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特異的なPKC-α阻害剤であるキレリスリンは、コストゥノリド誘導性紅斑を抑制する
The specific PKC-α inhibitor chelerythrine blunts costunolide-induced eryptosis.
PMID: 32638182 DOI: 10.1007/s10495-020-01620-6.
抄録
天然のセスキテルペン系ラクトンであるコストノリドは、神経保護作用やアポトーシスや紅斑の誘導など複数の薬理作用を有しています。しかし、コストノリドがヒト赤血球の生存因子や酵素（グルタチオン、グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼ（G6PDH）など）に及ぼす影響については、これまで研究されていませんでした。私たちの目的は、コストゥンライドによって誘発される紅斑のメカニズムを明らかにし、この過程を逆転させることである。ホスファチジルセリンの曝露量は、Annexin-V結合から、細胞体積はフローサイトメトリーのフォワードスキャッターから、細胞内グルタチオン[GSH]は高速液体クロマトグラフィーから推定した。細胞内グルタチオンの酸化状態と酵素活性は分光光度法で測定した。赤血球をコストノリドで処理すると、用量依存的にアネキシンV結合細胞の割合が増加し、細胞体積が減少し、[GSH]が枯渇し、G6PDH活性が完全に阻害された。アネキシン-V 結合および細胞容積に対するコストノリドの効果は、赤血球を特異的な PKC-α阻害剤であるセレリスリンで前処理することで有意に逆転した。しかし、後者はコストノリドによるGSH枯渇には影響を及ぼさなかった。コスツノリドは紅斑を誘発し、[GSH]を枯渇させ、G6PDH活性を不活性化します。さらに、キレリスリンがコストツノリド誘導性紅斑に対して阻害作用を示すことから、コストツノリドとPKC-αとの関係が示唆された。また、キレリスリンはGSH枯渇とは無関係に作用することが明らかになりました。GSH枯渇に伴うG6PDH阻害のメカニズムを解明することは、抗マラリア治療法の開発や、がん細胞の化学療法や放射線療法に対する感作性を高めるための酸化ストレスを増大させるための合成致死量ベースのアプローチに有用であると考えられます。
Costunolide, a natural sesquiterpene lactone, has multiple pharmacological activities such as neuroprotection or induction of apoptosis and eryptosis. However, the effects of costunolide on pro-survival factors and enzymes in human erythrocytes, e.g. glutathione and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) respectively, have not been studied yet. Our aim was to determine the mechanisms underlying costunolide-induced eryptosis and to reverse this process. Phosphatidylserine exposure was estimated from annexin-V-binding, cell volume from forward scatter in flow cytometry, and intracellular glutathione [GSH] from high performance liquid chromatography. The oxidized status of intracellular glutathione and enzyme activities were measured by spectrophotometry. Treatment of erythrocytes with costunolide dose-dependently enhanced the percentage of annexin-V-binding cells, decreased the cell volume, depleted [GSH] and completely inhibited G6PDH activity. The effects of costunolide on annexin-V-binding and cell volume were significantly reversed by pre-treatment of erythrocytes with the specific PKC-α inhibitor chelerythrine. The latter, however, had no effect on costunolide-induced GSH depletion. Costunolide induces eryptosis, depletes [GSH] and inactivates G6PDH activity. Furthermore, our study reveals an inhibitory effect of chelerythrine on costunolide-induced eryptosis, indicating a relationship between costunolide and PKC-α. In addition, chelerythrine acts independently of the GSH depletion. Understanding the mechanisms of G6PDH inhibition accompanied by GSH depletion should be useful for development of anti-malarial therapeutic strategies or for synthetic lethality-based approaches to escalate oxidative stress in cancer cells for their sensitization to chemotherapy and radiotherapy.