愛知学院大学薬学会誌

第１１巻

＝総説＝
アスパラギン合成酵素をめぐる研究の現状- L-アスパラギナーゼ発見から65年間の歩み Current research status on asparagine synthetase– history of 65 years since discovery of L-asparaginase –鬼頭敏幸
Toshiyuki Kitoh, M.D., Ph.D.
愛知学院大学薬学部 医療薬学科 疾患病態学講座
Laboratory of Pediatric Pharmacology, Aichi Gakuin University, School of Pharmacy
Summary
L-asparaginase has long been used as an anti-tumor enzyme preparation of Escherichia coli -derived"Leunase" for acute lymphoblastic leukemia since 1971 in Japan. L-Asparaginase exerts an antineoplastic
effect by degrading L-asparagine in the blood and tumor cells making asparagine-requiring tumor cells
nutritional deficient. Although it was assumed that its effectiveness depends on the loss of asparagine
synthetase activity in cancer cells from the beginning of discovery. This hypothesis was verified by a newmolecular biology method including our study merely within 20 years. Involvement of apoptosis, ER-stress or
autophagy was found to be closely related with respect to the mechanism of cell death by L-asparaginase. The
contaminating glutaminase activity also plays a role as a mechanism of cell death. Efforts to explore the precise
anti-tumor mechanism made clear that glutamine deficiency is also involved by L-asparaginase treatment.
Glutamine plays an important role as an energy fuel not only in cancer cells but also in normal cells.
Subsequently it became clear that asparagine and glutamine plays an important role in mammalian cell
phenomena. As a recent new clinical aspect, L-asparaginase preparation "Erwinase" derived from Erwinia

chrysanthemi has been approved and started to be used as a substitute for patients who have allergic reactions
to Escherichia coli -derived preparations. Clinical trials are also proceeding with a new L-asparaginase
preparations encapsulated in erythrocytes. Research success in new preparation enabled a new era of new
indication of asparaginase to new target of tumor chemotherapy.

Keywords: L-asparaginase, asparagine synthetase, asparagine, glutamine, acute lymphoblastic leukemia,
amino acid response element, amino acid transport, apoptosis, autophagy, DNA methylation, endoplasmic
reticulum stress, signal transduction, unfolded protein response
Corresponding author:
Toshiyuki Kitoh, M.D., Ph.D
Tel: +81 52 757 6794, Fax: +81 52 757 6799.
*E-mail address: tkitoh@dpc.agu.ac.jp-1-

ASNS 活性との関係を解明し、明確に説明がされるよ

はじめにL-アスパラギナーゼ L-asparaginase(ASNase)は、当うになったのは、この 20 年来のことである。

初、モルモットの血清中に殺リンパ腫細胞成分があるこ

ASNS 活性の有無が抗がん剤のターゲットであるといとが発見され(1)、後に、その有効成分が、アスパラギ

う側面だけでなく、ASN 枯渇からの細胞内変化の探索

ン(ASN)を加水分解しアスパラギン酸(ASP)とアンモニ

は、種々の生命現象の中での ASNS の役割、アスパラ

ア に 分 解 す る 酵 素 で あ る こ と が 発 見 さ れ た (2,3) 。

ギン、グルタミンというアミノ酸の様々な役割を解く手

ASNase は体内に投与されると血液、組織液中の ASN

がかりとなる研究となり続けられてきた。このような経を加水分解し ASP とアンモニアに分解することで細胞過も含めて解説していく。

内 ASN を低下枯渇させる。同時に混入しているグルタミナーゼ glutaminase 活性により、グルタミン GLN を

L-アスパラギナーゼについて

グルタミン酸 GLU と NH4 に分解し GLN の部分枯渇

L-アスパラギナーゼ製剤：L-アミノ酸の加水分解酵素でをきたす。

あるので L-アスパラギナーゼ製剤と呼ばれる。大腸菌

一方、細胞内ではアスパラギン合成酵素（ASNS）の作

E coli.由来製剤か、ジャガイモ黒あし病を農作物に引き用で ATP1 分子を消費し GLN のアミノ基がアスパラギ

起こす Erwinia chrysanthemi という細菌に由来するン酸に転移し ASN に変換する(4)。一部のがん細胞では

L-アスパラギナーゼ（Erwinia L-asparaginase）かにASNS が欠損していて ASNase による ASN 枯渇状況に

より半減期と混入グルタミナーゼ活性の違いがある。日

適応できず細胞死に至ると考えられる(Fig.1)。

本では、未承認であるが半減期の延長、免疫原性の低下
目的でポリエチレングリコール化された E coli.製剤もある。Table 1.に稲葉より(6)改変したものを示す。
異種蛋白製剤としての副作用：ASNase 投与は、そもそも、異種タンパク質の侵入であり、一部の患者では抗ASNase 抗体が産生されることがある。抗 ASNase 抗体産生はアナフィラキシーなどのアレルギー症状による投薬の中断や、中和抗体産生による ASNase 酵素活性の不活性化を引き起こし、治療効果を減弱させる結果となる。
国内の ALL 患者の 15-20％は、大腸菌由来の「Leunase」（協和発酵キリン）治療を受けている間に、過敏症を示
すようになる。代替え製剤がなく、その後の使用は中断

Fig.1. Schematic diagram of asparagine / ASNase /されていた。新たに、2017 年代替製剤として承認され

ASNS

た Erwinia 由来製剤「Erwinase」（大原薬品工業）に

L-Asparaginase hydrolyses asparagine, which is essential
growth factor for tumor cells deficient in asparagine
synthetase.

変更され週 3 回で筋注投与される。
その他の有害事象では、重篤なアレルギー反応（アナフィラキシー）、膵炎、肝酵素値の上昇、血栓形成、出血、悪心、嘔吐、血糖値の上昇などがある。タンパク合成障

その後、大腸菌由来の ASNase が実用化され、最も有害のために、肝障害、膵炎、凝固異常を生じうる。高ア

効ながんとして小児の急性リンパ性白血病、悪性リンパンモニア血症を起こし、神経症状も呈することがある。

腫に臨床応用され不可欠な key drug となっている。(5)。

これらは、混入するグルタミナーゼ活性が高いほど、高L-アスパラギナーゼ発見から 65 年になるが、今も、有度になると考えられている。

効な薬剤として使用され続けている。

グルタミナーゼ活性のない製剤の開発もされているが、当初から ASNase の有効性は、がん細胞の ASNS 活性

抗腫瘍作用の減弱も見られたりして完璧な製剤は得らの欠損の有無によっていることが考えられていたが、新れていない。

しい分子生物学の手法で、ASNase の作用とがん細胞の

-2-

name

origincompany

Half life

Activity (U)*ElsparE. coli

Merck

1.28±0.35 d

10,000

LeunaseE. coli

Medac, 協和発酵キリン

1.16±0.28 d

5,000

Erwinase

Erwinia chrysanthemi

Jazz, 大原

0.65±0.13 d

20,000Pegaspargase

E. coli-Pegylated

Shire

5.73±3.24 d

500

Table 1.

L-asparaginase preparation formula for Acute lymphoblastic leukemia in childhood
稲葉寛人. (6)より転載*equivalent activity with Elspar 10,000 U

アスパラギン合成酵素蛋白
ASNase の作用機序を理解するためには、正常、がん細胞内での ASNS の働きの理解と ASN 欠乏に引き続く
signal transduction の理解が必要なのでこれについて述べる。また、ASNS の生体内での役割を理解するた
めにも、ASNS タンパク質の発現の機序を理解しておく必要がある。アスパラギン合成酵素（ASNS）は細胞質内に存在し ATP1 分子を消費し GLN のアミノ基がアスパラギン酸に転移し ASN に変換する。ASNS は殆どの哺乳類の器官に存在し、組織、細胞により ASNS 基
底発現は幅広く変化する。標準的なヒト ASNS 酵素は、
およそ 65kDa の分子量を有する 561 個のアミノ酸残基からなる。

アスパラギン合成酵素遺伝子

Fig.2

ヒト ASNS 活性は、主に第 7 染色体上 7q21.3 に位置す

sequence for human ASNS.

る単一の遺伝子からの転写の増加により細胞ストレス

A: exon-intron structure and size of the human ASNS gene.
B: sequence of the proximal 173 bp for the human ASNS
promoter. Designated are a number of transcription factor
binding sites that have been identified by in vivo
footprinting and single nucleotide mutagenesis tocontribute to either basal or stress-induced transcription.
Transfered from Balasubramanian(20).

に対して高度に応答する。ヒト ASNS の遺伝子構造をFig.2A に示す。哺乳動物において ASNS 遺伝子は 35kbにまたがり 13 エクソンを含み 5-prime 上流には、他のhousekeeping genes と同様に TATA と CAAT boxes を欠いている。5-prime 側に high G+C content 領域をもち methylation による遺伝子発現調整が想定され、実Genestructureandproximalpromoterによる遺伝子発現調整が ASNS の基礎的な発現量を調際、3 つの GC-box があり、ここに結合する蛋白も明ら整していることより、多くの研究が ASNase 感受性とかになっている(7) （Fig.3.）。

ASNS 遺伝子の DNA メチル化状態との間の相関に焦点を当てている（Fig.2B）。

アスパラギン合成酵素遺伝子のメチル化によるSugiyama らは(8,9)、アスパラギン栄養要求性 Jensen

発現調節

ラット肉腫細胞においてゲノムの低メチル化をもたら

ASNS 遺伝子は-313 から +336 にまたがって CpG

す 5-アザシチジン（5-Aza-C）処理後に ASNS 発現がisland が存在し 50 個の CpG site を含んでいる。ASNS検出可能であったため、ASNS 遺伝子が DNA 超メチル

promoter 中の合計 50 個の CpG island の Methylation-3-

る。一方、アスパラギン枯渇のような急速な短期的なス
トレスに対しては、promotor 部分に結合する蛋白の変化や signal transduction により、以下のアミノ酸応答（AAR）や小胞体ストレス応答で応答することが分かっている（Fig.3.）(7)。

アミノ酸応答（AAR）アスパラギン欠乏に対する反応
哺乳動物は食物タンパク質またはアミノ酸不均衡を含む食事の変動を感知し、それに応答するのに役立つ広範な適応プロセスを示す。アスパラギン、ヒスチジン、グ
ルタミンなどのアミノ酸欠乏や(12)、glucose 欠乏は後述 す る 小 胞 体 ス ト レ ス (ER-stress ； endoplasmic
reticulum stress)を引き起こすが、同時に ASNS が誘導される(13)。このような刺激によっては３つの GC
boxes への結合蛋白の変化はない(Fig.2B)。アスパラギ
Fig. 3. A working model for control of the asparagine

ン枯渇から ASNS の発現に結び付くプロセスの研究に

synthetase (ASNS) gene by the AAR or UPR

よりアミノ酸応答要素（AARE）と総称される複数のシ

pathways.

グナル伝達経路が同定された（Fig.4.）。ASNS の短期Transcription factors shown in color have been localized to
the ASNS promoter by chromatin immunoprecipitation
analysis. Unidentified or putative components are shown ingray. Transcription from the ASNS gene reaches its highest
rate at 1–4 h (phase I) following nutrient stress. ASNS
transcription is still elevated relative to the “fed” state
between 4–24 h (phase II) following nutrient stress, but therate is reduced. Transfered from Richards(7).

的な発現調節にはプロモーター領域に存在している
NSRE (nutrient sensing response element)-1,-2 といわれる配列が関係している。Barbosa-Tessmann らによる(14)、ASNS プロモーター解析により、2 つの異なる領域が AAR 感受性の両方に必要であることを見出された。1 つは nt-68 から-60 で以前から言われている
NSRE1 で、第 2 の配列は部位 nt-48 から-43 までのNSRE2 である。ASNS NSRE1 配列は、その後明らか化によってサイレンシングされることを提案した。Renになった signal transduction に関連して、CCAAT /エらは(10)また、ヒト白血病細胞株で高度の ASNS プロ

ンハンサー結合タンパク質（C / EBP）-ATF 応答エレ

モーターのメチル化が ASNS 発現の欠如と相関し、
5-Aza-dC 処理が ASNS 発現を増強することも観察した。
Akagi らは(11)、ASNS プロモーターのメチル化を検討した結果、すべての骨髄サンプルにおいては、B 細胞のメント（CARE: C / EBP-ATF response element）と呼ばれている(Fig.2B)(14-16)。

ア ミ ノ 酸 応 答 と 小 胞 体 ス ト レ ス / unfolded

74％および T 細胞の 83％が ASNS プロモーターのメチ

protein response（UPR）

ル化を示したとした。これらの研究に基づいて、ASNS

小胞体（ER）は、分泌タンパク質および膜貫通タンパ

メチル化が ASNase 化学療法に対する ALL 細胞の感受

ク質の適切な折りたたみおよび組み立てに重要な多機性の根底にあると仮定した。ASNS プロモーターのメ

能オルガネラである。タンパク質の制限またはアスパラ

チル化のスクリーニングが、ASNase 化学療法に対するギン枯渇のような不均衡な食事アミノ酸組成は、上記のALL 細胞の感受性の予測に有用であることが示唆されアミノ酸応答（AAR）介して、細胞内アミノ酸の枯渇る。

を感知し ASNS 遺伝子転写の活性化を導く(17)。同時

このような ASNS promoter 中の CpG island のメチルに 小 胞 体 ス ト レ ス （ Endoplasmic reticulum (ER)化による遺伝子発現調節はおもに、ASNS の基礎的な

stress）を引き起こす。ASNase 感受性ガン細胞の細胞発現量を調節し、最大発現量を規定していると考えられ-4-

写の誘導を導くが(13,19)、プロモーターの分析により、アミノ酸 AA 制限に対する応答(AAR)を担う同じ 2 つの要素 NSRE1 および NSRE2 が、UPR への転写にもアミノ酸応答(AAR)にも必要である(14)。これらの細胞ス
トレス経路は、AAR においては GCN2 を介して eIF2
キナーゼ (eukaryotic initiation factor 2alpha kinase)および PERK（PKR 様小胞体キナーゼ）の活性化をもたらす。UPR 応答においては PERK (PKR-like ER
kinase)、 PERK(PKR-likeER

kinase)-ATF4(activating transcription factor 4) 経路の活性化をもたらす。AAR と URP はリン酸化-eIF2 以降の経路は共通している。AAR および UPR の両方が、ATF4 の合成の増加をもたらし ASNS の転写を誘導する(20) 。小胞体ストレスがこのような細胞の修復機能を越えてしまった場合、アポトーシス誘導因子が活性化され（Fig.5.）、
細 胞 は ア ポ ト ー シ ス を 実 行 す る 。 ASNS 誘 導 がER-stress だけでなくオートファジーAutophagy にも関与していることが示された。
Fig.4. Multiple signal pathways that make up theamino acid response (AAR) in mammals.
The AAR is a collection of signaling pathways that result in
an integrated transcriptional program. Whereas uncharged
tRNA activation of the GCN2 kinase has been documented
to be the AA sensor for the pathways leading to increased
NF-κB activity and ATF4 synthesis , the sensor that leads
to MEK and GPCR12 activation has not been identified(indicated by dashed lines). AA transporters have been
proposed as possible sensor molecules. Transfered fromBalasubramanian(20).

死においては、ASN 枯渇後の細胞死には小胞体ストレス(ER-stress；endoplasmic reticulum stress)も関与している。小胞体ストレスとは，小胞体内腔に立体構造の異常なタンパク質や正常な修飾を受けていないタンパ
ク質が蓄積することで細胞に生じるストレスである。
ASNase による ASN 枯渇とは異常タンパク質が合成さFig.5. Regulation of ASNS expression.

れる可能性が高い状況であり、細胞にはこの小胞体スト

Asparagine depletion activates the AAR, whereas
endoplasmic reticulum stress (ER Stress) activates the UPR.
Each stress condition increases the activity of an eIF2
kinase. Phosphorylation of eIF2 slows global protein
synthesis, but paradoxically increases translation of asubset of mRNAs, including that for the transcription factor
ATF4. Binding of ATF4 to an enhancer element within the
promoter of the ASNS gene induces expression of the
enzyme. Transfered from Lomelino(63).

レスを回避する機構，小胞体ストレス応答（Unfolded
protein response; UPR）が備わっており，細胞全体における翻訳量を低下させたり，異常タンパク質を分解したりして小胞体にかかる負荷を軽減している。小胞体ス
トレスはまた、PERK、ATF4 を介して ASNS 転写を増加させる(18)。
ER ストレスに続いて UPR への転写応答後に ASNS 転-5-

ASNS 発現とオートファジー細胞死
オートファジーAutophagy 自食作用とは細胞内の成分を分解するシステムの一つであり、主な役割として（1）
アミノ酸欠乏時にオートファジーが活性化してアミノ酸を供給すること（アミノ酸供給）、（2）傷害を受けた
ミトコンドリアなどの細胞内小器官を分解し正常な状態を保つこと（恒常性維持）の二つが知られている。オートファジーは総じて、正常細胞および早期の発がん性形質転換では腫瘍抑制性のようであるが、確立された腫瘍に対しては重要な生存経路として働くと考えられている(21-23)。これが抗がん剤への耐性につながることも報告されている。ASNase を用いた治療はまた、ヒトの癌において細胞保護性の自食作用を誘導することができる。ASNase による治療が、解糖および酸化的リン酸化の低下により代謝のシャットダウンをきたし、ミトFigure 6. Role of extensive protein response (UPR) in

コンドリア損傷およびオートファジーの活性化を伴う

cancerことが示された。がん細胞はこのようなストレス下におTumors frequently encounter exogenous stress that impairs
protein folding in the endoplasmic reticulum (ER),including inappropriate amino acid supply. In addition, in
response to the accumulation of ER misfolded proteins,
UPR is composed of three transmembrane ER proteins:
inositol requiring enzyme 1α (also known as IRE1α; ERN1),
PRK-like ER kinase (PERK; also known as EIF2AK3)
Transcription factor (ATF) 6α hyperactivity increases thetranscription of the target which increases protein folding
ability and that of the ER-related degradation (ERAD)
pathway. UPR combined output can affect tumor growth atmany levels, including cell survival, angiogenesis,
inflammation, antigen presentation, invasion andmetastasis. Transfered from Oakes(21).

いてもアポトーシスを起こさず，自身の恒常性を保つことが可能で、オートファジーにより損傷したミトコンド
リアを排除し、反応性酸素種（ROS）レベルを低下させ、ASNase による細胞死を逃れがん細胞は生存を図る(Fig.6)(24)。

アスパラギナーゼ治療とアスパラギン合成酵素
発現の臨床的妥当性
ASNase 小児の急性リンパ性白血病 ALL をはじめ、多くの白血病、悪性リンパ腫に対して有効な薬剤として使用されている。ALL 細胞は、検出可能な ASNS をほとんど示さず ASN 欠乏に感受性である(25)。体内のほとまたは酵素的な量ではなく ASNS の mRNA が分析されんどの正常細胞における ASN 枯渇に応答する ASNSたことである。ここで重要なことは、関連する ASNS

発現の増加とは対照的に、ALL 細胞における ASNS タの発現は mRNA レベルではなく、蛋白レベルの発現量

ンパク質含量の上方調節はほとんどなく ASNase に対であることである。Su らは mRNA 含量ではなく ASNS

して優先的に感受性となる(26,27)。

タンパク質レベルが ASNase の感受性予後指標となる

ALL 細胞の薬物療法への抵抗性と細胞内 ASNS 活性とことが示した(27)。同じ抗体を用いた我々の検討により、の関係が最初に記述されたのは約 40 年前のことである

造血器腫瘍における ASNase 感受性の増加が mRNA 含(28)。当時は、大量のがん細胞を用いて酵素活性が測定量よりも ASNS タンパク質発現の低下と相関することされた。

を示された(30)。この観察の分子的基盤は、ASNase 後

その後、分子生物学の進歩により、DNA, RNA レベルの ASNS mRNA の上方調節と mRNA の ASNS タンパ

での検討が行われた。ASNS の mRNA の発現を検討しク質への翻訳との間の有意な遅延時間によるものと考たいくつかの臨床研究では、mRNA レベルと患者におえられた(27)。同じ抗体による我々の検討により急性骨ける ASNase 感受性が逆相関しない結果であった(29)。

髄芽球性白血病（AML）(31-33)、悪性 NK 細胞腫瘍

これらの研究の問題点は、ASNS タンパク質の含有量(34-39)も蛋白レベルでの ASNS 欠損があり、ASNase-6-感受性があることが明らかになった。これらにより、るより良好な生存と有意に関連していた(45)。

ASNase 感受性造血器腫瘍の範囲が広がった。

肺癌組織での ASNS 遺伝子の発現が正常組織よりも高いことも報告され、ヒト肺癌における ASNS の消失は、固形腫瘍におけるアスパラギナーゼの作用機序

G0 / G1 期の細胞周期を停止させることによってヒト固形腫瘍増殖における ASNS 発現の重要性および肺癌細胞の増殖を抑制するとの報告がある(46)。ヒトメ

ASNase に対する感受性に関しては、それほど広範に研

ラノーマ細胞および類表皮癌細胞では、RNAi による究されていない。 Dufour らによると、98 人のヒト膵

ASNS のノックダウンによって細胞増殖が抑制された管癌のスクリーニングにより約 70％で ASNS タンパク(69)。

質が検出されず、膵臓腫瘍に ASNase 治療の可能性が結腸直腸癌における KRAS 突然変異によって引き起こあることが示唆された（14）。Lorenzi らは(40)、卵巣される代謝変化は、ASNS の上方調節によるグルタミ

がん細胞における ASNS mRNA レベルと ASNase に対ン枯渇への細胞適応に寄与する(47)等々の結果が報告

す る 感 受 性 と の 間 に 負 の 相 関 関 係 、 ASNS 発 現 のされている。

siRNA ノックダウン後の ASNase 感受性の増加を指摘した。
多数の卵巣がん細胞株を用いた第 2 の研究では、アスパラギン合成酵素 ASNS とガン細胞増殖・疾ASNase 効力と ASNS タンパク質レベルとの間に逆相患予後関が観察された(41)。ASNS の発現および ASNase に対上記の実験的証拠に加えて、例えば、胃癌患者におけるする感受性もまたは、白血病だけでなく、卵巣がん細胞

ASNS の低発現はより良好な生存と有意に関連していにおいても相関していた(40,41)。これらの結果は、以た(45)。乳がん患者の原発腫瘍における ASNS 発現は前のヒト白血病細胞における観察と一致し、ASNase後の転移性再発と最も強く相関していた(48)。臨床的に、感受性の増加が mRNA 含量よりも ASNS タンパク質発

ASNS の発現は、疾患の進行および神経膠腫(49)および

現の低下と相関することを示した。

神経芽細胞腫患者の不良予後と相関する(50)ことが知られている。ASNS 発現と後の転移性再発、疾患予後

アスパラギナーゼ耐性化の機序との関係も多く知られている。これらの所見は、ASNS

ASNS タンパク質の発現上昇は小児 ALL におけるアスが直腸癌を治療するための治療可能性を有する予後因パラギナーゼ治療に対する耐性に関連することは、モノ子であることを示している(51)。

クローナル抗体の細胞内転送(42)、Hybridoma 作成(43)、siRNA などの手法により(26)証明されている。同じよASNase 治療におけるグルタミンの意義

うに、ASNS タンパク質の発現上昇の証明は卵巣がん

ASNase 耐性ヒト白血病細胞も、混入グルタミナーゼ活(41)、膵臓癌などの(44)特定の固形腫瘍の薬剤感受性の性に対応して Glutamine synthetase 活性も上昇して予測因子となりうる。

いることが(43) 、我々の研究でも示されている（Table2）。しかしながら、ASNase 依存的枯渇は細胞内アスパ

アスパラギン合成酵素 ASNS とガン細胞増殖・腫ラギンの流出も要因として考慮されなければならない。

瘍転移

ASNase による細胞外液アスパラギンの減少により合多くのガン細胞において、ASNS が細胞周期を進めた

成されたアスパラギンが細胞外に流出される。以前、り、ASNS の上方調節によるグルタミン枯渇への細胞

我々が ASNase 耐性、アスパラギン欠乏培地に適応し適応に寄与したり、ASNS のノックダウンは、癌細胞

た MOLT-4 細胞 mutant を作成した際にも、適応的なにおける細胞増殖を抑制し、腫瘍増殖を抑制することがASNS 増加にもかかわらず、細胞内アスパラギンの含知られるようになった。

有量は低いままであったこと(12)、と相応している胃癌組織では、正常結腸組織と比較して ASNS は上方（Table 3）。ER ストレス、Autophagy、グルタミンの調節されることが見出され、ヒト胃癌細胞における作用を考慮にいれた asparaginase の作用機序をまとめ

ASNS のノックダウンは細胞増殖を抑制し腫瘍増殖をると Fig.7.のようになる(52)。

抑制する。また、ASNS の低発現は、胃癌患者におけ-7-

CellsGlutamine Synthetase Activitya

Asparagine Synthetase
Activitya (nM/min/mg protein)(pM/min/mg protein)

U937

25.3 ± 15.0

6.05 ± 1.08

U937/Asn(-)

165.1 ± 42.2

6.13 ± 1.14

U937/L-Asp 1.0R

2112.6 ± 424.8

9.64 ± 0.33

Table 2. Asparagine synthetase and Glutamine synthetase activities in wild type U937, U937/Asn(-) andU937/L-Asp 1.0R resistant mutant cells
a Mean ± SD of more than five experiments.

Leukemia

Asparagine Content

Cells(nmol/mg protein)Transfered from Kiriyama(43).

Asparagine

Synthetase

mRNA

Protein

Activity

MOLT-4

13 .8 土 1.6

1.00

1.00

1.00

NALL-112.8 土 0.2

2.10

2.00

1.38

MOLT-4/R(asn)4.25±0.6 7

4.36

4.36

4.32

BALI-17.50 土 2.2

3.53

5.28

4.65

MOLT-4/R(ase)1.63 士 0.29

7.05

7.00

6.92

Table 3. Comparison of cellular asparagine concentration and level of ASNS mRNA, protein , and enzymatic
activity
Values are means +SD of at least 4 determinations. Cellular asparagine concentration was measured as described in text.
Relative amounts of AS mRNA, protein, and activity were determined by quantification of mRNA and protein content (andenzyme activity) are expressed relative to an arbitrary value of 1.0 assigned to the results from MOLT-4 parental cell line.
Transferred from Hutson RG, Kitoh T(12).

Fig.7. A simplified schema of metabolic pathways triggered by ASNase.

-8-アスパラギンはアミノ酸交換因子として使用さアスパラギナーゼ作用の本体

れがん細胞の増殖を促進する

ASNase の作用としては、アミノ酸応答要素、ER-stress、

Krall らによって(53)、アスパラギンは、細胞内 ASN

Autophagy などが複雑に絡み合っていることが明らと細胞外アミノ酸取り込みとの交換因子として使用さかになってきている。ASNase 投与時における細胞死のれがん細胞の増殖を促進することが示された(Fig.8)。

理解は、さきほど述べた ASNS 発現に関連のプロセス

ASN 流出に共役したセリン取り込みの調節がセリン代の裏返しで、特に、活性化する小胞体ストレス

謝およびヌクレオチド合成に影響を与え、ASN がタン(ER-stress；endoplasmic reticulum stress)と細胞保護

パク質およびヌクレオチド合成を調整することに関与

性の自食作用 Autophagy を誘導することとの関わりにすることを示唆している。細胞内アスパラギンだけが細焦点が当てられている。１）ER ストレス：ASNase 投

胞外アミノ酸、特にセリン、アルギニンおよびヒスチジ

与時にはアミノ酸供給の観点からミスフォールドタン

ンと交換して、タンパク質およびヌクレオチド合成およ

パク質の蓄積が生じる、これらのタンパク質毒性に対処

び細胞増殖を促進する。そのためには、細胞内に一定のするために、UPR と呼ばれる転写および翻訳制御の協濃度の ASN を維持しておかなければならない。アミノ

調システムを活性化する ER ストレスを引き起こす。

酸の制限に応答して ASNS 発現は上方調節される

ER ホメオスタシスは回復するか、または apoptosis を(54,55)。低 ASNS 発現癌における ASNase の臨床効果

きたし細胞死をもたらす。２）オートファジー活性：を説明し、なぜアスパラギンなのかという疑問に答える

ASNase 投与による ASN 欠乏は、Autophagy 活性が亢

回答の１つとなりうるものである。

進するトリガーとなりうる。実際に Autophagy 活性が亢進していることが確認されている。さらに ASNase
治療が、ミトコンドリアの損傷およびオートファジーの活性化を伴う解糖および酸化的リン酸化の両方の減少を介した代謝停止をもたらすことが確認されている。オートファジーは、損傷したミトコンドリアを排除することによって活性酸素種（ROS）レベルを低下させ、細胞を rescue しようとする(24)。一方、リソソーム阻害剤である Chloroquine 投与によりオートファジー経路の阻害でがんの細胞死に導けることが報告さ、ASNaseとの併用により殺細胞効果の増強が期待されている(65)。アスパラギン欠乏から ASNS 発現がされるも、アミノ酸交換因子として機能するのに十分な量の ASNを用意できずに、セリン取り込み不良、タンパク質およびヌクレオチド合成を調整できないことと、ER ストレ

Fig.8 Intracellular asparagine is involved in theスと Autophagy が複雑に絡み合って細胞死にいたると

exchange with extracellular amino acids including

考えられている。

serine (Ser) and regulates protein and nucleotide
synthesis. Asparagine rather than extracellular

アスパラギナーゼ治療の新たな展望

aspartic acid can be transferred inside and outside

1)新たなアスパラギナーゼ製剤の開発（Fig.9）:フラン

the cell.

ス、リヨンの会社、Erytech 社は、ASNase そのもののModel showing the contribution of asparagine to protein
synthesis
andnucleotide
synthesis.
Intracellularasparagine exchanges with extracellular amino acids (AA)containing serine (Ser) to regulate protein and nucleotide
synthesis.
Transfered from Sullivan(64).

改良ではなく、赤血球内に蛋白を包入する技術を応用し、E. coli ASNase の赤血球内包入製剤を開発した(56)。これによれば、アスパラギンは血液内で分解されるのではなく、transporter により積極的に赤血球の内部に送り込まれ、L-アスパラギナーゼは内部で分解し、アスパラ-9-ギン酸およびアンモニアを産生する。赤血球内への流入が律速段階になり、過度のアスパラギン分解が起こらず、
ASNase が血中にさらされず、免疫原性も低下し、半減期も格段に延長するために、ゆっくりとした分解、アス
パラギン枯渇の持続により、抗腫瘍効果を高め、副作用を軽減しようという試みである。膵臓がんへのセカンドラインでの投与(44)が始まっている。
2) 最近、既存薬を別な疾患に用いるドラッグ・リポジ
ショニング(DR)が注目されている。多くの卵巣がんのGlutamine Synthetase GS 発現の検討で、GS 低下の卵Figure 9. Mechanism of action of Eryaspase

巣がんでは、細胞外グルタミン枯渇による卵巣がんの個(GRASPA®)

別化治療可能とされ、グルタミナーゼ活性を有する既存

Asparagine is actively taken up into erythrocytes. It is
decomposed into aspartic acid and ammonia internally byasparaginase.
Transfered from Godfrin(56).

の ASNase に効果があると期待される(57)。
3) 抗ヒト ASNS モノクローナル抗体による ASNase 適
応解析
ASNS の欠損を見極める方法があれば、有効症例を選謝辞：択できる。我々の開発したモノクローナル抗体による免ともにモノクローナル抗体作成をすすめてきた日本医

疫染色法は、ASNS タンパク質の発現を半定量化し白科大学先端医学研究所教授 浜窪隆雄先生、また、悪性血病、固形腫瘍いずれにも応用可能な、アスパラギナー

中皮腫の研究を共同で進めている名古屋大学医学部・大ゼ治療に対する耐性を予測しうる有効な方法である

学院医学系研究科病理病態学講座教授 豊國伸哉、愛知(30)。新たに作成されたモノクローナル抗体は flow

県がんセンター研究所分子腫瘍学部部長 関戸好孝両先

cytometry による白血病細胞内の ASNS 定量も可能な

生方に深謝いたします。

も の で (58) 、 胸 水 、 腹 水 な ど の 浮 遊 細 胞 のL-asparaginase 適応を解析するのに有用なもので、今参考文献

後の活用がきたされる(59)。米国特許取得：Patent No.:

1) Kidd, J. G. (1953) Regression of transplanted

US 9,638,697 B2 Date of Patent: May 2, 2017 これら

lymphomas induced in vivo by means of normalの抗体を用いた免疫染色法により、種々のがん腫に対しguinea pig serum. II. Studies on the nature of theて L-asparaginase 適応の可能性を探ってきた(60)。

active serum constituent: histological mechanism

4)悪性中皮腫は、極めて予後不良の疾患であり、アスベof the regression: tests for effects of guinea pig

スト被曝後に発症することが多く、今後の患者増が予想

serum on lymphoma cells in vitro: discussion. J

される(61)。悪性中皮腫細胞株４種において ASNS のExp Med 98, 583-606

免疫染色法により MESO-9, MESO-12２株での陰性が2)

Broome,J.

D.

(1963)

Evidence

that

the

観察されており、in vitro 有効性を確認した結果、同 2

L-asparaginase of guinea pig serum is responsible株において ASNase の有効性が示唆された。ASNS 免

for its antilymphoma effects. I. Properties of the

疫染色陰性が ASNase 有効性と相関し、今後の ASNase

L-asparaginase of guinea pig serum in relation to

感受性予測に応用できることが期待される(62)。

those of the antilymphoma substance. J Exp Med
118, 99-120
3)

Broome,J.

D.

(1963)

Evidence

that

the

L-asparaginase of guinea pig serum is responsiblefor its antilymphoma effects. II. Lymphoma
6C3HED cells cultured in a medium devoid of
L-asparagine lose their susceptibility to the- 10 -

effects of guinea pig serum in vivo. J Exp Med 118,

human leukemia cells. American Journal of

121-148

Physiology - Cell Physiology 272, C1691-C1699

4) Zhang, Y. P., Lambert, M. A., Cairney, A. E. L.,

13) Barbosa-Tessmann, I. P., Pineda, V. L., Nick, H.

Wills, D., Ray, P. N., and Andrulis, I. L. (1989)

S., Schuster, S. M., and Kilberg, M. S. (1999)

Molecular structure of the human asparagine

Transcriptional

synthetase gene. Genomics 4, 259-265

asparagine synthetase gene by carbohydrate5) Tallal, L., Tan, C., Oettgen, H., Wollner, N.,
McCarthy,M.,

Helson,L.,

Burchenal,

regulation

of

the

human

availability. Biochem J 339 ( Pt 1), 151-158

J.,14) Barbosa-Tessmann, I. P., Chen, C., Zhong, C., Siu,

Karnofsky, D., and Murphy, M. L. (1970) E. coliF., Schuster, S. M., Nick, H. S., and Kilberg, M. S.

L-asparaginase in the treatment of leukemia and(2000) Activation of the human asparagine

solid tumors in 131 children. Cancer 25, 306-320

synthetase gene by the amino acid response and6) 稲葉寛人. (2018) Symposium of ALL, Optimal use

theof Asparaginase 小児急性リンパ性白血病における

reticulum

stressresponse

pathways occurs by common genomic elements. J
Biol Chem 275, 26976-26985

アスパラギナーゼ治療の最適化. 日本小児血液・がん学会雑誌 54, 306-312

endoplasmic

15) Leung-Pineda, V., and Kilberg, M. S. (2002) Role

7) Richards, N. G., and Kilberg, M. S. (2006)of Sp1 and Sp3 in the nutrient-regulated

Asparagine synthetase chemotherapy. Annu Rev

expression of the human asparagine synthetase

Biochem 75, 629-654

gene. J Biol Chem 277, 16585-16591

8) Sugiyama, R. H., Arfin, S. M., and Harris, M.

16) Zhong, C., Chen, C., and Kilberg, M. S. (2003)(1983) Properties of asparagine synthetase in

Characterization of the nutrient-sensing response

asparagine-independent variants of Jensen rat

unit

sarcoma cells induced by 5-azacytidine. Molecularand cellular biology 3, 1937-1942

in

the

human

asparagine

synthetasepromoter. Biochem J 372, 603-609
17) Kilberg, M. S., Balasubramanian, M., Fu, L., and

9) Andrulis, I. L., and Barrett, M. T. (1989) DNA

Shan, J. (2012) The transcription factor network

methylation patterns associated with asparagine

associated with the amino acid response insynthetase

expression

inasparagine-overproducing and -auxotrophic cells.

mammalian cells. Adv Nutr 3, 295-306
18) Kilberg, M. S., Shan, J., and Su, N. (2009)

Molecular and cellular biology 9, 2922-2927

ATF4-dependent10) Ren, Y., Roy, S., Ding, Y., Iqbal, J., and Broome, J.
D.

(2004)

Methylation

of

the

signaling of amino

asparagine

transcription
acid limitation.

mediates
Trends

Endocrinol Metab 20, 436-443

synthetase promoter in human leukemic cell lines

19) Barbosa-Tessmann, I. P., Chen, C., Zhong, C.,

is associated with a specific methyl binding

Schuster, S. M., Nick, H. S., and Kilberg, M. S.

protein. Oncogene 23, 3953-3961(1999) Activation of the unfolded protein response

11) Akagi, T., Yin, D., Kawamata, N., Bartram, C. R.,

pathway induces human asparagine synthetase

Hofmann, W. K., Wolf, I., Miller, C. W., andgene expression. J Biol Chem 274, 31139-31144

Koeffler, H. P. (2006) Methylation analysis of20) Balasubramanian, M. N., Butterworth, E. A., andasparagine

synthetase

gene

in

acute

Kilberg, M. S. (2013) Asparagine synthetase:lymphoblastic leukemia cells. Leukemia 20, 1303

regulation by cell stress and involvement in12) Hutson, R. G., Kitoh, T., Moraga Amador, D. A.,

tumor biology. Am J Physiol Endocrinol Metab

Cosic, S., Schuster, S. M., and Kilberg, M. S.
(1997)

Amino

acid

controlof

304, E789-799

asparagine21) Oakes, S. A. (2017) Endoplasmic reticulum

synthetase: relation to asparaginase resistance inproteostasis: a key checkpoint in cancer. Am J

- 11 -

Physiol Cell Physiol 312, C93-C102
22)

White,

E.

(2012)

30) Irino, T., Kitoh, T., Koami, K., Kashima, T.,

Deconvoluting

theMukai, K., Takeuchi, E., Hongo, T., Nakahata, T.,context-dependent role for autophagy in cancer.

Schuster,

S.

M.,

and

Osaka,

M.

(2004)Nature reviews. Cancer 12, 401-410

Establishment of Real-Time Polymerase Chain

23) Choi, K. S. (2012) Autophagy and cancer.

Reaction Method for Quantitative Analysis ofExperimental & molecular medicine 44, 109-120

Asparagine Synthetase Expression. The Journal24) Takahashi, H., Inoue, J., Sakaguchi, K., Takagi,M., Mizutani,

S.,

and

Inazawa,J.

of Molecular Diagnostics 6, 217-224(2017)

31) Horikoshi, A., Takei, K., Iriyama, N., Uenogawa,

Autophagy is required for cell survival underK., Ishizuka, H., Shiraiwa, H., Hosokawa, Y.,

L-asparaginase-induced metabolic stress in acute

Sawada, S., and Kitoh, T. (2009) Effect oflymphoblastic leukemia

L-asparaginase combined with vincristine andcells. Oncogene 36,4267-4276

prednisolone on acute myeloblastic leukemia

25) Broome, J. D. (1968) Studies on the mechanism of(M0) associated with non-Hodgkin lymphoma.

tumor inhibition by L-asparaginase. Effects of the

Acta Haematol 122, 54-57

enzyme on asparagine levels in the blood, normal

32) Kitoh, T., Sawada, M., Shirahase, H., Hamahata,tissues, and 6C3HED lymphomas of mice:

K., Usami, I., Ying-Wei, L., Akiyama, Y., Kubota,

differencesin

asparagine

formationandM., and Schuster, M. S. (1998) Asparagine

utilizationinasparaginase-sensitive

andsynthetase protein expression in leukemia cells:-resistant lymphoma cells. J Exp Med 127,

application of L-asparaginase treatment for1055-1072

leukemia. . ASH Annual Meeting Abstracts 92,26) Aslanian, A. M., Fletcher, B. S., and Kilberg, M. S.

400a(2001) Asparagine synthetase expression alone is33) Takahashi, H., Koh, K., Kato, M., Kishimoto, H.,sufficient to induce l-asparaginase resistance in

Oguma, E., and Hanada, R. (2012) Acute myeloid

MOLT-4 human leukaemia cells. Biochem J 357,

leukemia with mediastinal myeloid sarcoma

321-328

refractory to acute myeloid leukemia therapy but27) Su, N., Pan, Y.-X., Zhou, M., Harvey, R. C.,

responsive

Hunger, S. P., and Kilberg, M. S. (2008)

tol-asparaginase.

International

Journal of Hematology 96, 136-140

Correlation between asparaginase sensitivity and34) Tezuka, K., Nakayama, H., Honda, K., Suzumiya,asparagine synthetase protein content, but not

J., Oshima, K., Kitoh, T., and Ishii, E. (2002)

mRNA, in acute lymphoblastic leukemia cell lines.

Treatment of a child with myeloid/NK cell

Pediatric Blood & Cancer 50, 274-279

precursor acute leukemia with L-asparaginase28) Cooney, D. A., and Handschumacher, R. E. (1970)

and unrelated cord blood transplantation. Int J

L-asparaginase and L-asparagine metabolism.

Hematol 75, 201-206

Annu Rev Pharmacol 10, 421-440

35) Takahashi, H., Sakai, R., Hattori, Y., Ohshima, R.,29) Stams, W. A. G., den Boer, M. L., Holleman, A.,

Kuwabara, H., Hagihara, M., Enaka, M., Nozawa,

Appel, I. M., Beverloo, H. B., van Wering, E. R.,

A., Tomita, N., Ishigatsubo, Y., and Fujisawa, S.

Janka-Schaub, G. E., Evans, W. E., and Pieters, R.

(2013)(2005)

Asparagine

linkedwith

Successful

diseasesynthetase

expressionisl-asparaginase

resistanceinnatural killer cell leukemia with severe hepatic

but

not

TEL-AML1–

positive pediatric acute lymphoblastic leukemia.

for

with

l-asparaginase

TEL-AML1–negative

monotherapy

controlaggressive

failure. Leukemia & Lymphoma 54, 662-664
36) Shiba, N., Kanazawa, T., Park, M. J., Okuno, H.,

Blood 105, 4223-4225

Tamura, K., Tsukada, S., Hayashi, Y., and- 12 -

Arakawa, H. (2010) NOTCH1 mutation in a

Biological Chemistry 264, 15494-15500

female with myeloid/NK cell precursor acute43) Kiriyama, Y., Kubota, M., Takimoto, T., Kitoh, T.,leukemia. Pediatr Blood Cancer 55, 1406-1409

Tanizawa, A., Akiyama, Y., and Mikawa, H.

37) Morimoto, M., Kondoh, K., Keino, D., Ohyama, R.,(1989) Biochemical characterization of U937 cells

Ban, S., Kinoshita, A., and Kitoh, T. (2010) A childresistanttoL-asparaginase:

the

role

of

with myeloid/natural killer cell precursor acuteasparagine synthetase. Leukemia 3, 294-297

leukemia treated successfully with acute myeloid44) Dufour, E., Gay, F., Aguera, K., Scoazec, J. Y.,

leukemia-oriented chemotherapy incorporating

Horand, F., Lorenzi, P. L., and Godfrin, Y. (2012)

L-asparaginase. Leuk Res 34, 1677-1679

Pancreatic38) Matsumoto, Y., Nomura, K., Kanda-Akano, Y.,tumor

sensitivity

toplasmaL-asparagine starvation. Pancreas 41, 940-948

Fujita, Y., Nakao, M., Ueda, K., Horiike, S.,45) Yu, Q., Wang, X., Wang, L., Zheng, J., Wang, J.,

Yokota, S., Kusuzaki, K., Kitoh, T., Watanabe, A.,

and Wang, B. (2016) Knockdown of asparagine

and Taniwaki, M. (2003) Successful treatment

synthetase (ASNS) suppresses cell proliferation

withrecurrent

and inhibits tumor growth in gastric cancer cells.

natural killer/T cell lymphoma. Leuk Lymphoma

Erwinia

L-asparaginase

for

Scandinavian journal of gastroenterology 51,

44, 879-882

1220-1226

39) Hyakuna, N., Toguchi, S., Higa, T., Okudaira, T.,46) Xu, Y., Lv, F., Zhu, X., Wu, Y., and Shen, X. (2016)

Taira, N., Masuda, M., Kitoh, T., and Ohta, T.

Loss of asparagine synthetase suppresses the(2004) Childhood blastic NK cell leukemia

growth of human lung cancer cells by arresting

successfully treated with L-asparagenase andcell cycle at G0/G1 phase. Cancer Gene Therapy

allogeneic bone marrow transplantation. Pediatr

23, 287

Blood Cancer 42, 631-634

47) Toda, K., Kawada, K., Iwamoto, M., Inamoto, S.,40) Lorenzi, P. L., Reinhold, W. C., Rudelius, M.,

Sasazuki, T., Shirasawa, S., Hasegawa, S., andGunsior, M., Shankavaram, U., Bussey, K. J.,

Sakai, Y. (2016) Metabolic Alterations Caused byScherf, U., Eichler, G. S., Martin, S. E., Chin, K.,

KRAS Mutations in Colorectal Cancer Contribute

Gray, J. W., Kohn, E. C., Horak, I. D., Von Hoff, D.

to Cell Adaptation to Glutamine Depletion by

D., Raffeld, M., Goldsmith, P. K., Caplen, N. J.,

Upregulation

andNeoplasia 18, 654-665

Weinstein,J.

N.

(2006)

Asparagine

ofAsparagine

Synthetase.

synthetase as a causal, predictive biomarker for48) Knott, S. R. V., Wagenblast, E., Khan, S., Kim, S.

l-asparaginase activity in ovarian cancer cells.

Y., Soto, M., Wagner, M., Turgeon, M.-O., Fish, L.,

Molecular Cancer Therapeutics 5, 2613-2623

Erard, N., Gable, A. L., Maceli, A. R., Dickopf, S.,41) Lorenzi, P. L., Llamas, J., Gunsior, M., Ozbun, L.,

Papachristou, E. K., D’Santos, C. S., Carey, L. A.,

Reinhold, W. C., Varma, S., Ji, H., Kim, H.,

Wilkinson, J. E., Harrell, J. C., Perou, C. M.,

Hutchinson, A. A., Kohn, E. C., Goldsmith, P. K.,

Goodarzi, H., Poulogiannis, G., and Hannon, G. J.

Birrer, M. J., and Weinstein, J. N. (2008)(2018)

Asparagine synthetase is a predictive biomarker

metastasis in a model of breast cancer. Natureof l-asparaginase activity in ovarian cancer cell554, 378

lines.

Molecular

Cancer

Therapeutics

7,

bioavailability

governs49) Panosyan, E. H., Lin, H. J., Koster, J., and Lasky,3123-3128

J. L., 3rd. (2017) In search of druggable targets

42) Chakrabarti, R., Wylie, D. E., and Schuster, S. M.

for GBM amino acid metabolism. BMC Cancer 17,(1989) Transfer of monoclonal antibodies into
mammalian cells by electroporation. Journal of

Asparagine

16250) Zamarbide, M., Martinez-Pinilla, E., Ricobaraza,- 13 -

A., Aragon, T., Franco, R., and Perez-Mediavilla,

Hamakubo,

T.

(2012)

Evaluation

of

the

A. (2013) Phenyl acyl acids attenuate theasparagine synthetase level in leukemia cells by

unfolded protein response in tunicamycin-treatedmonoclonal antibodies. Hybridoma (Larchmt) 31,

neuroblastoma cells. PLoS One 8, e71082

325-332

51) Lin, C. Y., Sheu, M. J., Li, C. F., Lee, S. W., Lin, L.

59) Kitoh, T., Gao Siqiang, K. S., Kato, H., Miyata, K.,

C., Wang, Y. F., and Chen, S. H. (2014) Deficiency

Shimomura, Y., Hori, T., Sakaguchi, K., Horikoshi,

in asparagine synthetase expression in rectalY., Ohki, K., Koh, K., and Hamakubo, T. (2014)cancers receiving concurrent chemoradiotherapy:

Flownegative prognostic impact and therapeutic

Synthetase Protein in Leukemia Cells; Indication

relevance. Tumour Biol 35, 6823-6830

for52) Daniele, C., Saverio, T., Ovidio, B., Laurent, R. C.,

Cytometric

Detection

L-Asparaginase

Therapy.

ofAsparagine
Blood

124,

2233-2233

Maria, V. P., Rita, D., Giovanna, V., and Claudia,60) 鬼頭敏幸, 豊國伸哉, 関戸好孝, 山口悦郎, 浜窪隆

S. (2012) Expanding Targets for a Metabolic雄, and Schuster, S. M. (2016) 悪性中皮腫腫瘍内Therapy of Cancer: L-Asparaginase. Recent

タンパク発現による抗がん剤感受性予測について.

Patents on Anti-Cancer Drug Discovery 7, 4-13

第 62 回日本薬学会東海支部大会, 名古屋市

53) Krall, A. S., Xu, S., Graeber, T. G., Braas, D., and61) McCambridge, A. J., Napolitano, A., Mansfield, A.

Christofk, H. R. (2016) Asparagine promotes

S., Fennell, D. A., Sekido, Y., Nowak, A. K.,

cancer cell proliferation through use as an amino

Reungwetwattana, T., Mao, W., Pass, H. I.,acid exchange factor. Nat Commun 7, 11457

Carbone, M., Yang, H., and Peikert, T. (2018)54) Gong, S. S., Guerrini, L., and Basilico, C. (1991)

Progress in the Management of Malignant

Regulationofasparagine

synthetase

gene

Pleural Mesothelioma in 2017. J Thorac Oncol 13,

expression by amino acid starvation. Molecularand cellular biology 11, 6059-6066

606-62362) 桑原雅史, 西尾和茂, and 鬼頭敏幸. (2018) L-アス

55) Hutson, R. G., and Kilberg, M. S. (1994) Cloning

パ ラ ギ ナ ー ゼ 感 受 性 悪 性 中 皮 腫 の Asparagineof rat asparagine synthetase and specificity of thesynthetase 発現を用いた探索. 第 64 回日本薬学会

amino acid-dependent control of its mRNA
content. Biochemical Journal 304, 745-750

東海支部大会, 名古屋市
63) Lomelino, C. L., Andring, J. T., McKenna, R., and56) Godfrin, Y., Horand, F., Franco, R., Dufour, E.,

Kilberg, M. S. (2017) Asparagine synthetase:

Kosenko, E., Bax, B. E., Banz, A., Skorokhod, O.

Function, structure, and role in disease. J Biol

A., Lanao, J. M., Vitvitsky, V., Sinauridze, E.,
Bourgeaux,

V.,

and

Gunter,K.

C.

Chem 292, 19952-19958(2012)

64) Sullivan, L. B., Luengo, A., Danai, L. V., Bush, L.

International seminar on the red blood cells asN., Diehl, F. F., Hosios, A. M., Lau, A. N., Elmiligy,

vehicles for drugs. Expert Opinion on BiologicalS., Malstrom, S., Lewis, C. A., and Vander Heiden,

Therapy 12, 127-133

M. G. (2018) Aspartate is an endogenous57) Furusawa, A., Miyamoto, M., Takano, M., Tsuda,

metabolic limitation for tumour growth. Nature

H., Song, Y. S., Aoki, D., Miyasaka, N., Inazawa,
J.,

and

Inoue,

J.

(2018)

OvarianCell Biology

cancertherapeutic potential of glutamine depletion
based on GS expression. Carcinogenesis 39,
758-76658) Kusano-Arai, O., Iwanari, H., Mochizuki, Y.,
Nakata,H.,

Kodama,T.,

Kitoh,

T.,and- 14 -