パクリタキセルはTAK1-JNK活性化経路を介してアポトーシスを誘導する

Paclitaxel induces apoptosis through the TAK1-JNK activation pathway.

• Yu-Wei Di
• Zhuo-Sheng Li
• Shu-Min Xiong
• Ge Huang
• Yan-Fei Luo
• Tie-Ying Hou
• Mao-Hua Zhou
• You-Wei Zheng

抄録

パクリタキセル（PTX）は、肺癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、白血病などの様々な組織由来の腫瘍の治療に使用されてきた。PTX によるアポトーシスは、p38 MAPK、ERK、NF-κB、JNK/SAPK 経路と関連しています。TAK1 と TAB1 は、P38, ERK, NF-κB, JNK のシグナル伝達経路を介して細胞のアポトーシスに重要な役割を果たしています。また、TAK1 が PTX と協調して癌治療に寄与するかどうかを調べるために、TAK1, TAB1 またはコントロールプラスミドを導入した細胞を PTX (3-10 µM)で 9-24 時間処理した。内因性TAK1とTAB1、カスパーゼ7切断、PARP切断、Bcl-xLレベル、phospho-P44/42、phospho-JNK、phospho-P38をウエスタンブロットで検出した。PTX は、HEK293 細胞および 8305C 細胞において、内因性 TAK1/TAB1 レベルを増加させ、用量および時間依存的に細胞のアポトーシスを誘導することを示した。また、PTX を用いて TAK1 を過剰発現させた HEK293 細胞では、熱ショックを受けた細胞、受けていない細胞とは異なり、アポトーシス率、JNK のリン酸化、PARP の切断が増加していた。また、TAK1-K63AはJNKのリン酸化やPARP切断を誘導しなかった。PTXはTAK1-JNK活性化経路を介してHEK293および8305C細胞のアポトーシスを誘導し、TAK1の化学感受性における役割を強調している可能性があると結論づけた。

Paclitaxel (PTX) has previously been used to treat tumours of various tissue origins, such as lung, breast, ovarian, prostate cancer, and leukemia. PTX-induced apoptosis is associated with p38 MAPK, ERK, NF-κB and JNK/ SAPK pathway. TAK1 and TAB1 play an important role in cell apoptosis through the P38, ERK, NF-κB and JNK signal transduction pathways. To investigate the role of TAK1 in PTX-induced cell apoptosis, we treated HEK293 and 8305C cells with 0-20 µM PTX for 6, 12 or 24 h. To investigate whether TAK1 can cooperate with PTX for cancer treatment, we transfected cells with TAK1, TAB1 or control plasmid and treated with PTX (3-10 µM) for 9-24 h. Apoptosis rates were analysed by flow cytometry (annexin V+). Endogenous TAK1 and TAB1, caspase 7 cleavage, PARP cleavage, Bcl-xL level, phospho-P44/42, phospho-JNK, and phospho-P38 were detected by western blot. We show that in HEK293 and 8305C cells, PTX enhanced the endogenous TAK1/TAB1 level and induced cells apoptosis in a dose- and time-dependent manner. Upon TAK1 overexpression in HEK293 cells treated with PTX, apoptosis rate, JNK phosphorylation and PARP cleavage increased contrary to heat-shocked or untreated cells. CRISPR-editing of the tak1 gene upon PTX treatment resulted in lower phospho-JNK and PARP cleavage levels than in cells transfected with the control or the TAK1- or TAB1 + TAK1-containing plasmids. TAK1-K63A could not induce JNK phosphorylation or PARP cleavage. We conclude that PTX induces HEK293 and 8305C cell apoptosis through the TAK1-JNK activation pathway, potentially highlighting TAK1's role in chemosensitivity.

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