メトトレキサートは、p53/p21依存性経路を介してアポトーシスを誘導し、HDAC/EZH2のダウンレギュレーションによりE-カドヘリンの発現を増加させます

メトトレキサート（MTX）は、異なる種類のヒト癌で抗がん剤として広く使用されているジヒドロ葉酸レダクターゼ（DHFR）阻害剤です。ここでは、非小細胞肺癌（NSCLC）A549細胞に対するMTXの抗腫瘍メカニズムを調査しました。MTXは、アポトーシスの誘導を介してin vitro細胞の成長を阻害するだけでなく、動物性異種移植モデルの腫瘍形成を阻害しました。RNase保護アッセイ（RPA）とRT-PCRは、DR5、P21、PUMA、NOXAを含むp53標的遺伝子の誘導を実証しました。さらに、MTXは、Ser15およびLys373/382でアセチルイオンでp53リン酸化を促進し、その安定性と発現を増加させました。MTXによって誘導される細胞生存率のアポトーシスと阻害は、p53に依存し、部分的にはp21に依存していました。さらに、MTXはまた、ヒストンデアセチラーゼ（HDAC）活性の阻害とZesteホモログ2（EZH2）のポリコムグループタンパク質エンハンサーのダウンレギュレーションを介してE-カドヘリン発現を増加させました。したがって、MTXの抗がんメカニズムは、HDAC/EZH2のダウンレギュレーションによるp53依存性アポトーシスの開始とE-カドヘリン発現の回復を通じて作用します。

Methotrexate (MTX) is a dihydrofolate reductase (DHFR) inhibitor widely used as an anticancer drug in different kinds of human cancers. Here we investigated the anti-tumor mechanism of MTX against non-small cell lung cancer (NSCLC) A549 cells. MTX not only inhibited in vitro cell growth via induction of apoptosis, but also inhibited tumor formation in animal xenograft model. RNase protection assay (RPA) and RT-PCR demonstrated its induction of p53 target genes including DR5, p21, Puma and Noxa. Moreover, MTX promoted p53 phosphorylation at Ser15 and acetylaion at Lys373/382, which increase its stability and expression. The apoptosis and inhibition of cell viability induced by MTX were dependent on p53 and, partially, on p21. In addition, MTX also increased E-cadherin expression through inhibition of histone deacetylase (HDAC) activity and downregulation of polycomb group protein enhancer of zeste homologue 2 (EZH2). Therefore, the anticancer mechanism of MTX acts through initiation of p53-dependent apoptosis and restoration of E-cadherin expression by downregulation of HDAC/EZH2.