抗ヒスタミン薬デトロピンは、オートファゴソーム-リソソーム融合を阻害することで肝細胞死を誘導する

The Antihistamine Deptropine Induces Hepatoma Cell Death through Blocking Autophagosome-Lysosome Fusion.

• Yu-Chih Liang
• Chi-Ching Chang
• Ming-Thau Sheu
• Shyr-Yi Lin
• Chia-Chen Chung
• Chang-Ting Teng
• Fat-Moon Suk

抄録

いくつかの抗ヒスタミン薬は、単独で、または他の治療法と組み合わせてin vitroおよび臨床試験で有意な抗腫瘍活性を示している。しかし、抗ヒスタミン剤が肝細胞癌の増殖をどのように抑制するのか、そのメカニズムは未だ不明である。我々はまず、12種類のベンゾシクロヘプテン構造類似体の抗増殖活性をスクリーニングした結果、デプトロピンがHep3BおよびHepG2ヒト肝癌細胞のいずれに対しても最も強力な阻害剤であることを示した。デトロピンは軽鎖3B-II（LC3B-II）の発現を有意に増加させたが、いずれの細胞株においてもシークエストソーム1（SQSTM1/p62）の分解を誘導しなかった。興味深いことに、他のオートファジー関連タンパク質、例えばオートファジー関連７（ＡＴＧ７）、液胞タンパク質ソーティング３４（ＶＰＳ３４）、リン酸化アデノシン５'-一リン酸活性化プロテインキナーゼ（ＡＭＰＫ）、リン酸化プロテインキナーゼＢ（ＰＫＢ、ＡＫＴとしても知られている）は、デトロピン処理したいずれの細胞株においても有意な変化を示さなかった。デトロピンはまた、カテプシンLの前駆体形態から成熟形態への処理を阻害した。免疫蛍光顕微鏡では、デトロピン処理した細胞ではオートファゴソームの増加が認められたが、デトロピンはオートファゴソームとリソソームの融合を阻害した。また、ヌードマウスの異種移植モデルにおいて、2.5mg/kgのデトロピンはHep3B腫瘍の増殖を大きく抑制する効果を示した。これらの結果は、デトロピンがin vitroおよびin vivoで肝細胞死を誘導することを示唆しており、その根底にあるメカニズムは、オートファゴソームとリソソームの融合を阻害することでオートファジーを阻害することである可能性があると考えられます。

Some antihistamines have exhibited significant antitumor activity alone or in combination with other therapies in in vitro and clinical studies. However, the underlying mechanisms of how antihistamines inhibit hepatocellular carcinoma proliferation are still unknown. We first screened the antiproliferation activity of 12 benzocycloheptene structural-analogue drugs, and results showed that deptropine was the most potent inhibitor of both Hep3B and HepG2 human hepatoma cells. Deptropine significantly increased light chain 3B-II (LC3B-II) expression but did not induce sequestosome 1 (SQSTM1/p62) degradation in either cell line. Interestingly, other autophagy-related proteins, such as autophagy-related 7 (ATG7), vacuolar protein sorting 34 (VPS34), phosphorylated adenosine 5'-monophosphate-activated protein kinase (AMPK), and phosphorylated protein kinase B (PKB, also known as Akt), exhibited no significant change in either deptropine-treated cell line. Deptropine also inhibited the processing of cathepsin L from its precursor form to its mature form. Immunofluorescence microscopy showed an increase of autophagosomes in deptropine-treated cells, but deptropine blocked the fusion between autophagosomes and lysosomes. In a xenograft nude mice model, 2.5 mg/kg deptropine showed a great inhibitory effect on Hep3B tumor growth. These results suggest that deptropine can induce in vitro and in vivo hepatoma cell death, and the underlying mechanisms might be mediated through inhibiting autophagy by blocking autophagosome-lysosome fusion.