ビオチニル化は、乳がん細胞に対する15D ‑ PGJ2の抗癌効果を高めます

15-deoxy-Δ12,14-prostaglandin J2（15D ‑ PGJ2）は、抗癌活性を示すペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ（PPARγ）の天然アゴニストです。さまざまな研究では、15D ‑ PGJ2の効果は、PPARγ依存性および非依存性メカニズムの両方によるものであることが示されています。本研究では、ホルモン依存性MCF ‑ 7およびトリプルネガティブMDA ‑ MB ‑ 231乳癌細胞株に対する15D ‑ PGJ2（B ‑ 15D ‑ PGJ2）のビオチン化型（B ‑ 15D ‑ PGJ2）の効果を調べました。B ‑ 15D ‑ PGJ2は、15D ‑ PGJ2または合成PPARγアゴニストであるエファトタゾンよりも効率的に細胞増殖を阻害しました。B ‑ 15D ‑ PGJ2は、アポトーシスの誘導において、その非ビオチン化対応物よりも強力でした。次に、この改善された効率の根底にあるメカニズムを分析しました。培地中の遊離ビオチンは、競合アッセイにおけるB ‑ 15D ‑ PGJ2の抗増殖活性を低下させなかったため、ビオチン受容体媒介の増加の取り込みの結果ではないことがわかりました。注目すべきことに、B ‑ 15D ‑ PGJ2は、トランス活性化実験で測定されるように、改善されたPPARγアゴニスト活性を示しました。分子ドッキング分析により、CYS285との共有結合を介してPPARγのリガンド結合ドメインにB ‑ 15D ‑ PGJ2と15D ‑ PGJ2の同様の挿入が明らかになりました。最後に、PPARγのサイレンシングは、通常、B ‑ 15D ‑ PGJ2処理後に発生するアポトーシスマーカー、ポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ1（PARP ‑ 1）およびカスパーゼ7の切断を著しく減少させました。まとめると、我々のデータは、ビオチン化が15D ‑ PGJ2の抗増殖および促進活性を高め、この効果がPPARγ依存性経路を介して部分的に媒介されることを示しています。これらの結果は、乳がん治療のための新しい治療戦略の開発に役立つ可能性があります。

15-Deoxy-∆12,14-prostaglandin J2 (15d‑PGJ2) is a natural agonist of peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) that displays anticancer activity. Various studies have indicated that the effects of 15d‑PGJ2 are due to both PPARγ-dependent and -independent mechanisms. In the present study, we examined the effects of a biotinylated form of 15d‑PGJ2 (b‑15d‑PGJ2) on hormone-dependent MCF‑7 and triple‑negative MDA‑MB‑231 breast cancer cell lines. b‑15d‑PGJ2 inhibited cell proliferation more efficiently than 15d‑PGJ2 or the synthetic PPARγ agonist, efatutazone. b‑15d‑PGJ2 was also more potent than its non-biotinylated counterpart in inducing apoptosis. We then analyzed the mechanisms underlying this improved efficiency. It was found not to be the result of biotin receptor-mediated increased incorporation, since free biotin in the culture medium did not decrease the anti-proliferative activity of b‑15d‑PGJ2 in competition assays. Of note, b‑15d‑PGJ2 displayed an improved PPARγ agonist activity, as measured by transactivation experiments. Molecular docking analyses revealed a similar insertion of b‑15d‑PGJ2 and 15d‑PGJ2 into the ligand binding domain of PPARγ via a covalent bond with Cys285. Finally, PPARγ silencing markedly decreased the cleavage of the apoptotic markers, poly(ADP-ribose) polymerase 1 (PARP‑1) and caspase‑7, that usually occurs following b‑15d‑PGJ2 treatment. Taken together, our data indicate that biotinylation enhances the anti-proliferative and pro-apoptotic activity of 15d‑PGJ2, and that this effect is partly mediated via a PPARγ-dependent pathway. These results may aid in the development of novel therapeutic strategies for breast cancer treatment.