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泌尿器科疾患への転写因子 NF
Nagoya Med. J.( ) , ― 第 回 名古屋市立大学医学会例会 特 別 講 演 Ⅴ 泌尿器科疾患への転写因子 NF-κB の関与と治療への応用 戸 澤 啓 一 名古屋市立大学大学院医学研究科 腎・泌尿器科学 The role of NF-κB in urologic disease and therapeutic application KEIICHI TOZAWA 緒 図 言 に最近 年間に私の携わった尿路性器癌 に関する手術例数を示した.最も多いのは,腎 盂癌,尿管癌,膀胱癌などの尿路上皮癌である が,腎細胞癌,前立腺癌が急激な増加を示して いる.腎細胞癌・前立腺癌の増加傾向は,全国 的にみても同じであり,この つの癌の克服に 向けた研究が重要であると考えられる.腎細胞 癌・前立腺癌は,患者数が増加しているだけで なく,診療上,解決すべき大きな問題点がいく 図 NF-κB を介した細胞内シグナル伝達 つか存在する.腎細胞癌は有効な腫瘍マーカー がないというだけでなく,手術以外に有効な治 ばれる DNA に結合し,その制御下の遺伝子の 療法が存在しない.前立腺癌では,多くの患者 発現を誘導する.κB 配列を持つ遺伝子には, にホルモン療法が施行され一時的に効果を示す IL- 受容体の α 鎖や β インターフェロン等に代 が,数年でホルモン耐性となり,その後は有効 表される免疫系の受容体やサイトカインが多い な治療法が存在しない.本稿では,主にこの ことから,NF-κB は生理的に非常に重要な転 種類の癌をターゲットとして行った研究につい 写因子として注目されている.NF-κB は p , て概説する. NF-κB は κB 配 列(GGGRNNYYCC)と 呼 p の 種類の蛋白からなるヘテロ二量体であ り休止期の細胞では細胞質に存在し,I-κB と の複合体として存在する.サイトカインなどの 細胞外からのシグナルに反応し IKK により IκB がリン酸化され NF-κB から離れ NF-κB は 核内に移行し転写活性をあらわす(図 ) .ま ず,われわれは癌血行性転移機序の解明を目指 し NF-κB からアプローチを行った. 癌血行性転移機序の解明と治療への応用 図 最近 年間に携わった尿路性器癌の症例数 癌血行性転移機序と細胞接着分子の関係を図 に示した.原発巣から離脱した癌細胞は血管 内に遊走し,転移巣の血管に到達する. その後, 薬剤はいずれも臨床応用が可能な薬剤であり, 癌の血行生転移の予防に期待が持たれる. Sialyl Lewis 抗原と E-selectin による初期接着 がおこり,血管内皮細胞上をローリングするこ とにより integrin と ICAM,VCAM により接 ホルモン耐性前立腺癌に対する治療におけ る NF-κB 阻害剤の役割 着は強固なものになる.そして,最終的に細胞 前立腺癌のホルモン耐性化のメカニズムに関 外マトリックスへと浸潤して転移巣を形成す してはこれまで数多くの報告がなされているが る.ま た,NF-κB は 細 胞 接 着 分 子 E-selectin, 近年,Borsallino らはホルモン耐性前立腺癌細 ICAM,VCAM の発現を制御することが報告 胞株 DU されている.そこで,NF-κB 活性化阻害剤を りこれが自立性増殖に関与していることを報告 用いて血管内皮細胞上のこれら細胞接着分子の した ).さらに彼らは DU と PC- で IL- が自己分泌されてお や PC- にシスプ 発現を抑制し,癌細胞との細胞接着を阻害する ラチンを投与すると IL- の自己分泌が促進され ことにより癌の血行生転移を防ぐことを考え 細胞増殖を促すことも示した.IL- はプロモー た.NF-κB 活 性 化 阻 害 剤 と し て は 金 製 剤 ター領域に κB サイトを持ち NF-κB によって ( Aurothioglucose , Aurothiomalate , Au- も蛋白発現が制御されている. そこで, DU , ranofin,HAuCl )および N-acetyl- -cysteine: PC- にシスプラチン,VP- を投与して NF-κB NAC,Pentoxifylline,Aspirin)を 用 い た.こ の免疫染色を行った.予想どおりこれら抗癌剤 れらの NF-κB 活性化阻害剤はいずれも血管内 により NF-κB は活性化され,さらに IL- 発現 皮細胞上の細胞接着分子の発現を用量依存的に が亢進していた.NF-κB の活性化が抗癌剤耐 抑制することにより,血管内皮細胞−癌細胞の 性に大きな役割を担っていることがわかったの 細胞接着を阻害した(図 ,) ) .ここで用いた で,これら抗癌剤投与時に NF-κB 阻害剤とし て NAC を併用してみた.その結果,NF-κB 投 与により用量依存的に IL- の自己分泌量は有意 に抑制され,さらに抗癌剤の殺細胞効果も著明 に増強した(図 , )).現在,ホルモン耐 性前立腺癌治療にタキサン系抗癌剤が用いられ ているが,今後は NAC などの NF-κB 活性化 阻害剤との併用が,治療効果の向上につながる と考えられる. 図 癌血行性転移と細胞接着分子 図 図 金製剤による細胞接着抑制効果 ホルモン耐性前立腺癌に対する NAC の抗癌 剤作用増強効果 図 図 腎細胞癌での sLX 発現と再発・脈管侵襲の 相関 図 シメチジンによる腎細胞癌再発抑制効果と sLX 発現 ホルモン耐性前立腺癌に対する NAC の IL分泌抑制効果 腎細胞癌におけるシメチジンの効果発現機 序の解明 大腸癌ではシメチジンが術後転移を抑制する ことが明らかにされている.その機序が血管内 皮細胞上の E-selectin の転写レベルでの発現抑 予防効果が認められた症例では sLX の発現が 制であり,リガンドである Sialyl Lewis X(sLX) 強く,染色強度(immunoreactivity)とシメチ の発現と術後再発,シメチジンの再発予防効果 ジンの再発予防効果の間に有意な相関を認めた とが相関することが最近報告された ,) .腎細 (p< . )(図 ) . 胞癌も以前よりシメチジンの有効性が議論され 腎細胞癌組織での sLX の発現は予後予測因 てきたが,その作用機序は不明であった.これ 子となりうるものと考えられた.また,sLX まで,IFNα との併用での有効性については, の発現の強い症例についてはシメチジンの再発 ヒスタミン type- レセプターのアンタゴニスト 予防効果が期待できることが証明された ). であるシメチジンにより,サプレッサー T 細 胞の活性が抑制されるためと考えられてきた. 尿路結石形成における NF-κB の役割 そこで我々は,大腸癌と同様の機序を想定し, シュウ酸は尿細管細胞に様々な影響を与えて 腎 細 胞 癌 で の sLX の 発 現,腫 瘍 血 管 で の E- いることが報告されている.一方,転写因子 NF- selectin の発現,血中 sLX と予後,シメチジン κB は多くの炎症性サイトカイン,細胞接着分 の有効性との相関について検討した.当科で根 子の発現誘導を促進することが知られている. 治的腎摘除術を施行した 名の腎細胞癌患者の 年に Renault らは NF-κB と AP- の活性化 組織を 抗 sLX 抗 体,抗 E-selectin 抗 体 に よ り によりオステオポンチンの発現が誘導されるこ 免疫組織染色し,病理組織学的所見,予後との とを報告した ).オステオポンチンは尿路結石 相 関 に つ い て 検 討 し た.ま た,血 中 sLX を 形成に重要な蛋白であり,結石の成長を促進す ELISA で測定し同様の検討を行った. ることが報告されている.そこで,シュウ酸刺 転移,術後再発,予後と癌組織での sLX の 激による 尿 細 管 細 胞 に お け る NF-κB の 活 性 発現の間に有意な相関(p< . )を認めた(図 化,オステオポンチンの発現について検討し ) .しかし,腫瘍血管での E-selectin の発現 は転移,術後再発,予後いずれとも相関してい た. シュウ酸 .mM 刺激後 ∼ 時間にかけて なかった.血中 sLX 値は浸潤度,組織学的悪 IκBα の リ ン 酸 化 お よ び p の 核 移 行 に よ り 性度と逆相関する傾向は認めるものの,有意差 NF-κB の活性化が確認できた.これに引き続 はみられなかった.さらに,シメチジンの再発 いてオステオポンチンの発現が増強した.この : - , . )Borsellino N, Belldegrum A, Bonavida B: Endogenous interleukin is a resistance factor for cis-diaminedichloro-platinum and etoposide- mediated cytotoxicity of human prostate carcinoma cell lines. Cancer Res., : - , . )K. Tozawa, T. Okamoto, Y. Hayashi, et al. : N図 尿細管細胞での NAC によるシュウ酸刺激で の NF-κB 活性化抑制 acetyl - -cysteine enhances chemotherapeutic effect to prostate cancer cells. Urol. Res. , : - . )Kobayashi K, Matsumoto S, Morishita T, et al: Cimetidine inhibits cancer cell adhesion to endothelial cells and prevents metastasis by blocking E-selectin expression. Cancer Res - , : . )Matsumoto S, Imaeda Y, Umemoto S et al. Cimetidine increases survival of colorectal cancer patients with high levels of sialyl Lewis-X and sialyl Lewis-A epitope expression on tu図 尿細管細胞での NAC によるオステオポンチ ン発現の抑制 mour cells. Br J Cancer : - , . )K. Tozawa, T. Okamoto, N. Kawai, et al. : Positive correlation between sialyl Lewis X expres- シュウ酸刺激による NF-κB の活性化は NAC sion and pathologic findings in renal cell carci- mM 添加により抑制され,オステオポンチン noma. Kidney Int. : - , . , ) .シュウ酸刺 )Renault MA, Jalvy S, Potier M et al. : UTP in- 激は NF-κB の活性化を通じて細胞傷害,炎症 duces osteopontin expression through a coordi- の発現も抑制された(図 反応を起こしオステオポンチンの発現を促進し nate action of NF-κB, activator protein- , and た. upstream stimulatory factor in arterial smooth 抗酸化剤でもある NAC は NF-κB の活性化 muscle cells. J. Biol. Chem. : - , . を阻害することにより,炎症性サイトカインの )K. Tozawa, T. Yasui, A. Okada, et al. : NF- 発現,尿細管細胞のアポトーシス,オステオポ kappaB activation in renal tubular epithelial ンチン発現を抑制し,尿路結石形成の予防に有 cells by oxalate stimulation. Int J Urol , 用な薬剤となりうると考えられた. 文 献 )K. Tozawa, S. Sakurada, K. Kohri, et al. : Effects of anti-Nuclear Factor-κB reagents in blocking adhesion of human cancer cells to vascular endothelial cells. Cancer Res. : - , . )K. Tozawa, N. Kawai,Y. Hayashi, et al. : Gold compounds inhibit adhesion of human cancer cells to vascular endothelial cells. Cancer Lett. . : -