エチル-p-メトキシシンナメートはNF-κBシグナル伝達経路を介してOct4の発現を促進し、多能性を強化することが示唆されました

Ethyl-p-methoxycinnamate enhances oct4 expression and reinforces pluripotency through the NF-κB signaling pathway.

• Huihan Ai
• Hongshuang Qin
• Jiawei Li
• Chunxue Niu
• Zhenbo Song
• Yongli Bao
• Luguo Sun
• Lihua Zheng
• Yuxin Li

抄録

多能性幹細胞は、再生医療や創薬の分野での治療応用が期待されていますが、in vitroで分化した幹細胞の大量生産や臨床応用は困難です。しかし、in vitroでの幹細胞の分化は、大量生産や臨床応用の妨げとなっています。幹細胞の多能性の維持には複雑な転写因子のネットワークが関与しており、その中でも八量体結合転写因子4（Oct4）が重要な役割を果たしています。本研究では、Oct4遺伝子プロモーター駆動型ホタルルシフェラーゼレポーターを構築し、細胞の自己再生と多能性を維持できる低分子化合物をスクリーニングすることを目的とした。その結果、エチル-p-メトキシシンナメート（EPMC）がOct4遺伝子のプロモーター活性を高め、mRNAとタンパク質の両方のレベルでOct4の発現を増加させ、P19細胞のコロニー形成を有意に促進することを示した。これらの結果は、EPMCがP19細胞の自己複製能力を強化する可能性を示唆している。また、多能性マーカーであるOct4、SRY関連高移動度グループボックスプロテイン-2、Nanogは、EPMCにより誘導されたコロニーにおいて高レベルで発現していた。EPMCは、生体内でのP19細胞の奇形腫形成と分化能を促進した。また、EPMCは、ヒト臍帯間葉系幹細胞やマウス胚性幹細胞の自己複製能や多能性を高めた。さらに、骨髄分化因子88依存性経路を介して核内因子κB（NF-κB）シグナル伝達経路を有意に活性化した。また、NF-κBシグナル伝達経路を遮断するとOct4の発現量が減少したことから、EPMCがNF-κBシグナル伝達経路を介してOct4の発現を部分的に促進していることが示唆されました。このことから、EPMCが幹細胞の自己再生と多能性を維持できることが示唆された。

Pluripotent stem cells are have therapeutic applications in regenerative medicine and drug discovery. However, the differentiation of stem cells in vitro hinders their large-scale production and clinical applications. The maintenance of cell pluripotency relies on a complex network of transcription factors; of these, octamer-binding transcription factor-4 (Oct4) plays a key role. This study aimed to construct an Oct4 gene promoter-driven firefly luciferase reporter and screen small-molecule compounds could maintain cell self-renewal and pluripotency. The results showed that ethyl-p-methoxycinnamate (EPMC) enhance the promoter activity of the Oct4 gene, increased the expression of Oct4 at both mRNA and protein levels, and significantly promoted the colony formation of P19 cells. These findings suggesting that EPMC could reinforce the self-renewal capacity of P19 cells. The pluripotency markers Oct4, SRY-related high-mobility-group-box protein-2, and Nanog were expressed at higher levels in EPMC-induced colonies. EPMC could promote teratoma formation and differentiation potential of P19 cells in vivo. It also enhanced self-renewal and pluripotency of human umbilical cord mesenchymal stem cells and mouse embryonic stem cells. Moreover, it significantly activated the nuclear factor kappa B (NF-κB) signaling pathway via the myeloid differentiation factor 88-dependent pathway. The expression level of Oct4 decreased after blocking the NF-κB signaling pathway, suggesting that EPMC promoted the expression of Oct4 partially through the NF-κB signaling pathway. This study indicated that EPMC could maintain self-renewal and pluripotency of stem cells.

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