ペグ化した組換えヒトアルギナーゼ（RHARG-PEG5,000MW）は、アルギニン枯渇を介してヒト肝細胞癌のin vitroおよびin vivoの増殖を阻害します

肝細胞癌（HCC）は、アルギニノ糖シンテターゼ（ASS）の発現の欠如を介してアルギニンの耳栄養性であると考えられています。ASS欠損腫瘍を治療するためにアルギニン染色酵素のアルギニンデイミナーゼ（ADI）の使用が成功したことは、効果的ながん治療の新しい可能性を開きました。それにもかかわらず、多くのASS陽性HCC細胞株はADI治療に耐性があることがわかっていますが、ほとんどの場合、増殖にはアルギニンが必要です。これまでのところ、お尻陽性腫瘍を殺すためのアルギニン枯渇酵素は報告されていません。ここでは、組換えヒトアルギナーゼ（RHARG）がASS陽性HCCを阻害するという直接的な証拠を提供します。私たちが使用した5つのヒトHCC細胞株はすべて、RHARGに敏感でしたが、ADIはこれらの細胞に実質的に影響しませんでした。それらはすべてASSを発現しましたが、オルニチントランスカルバミラーゼ（OTC）ではなく、アルギニンとラルグの分解の産物であるオルニチンを変換する酵素であり、アスを介してアルギニンに戻されます。HCC細胞のOTCのトランスフェクションは、RHARGに耐性をもたらしました。したがって、OTC発現のみが、ASS陽性HCC細胞にRHARG耐性を誘導するのに十分な場合があります。OTC発現の欠如とASS陽性HCC細胞の感度との間のこの驚くべき相関は、OTC欠損HCCがRHARGを介したアルギニン枯渇に敏感であることを示しています。したがって、ASSおよびOTCの前処理腫瘍遺伝子発現プロファイリングは、アルギニン枯渇酵素によるアルギニン枯渇に対する腫瘍反応の予測に役立つ可能性があります。また、RHARGネイティブ酵素とPEGYLATED RHARG（RHARG-PEG（5,000MW））がin vitroで同様の抗がん効果を与えたことも示しました。さらに、マウスにおけるOTC欠損HEP3B腫瘍細胞（ASS陽性および酸化抵抗性）の成長は、RHARG-PEG（5,000MW）での治療により阻害されました。したがって、我々のデータは、RHARG-PEG（5,000MW）が効果的な癌療法の新しい薬剤であることを示唆しています。

Hepatocellular carcinoma (HCC) is believed to be auxotrophic for arginine through the lack of expression of argininosuccinate synthetase (ASS). The successful use of the arginine-depleting enzyme arginine deiminase (ADI) to treat ASS-deficient tumors has opened up new possibilities for effective cancer therapy. Nevertheless, many ASS-positive HCC cell lines are found to be resistant to ADI treatment, although most require arginine for proliferation. Thus far, an arginine-depleting enzyme for killing ASS-positive tumors has not been reported. Here, we provide direct evidence that recombinant human arginase (rhArg) inhibits ASS-positive HCCs. All the five human HCC cell lines we used were sensitive to rhArg but ADI had virtually no effect on these cells. They all expressed ASS, but not ornithine transcarbamylase (OTC), the enzyme that converts ornithine, the product of degradation of arginine with rhArg, to citrulline, which is converted back to arginine via ASS. Transfection of HCC cells with OTC resulted in resistance to rhArg. Thus, OTC expression alone may be sufficient to induce rhArg resistance in ASS-positive HCC cells. This surprising correlation between the lack of OTC expression and sensitivity of ASS-positive HCC cells shows that OTC-deficient HCCs are sensitive to rhArg-mediated arginine depletion. Therefore, pretreatment tumor gene expression profiling of ASS and OTC could aid in predicting tumor response to arginine depletion with arginine-depleting enzymes. We have also shown that the rhArg native enzyme and the pegylated rhArg (rhArg-peg(5,000mw)) gave similar anticancer efficacy in vitro. Furthermore, the growth of the OTC-deficient Hep3B tumor cells (ASS-positive and ADI-resistant) in mice was inhibited by treatment with rhArg-peg(5,000mw), which is active alone and is synergistic in combination with 5-fluorouracil. Thus, our data suggest that rhArg-peg(5,000mw) is a novel agent for effective cancer therapy.