15-デオキシ-Δ-プロスタグランジンJは、IκBキナーゼNF-κBシグナルを標的としたHa-形質転換ヒト乳房上皮細胞のアポトーシスを誘導します

15-Deoxy-Δ-prostaglandin J Induces Apoptosis in Ha--transformed Human Breast Epithelial Cells by Targeting IκB kinase-NF-κB Signaling.

• Hye-Kyung Na
• Hongkyung Yang
• Young-Joon Surh

抄録

PPARγの内因性リガンドである15-デオキシ-Δ-プロスタグランジンJ（15d-PGJ）は、投与量や細胞の種類によって、がん細胞の増殖や生存に異なる効果を示す。本研究では、Ha-形質転換ヒト乳房上皮細胞(MCF10A-)のアポトーシスに対する15d-PGJの影響を調べた。MCF10A-細胞を15d-PGJ（10μM）で24時間処理したところ、特徴的な形態学的特徴、sub-G/G/G細胞集団の割合の増加、アネキシンV/ヨウ化プロピジウム染色の典型的なパターン、ミトコンドリア膜貫通電位（Δψ）の摂動、カスパーゼ-3とその基質であるPARPの切断などによって証明されるように、MCF10A-細胞はアポトーシスを経験した。カスパーゼ阻害剤であるZ-Val-Ala-Asp (OCH)-フルオロメチルケトンは、15d-PGJによって誘導された細胞毒性とカスパーゼ3のタンパク質分解的切断を減衰させた。15d-PGJにより誘導されたアポトーシスは、細胞内の活性酸素種の蓄積を促進したが、抗酸化物質であるアセチル-L-システイン(NAC)により抑制された。15d-PGJ は NF-κB の DNA 結合活性を阻害し，IκB キナーゼβ（IKKβ）の発現と触媒活性を阻害した．15d-PGJによるIKKβ及びphospho-p65の核内転座の阻害は、NAC処理によりブロックされた。9,10-ジヒドロPGJは、15d-PGJの非親電子性アナログであるが、活性酸素の産生、NF-κB DNA結合の阻害、アポトーシスの誘導には失敗した。また、15d-PGJによるIKKβの不活性化は、IKKβのシステイン179残基での共有結合によるチオール修飾に起因していた。これらの知見に基づいて、私たちは15d-PGJがIKKβの酸化的または共有結合修飾を介してIKKβ-NIH-κBシグナル伝達を不活性化し、それによってHa-形質転換ヒト乳房上皮細胞のアポトーシスを誘導することを提案します。

15-Deoxy-Δ-prostaglandin J (15d-PGJ), an endogenous ligand for PPARγ, has differential effects on cancer cell proliferation and survival depending on the dose and the type of cells. In the present study, we have investigated the effects of 15d-PGJ on apoptosis of the Ha- transformed human breast epithelial (MCF10A-) cells. When MCF10A- cells were treated with 15d-PGJ (10 μM) for 24 hours, they underwent apoptosis as evidenced by characteristic morphological features, an increased proportion of sub-G/G cell population, a typical pattern of annexin V/propidium iodide staining, perturbation of mitochondrial transmembrane potential (Δψ), and cleavage of caspase-3 and its substrate PARP. A pan-caspase inhibitor, Z-Val-Ala-Asp (OCH)-fluoromethyl ketone attenuated cytotoxicity and proteolytic cleavage of caspase-3 induced by 15d-PGJ. The 15d-PGJ-induced apoptosis was accompanied by enhanced intracellular accumulation of reactive oxygen species (ROS), which was abolished by the antioxidant -acetyl-L-cysteine (NAC). 15d-PGJ inhibited the DNA binding activity of NF-κB which was associated with inhibition of expression and catalytic activity of IκB kinase β (IKKβ). 15d-PGJ-mediated inhibition of IKKβ and nuclear translocation of phospho-p65 was blocked by NAC treatment. 9,10-Dihydro-PGJ, a non-electrophilic analogue of 15d-PGJ, failed to produce ROS, to inhibit NF-κB DNA binding, and to induce apoptosis, suggesting that the electrophilic α,β-unsaturated carbonyl group of 15d-PGJ is essential for its pro-apoptotic activity. 15d-PGJ-induced inactivation of IKKβ was also attributable to its covalent thiol modification at the cysteine 179 residue of IKKβ. Based on these findings, we propose that 15d-PGJ inactivates IKKβ-ΝF-κB signaling through oxidative or covalent modification of IKKβ, thereby inducing apoptosis in Ha- transformed human breast epithelial cells.

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