GINS2はMAPK/ERK経路を介して膵臓癌細胞の細胞生存率、細胞アポトーシス、細胞周期進行に影響を与える

GINS2 affects cell viability, cell apoptosis, and cell cycle progression of pancreatic cancer cells via MAPK/ERK pathway.

• Miao Zhang
• Saifei He
• Xing Ma
• Ying Ye
• Guoyu Wang
• Juhua Zhuang
• Yanan Song
• Wei Xia

抄録

GINS複合体のメンバーであるGINS複合体サブユニット2（GINS2）は、DNA複製に関与している。GINS2は、白血病、乳がん、子宮頸がんなどの様々な攻撃性腫瘍で高発現している。しかし、膵臓がんにおけるGINS2の役割はいまだに解明されていない。本研究では、PANC-1細胞株とBxPC-3細胞株を選択し、in vitro実験を行った。さらに、ヌードマウスを用いて、GINS2干渉が細胞生存率、細胞アポトーシス、細胞周期、腫瘍増殖に及ぼす影響を解析した。 我々は、小干渉RNA（siRNA）を用いてGINS2の発現をノックダウンした膵臓癌細胞株を利用し、ウェスタンブロット分析を用いてGINS2の発現を評価した。膵臓がん細胞株におけるGINS2のin vitroでの機能を調べるために、MTTアッセイとフローサイトメトリーを用いた。さらに、ウエスタンブロット解析を用いてMAPK/ERK経路を同定することにより、GINS2干渉の潜在的なメカニズムを調べた。最後に、GINS2をノックダウンしたPANC-1細胞をヌードマウスに皮下注射し、GINS2の腫瘍増殖への影響を評価した。 その結果、GINS2干渉は細胞生存率を阻害し、G1期の細胞周期停止を誘導し、膵臓癌細胞株のアポトーシスを促進することが明らかになった。ウェスタンブロット法により、GINS2干渉はBaxの発現量を増加させ、Bcl-2の発現量は著しく減少することが示された。また、CDK4、CDK6およびCyclin D1の発現量は、GINS2 siRNAで処理すると有意に減少した。さらに、GINS2干渉は、MAPK/ERK経路に属するMEK、p-MEK、ERK、およびp-ERKの発現レベルを劇的に減少させた。確立された癌の異種移植モデルの結果から、ネガティブコントロール（NC）を発現する細胞を移植したヌードマウスでは腫瘍が大きく重くなり、GINS2 siRNAを発現する細胞を移植したマウスでは腫瘍の体積と重さが著しく減少したことが明らかになった。 GINS2干渉は、MAPK/ERK経路を介して膵臓癌細胞株の細胞生存率を抑制し、細胞周期停止を誘導し、細胞のアポトーシスを促進することが明らかになり、今回の知見は膵臓癌の治療に有用であると考えられる。

GINS complex subunit 2 (GINS2), a member of the GINS complex, is involved in DNA replication. GINS2 is upregulated in a variety of aggressive tumors, such as leukemia, breast cancer, and cervical cancer. However, the role of GINS2 in pancreatic cancer has still remained elusive. In this study, PANC-1 and BxPC-3 cell lines were chosen to perform experiments in vitro. Additionally, the effects of GINS2 interference on the cell viability, cell apoptosis, cell cycle, and tumor growth in nude mice were analyzed. We utilized pancreatic cancer cell lines that knocked down GINS2 expression using small interference RNA (siRNA) and evaluated GINS2 expression using Western blot analysis. To explore the function of GINS2 in pancreatic cancer cell lines in vitro, MTT assay and flow cytometry were used. Additionally, we investigated the potential mechanism of GINS2 interference by identifying the MAPK/ERK pathway using Western blotting. Finally, PANC-1 cells with GINS2 knockdown were subcutaneously injected into nude mice to evaluate the effects of GINS2 on tumor growth . It was unveiled that GINS2 interference inhibited cell viability, induced cell cycle arrest at G1 phase, and enhanced apoptosis of pancreatic cancer cell lines. Western blot assay indicated that GINS2 interference increased the expression level of Bax, while the expression level of Bcl-2 was remarkably decreased. In addition, the expression levels of CDK4, CDK6, and Cyclin D1 were significantly reduced after treatment with GINS2 siRNA. Furthermore, GINS2 interference drastically attenuated the expression levels of MEK, p-MEK, ERK, and p-ERK, belonging to the MAPK/ERK pathway. The results of an established cancer xenograft model revealed that nude mice transplanted with cells expressing negative control (NC) exhibited larger and heavier tumors, while volume and weight of tumor were remarkably reduced in ones transplanted with cells expressing GINS2 siRNA. GINS2 interference inhibited cell viability, induced cell cycle arrest, and promoted cell apoptosis of pancreatic cancer cell lines via the MAPK/ERK pathway, and our findings may be valuable for treating pancreatic cancer.

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