CDK16/MYCに基づく葛根芩連湯含薬血清による解糖抑制と結腸直腸癌細胞の5-フルオロウラシル感受性促進の作用機序の検討

CAI Rong ,  

WANG Shang ,  

CHENG Fuqing ,  

ZHOU Yanping ,  

HU Zuowei ,  

LI Yunhai ,  

摘要

目的:細胞周期依存性キナーゼ16(CDK16)/MYC多機能転写因子経路に基づき、葛根芩連湯含薬血清が解糖系を抑制し、5-フルオロウラシル(5-FU)耐性大腸癌(CRC)細胞の化学療法感受性を促進する分子メカニズムを探究した。方法:5%、10%、20%、30%の葛根芩連湯含薬血清介入下で、細胞増殖活性検査(CCK-8法)によりヒト結腸癌細胞HCT-116/5-FUに対する5-FU感受性への影響を評価し、後続実験の5-FUおよび葛根芩連湯の濃度を決定した。5-エチニル-2′-デオキシウリジン(EDU)染色およびAnnexin V-FITC/ヨウ化プロピジウム(PI)二重染色により、単独5-FU、単独葛根芩連湯、および両者併用時のHCT-116/5-FU細胞の増殖およびアポトーシスレベル変化を検出し、比色法でグルコース消費量、ATPおよび乳酸産生の変化を測定した。タンパク質ウエスタンブロット法で解糖関連タンパク質、CDK16、MYCおよびリン酸化発現を解析した。免疫共沈降(Co-IP)法でCDK16とMYCのタンパク質間相互作用を検討し、シクロヘキシミド(CHX)処理によりCDK16過剰発現がMYCタンパク質の安定性に及ぼす影響を検証した。結果:対照群と比較し、HCT-116細胞は2.5 mg·L^-1 5-FU添加により細胞活性が有意に抑制され、5-FU濃度の上昇に伴い抑制効果が増強した。一方、HCT-116/5-FU細胞は5 mg·L^-1 5-FU添加で有意な抑制を示し(P<0.05)、該当濃度をモデル濃度とした。単独5-FU群と比較し、葛根芩連湯含薬血清5%添加によりHCT-116/5-FU細胞活性が有意に抑制され(P<0.05)、血清濃度上昇に伴い抑制効果が増加し、5%を採用した。対照群と比較し、5-FU群、葛根芩連湯群および5-FU+葛根芩連湯群で細胞増殖能が著明に低下し(P<0.05)、アポトーシス率も有意に上昇した(P<0.01)。さらに5-FU群および葛根芩連湯群に対し、5-FU+葛根芩連湯群で細胞増殖抑制がより顕著であり(P<0.01)、グルコース消費、ATP産生および乳酸産生の低下も大きかった(P<0.01)。また、対照群、5-FU群および葛根芩連湯群と比較して、5-FU+葛根芩連湯群でMYCおよびそのリン酸化レベルの抑制効果が強く(P<0.01)、解糖関連酵素であるヘキソキナーゼ2(HK2)、3-ホスホイノシチド依存性キナーゼ1(PDK1)、乳酸脱水素酵素A(LDHA)、M2型ピルビン酸キナーゼ(PKM2)の抑制も有意に増加した(P<0.01)。5-FU群と比較し、5-FU+葛根芩連湯群はCDK16の発現が抑制され(P<0.01)、MYCおよびそのリン酸化タンパクの発現が著しく減少した(P<0.01)。さらに、5-FU群と比較し、5-FU+葛根芩連湯群でMYCタンパク質の安定性は時間経過とともに有意に低下したが(P<0.05)、CDK16の過剰発現により回復した(P<0.05)。結論:葛根芩連湯はHCT-116/5-FU細胞の5-FU感受性を著しく増強し、そのメカニズムはCDK16を抑制し、MYCを介した解糖を低減することと考えられる。

关键词

結腸直腸癌;5-フルオロウラシル(5-FU)耐性;MYC;解糖;細胞周期依存性キナーゼ16(CDK16)

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