中核的代謝プログラムを共有しつつ、各標的臓器の代謝環境に応じて適応することが示唆された。転移能をもつ原発腫瘍では、ヌクレオチド代謝、輸送反応、エネルギー関連経路における早期の変化が観察され、転移の拡がりに先立って代謝変化が起こることを示している。代謝変換解析により、トリカルボン酸（TCA）回路、酸化的リン酸化、レドックスバランス、代謝物輸送に関与する主要な代謝レギュレータが同定された。さらに、CRISPR遺伝子必須性データとの統合により、代謝的に重要な遺伝子が治療標的の候補として強調された。加えて、臓器特異的に分泌される代謝物の解析では、肝臓、骨、脳への転移性定着に関連する異なる代謝シグネチャが明らかになった。全体として、本研究の単一細胞に基づく代謝モデリング手法は、乳がんのオルガントロピズムが共通および臓器特異的の両方の代謝適応と関連することを示している。本研究は、転移性乳がんの治療に向けて標的化し得る潜在的な代謝的脆弱性を同定するための枠組みを提供する。

https://doi.org/10.64898/2026.09.01.748342