浸透圧ストレス関連遺伝子の転写調節因子であるNFAT5の分解は、心筋細胞におけるドキソルビシン誘発性細胞毒性にとって重要なイベントです。

タンパク質のNFATファミリーの新規メンバーである核因子活性化T細胞5（NFAT5）は、元々高浸透圧ストレスへの適応の原因となる転写因子として特定されました。NFAT5は遍在的に発現していますが、特に心臓を含む高張性にさらされていない組織では、NFAT5の生物学的機能は明らかにされていません。本研究では、心毒性抗腫瘍剤ドキソルビシン（DOX）に対するNFAT5の心臓保護の役割に焦点を当てました。培養された心筋細胞では、タウリン輸送体（Taut）やナトリウム/ミオイノシトール輸送体などの高トン性誘導性遺伝子の転写産物をDOXによってダウンレギュレートしました。興味深いことに、mRNAではなくNFAT5タンパク質は、DOXにさらされた心筋細胞で減少しました。プロテアソーム阻害剤、MG-132またはプロテアソーム特異的阻害剤1の治療により、NFAT5タンパク質のDOXを介した減少が防止されました。さらに、ユビキチン結合NFAT5は、免疫沈降アッセイによって評価されるように、MG-132および/またはDOXで処理された培養心筋細胞では検出されず、ユビキチン非依存性プロテアソーム経路によるDOX誘発性分解を示唆しています。重要なことに、ドミナントネガティブNFAT5の過剰発現を伴うNFAT5の阻害は、細胞生存率を低下させ、クレアチンキナーゼの漏れを培養培地に増加させました。一貫して、NFAT5遺伝子を標的とする小さな干渉RNAが筋細胞死を促進しました。これらの発見は、DOXがNFAT5タンパク質の分解を促進し、心筋細胞の細胞生存率を低下させることを示唆しています。これは、NFAT5が心筋細胞の生存の肯定的な調節因子であるという最初の実証です。

Nuclear factor-activated T cell 5 (NFAT5), a novel member of the NFAT family of proteins, was originally identified as a transcriptional factor responsible for adaptation to hyperosmotic stress. Though NFAT5 is ubiquitously expressed, the biological functions of NFAT5 remain to be clarified, especially in the tissues that are not exposed to hypertonicity, including hearts. In the present study, we focused on the cardioprotective roles of NFAT5 against the cardiotoxic anti-tumor agent doxorubicin (Dox). In cultured cardiomyocytes, transcripts of the hypertonicity-inducible genes, such as taurine transporter (TauT) and sodium/myo-inositol transporter, were down-regulated by Dox. Interestingly, NFAT5 protein, but not mRNA, was decreased in cardiomyocytes exposed to Dox. Treatment of proteasome inhibitors, MG-132 or proteasome-specific inhibitor 1, prevented the Dox-mediated decrease of NFAT5 protein. Further, ubiquitin-conjugated NFAT5 was not detected in cultured cardiomyocytes treated with MG-132 and/or Dox, as assessed by immunoprecipitation assay, suggesting Dox-induced degradation through ubiquitin-independent proteasome pathway. Importantly, inhibition of NFAT5 with overexpression of dominant-negative NFAT5 decreased cell viability and increased creatine kinase leakage into culture medium. Consistently, small interfering RNA targeting NFAT5 gene enhanced myocyte death. These findings suggest that Dox promoted the degradation of NFAT5 protein, reducing cell viability in cardiomyocytes. This is the first demonstration that NFAT5 is a positive regulator of cardiomyocyte survival.