UVB照射マウスの表皮におけるATR/CHK1経路に対するカフェインの効果

カフェインの投与は、UVB誘発性アポトーシスを促進し、無毛SKH-1マウスのUVB誘発発癌を阻害するために以前の研究で示されました。ここでは、これらのin vivo効果の潜在的なメカニズムについて説明します。マウス皮膚のUVBによる単一の照射は、運動失調症と亜鉛症の変異およびRAD3関連（ATR）経路を活性化し、リン酸化CHK1（Ser（345））を伴うケラチノサイトの数倍の増加を引き起こし、Mitosic角化細胞の顕著な減少を引き起こし、Cyclin B1を伴うケラチノカイトの著しい減少を引き起こします。ベースラインと比較して。UVBの1〜2週間飲料水で投与すると、カフェイン（0.4 mg/ml）は、Ser（345）上のChk1のUVB誘発性リン酸化を著しく阻害し、表皮でサイクリンB1の早期発現を引き起こしました。正常な角化細胞は、UVB後10時間以上有糸分裂侵入を遅らせていました。カフェインの投与は、この有糸分裂遅延をわずか4時間に減らし、UVBの6〜10時間後にアポトーシスを著しく増加させました。P53ノックアウトマウスを使用して、これらのプロセスにおけるp53の役割を決定しました。UVBの照射は、P53ノックアウトマウスのサイクリンB1を含む有糸分裂性ケラチノサイトの数を著しく減少させ、UVBがこの反応を廃止し、UVB誘発性アポトーシスを数回増加させた直後に局所カフェインを減少させました。ノックアウトマウスにおけるカフェインのこれらの効果は、野生型マウスよりもかなり大きかった。カフェインのp53（ - / - ）ケラチノサイトの欠失を促進する能力は、UVB誘発性皮膚がんに対する阻害効果に関連している可能性があります。我々の研究は、カフェインの投与がCHK1のATRを介したリン酸化を阻害し、致死性有糸分裂を受けるサイクリンB1含有細胞の数を早期に増加させることにより、DNA損傷細胞の除去を促進することを示しています。

Administration of caffeine was shown in earlier studies to enhance UVB-induced apoptosis and inhibit UVB-induced carcinogenesis in hairless SKH-1 mice. Here, we describe a potential mechanism for these in vivo effects. A single irradiation of mouse skin with UVB activated the ataxia-telangiectasia mutated- and Rad3-related (ATR) pathway, causing a severalfold increase in keratinocytes with phospho-Chk1 (Ser(345)) and a marked decrease in mitotic keratinocytes with cyclin B1 compared with baseline. When given in the drinking water for 1 to 2 weeks before UVB, caffeine (0.4 mg/mL) markedly inhibited the UVB-induced phosphorylation of Chk1 on Ser(345) and caused premature expression of cyclin B1 in the epidermis. Normal keratinocytes had delayed mitotic entry for >10 h following UVB. Caffeine administration reduced this mitotic delay to only 4 h and caused markedly increased apoptosis by 6 to 10 h after UVB. p53 knockout mice were used to determine the role of p53 in these processes. Irradiation with UVB markedly decreased the number of mitotic keratinocytes with cyclin B1 in p53 knockout mice, and topical caffeine immediately after UVB abrogated this response and increased UVB-induced apoptosis severalfold. These effects of caffeine in knockout mice were substantially greater than in wild-type mice. The ability of caffeine to promote the deletion of p53(-/-) keratinocytes may be relevant to its inhibitory effect on UVB-induced skin cancer. Our studies indicate that administration of caffeine enhances the removal of DNA-damaged cells by inhibiting the ATR-mediated phosphorylation of Chk1 and prematurely increasing the number of cyclin B1-containing cells that undergo lethal mitosis.