抗腫瘍剤としての薬物の再利用。ジスルフィラムを介した炭酸脱水酵素12とアニオン交換体2の制御によるがん細胞の移行抑制効果

Drug Repurposing as an Antitumor Agent: Disulfiram-Mediated Carbonic Anhydrase 12 and Anion Exchanger 2 Modulation to Inhibit Cancer Cell Migration.

• Soyoung Hwang
• Dong Min Shin
• Jeong Hee Hong

抄録

ジスルフィラムはアルコール依存症の治療薬として使用されており、抗腫瘍作用を示す。しかし、ジスルフィラムの抗腫瘍作用の細胞内メカニズムは明らかにされていない。本研究では、肺癌細胞株A549において、ジスルフィラムが発癌因子である炭酸脱水酵素CA12とそれに関連したトランスポーター陰イオン交換体AE2を介して、ジスルフィラムの細胞内動態を制御していることに着目し、ジスルフィラムの細胞内動態を解析した。CA12とAE2の表面発現はジスルフィラム投与により時間依存的に低下した。また、ジスルフィラム処理はNa-重炭酸塩コトランスポーターの発現を変化させず、オートファジー制御にも影響を与えなかった。A549細胞の塩化物重炭酸塩交換体活性は，ジスルフィラム処理により安静時pHレベルの変化なしに時間依存的に低下した．乳癌細胞株では、AE2 の発現と活性、および CA12 の発現もジスルフィラム処理により減少した。また，浸潤アッセイおよび細胞遊走アッセイの結果，ジスルフィラムは A549 細胞の浸潤および遊走を減少させることが明らかになった．以上のことから，ジスルフィラム投与によるがん細胞における AE2 とその支持酵素 CA12 の減少と細胞移動抑制効果は，ジスルフィラムの抗がん剤としての可能性を裏付ける分子的証拠となった。

Disulfiram has been used in the treatment of alcoholism and exhibits an anti-tumor effect. However, the intracellular mechanism of anti-tumor activity of Disulfiram remains unclear. In this study, we focused on the modulatory role of Disulfiram via oncogenic factor carbonic anhydrase CA12 and its associated transporter anion exchanger AE2 in lung cancer cell line A549. The surface expression of CA12 and AE2 were decreased by Disulfiram treatment with a time-dependent manner. Disulfiram treatment did not alter the expression of Na-bicarbonate cotransporters, nor did it affect autophagy regulation. The chloride bicarbonate exchanger activity of A549 cells was reduced by Disulfiram treatment in a time-dependent manner without change in the resting pH level. The expression and activity of AE2 and the expression of CA12 were also reduced by Disulfiram treatment in the breast cancer cell line. An invasion assay and cell migration assay revealed that Disulfiram attenuated the invasion and migration of A549 cells. In conclusion, the attenuation of AE2 and its supportive enzyme CA12, and the inhibitory effect on cell migration by Disulfiram treatment in cancer cells provided the molecular evidence supporting the potential of Disulfiram as an anticancer agent.