腫瘍細胞におけるCXCR4シグナル伝達軸の新規調節因子としてのMatrineの同定

Identification of Matrine as a Novel Regulator of the CXCR4 Signaling Axis in Tumor Cells.

• Young Yun Jung
• Jae-Young Um
• Acharan S Narula
• Ojas A Namjoshi
• Bruce E Blough
• Alan Prem Kumar
• Kwang Seok Ahn

抄録

マトリンはキノリジジン系アルカロイドであり，様々なウイルス性疾患や炎症性疾患の治療に一般的に用いられている。ここでは、C-X-Cケモカイン受容体4型（CXCR4）およびマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP-9/2）発現に対するMatrineの活性、および腫瘍の転移および浸潤に影響を与える可能性について評価した。肺（A549）、前立腺（DU145）、膵臓（MIA PaCa-2）細胞におけるCXCR4、MMP-9/2、核内因子κB（NF-κB）活性化に対するマットリンの影響を多様な手法で検討した。CXCR4およびMMP-9/2の発現量をウエスタンブロット解析および逆転写ポリメラーゼ連鎖反応により解析した。また、NF-κB 活性化についても、ウエスタンブロット解析、電気泳動モビリティーシフトアッセイ、免疫細胞化学実験により評価した。さらに、創傷治癒法とBoyden chamber assaysを用いて、細胞の浸潤と転移活性をモニターした。我々は、タンパク質とmRNAの両方のレベルでCXCR4とMMP-9/2のダウンレギュレーションを誘導したことを指摘した。さらに、matrineは、ヒト上皮成長因子受容体2（HER2）とC-X-Cモチーフケモカインリガンド12（CXCL12）誘導CXCR4発現をネガティブに制御しました。さらに、マトリンによるNF-κBの抑制は、腫瘍細胞の転移性を抑制することにつながりました。これらの結果から、matrineはCXCR4とMMP-9/2のネガティブな制御により癌の転移を抑制し、癌治療の可能性があることが示唆されました。

Matrine, a quinolizidine alkaloid, is commonly employed for treating various viral and inflammatory disorders. Here, we have evaluated matrine for its activity on C-X-C chemokine receptor type 4 (CXCR4) and matrix metalloproteinases (MMP-9/2) expression, and its potential to affect tumor metastasis and invasion. The effects of matrine on CXCR4, MMP-9/2, and nuclear factor κB (NF-κB) activation in lung (A549), prostate (DU145), and pancreas (MIA PaCa-2) cells were investigated by diverse techniques. The expression level of CXCR4 and MMP-9/2 was analyzed by western blot analysis and reverse transcription polymerase chain reaction. NF-κB activation was also evaluated by western blot analysis, electrophoretic mobility shift assay as well as immunocytochemical experiments. Furthermore, we monitored cell invasion and metastasis activities by wound healing and Boyden chamber assays. We noted that matrine induced a down-regulation of CXCR4 and MMP-9/2 at both protein and mRNA levels. In addition, matrine negatively regulated human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) and C-X-C Motif Chemokine Ligand 12 (CXCL12)-induced CXCR4 expression. Moreover, NF-κB suppression by matrine led to inhibition of metastatic potential of tumor cells. Our results suggest that matrine can block the cancer metastasis through the negative regulation of CXCR4 and MMP-9/2 and consequently it can be considered as a potential candidate for cancer therapy.