細胞株モデルおよびマウスにおけるスルファサラジン（SAS）とジスルフィラム-銅（DSF-Cu）の併用による肺腺癌の抑制効果

Inhibition of Lung Adenocarcinoma by Combinations of Sulfasalazine (SAS) and Disulfiram-copper (DSF-Cu) in Cell Line Models and Mice.

抄録

スルファサラジン（SAS）は、細胞内の抗酸化システム（xCT）を阻害することにより、がん細胞の増殖と生存を抑制する再利用型の抗腫瘍薬です。最近の臨床研究では、バイオアベイラビリティが低いため、SAS単剤での抗腫瘍効果はわずかであることが示されています。そこで、抗がん作用を示すもう一つの再利用薬であるDSF、またはその銅との複合体（DSF-copper、DSF-Cu）がSASの抗肺がん作用を増強する可能性があると考えられました。治療可能な濃度のSASを非小細胞肺がん（NSCLC）細胞に曝露すると、低～中程度の細胞毒性（細胞生存率が20～40％低下）が誘導され、予想外に抗酸化タンパク質NRF2とその下流エフェクターxCTおよびALDH1A1が誘導されました。しかし、SASとDSF-Cuの組み合わせは、SASとDSFの組み合わせは、SASまたはDSF-Cu単独と比較して、有意に高い細胞毒性効果（細胞生存率の64-88％低下）、アポトーシスおよびミトコンドリア活性酸素種（mROS）の発生を誘導しました。さらに、DSF-Cuは、SASによって誘導されたNRF2、xCTおよびALDH1A1の発現を抑制した。肺腫瘍モデルマウスにおいて、SAS + DSF-Cuは、腫瘍の数と大きさ、肺腺癌の発生率と増殖率の減少において、個々の薬剤よりも高い効果を示しました。以上のことから、SAS＋DSF-Cuの抗肺がん作用は、少なくとも部分的には、活性酸素防御機能の低下と酸化ストレスの増強を介するものであり、このコンビナトリアルの肺がんに対する予防・治療の可能性を示す証拠となることが示された。

Sulfasalazine (SAS) is a repurposed antitumor drug which inhibits the proliferation and survival of cancer cells by inhibiting the xCT cellular antioxidant system. Recent clinical studies have shown that, due to poor bioavailability, the antitumor effects of SAS monotherapy are minimal. Therefore, we hypothesized that DSF, another repurposed drug that has demonstrated anti-cancer effects, or its complex with copper (DSF-copper, DSF-Cu) could potentiate the anti-lung cancer effects of SAS. Exposure of non-small cell lung cancer (NSCLC) cells to therapeutically achievable concentrations of SAS induced low to moderate cytotoxic effects (20-40% reduction in cell viability) and, unexpectedly, induced the antioxidant protein NRF2 and its downstream effectors xCT and ALDH1A1. However, combinations of SAS and DSF-Cu, but not SAS and DSF, induced a significantly higher cytotoxic effect (64-88% reduction in cell viability), apoptosis and generation of mitochondrial reactive oxygen species (mROS) as compared to SAS or DSF-Cu alone. Moreover, DSF-Cu abrogated SAS-induced NRF2, xCT and ALDH1A1 expression. In a mouse model of lung tumor, SAS + DSF-Cu showed a higher efficacy than the individual drugs in reducing the number and size of tumors as well as the incidence and multiplicity of lung adenocarcinoma. Taken together, our findings indicate that the observed anti-lung cancer effects of SAS plus DSF-Cu are mediated, at least in part, via impairment of ROS defense and enhancement of oxidative stress and provide evidence for the preventive/therapeutic potential of this combinatorial approach against lung cancer.