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Generation of gaseous sulfur-containing compounds in tumour tissue and suppression of gas diffusion as an antitumour treatment.

腫瘍組織のガス状の含硫化合物の生成と抗腫瘍治療としてのガス拡散の抑制。

Published date

2011-08-11

Author

Kazue Yamagishi, Kazuo Onuma, Yota Chiba, Shinya Yagi, Shigenobu Aoki, Tomoyuki Sato, Yasushi Sugawara, Noriyasu Hosoya, Yasutake Saeki, Minoru Takahashi, Masayoshi Fuji, Takeo Ohsaka, Takeyoshi Okajima, Kenji Akita, Takashi Suzuki, Pisol Senawongse, Akio Urushiyama, Kiyoshi Kawai, Hirofumi Shoun, Yoshimasa Ishii, Hiroya Ishikawa, Shigeru Sugiyama, Madoka Nakajima, Masaru Tsuboi, Tateo Yamanaka

Affiliation

FAP Dental Institute, Tokyo, Japan. fzt02705@nifty.com

Abstract

BACKGROUND AND AIMS: The mechanisms of cancer cell growth and metastasis are still not entirely understood, especially from the viewpoint of chemical reactions in tumours. Glycolytic metabolism is markedly accelerated in cancer cells, causing the accumulation of glucose (a reducing sugar) and methionine (an amino acid), which can non-enzymatically react and form carcinogenic substances. There is speculation that this reaction produces gaseous sulfur-containing compounds in tumour tissue. The aims of this study were to clarify the products in tumour and to investigate their effect on tumour proliferation.

 

METHODS: Products formed in the reaction between glucose and methionine or its metabolites were analysed in vitro using gas chromatography. Flatus samples from patients with colon cancer and exhaled air samples from patients with lung cancer were analysed using near-edge x-ray fine adsorption structure spectroscopy and compared with those from healthy individuals. The tumour proliferation rates of mice into which HT29 human colon cancer cells had been implanted were compared with those of mice in which the cancer cells were surrounded by sodium hyaluronate gel to prevent diffusion of gaseous material into the healthy cells.

 

RESULTS: Gaseous sulfur-containing compounds such as methanethiol and hydrogen sulfide were produced when glucose was allowed to react with methionine or its metabolites homocysteine or cysteine. Near-edge x-ray fine adsorption structure spectroscopy showed that the concentrations of sulfur-containing compounds in the samples of flatus from patients with colon cancer and in the samples of exhaled air from patients with lung cancer were significantly higher than in those from healthy individuals. Animal experiments showed that preventing the diffusion of sulfur-containing compounds had a pronounced antitumour effect.

 

CONCLUSIONS: Gaseous sulfur-containing compounds are the main products in tumours and preventing the diffusion of these compounds reduces the tumour proliferation rate, which suggests the possibility of a new approach to cancer treatment.

 

背景と目的:特に腫瘍の化学反応の視点から、癌細胞の成長と転移の機序が、まだ完全に理解されるというわけではない。
解糖代謝は癌細胞で著しく加速される。
そして、ブドウ糖(還元糖)とメチオニン(アミノ酸)の蓄積を引き起こす。
そして、それは非酵素的に反応することができて、癌原物質を形成することができる。
この反応が腫瘍組織でガス状の含硫化合物を産生する推測が、ある。
本研究の目的は、腫瘍で製品を明らかにして、腫瘍増殖に対するそれらの効果を調査することであった。
方法製品はブドウ糖とメチオニンの間に反応で生じた、または、その代謝物はガスクロマトグラフィを使用して生体外で分析された。
大腸癌患者からの放屁検体と肺癌患者からの呼気検体は、端の近くのX線微細な吸着構造分光学を使用して分析されて、健常な個人からそれらと比較された。
HT29ヒト大腸癌細胞が移植されたマウスの腫瘍増殖率は、癌細胞が健康な細胞にガス状の材料の拡散を防止するためにヒアルロン酸ナトリウム・ゲルによって囲まれたマウスのそれらと比較された。
結果ブドウ糖がメチオニンまたはその代謝物ホモシステインまたはシステインと反応させておかれたとき、メタンチオールと硫化水素のようなガス状の含硫化合物は生じた。
端の近くのX線微細な吸着構造分光学は、大腸癌患者からの放屁のサンプルの、そして、肺癌患者からの呼気のサンプルの含硫化合物の濃度が健常な個人からのそれらでより有意に高いことを示した。
動物実験は、含硫化合物の拡散を防止することが顕著な抗腫瘍作用を持つことを示した。
結論:ガス状の含硫化合物は腫瘍の主要製品である、そして、これらの合成物の拡散を防止することは腫瘍増殖率を低下させる。
そして、それは癌治療への新しいアプローチの可能性を示唆する。


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