バニリンは悪性黒色腫細胞におけるSTAT3を介したHIF-1α mRNAの発現を阻害することで細胞の運動性を抑制する

Vanillin Suppresses Cell Motility by Inhibiting STAT3-Mediated HIF-1α mRNA Expression in Malignant Melanoma Cells.

• Eun-Ji Park
• Yoon-Mi Lee
• Taek-In Oh
• Byeong Mo Kim
• Beong-Ou Lim
• Ji-Hong Lim

抄録

最近の研究では、バニリンが抗がん作用、抗変異原性、抗転移活性を有することが示されているが、バニリンが転移やがんの進行を抑制する正確な分子機構は十分に解明されていない。本研究では、バニリンがヒト悪性黒色腫細胞 A2058 および A375 における低酸素誘導性因子-1α（HIF-1α）の阻害を介して、抗がん作 用および抗転移活性を有するかどうかを検討した。その結果、バニリンはHIF-1α蛋白質の蓄積を抑制し、がん転移に関連するHIF-1α標的遺伝子（フィブロネクチン1、リシルオキシダーゼ様2、ウロキナーゼプラスミノーゲンアクチベーター受容体など）の転写を抑制することが明らかになりました。また、バニリンはHIF-1αのmRNA発現とde novo HIF-1αタンパク質合成を有意に抑制することも明らかにした。バニリンのHIF-1α発現抑制機構を理解するために、クロマチン免疫沈降を行った。その結果、バニリンは、HIF-1-x3B1 のプロモーター占有を阻害するが、核内因子κB（NF-κB）は阻害しないことが明らかになった。さらに、低酸素刺激を受けたメラノーマ細胞の運動性は、バニリン処理によって減衰することをin vitro遊走試験で明らかにした。以上のことから、バニリンは STAT3-HIF-1α シグナル伝達経路を介して低酸素下での転移遺伝子発現および遊走活性を抑制する抗転移性薬剤である可能性があることが示された。

Recent studies have shown that vanillin has anti-cancer, anti-mutagenic, and anti-metastatic activity; however, the precise molecular mechanism whereby vanillin inhibits metastasis and cancer progression is not fully elucidated. In this study, we examined whether vanillin has anti-cancer and anti-metastatic activities via inhibition of hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) in A2058 and A375 human malignant melanoma cells. Immunoblotting and quantitative real time (RT)-PCR analysis revealed that vanillin down-regulates HIF-1α protein accumulation and the transcripts of HIF-1α target genes related to cancer metastasis including fibronectin 1 (), lysyl oxidase-like 2 (), and urokinase plasminogen activator receptor (). It was also found that vanillin significantly suppresses HIF-1α mRNA expression and de novo HIF-1α protein synthesis. To understand the suppressive mechanism of vanillin on HIF-1α expression, chromatin immunoprecipitation was performed. Consequently, it was found that vanillin causes inhibition of promoter occupancy by signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3), but not nuclear factor-κB (NF-κB), on . Furthermore, an in vitro migration assay revealed that the motility of melanoma cells stimulated by hypoxia was attenuated by vanillin treatment. In conclusion, we demonstrate that vanillin might be a potential anti-metastatic agent that suppresses metastatic gene expression and migration activity under hypoxia via the STAT3-HIF-1α signaling pathway.