Akt/mTORシグナル伝達経路の抑制を介した上咽頭癌におけるブルサトールの抗癌効果

Anticancer effects of brusatol in nasopharyngeal carcinoma through suppression of the Akt/mTOR signaling pathway.

• Songbin Guo
• Jinling Zhang
• Cairong Wei
• Zhiyong Lu
• Rulong Cai
• Danqi Pan
• Hanbin Zhang
• Baoxia Liang
• Zhenfeng Zhang

抄録

目的:

ブルサトールは、伝統的な漢方薬であるBruceae Fructusから単離された天然のクアッシノイドであり、様々な種類のヒトの癌に対して生物学的活性を有しているが、上咽頭癌（NPC）に対する効果は報告されていない。本研究では、NPCにおけるブルサトールのin vivoおよびin vitroでの効果と分子機構を探ることを目的とした。

PURPOSE: Brusatol, a natural quassinoid that is isolated from a traditional Chinese herbal medicine known as Bruceae Fructus, possesses biological activity in various types of human cancers, but its effects in nasopharyngeal carcinoma (NPC) have not been reported. This study aimed to explore the effect and molecular mechanism of brusatol in NPC in vivo and in vitro.

方法:

ブルサトールの抗増殖効果は、MTTおよびコロニー形成アッセイによって評価した。アポトーシスはフローサイトメトリーにより決定した。ミトコンドリアのアポトーシス、細胞周期停止、および Akt/mTOR 経路タンパク質の発現をウエスタンブロット分析により決定した。さらにin vivoでの確認をヌードマウスモデルで行った。

METHODS: The antiproliferative effect of brusatol was assessed by MTT and colony formation assays. Apoptosis was determined by flow cytometry. The expression of mitochondrial apoptosis, cell cycle arrest, and Akt/mTOR pathway proteins were determined by western blot analysis. Further in vivo confirmation was performed in a nude mouse model.

結果:

ブルサトールは4つのヒトNPC細胞株（CNE-1, CNE-2, 5-8F, 6-10B）に対して用量依存的に抗増殖活性を示した。この抗増殖作用は、Bcl-xl、Bcl-2、Bad、Bax、PARP、Caspase-9、Caspase-7、Caspase-3、Cdc25c、Cyclin B1、Cdc2 p34、およびCyclin D1のようないくつかの重要な分子標的の調節を通じて、ミトコンドリアのアポトーシスおよび細胞周期停止を伴うことがわかった。さらに、ブルサトールはAkt、mTOR、4EBP1、S6Kの活性化を阻害することを見出し、Akt/mTOR経路がブルサトールが成長を阻害し、アポトーシスを促進する重要なメカニズムであることが示唆された。さらに、ヌードマウスのin vivoモデルでは、ブルサトールはCNE-1異種移植片の成長を有意に阻害し、有意な毒性はないことが証明されました。

RESULTS: Brusatol showed antiproliferative activity against four human NPC cell lines (CNE-1, CNE-2, 5-8F, and 6-10B) in a dose-dependent manner. This antiproliferative effect was accompanied by mitochondrial apoptosis and cell cycle arrest through the modulation of several key molecular targets, such as Bcl-xl, Bcl-2, Bad, Bax, PARP, Caspase-9, Caspase-7, Caspase-3, Cdc25c, Cyclin B1, Cdc2 p34, and Cyclin D1. In addition, we found that brusatol inhibited the activation of Akt, mTOR, 4EBP1, and S6K, suggesting that the Akt/mTOR pathway is a key underlying mechanism by which brusatol inhibits growth and promotes apoptosis. Further in vivo nude mouse models proved that brusatol significantly inhibited the growth of CNE-1 xenografts with no significant toxicity.

結論:

これらの観察結果から、ブルサトールは、NPCを治療するための有望な抗腫瘍薬の候補、あるいは現在の化学療法の補助薬であることが示唆された。

CONCLUSIONS: These observations indicate that brusatol is a promising antitumor drug candidate or a supplement to current chemotherapeutic therapies to treat NPC.