バルバスFritillaria cirrhosaの水性抽出物は、ヒト大腸上皮NCM460細胞における溝の侵入を阻害することでサイトカインシスの失敗を誘導する

Aqueous extract of bulbus Fritillaria cirrhosa induces cytokinesis failure by blocking furrow ingression in human colon epithelial NCM460 cells.

• Xihan Guo
• Xiayu Wu
• Juan Ni
• Ling Zhang
• Jinglun Xue
• Xu Wang

抄録

Bulbus Fritillariacirrhosa D.D.Don (BFC)は、2000年以上前から中国で呼吸器疾患の生薬として広く使われてきました。BFCの民族医学的効果は科学的に検証されていますが、その毒性は完全には研究されていません。これまでに、BFC の水性抽出物は、ヒト結腸上皮 NCM460 細胞において、有糸分裂チェックポイントの機能障害を介して有糸分裂異常や染色体不安定性（CIN）を誘導することを報告してきました。ここでは、この研究をさらに発展させ、特に細胞分裂の最終段階であるサイトカインシスへのBFCの影響に焦点を当てている。BFC処理後のNCM460細胞の顕著な変化の一つは、二核化細胞（BNC）の発生率が高いことである。さらに詳しく調べてみると、サイトカインシスの第一段階であるファーローイングレッションがBFCによって抑制されていることが明らかになった。また、BFC処理後のBNCsの表現型はサイトカインシスの失敗に起因するものであることを明らかにした。このことから、BFC処理後のBNCs表現型はサイトカインシスの失敗に起因していることが示唆された。さらに、BFCの長期投与により、BNCsの表現型は一過性であり、BNCsの消失はCINの2つのバイオマーカーである小核と核芽の頻度の増加と関連していることが明らかになった。これらの知見の裏付けとして、BFCを含む市販の漢方薬であるNin Jiom Pei Pa KoaとChuanbei Pipa Gaoは、NCM460細胞に多核化とCINを誘導することができました。これらのデータは、BFCがサイトカインシスの失敗と関連していることを示す初めてのin vitro実験的証拠を提供し、結果として得られたBNCがCINの子孫を産生するための中間体である可能性を示唆している。

Bulbus Fritillariacirrhosa D. Don (BFC) has been widely used as an herbal medicament for respiratory diseases in China for over 2000 years. The ethnomedicinal effects of BFC have been scientifically verified, nevertheless its toxicity has not been completely studied. Previously, we have reported that the aqueous extract of BFC induces mitotic aberrations and chromosomal instability (CIN) in human colon epithelial NCM460 cells via dysfunctioning the mitotic checkpoint. Here, we extend this study and specifically focus on the influence of BFC on cytokinesis, the final step of cell division. One remarkable change in NCM460 cells following BFC treatment is the high incidence of binucleated cells (BNCs). More detailed investigation of the ana-telophases reveals that furrow ingression, the first stage of cytokinesis, is inhibited by BFC. Asynchronous cultures treatment demonstrates that furrow ingression defects induced by BFCs are highly associated with the formation of BNCs in ensuing interphase, indicating the BNCs phenotype after BFC treatment was resulted from cytokinesis failure. In line with this, the expression of genes involved in the regulation of furrow ingression is significantly de-regulated by BFC (e.g., LATS-1/2 and Aurora-B are upregulated, and YB-1 is downregulated). Furthermore, long-term treatment of BFC elucidates that the BNCs phenotype is transient and the loss of BNCs is associated with increased frequency of micronuclei and nuclear buds, two biomarkers of CIN. In supporting of these findings, the Nin Jiom Pei Pa Koa and Chuanbei Pipa Gao, two commercially available Chinese traditional medicines containing BFC, are able to induce multinucleation and CIN in NCM460 cells. Altogether, these data provide the first in vitro experimental evidence linking BFC to cytokinesis failure and suggest the resultant BNCs may be intermediates to produce CIN progenies.

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