Mcl-1とNOXAを同時に標的とすることで、メラノーマ細胞の殺傷力を強化

Enhanced killing of melanoma cells by simultaneously targeting Mcl-1 and NOXA.

• Jian-Zhong Qin
• Hong Xin
• Leonid A Sitailo
• Mitchell F Denning
• Brian J Nickoloff

抄録

メラノーマ細胞におけるアポトーシスの制御異常を解読することで、細胞死を制御する異常な制御機構を利用した新たな治療法が考えられる。Bcl-2ファミリーの中でもBH3のみのメンバーであるNOXAは、メラノーマ細胞がプロテアソーム阻害剤（ボルテゾミブなど）に曝露されると、特定のミトコンドリアベースの細胞死経路で機能する。ボルテゾミブのようないくつかの治療薬は、プロアポトーシスBcl-2ファミリーメンバーおよびBakおよびBaxの活性なコンフォメーション変化を誘導するだけでなく、Mcl-1のような抗アポトーシスタンパク質の蓄積を含む望ましくない効果と関連している。メラノーマ細胞のボルテゾミブ媒介による殺傷を増強するために、NOXAが関与するアポトーシス経路をさらに調査した結果、重要な標的（すなわち、ラビレBcl-2ホモログであるMcl-1であって、他の生存タンパク質ではない）を同定することにつながった。Mcl-1レベルを低下させるために、メラノーマ細胞をMcl-1小干渉RNA（siRNA）、紫外線、またはプリンヌクレオシドアナログフルダラビンを含むいくつかの異なる薬剤で前処理した。NOXAの産生を誘発する（ボルテゾミブを使用）と同時にMcl-1レベルを低下させる（siRNA、UVライト、またはフルダラビンを使用）ことで、メラノーマ細胞の殺傷力を有意に向上させることができた。これらの結果は、メラノーマ細胞におけるNOXAやMcl-1などの異なるBcl-2ファミリーメンバー間の結合相互作用を示しており、この侵攻性が高く、しばしば致命的な悪性腫瘍に対して、プロアポトーシスBakやBaxを媒介する経路の保護者を標的とした、新規かつ合理的な治療法の併用戦略への道を開くものである。

By deciphering the dysregulation of apoptosis in melanoma cells, new treatment approaches exploiting aberrant control mechanisms regulating cell death can be envisioned. Among the Bcl-2 family, a BH3-only member, NOXA, functions in a specific mitochondrial-based cell death pathway when melanoma cells are exposed to a proteasome inhibitor (e.g., bortezomib). Some therapeutic agents, such as bortezomib, not only induce proapoptotic Bcl-2 family members and active conformational changes in Bak and Bax but also are associated with undesirable effects, including accumulation of antiapoptotic proteins, such as Mcl-1. To enhance the bortezomib-mediated killing of melanoma cells, the apoptotic pathway involving NOXA was further investigated, leading to identification of an important target (i.e., the labile Bcl-2 homologue Mcl-1 but not other survival proteins). To reduce Mcl-1 levels, melanoma cells were pretreated with several different agents, including Mcl-1 small interfering RNA (siRNA), UV light, or the purine nucleoside analogue fludarabine. By simultaneously triggering production of NOXA (using bortezomib) as well as reducing Mcl-1 levels (using siRNA, UV light, or fludarabine), significantly enhanced killing of melanoma cells was achieved. These results show binding interactions between distinct Bcl-2 family members, such as NOXA and Mcl-1, in melanoma cells, paving the way for novel and rational therapeutic combination strategies, which target guardians of the proapoptotic Bak- and Bax-mediated pathways, against this highly aggressive and often fatal malignancy.