尿路粘膜癌によるシスプラチン抵抗性の獲得における MUC1-C 腫瘍タンパク質の役割

Role of the MUC1-C Oncoprotein in the Acquisition of Cisplatin Resistance by Urothelial Carcinoma.

• Keisuke Shigeta
• Masanori Hasegawa
• Eiji Kikuchi
• Yota Yasumizu
• Takeo Kosaka
• Ryuichi Mizuno
• Shuji Mikami
• Akira Miyajima
• Donald Kufe
• Mototsugu Oya

抄録

ムチン1 C末端サブユニット（MUC1-C）は、様々な癌における薬剤耐性獲得の鍵となる調節因子として紹介されているが、尿路上皮癌（UC）細胞におけるMUC1-Cの機能的役割は未だ不明である。本研究では、UC細胞におけるMUC1-Cオンコプロテインを介したシスプラチン（CDDP）耐性獲得の分子機構を解明することを目的とした。CDDPを用いた術前化学療法を受けたUC患者159例の腫瘍標本を用いて，MUC1-Cの発現を免疫組織化学的に調べた．その結果、中等度から高値のMUC1-C発現はUC患者の生存率低下と独立して関連していた。ヒト膀胱癌細胞株とCDDP耐性（CR）細胞株を用いて、MUC1-C、MDR1、PI3K-AKT-mTOR経路、x-シスチン/グルタミン酸トランスポーター（xCT）の発現量を比較し、化学抵抗性獲得に寄与する生物学的メカニズムを明らかにした。その結果、MUC1-CはCDDP耐性細胞株で強く発現し、PI3K-AKT-mTOR経路の活性化を介してMDR1が発現した。また、MUC1-CはxCTの発現を安定化させ、細胞内GSHレベルを増加させることで抗酸化防御を強化した。MUC1のダウンレギュレーションは、PI3K-AKT-mTOR経路の抑制とともにMDR1の抑制を示した。さらに、xCTの安定化を阻害し、細胞内GSHレベルを有意に低下させ、活性酸素の発生を増加させた。MUC1-C阻害剤は、CR細胞およびUCマウス異種移植モデルにおいて、CDDPに対する感受性を回復させた。以上の結果から，MUC1-C は UC 細胞における CDDP 耐性の獲得に重要な役割を果たしており，MUC1-C 阻害薬と CDDP の併用療法は，CDDP 耐性を有する UC 患者の新たな治療法の選択肢となる可能性があることが示唆された．

Mucin 1 C-terminal subunit (MUC1-C) has been introduced as a key regulator for acquiring drug resistance in various cancers, but the functional role of MUC1-C of urothelial cancer (UC) cells remains unknown. We aimed to elucidate the molecular mechanisms underlying the acquisition of cisplatin (CDDP) resistance through MUC1-C oncoprotein in UC cells. MUC1-C expression was examined immunohistochemically in tumor specimens of 159 UC patients who received CDDP-based peri-operative chemotherapy. As a result, moderate to high MUC1-C expression was independently associated with poor survival in UC patients. By using human bladder cancer cell lines and CDDP-resistant (CR) cell lines, we compared the expression levels of MUC1-C, multiple drug resistance 1 (MDR1), the PI3K-AKT-mTOR pathway, and x-cystine/glutamate transporter (xCT) to elucidate the biological mechanisms contributing to the acquisition of chemoresistance. MUC1-C was strongly expressed in CDDP-resistant cell lines, followed with MDR1 expression via activation of the PI3K-AKT-mTOR pathway. MUC1-C also stabilized the expression of xCT, which enhanced antioxidant defenses by increasing intracellular GSH levels. MUC1 down regulation showed MDR1 inhibition along with PI3K-AKT-mTOR pathway suppression. Moreover, it inhibited xCT stabilization and resulted in significant decreases in intracellular GSH levels and increased ROS generation. The MUC1-C inhibitor restored sensitivity to CDDP in CR cells and UC murine xenograft models. In conclusion, we found that MUC1-C plays a pivotal role in the acquisition of CDDP resistance in UC cells, and therefore the combined treatment of CDDP with a MUC1-C inhibitor may become a novel therapeutic option in CDDP resistant UC patients.

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