miR-146aは肺がん細胞における5-リポキシゲナーゼ活性化タンパク質（FLAP）の発現とロイコトリエンB4産生を抑制することが明らかになった

miR-146a suppresses 5-lipoxygenase activating protein (FLAP) expression and Leukotriene B4 production in lung cancer cells.

• Joseph R Iacona
• Nicholas J Monteleone
• Carol S Lutz

抄録

アラキドン酸（AA）は、それぞれシクロオキシゲナーゼ（COX-1およびCOX-2）または5-リポキシゲナーゼ（5-LO）の酵素作用により、プロスタグランジン（PG）またはロイコトリエン（LT）に変換されます。PGやLTは脂質シグナル伝達分子であり、複数の癌を含む様々な疾患に関与している。5-LOとその活性化タンパク質（FLAP）は、LT生成の最初の2つの変換ステップで一緒に働く。これまでの研究では、がんの発生および進行におけるLTの役割が示唆されている。マイクロRNA（miRNA）は、遺伝子発現を転写後にネガティブに制御する小さなRNA分子であり、これまでにもがんに関与することが示されている。ここでは、肺腺がん患者の全生存率の低下にはFLAPの高発現が関係しており、正常肺細胞に比べて肺がん細胞ではFLAPタンパク質が過剰発現していることを示しています。我々の研究室では、miR-146aが肺癌細胞のCOX-2を制御していることを以前に示しており、このmiR-146aもFLAPを標的とすることが予測されている。miR-146aをトランスフェクションすると、肺がん細胞の内因性FLAP発現が抑制され、レポーターアッセイにより、この調節はFLAP 3'非翻訳領域（UTR）とmiR-146aの間の直接的な相互作用によって起こることが示された。miR-146aの修復はまた、がん細胞のLeukotriene B4（LTB）産生の減少にもつながる。さらに、メチル化解析の結果、肺がん細胞株ではmiR-146aプロモーターがハイパーメチル化していることが明らかになった。以上のことから、miR-146aは、COX-2とFLAP 3'UTRを直接標的としたPGとLTの両方の産生を調節することで、肺癌細胞におけるAA代謝の内因性デュアルインヒビターであることが示唆された。

Arachidonic acid (AA) can be converted into prostaglandins (PGs) or leukotrienes (LTs) by the enzymatic actions of cyclooxygenases (COX-1 and COX-2) or 5-lipoxygenase (5-LO), respectively. PGs and LTs are lipid signaling molecules that have been implicated in various diseases, including multiple cancers. 5-LO and its activating protein (FLAP) work together in the first two conversion steps of LT production. Previous work has suggested a role for LTs in cancer development and progression. MicroRNAs (miRNAs) are small RNA molecules that negatively regulate gene expression post-transcriptionally, and have previously been shown to be involved in cancer. Here, we show that high FLAP expression is associated with lower overall survival in lung adenocarcinoma patients, and FLAP protein is overexpressed in lung cancer cells compared to normal lung cells. Our lab has previously shown that miR-146a regulates COX-2 in lung cancer cells, and this miRNA is also predicted to target FLAP. Transient and stable transfections of miR-146a repress endogenous FLAP expression in lung cancer cells, and reporter assays show this regulation occurs through a direct interaction between the FLAP 3' untranslated region (UTR) and miR-146a. Restoration of miR-146a also results in decreased cancer cell Leukotriene B4 (LTB) production. Additionally, methylation analysis indicates the miR-146a promoter is hypermethylated in lung cancer cell lines. Taken together, this study and previous work from our lab suggest miR-146a is an endogenous dual inhibitor of AA metabolism in lung cancer cells by regulating both PG and LT production through direct targeting of the COX-2 and FLAP 3' UTRs.