SH-SY5Yヒト神経芽腫細胞における環状および非環状B型ラキサフィシンの生物学的活性

Biological Activities of Cyclic and Acyclic B-Type Laxaphycins in SH-SY5Y Human Neuroblastoma Cells.

• Rebeca Alvariño
• Eva Alonso
• Louis Bornancin
• Isabelle Bonnard
• Nicolas Inguimbert
• Bernard Banaigs
• Luis M Botana

抄録

ラキサフィシンは、いくつかのシアノバクテリアから単離された非リボソーム性リポペプチドの一族である。これらの化合物の中には細胞毒性活性を示すものもありますが、その作用機序は十分に理解されていません。本研究では、既に報告されているラキサフィシンB,B3、アシクロラキサフィシンB,B3を海産藍藻から単離した。さらに、新たな非環状化合物である[des-(Ala-Hle)]アサイクロラキサフィシンB,B3の精製を行い、これまでにない形質転換型ラキサフィシンを発見しました。これらの新規化合物の構造と、アシクロラキサフィシンBとB3の絶対配置を明らかにした。これら6つのペプチドの生理活性は、SH-SY5Yヒト神経芽腫細胞において決定された。ラキサフィシンBおよびB3は、アポトーシスの誘導を介して細胞毒性（IC：1.8および0.8μM）を示した。一方、非環状ラキサフィシンは細胞毒性は示さなかったが、ミトコンドリア機能に影響を与えたため、オートファジー関連タンパク質発現への影響を解析したところ、非環状ペプチドはAMPKリン酸化を増加させ、mTORを阻害することで、オートファジー関連タンパク質発現に影響を与えていることがわかった。本研究は、環状ラキサフィシンBのプロアポトーシス作用を確認したものであり、非環状アナログのオートファジーへの影響を示した最初の報告である。また、腹足動物由来の化合物は、これまでに報告されていなかった開環とアミノ酸欠失という生物学的変化を示した。

Laxaphycins are a family of non-ribosomal lipopeptides that have been isolated from several cyanobacteria. Some of these compounds have presented cytotoxic activities, but their mechanism of action is poorly understood. In this work, the already described laxaphycins B and B3, and acyclolaxaphycins B and B3 were isolated from the marine cyanobacteria . Moreover, two new acyclic compounds, [des-(Ala-Hle)] acyclolaxaphycins B and B3, were purified from the herviborous gastropod , with this being the first description of biotransformed laxaphycins. The structure of these new compounds was elucidated, together with the absolute configuration of acyclolaxaphycins B and B3. The bioactivities of the six peptides were determined in SH-SY5Y human neuroblastoma cells. Laxaphycins B and B3 were cytotoxic (IC: 1.8 and 0.8 µM, respectively) through the induction of apoptosis. In comparison, acyclic laxaphycins did not show cytotoxicity but affected mitochondrial functioning, so their effect on autophagy-related protein expression was analyzed, finding that acyclic peptides affected this process by increasing AMPK phosphorylation and inhibiting mTOR. This work confirms the pro-apoptotic properties of cyclic laxaphycins B and is the first report indicating the effects on autophagy of their acyclic analogs. Moreover, gastropod-derived compounds presented ring opening and amino-acids deletion, a biotransformation that had not been previously described.