AMPKα1は、非小細胞肺癌におけるアポトーシスの機能低下につながるTrxの調節を介して活性酸素レベルをダウンレギュレートする

AMPK α1 Downregulates ROS Levels Through Regulating Trx Leading to Dysfunction of Apoptosis in Non-Small Cell Lung Cancer.

• Daohui Gong
• Ying Li
• Yuxiu Wang
• Beiyuan Chi
• Jun Zhang
• Jianjun Gu
• JunJun Yang
• Xingxiang Xu
• Suwei Hu
• Lingfeng Min

抄録

目的:

AMP活性化プロテインキナーゼα1（AMPK α1）は癌と密接に関連している。しかし、AMPK α1と非小細胞肺癌（NSCLC）との関係は完全には解明されていない。本研究では、NSCLCの開始と進行におけるAMPK α1の役割とメカニズムを探ることを目的としています。

Purpose: AMP-activated protein kinase α1 (AMPK α1) associates closely with cancers. However, the relationship between AMPK α1 and non-small cell lung cancer (NSCLC) is not fully understood. In this study, we aim to explore the role and mechanism of AMPK α1 in NSCLC initiation and progression.

材料と方法:

ホルマリン固定およびパラフィン包埋（FFPE）肺癌組織アレイには、合計 165 例の NSCLC 臨床標本が含まれていた。NSCLC 癌組織および隣接する非癌肺組織における AMPK α1 およびチオレドキシン（Trx）の発現レベルを免疫組織化学を用いて測定した。細胞増殖を検出するためにMTTアッセイを使用した。細胞内活性酸素量はH2DCFDA試薬を用いて測定した。LV-PRKAA1-RNAi、LV-PRKAA1および陰性LV-コントロールを含むレンチウイルスを、AMPKα1発現をインビトロで調節するためにA549細胞に感染させるために使用した。イムノブロッティングを用いて、AMPK α1とTrxとの間の変調関係を決定した。NSCLC患者の予後に対するAMPK α1およびTrx発現レベルの有意性を評価するために、ログランク検定およびKaplan-Meier生存期間分析を行った。

Materials and Methods: A total of 165 clinical NSCLC specimens were included in the formalin-fixed and paraffin-embedded (FFPE) lung cancer tissue arrays. The expression levels of AMPK α1 and thioredoxin (Trx) in NSCLC cancer tissues and adjacent non-tumor lung tissues were measured through using immunohistochemistry. MTT assay was used to detect cell proliferation. Intracellular ROS levels were measured by using H2DCFDA reagent. Lentiviruses including LV-PRKAA1-RNAi, LV-PRKAA1 and a negative LV-control were used to infect A549 cells to modulate AMPK α1 expression in vitro. Immunoblotting was used to determine the modulation relationship between AMPK α1 and Trx. Log rank test and Kaplan-Meier survival analysis were performed to evaluate the significances of AMPK α1 and Trx expression levels on NSCLC patients' prognoses.

結果:

AMPK α1 は NSCLC 癌組織で高発現し、NSCLC 患者の予後不良と相関していた。A549細胞において、AMPK α1の過剰発現は増殖を促進し、ROSレベルを抑制し、アポトーシスを抑制した。さらに、AMPK α1 の発現を阻害すると、逆の効果が得られた。また、細胞質内でのTrxの発現量は、細胞核と比較して非常に多くなっていることがわかった。Trxの発現レベルは、NSCLC組織におけるAMPKα1の発現レベルと正の相関があった。AMPKα1はA549細胞においてTrxを制御していた。NSCLC患者におけるTrx発現の多様性と予後の間に有意な相関は観察されなかった。AMPK α1とTrxの組み合わせは、NSCLC患者の予後予測において優位性はなかった。

Results: AMPK α1 was highly expressed in NSCLC cancer tissues and correlated with poor prognosis in patients with NSCLC. In A549 cells, overexpression of AMPK α1 promoted proliferation, suppressed ROS levels and inhibited apoptosis. Moreover, inhibition of AMPK α1 expression achieved the opposite effects. Trx was significantly overexpressed in NSCLC cancer tissues; furthermore, Trx expressed much more in cytoplasm when compared with cell nucleus. Trx expression levels were positively correlated with AMPK α1 expression levels in NSCLC tissues. AMPK α1 could regulate Trx in A549 cells. No significant correlations were observed between Trx expression variances and prognoses in NSCLC patients. Combination of AMPK α1 and Trx had no advantage in predicting prognoses of NSCLC patients.

結論:

これらの結果は、AMPKα1がTrx発現の調節を通じて少なくとも一部で発がん性の役割を果たしていることを示唆しており、したがって、NSCLC患者における潜在的な治療標的となることを示している。

Conclusion: These results suggest that AMPK α1 serves a carcinogenic role at least in part through the regulation of Trx expression, and thus represents a potential treatment target in patients with NSCLC.

© 2020 Gong et al.