グルコソームは、ホスホフルクトキナーゼならびに解糖系および糖新生系のその他の律速酵素によって形成され、ヒト細胞内で観察される液液相分離凝縮体である。がん細胞内のグルコソームは空間的に小型、中型、大型の集合体を形成するが、中型グルコソームはグルコースフラックスをペントースリン酸経路（PPP）へ分流させる機能を持つことが明らかにされている。PPPは酸化ストレス下で細胞質NADPH濃度を維持する主要経路であることから、中型グルコソームがPPPの促進を通じて細胞の酸化還元恒常性を制御するとの仮説を立てた。本研究では、グルコソームが酸化還元状態の撹乱にどのように応答するかを評価するため、Hs578T細胞を過酸化水素（H2O2）で処理した。ハイコンテントイメージングにより、H2O2が単一細胞および細胞集団の双方の水準で中型グルコソームを有意に増加させることが示された。続いて、Seahorse細胞外フラックス解析による細胞外酸性化速度の測定から、H2O2が中型グルコソームの増加を介して解糖系フラックスをPPPへ効果的に分流させることが裏付けられた。次に、中型グルコソームとH2O2解毒を結ぶ潜在的な機序として、グルタチオン酸化還元サイクルを検討した。還元型グルタチオン（GSH）ではなく酸化型グルタチオン（GSSG）による処理によって、中型グルコソームを示す細胞の割合が著しく増加した。さらに、NADPHを消費してGSSGをGSHへ変換するグルタチオン還元酵素をshRNAによってノックダウンすると、Hs578T細胞におけるH2O2誘導性グルコソーム形成が抑制された。以上より、グルコソームを介した代謝リプログラミングがグルコース代謝とグルタチオン酸化還元サイクルを連結してH2O2の解毒を促進することを示し、細胞の酸化還元恒常性におけるグルコソームの機能的役割を明らかにした。
https://doi.org/10.64898/2026.09.02.748920