タモキシフェンは、エストロゲン受容体陰性乳癌細胞の酸化ストレスを介してプロテインキナーゼCを調節します

乳がんの治療/化学予防剤である非ステロイド剤タモキシフェン（TAM）は、エストロゲン外受容体の作用部位の1つと考えられるプロテインキナーゼC（PKC）を阻害します。この薬物は、テストチューブのPKCを阻害するためにより高い（> 100マイクローム）濃度で必要ですが、エストロゲン受容体陰性細胞タイプの細胞増殖の阻害を誘発するために、より低い（1〜10マイクローム）濃度で必要です。PKCおよび細胞の成長に対するTAMの作用の追加メカニズムを特定するために、エストロゲン受容体陰性乳癌細胞タイプであるMDA-MB-231の研究が実施されています。5-20ミクロムTAMで処理すると、PKCの膜移行へのサイトゾルが30分以内に発生し、その後2時間以内に酵素のダウンレギュレーションが続きました。この期間中に、Ca2+/脂質非依存性活性化型PKCの一時的な生成が観察されました。急速に成長している細胞は、PKCの変化を誘発するためにコンフルエントな細胞よりも2〜3倍の低い濃度（2〜5マイクローム）を必要とします。さらに、無傷の細胞で観察されたホルボールエステル結合は、PKCが不活性化された条件下でのみTAM処理細胞で減少しました。ホルボールエステルとは異なり、TAMはPKCの膜関連を直接サポートしていませんでした。アラキドン酸の放出は、PKC膜転座と相関していました。[3H] TAMを使用して実施された研究により、TAMが膜に分配されたことが明らかになり、この限られた期間（2時間）以内に[3H] TAMと細胞タンパク質のかなりの共有結合がなかったことが明らかになりました。さまざまな抗酸化物質（ビタミンE、ビタミンC、ベータカロチン、カタラーゼ、およびスーパーオキシドジスムターゼ）は、TAMのこれらすべての細胞効果を阻害しました。さらに、ビタミンEはTAM誘発性の成長阻害を著しくブロックしました。TAMの矛盾網がPKCに永続的に影響を与える可能性があるかどうかを判断するために、OH-TAMは精製PKCでテストされました。PKCを可逆的に阻害したTAMとは対照的に、OH-TAMは触媒ドメインを低濃度で修飾することにより酵素を永久に不活性化しました。このドメイン内に存在する逆チオールは、この不活性化を誘発するために必要であることがわかった。この効果は、さまざまな抗酸化物質によって部分的にブロックされました。これは、TAMの作用の媒介における酸化ストレスの役割を示す最初のレポートです。これらの結果をまとめると、TAMは最初に膜に分割することにより、膜貫通シグナルの世代と酸化ストレスを誘導してPKCの膜結合を引き出すことを示唆しています。部分的には、細胞の成長阻害につながる可能性があります。

Nonsteroidal agent tamoxifen (Tam), a therapeutic/chemopreventive agent for breast cancer, inhibits protein kinase C (PKC), which is considered to be one of its extra-estrogen receptor sites of action. This drug is required at higher (>100 microM) concentrations to inhibit PKC in the test tube, whereas it is required at lower (1-10 microM) concentrations to induce inhibition of cell growth in estrogen receptor-negative cell types. To identify additional mechanisms of action of Tam on PKC and cell growth, studies with MDA-MB-231, an estrogen receptor-negative breast carcinoma cell type, have been carried out. Upon treatment with 5-20 microM Tam, a cytosol to membrane translocation of PKC occurred within 30 min, which was then followed by a down-regulation of the enzyme within 2 h. A transient generation of Ca2+/lipid-independent activated form of PKC was observed during this period. Rapidly growing cells require nearly 2-3-fold lower concentrations (2-5 microM) of Tam than do confluent cells to induce changes in PKC. Furthermore, phorbol ester binding observed with intact cells also decreased in Tam-treated cells only under the conditions PKC was inactivated. Unlike phorbol esters, Tam did not directly support the membrane association of PKC. The release of arachidonic acid correlated with the PKC membrane translocation. Studies carried out with [3H]Tam revealed that Tam partitioned into the membrane, and there was no appreciable covalent association of [3H]Tam with cellular proteins within this limited time period (2 h). Various antioxidants (vitamin E, vitamin C, beta-carotene, catalase, and superoxide dismutase) inhibited all these cellular effects of Tam. Moreover, vitamin E strikingly blocked Tam-induced growth inhibition. To determine whether oxymetabolites of Tam can affect PKC permanently, OH-Tam was tested with purified PKC. In contrast to Tam, which reversibly inhibited PKC, OH-Tam permanently inactivated the enzyme by modifying the catalytic domain at lower concentrations. The vicinal thiols present within this domain were found to be required to induce this inactivation. This effect was partially blocked by various antioxidants. This is the first report showing the role of oxidative stress in mediating the actions of Tam. Taken together these results suggest that Tam, by initially partitioning into the membranes, induces a generation of transmembrane signals and an oxidative stress to elicit the membrane association of PKC, followed by an irreversible activation, and subsequent down-regulation of this enzyme, which, in part, may lead to cell growth inhibition.