ピラジンリングベースのNa+/H+交換体（NHE）阻害剤は、NHE1とは無関係に、3D培養の癌細胞の成長を強力に阻害します

Na+/H+交換体-1（NHE1）は腫瘍の成長をサポートし、抗がん療法に関心のあるNHE1阻害剤になりますが、それらの分子効果は不完全に特徴付けられています。ここでは、NHE1阻害とは無関係な方法で、広く使用されているピラジノイルグアニジン型NHE1阻害剤が癌細胞スフェロイドの成長と生存を強力に阻害することを実証します。癌および非癌細胞は、3次元（3D）スフェロイドとして成長し、ピラジノイルグアニジン型（アミロライド、5-（N-エチル-N-イソプロピル） - アミロライド（EIPA）、5-（N、n-ジメチル」） - アミロライド（DMA）、および5-（N、N-ヘキサメチレン） - アミロライド（HMA））またはベンゾイルグアニジン型（エニポリド、カリポリド）NHE1阻害剤、続いて生存率、化合物蓄積、および分析が続きます。ストレスおよび死関連のシグナル伝達。EIPA、DMA、およびHMAの用量依存的に乳がん球の球体生存率は低下しますが、カリポリドとエニポリドは効果がありませんでした。両方の化合物タイプはNHE1を阻害しましたが、阻害剤による生存率損失はNHE1 CRISPR/CAS9ノックアウトの影響を受けなかったため、毒性効果はNHE1に依存しませんでした。EIPAとHMAはスフェロイドに広範囲に蓄積し、これは顕著な空胞化、見かけのオートファジー停止、ERストレス、ミトコンドリアおよびDNA損傷、およびポリADP-リボース - ポリメラーゼ（PARP）切断に関連していました。死。ピラジノイルグアニジン誘発細胞死は、従来の抗がん症療法によって誘導されたものに部分的に加えており、細胞外シグネル - 規制 - キナーゼ（ERK）経路阻害に強く加えていました。したがって、NHE1を阻害することに加えて、ピラジノイルグアニジンは強力なNHE1に依存しない癌細胞死を発揮し、抗癌療法におけるこれらの化合物との新規関連性を示しています。

The Na+/H+ exchanger-1 (NHE1) supports tumour growth, making NHE1 inhibitors of interest in anticancer therapy, yet their molecular effects are incompletely characterized. Here, we demonstrate that widely used pyrazinoylguanidine-type NHE1 inhibitors potently inhibit growth and survival of cancer cell spheroids, in a manner unrelated to NHE1 inhibition. Cancer and non-cancer cells were grown as 3-dimensional (3D) spheroids and treated with pyrazinoylguanidine-type (amiloride, 5-(N-ethyl-N-isopropyl)-amiloride (EIPA), 5-(N,N-dimethyl)-amiloride (DMA), and 5-(N,N-hexamethylene)-amiloride (HMA)) or benzoylguanidine-type (eniporide, cariporide) NHE1 inhibitors for 2-7 days, followed by analyses of viability, compound accumulation, and stress- and death-associated signalling. EIPA, DMA and HMA dose-dependently reduced breast cancer spheroid viability while cariporide and eniporide had no effect. Although both compound types inhibited NHE1, the toxic effects were NHE1-independent, as inhibitor-induced viability loss was unaffected by NHE1 CRISPR/Cas9 knockout. EIPA and HMA accumulated extensively in spheroids, and this was associated with marked vacuolization, apparent autophagic arrest, ER stress, mitochondrial- and DNA damage and poly-ADP-ribose-polymerase (PARP) cleavage, indicative of severe stress and paraptosis-like cell death. Pyrazinoylguanidine-induced cell death was partially additive to that induced by conventional anticancer therapies and strongly additive to extracellular-signal-regulated-kinase (ERK) pathway inhibition. Thus, in addition to inhibiting NHE1, pyrazinoylguanidines exert potent, NHE1-independent cancer cell death, pointing to a novel relevance for these compounds in anticancer therapy.