私たちの細胞は、食事から得た栄養素を利用してエネルギーを作り、日々活動しています。
しかし、その同じ生命維持の仕組みが、なぜ一部の細胞では異常な増殖を支えることになるのでしょうか。
近年のがん研究では、遺伝子の異常だけではなく、細胞がエネルギーをどのように利用するのかという「代謝」の視点から、がんを理解しようとする研究も進められています。
その研究者の一人として知られているのが、トーマス・N・セイフリード博士です。
トーマス・N・セイフリード博士とは？
トーマス・N・セイフリード博士（Thomas N. Seyfried）は、アメリカの生物学者で、がんをはじめとする慢性疾患を代謝の視点から研究している研究者です。
1976年、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校で遺伝学・生化学の博士号を取得。
その後、イェール大学医学部で神経化学分野のポストドクトラルトレーニングを経験し、現在はボストンカレッジの教授として研究活動を行っています。
研究対象は、がん、てんかん、神経変性疾患などの慢性疾患における代謝メカニズムや、カロリー制限・栄養・代謝を利用したアプローチです。
2012年には著書『Cancer as a Metabolic Disease: On the Origin, Management, and Prevention of Cancer』を出版し、「がんを代謝の異常として理解する」という考え方を広く紹介しました。
がんを「代謝」の視点から見る考え方
現在のがん研究では、遺伝子変異が発生や進行に重要な役割を持つという考え方が広く研究されています。
これは「体細胞突然変異説（Somatic Mutation Theory：SMT）」と呼ばれる考え方です。
一方、セイフリード博士は、がんを細胞のエネルギー代謝の異常という視点から理解する「代謝説（Metabolic Theory of Cancer）」を提唱しています。
博士は、細胞内のエネルギー産生を担うミトコンドリアの機能異常が、がんの発生や進行に関わる重要な要素の一つであるという考えを示しています。
がん細胞のエネルギー利用の特徴
通常の細胞では、ミトコンドリアを利用した「酸化的リン酸化」によって効率的にエネルギー（ATP）を作ります。
一方、多くのがん細胞では、酸素が存在する環境でも解糖系を活発に利用し、グルコースから乳酸を作り出す傾向があります。
この現象は「ワールブルク効果」と呼ばれ、がん代謝研究における重要な発見の一つです。
セイフリード博士は、このような代謝の変化に注目し、がん細胞が利用するエネルギー経路を理解することが、がん研究において重要であると考えています。
がん細胞とグルコース（ブドウ糖）
グルコースは、細胞がエネルギーを作るために利用する重要な栄養素です。
多くのがん細胞では、細胞膜に存在するグルコース輸送体（GLUT-1、GLUT-3など）の発現が増加し、細胞内へ多くのグルコースを取り込むことがあります。
取り込まれたグルコースは解糖系で利用され、ATPの産生や、細胞増殖に必要な代謝物の供給に関わります。
この性質は、PET検査でブドウ糖に似た物質を利用して腫瘍の活動を確認する仕組みにも利用されています。
がん細胞とグルタミン
グルタミンは、体内で利用されるアミノ酸の一種です。
近年の研究では、一部のがん細胞がグルタミンを重要な栄養源として利用していることが分かっていて、グルタミンは、グルタミナーゼなどの酵素によって代謝され、α-ケトグルタル酸へ変換されます。
その後、TCA回路（クエン酸回路）などを通じてエネルギー産生に利用されます。
また、グルタミンは単なるエネルギー源ではありません。
核酸やアミノ酸など、細胞が増殖するために必要な材料を作るための炭素源・窒素源としても重要な役割を持っています。
つまりグルタミンは、がん細胞にとって「燃料」であると同時に「増殖するための材料」でもあります。
グルコースとグルタミンを同時に見る考え方
セイフリード博士は、がん細胞の代謝を考える上で、グルコースとグルタミンの両方に注目しています。
研究では、培養したがん細胞において、これらの栄養素の利用を制限することで、増殖低下や細胞死が観察される場合があります。
グルコースだけを制限した場合、がん細胞が別の代謝経路を利用して適応する可能性があります。
また、グルタミンだけを制限した場合も、別の経路によって生存できる可能性があります。
そのため、グルコースとグルタミンの代謝を同時に標的にすることで、がん細胞の増殖を抑える可能性が研究されています。
ただし、がん細胞の代謝特性はがんの種類によって異なるため、この考え方がすべてのがんに同じように当てはまるわけではありません。
Press-Pulse（プレス・パルス）戦略
セイフリード博士は、代謝の特徴を利用する研究アプローチとして「Press-Pulse療法」という概念を提唱しています。
• Press（持続的な圧力）
がん細胞に「慢性ストレス」をかけ、エネルギー源（グルコースなど）を徐々に枯渇させる。
• Pulse（一時的な刺激）
Pressで弱ったがん細胞に「急性ストレス」を間欠的に加え、細胞死（アポトーシス）を誘導する。
この「慢性＋急性」の二重ストレスを同時に与えることで、がん細胞の増殖を抑制・壊滅させるという研究アプローチの一つです。
現在の研究状況と注意点
がんの代謝研究は、現在も世界中で進められている分野です。
一方で、ケトジェニック食や代謝を標的とした治療法が、すべてのがん患者に有効な治療として確立されているわけではありません。
現在のがん治療では、手術、薬物療法、放射線療法、分子標的治療、免疫療法などが中心となっていますが、代謝を利用したアプローチは、これらを補完する可能性を持つ研究領域の一つとして注目されています。
セイフリード博士の研究は、がんを「遺伝子の異常」だけではなく、「細胞がどのようにエネルギーを利用しているのか」という視点から理解する、新たな角度を提示していると言えるでしょう。
