クルクミン類似体EF24は、ヒト結腸直腸癌細胞におけるROS依存性ミトコンドリア機能障害を介してアポトーシスを誘導します

目的：結腸直腸癌は、世界中で高い死亡率を伴う最も一般的に診断されている悪性腫瘍です。最小限の悪影響を伴う治療戦略の改善が緊急に必要です。この研究では、天然化合物クルクミンの新規類似体であるEF24の抗腫瘍効果を結腸直腸癌細胞で評価しました。 方法：ヒト結腸癌株に対するEF24の抗腫瘍活性（HCT-116、SW-620、およびHT-29）は、細胞周期停止、アポトーシス、およびミトコンドリア機能の測定によって決定されました。EF24誘発性抗腫瘍活性におけるROSの寄与は、H2O2の測定とROSスカベンジャーNACによる前処理によって評価されました。 結果：発見は、EF24治療が用量依存的に細胞生存率を阻害し、すべての試験結腸癌細胞株でG2/M相で細胞周期停止を引き起こしたことを示した。さらに、EF24治療は、HCT-116細胞とSW-620細胞の両方でROSの細胞内蓄積を促進することにより、アポトーシスを効果的に誘導したが、HT-29細胞に中程度の効果をもたらすことを実証した。EF24治療は、結腸癌細胞のミトコンドリア膜電位を減少させ、ミトコンドリアシトクロムcの放出につながることがわかりました。また、EF24はカスパーゼ9および3の活性化を誘導し、Bcl-2タンパク質発現とBcl-2/Bax比の減少を引き起こしました。ROSスカベンジャーであるNACによる前処理は、EF24誘発細胞死、アポトーシス、細胞周期停止、およびミトコンドリア機能障害を廃止し、EF24の抗癌効果の原因となる上流のROS生成を示唆しています。 結論：我々の発見は、EF24が結腸癌細胞におけるROS蓄積を強化する抗がんメカニズムをサポートし、それによりミトコンドリア膜の崩壊をもたらし、活性化内アポトーシスシグナル伝達をもたらします。したがって、EF24は、結腸癌の治療的適用の潜在的な候補になる可能性があります。

PURPOSE: Colorectal cancer is the most commonly diagnosed malignancy with high mortality rates worldwide. Improved therapeutic strategies with minimal adverse side effects are urgently needed. In this study, the anti-tumor effects of EF24, a novel analog of the natural compound curcumin, were evaluated in colorectal cancer cells. METHODS: The anti-tumor activity of EF24 on human colon cancer lines (HCT-116, SW-620, and HT-29) was determined by measures of cell cycle arrest, apoptosis, and mitochondrial function. The contribution of ROS in the EF24-induced anti-tumor activity was evaluated by measures of H2O2 and pretreatment with an ROS scavenger, NAC. RESULTS: The findings indicated that EF24 treatment dose-dependently inhibited cell viability and caused cell cycle arrest at G2/M phase in all the tested colon cancer cell lines. Furthermore, we demonstrated that EF24 treatment induced apoptosis effectively via enhancing intracellular accumulation of ROS in both HCT-116 and SW-620 cells, but with moderate effects in HT-29 cells. We found that EF24 treatment decreased the mitochondrial membrane potential in the colon cancer cells, leading to the release of mitochondrial cytochrome c. Also, EF24 induced activation of caspases 9 and 3, causing decreased Bcl-2 protein expression and Bcl-2/Bax ratio. Pretreatment with NAC, a ROS scavenger, abrogated the EF24-induced cell death, apoptosis, cell cycle arrest, and mitochondrial dysfunction, suggesting an upstream ROS generation which was responsible for the anticancer effects of EF24. CONCLUSIONS: Our findings support an anticancer mechanism by which EF24 enhanced ROS accumulation in colon cancer cells, thereby resulting in mitochondrial membrane collapse and activated intrinsic apoptotic signaling. Thus, EF24 could be a potential candidate for therapeutic application of colon cancer.