TRAIL-Mu3タンパク質の抗腫瘍活性とそのメカニズムの解明

[Antitumor Activity of TRAIL-Mu3 Protein and and the Mechanisms].

• Ting Yang
• Ai-Jing Zhu
• Jing-Song Wang
• Zhao Jin

抄録

目的:

TRAIL-Mu3は、ヒト腫瘍壊死因子関連アポトーシス誘導リガンド（TRAIL）遺伝子のN末端を8連続アルギニン配列に変異させて得られた。本研究では、この可溶性変異タンパク質の抗腫瘍効果とその根底にあるメカニズムを探ることを目的とした。

Objective: TRAIL-Mu3 was obtained by mutating the N-terminus of human tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) gene to an eight continuous arginine sequence. The present study was designed to explore the antitumor effect of this soluble mutant protein and the underlying mechanisms.

方法:

肺癌細胞株NCI-H460, A549, NCI-H1299, calu-1の増殖を抑制するTRAIL-Mu3の効果をCCK8アッセイで調べた。また、TRAIL-Mu3で処理したA549とNCI-H460のアポトーシス率をフローサイトメーター(FCM)で検出した。また、アポトーシス関連タンパク質の死受容体（DR）4、DR5、カスパーゼ3、カスパーゼ8、X-linked inhibitor of apoptosis protein（XIAP）の発現をウエスタンブロットにより検出した。免疫組織化学染色により、DR4、DR5、Caspase-3、Caspase-8、XIAPの発現を検出した。

Methods: The inhibitory effect of TRAIL-Mu3 on the proliferation of lung cancer cell lines NCI-H460, A549, NCI-H1299 and calu-1 was tested by CCK8 assay. The apoptotic rates of A549 and NCI-H460 treated by TRAIL-Mu3 were detected by flow cytometer (FCM). The expressions of apoptosis related proteins death receptor (DR) 4, DR5, Caspase-3, Caspase-8 and X-linked inhibitor of apoptosis protein (XIAP) were detected by Western blot Moreover, a subcutaneous xenograft tumor mouse model of NCI-H460 was established and treated with TRAIL-Mu3 daily or every other day or three times a week. The expressions of DR4, DR5, Caspase-3, Caspase-8 and XIAP were detected by immunohistochemical staining.

結果:

TRAIL-Mu3は、TRAILと比較して、DR4、Caspase-3、Caspase-8の発現と活性をアップレギュレーションすることで、より毒性が高く、プロアポトーシス効果があることが示されました。また、動物実験では、TRAIL-Mu3を1日おきに投与した場合と1週間に3回投与した場合では、同様の抗腫瘍効果が認められ、毎日投与した場合よりも良好な結果が得られました。いずれの治療法も異種移植腫瘍の増殖を有意に抑制し、DR4およびCaspase-3の発現または活性を増加させ、XIAPの発現をダウンレギュレートさせた（＜0.05）。

Results: The study demonstrated that as compared to the TRAIL, the TRAIL-Mu3 was more toxic and pro-apoptotic by up-regulation of the expression and activity of DR4, Caspase-3 and Caspase-8. Also, the animal study showed a similar antitumor effect between treatment with TRAIL-Mu3 every other day and three time a week, which was better than daily use. All treatments significantly suppressed the growth of xenograft tumor, increased the expression or activity of DR4 and Caspase-3, and down-regulated the expression of XIAP ( <0.05).

結論:

TRAIL-Mu3はDR4の発現を上昇させ、Caspase3/8を活性化し、XIAPの活性化を阻害することで、抗腫瘍活性を向上させる可能性があることを明らかにした。

Conclusion: TRAIL-Mu3 could improve antitumor activity and through elevating DR4 expression, activating Caspase-3/-8, and inhibiting XIAP activation.

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