フェリチノファジーと活性酸素産生の悪循環が胃癌細胞の EMT 抑制の引き金となっているのは、p53/AKT/mTor 経路を介したものであることが明らかになった

The vicious cycle between ferritinophagy and ROS production triggered EMT inhibition of gastric cancer cells was through p53/AKT/mTor pathway.

• Zhongjie Xu
• Jiankang Feng
• Yongli Li
• Deng Guan
• Haifeng Chen
• Xinbo Zhai
• Lei Zhang
• Changzheng Li
• Cuiping Li

抄録

しかし、オートファジーを介した活性酸素の産生がどのようにして EMT に影響を及ぼすのかは不明な点が多い。これまでの研究では、DpdtC（2,2'-di-pyridylketone hydrazone dithiocarbamate）がHepG2細胞においてフェリチノファジーを誘導することが示されています。フェリチノファジーが細胞の特徴にどのように影響を与えるかをより詳細に調べるために、SGC-7901とBGC-823胃癌細胞株を用いた。興味深いことに、DpdtC処理はEMTを阻害し、活性酸素に依存していた。TGF-β1 誘導 EMT モデルでも同様の結果が得られ、DpdtC は EMT を抑制することができた。次に、フェリチノファジー誘導におけるDpdtCの能力をさらに評価した。その結果、DpdtCはTGF-β1の非存在下でも存在下でもフェリチノファジーを誘導することが明らかになった。また、フェリチノファジーはフェントン反応を誘発して活性酸素を産生し、それがp53応答を引き起こすことから、p53の役割についても検討した。DpdtCを投与するとp53がアップレギュレーションされたが、p53阻害剤PFT-αを添加することで、フェリチノファジー誘導およびEMT阻害に対するDpdtCの作用を有意に中和することができた。さらに、オートファジー阻害剤やNACはDpdtCの作用を打ち消すことができ、フェリチノファジーを介した活性酸素が細胞内イベントに重要な役割を果たしていることが示唆された。また、p53のアップレギュレーションに加えて、その下流標的であるAKT/mTorもダウンレギュレーションされており、DpdtCによるEMT阻害は、フェリチノファジーと活性酸素の悪循環を媒介するp53/AKT/mTor経路によって達成されていることが示唆された。また、フェリチノファジーフラックスの活性化は、胃癌細胞におけるDpdtCの作用の支配的な原動力となっていた。

Cancer metastasis and resistance for chemotherapeutic agent correlate with epithelial-mesenchymal transition (EMT), while ROS production also involves in the EMT process, However, how autophagy mediated ROS production affects EMT remains unclear. Previous study showed that DpdtC (2,2'-di-pyridylketone hydrazone dithiocarbamate) could induce ferritinophagy in HepG2 cell. To insight into more details that how ferritinophagy affects cellular feature, the SGC-7901and BGC-823 gastric cancer cell lines were used. Interestingly DpdtC treatment resulted in EMT inhibition and was ROS dependent. Similar situation occurred in TGF-β1 induced EMT model, supporting that DpdtC was able to inhibit EMT. Next the ability of DpdtC in ferritinophagy induction was further evaluated. As expected, DpdtC induced ferritinophagy in the absence and presence of TGF-β1. The correlation analysis revealed that an enhanced ferritinophagic flux contributed to the EMT inhibition. In addition, ferritinophagy triggers Fenton reaction, resulting in ROS production which give rise of p53 response, thus the role of p53 was further investigated. DpdtC treatment resulted in upregulation of p53, but, the addition of p53 inhibitor, PFT-α could significantly neutralize the action of DpdtC on ferritinophagy induction and EMT inhibition. Furthermore, autophagy inhibitors or NAC could counteract the action of DpdtC, indicating that ferrtinophagy-mediated ROS played an important role in the cellular events. In addition to upregulation of p53, its down-stream targets, AKT/mTor were also downregulated, supporting that DpdtC induced EMT inhibition was achieved through ferritinophagy-ROS vicious cycle mediated p53/AKT/mTor pathway. And the activation of ferritinophagic flux was the dominant driving force in action of DpdtC in gastric cancer cells.

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