ジスルフィラムを用いた薬剤リポジショニングによるNPL4の標的化と明確細胞型腎細胞癌の治療への応用

Targeting NPL4 via drug repositioning using disulfiram for the treatment of clear cell renal cell carcinoma.

• Hirofumi Yoshino
• Yasutoshi Yamada
• Hideki Enokida
• Yoichi Osako
• Masafumi Tsuruda
• Kazuki Kuroshima
• Takashi Sakaguchi
• Satoshi Sugita
• Shuichi Tatarano
• Masayuki Nakagawa

抄録

アルコール乱用薬ジスルフィラムは、ユビキチンプロテアソームタンパク質核内局在タンパク質4（NPL4）を阻害することにより、様々ながん種に対して抗腫瘍効果を示します。しかし、透明細胞腎細胞がん（ccRCC）におけるNPL4とジスルフィラムの抗腫瘍効果は明らかにされていない。ここでは、ジスルフィラムとRNA干渉を用いてユビキチン-プロテアソーム経路を標的とした治療の可能性を評価し、ccRCCにおけるジスルフィラムの作用機序を検討した。The Cancer Genome Atlasのデータによると、ccRCCの臨床検体では、正常腎検体に比べてNPL4 mRNAの発現が有意に上昇しており、NPL4発現が高い患者はNPL4発現が低い患者に比べて全生存期間が不良であった。ジスルフィラムとNPL4 siRNAはin vitroでccRCC細胞の増殖を抑制し、ジスルフィラムは異種移植モデルでccRCC腫瘍の増殖を抑制した。ジスルフィラムとスニチニブとの併用療法では、in vitroおよびin vivoで相乗的な抗増殖効果が認められた。ジスルフィラムとスニチニブを併用したマウスのRCC細胞では、セリン生合成とアルドース還元酵素に関連するいくつかの遺伝子が、ジスルフィラムとスニチニブを併用した細胞では発現が低下し、ジスルフィラムとスニチニブを併用した細胞ではさらに発現が低下していた。これらの知見は、ジスルフィラムのメカニズムを明らかにし、RCC治療の新規治療戦略を示唆するものであった。

The alcohol-abuse drug disulfiram has antitumor effects against diverse cancer types via inhibition of the ubiquitin-proteasome protein nuclear protein localization protein 4 (NPL4). However, the antitumor effects of NPL4 and disulfiram in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) are unclear. Here, we evaluated the therapeutic potential of targeting the ubiquitin-proteasome pathway using disulfiram and RNA interference and investigated the mechanisms underlying disulfiram in ccRCC. According to data from The Cancer Genome Atlas, NPL4 mRNA expression was significantly upregulated in clinical ccRCC samples compared with that in normal kidney samples, and patients with high NPL4 expression had poor overall survival compared with patients with low NPL4 expression. Disulfiram and NPL4 siRNA inhibited ccRCC cell proliferation in vitro, and disulfiram inhibited ccRCC tumor growth in a xenograft model. Synergistic antiproliferative effects were observed for combination treatment with disulfiram and sunitinib in vitro and in vivo. In RCC cells from mice treated with disulfiram and/or sunitinib, several genes associated with serine biosynthesis and aldose reductase were downregulated in cells treated with disulfiram or sunitinib alone and further downregulated in cells treated with both disulfiram and sunitinib. These findings provided insights into the mechanisms of disulfiram and suggested novel therapeutic strategies for RCC treatment.