放射線は非小細胞肺癌細胞においてオートファジーのヒストンH4リジン20トリメチル化を誘導する

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Anticancer Res..2020 May;40(5):2537-2548. 40/5/2537. doi: 10.21873/anticanres.14224.

放射線は非小細胞肺癌細胞においてオートファジーのヒストンH4リジン20トリメチル化を誘導する

Radiation Induces Autophagy Histone H4 Lysine 20 Trimethylation in Non-small Cell Lung Cancer Cells.

Tae-Gul Lee
Seo Yun Kim
Hye-Ryoun Kim
Hyunggee Kim
Cheol Hyeon Kim

PMID: 32366398 DOI: 10.21873/anticanres.14224.

抄録

背景・目的:

放射線治療誘発オートファジーは放射線感受性と放射線治療効果に影響を与える。また、ヒストン修飾は放射線治療中にも起こる。本研究では、非小細胞肺癌（NSCLC）細胞におけるヒストン修飾およびオートファジーに対する放射線治療の影響を評価した。

BACKGROUND/AIM: Radiotherapy-induced autophagy affects radiation-sensitivity and radiotherapy efficacy. Histone modifications also occur during radiotherapy. This study assessed radiotherapy effects on histone modification and autophagy in non-small cell lung cancer (NSCLC) cells.

材料および方法:

NSCLC細胞をγ線照射した。オートファジーは、ウエスタンブロッティングとアクリジンオレンジ染色を用いて検出した。細胞増殖に対する放射線の影響は、クローニングアッセイにより評価した。ヒストン修飾はウエスタンブロット法で評価した。ヒストン修飾標的遺伝子を同定するために、次世代シークエンシング（NGS）を実施した。

MATERIALS AND METHODS: NSCLC cells were subjected to γ-irradiation. Autophagy was detected using western blotting and acridine orange staining. Radiation effect on cell growth was evaluated by clonogenic assay. Histone modifications were assessed by western blotting. Next generation sequencings (NGSs) were conducted to identify histone modification target genes.

結果:

ラジオプロテクティブオートファジーとヒストンH4リジン20トリメチル化（H4K20me3）は照射後にアップレギュレーションされた。NGSにより、H4K20me3標的遺伝子候補GABARAPL1を含む、照射により発現が異なる遺伝子を同定した。さらに、GABARAPL1が放射線誘発オートファジーに必須であることを明らかにした。

RESULTS: Radio-protective autophagy and histone H4 lysine 20 trimethylation (H4K20me3) were up-regulated after irradiation. By NGSs, genes that are differentially expressed upon irradiation were identified, including the candidate H4K20me3 target gene GABARAPL1. Furthermore, we showed that GABARAPL1 is essential for the radiation-induced autophagy.

結論:

本研究では、放射線防御オートファジーにおける放射線誘発性H4K20me3-GABARAPL1の制御軸を明らかにした。この軸を制御することは、NSCLCにおける放射線治療の有効性を高めるための新たな戦略となる可能性がある。

CONCLUSION: Our findings revealed the regulatory axis of radiation-induced H4K20me3-GABARAPL1 in radio-protective autophagy. Modulation of this axis may be a new strategy to enhance radiotherapy efficacy in NSCLC.