FASを介した細胞毒性に対する細胞毒性薬で治療された癌細胞の感作

背景：膜貫通受容体Fasは、そのタンパク質結合パートナー（FASリガンド）とともに、プログラムされた細胞死（すなわち、アポトーシス）の重要な調節因子です。FASおよびFASリガンドは、細胞毒性Tリンパ球と天然キラー細胞の腫瘍細胞を除去する能力にも影響します。しかし、活性化されたT細胞にアポトーシスを誘導することにより、FAS/FASリガンドシステムは、免疫系によるクリアランスから一部の腫瘍細胞を保護する可能性があります。抗がん剤は、FAS受容体発現白血病細胞の表面でFASリガンドの発現を促進し、これらの薬物によって引き起こされるアポトーシスがFAS/FASリガンド系を介して媒介される可能性があることを示唆しています。 目的：この研究は、細胞毒性薬による細胞の治療と腫瘍細胞の免疫クリアランスによるFAS受容体遺伝子の調節とタンパク質発現との関係をさらに調査するために実施されました。 方法：さまざまな抗がん剤（シスプラチン、ドキソルビシン、マイトマイシンC、フルオロウラシル、およびカンプトテシン）で処理したヒトHT29結腸癌細胞に関するFAS発現を、定量的フローサイト測定を使用して分析しました。ヒトHCT8RおよびHCT116結腸癌細胞およびヒトU937白血病細胞をシスプラチンのみで処理し、同じ方法で分析しました。FASリガンドメッセンジャーRNAおよびタンパク質レベルは、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応アッセイを使用し、フローサイトメトリーを使用して研究されました。シスプラチン処理HT29細胞におけるFAS遺伝子発現とメッセンジャーRNAレベルは、in vitro核ランオンおよびノーザンブロットハイブリダイゼーションアッセイの使用によって特徴付けられました。腫瘍細胞に対するFASブロッキングモノクローナル抗体の非存在下または存在下で、メチレンブルー染色とクロム-51放出アッセイにより、FASブロッキングモノクローナル抗体の存在下または存在下で、アゴニック抗FAS抗体、FASリガンド、および同種末梢血白血球の細胞毒性活性を評価しました。 結果：シスプラチン、ドキソルビシン、マイトマイシンC、フルオロウラシル、またはCamptothecinの臨床的に関連する濃度は、HT29細胞の血漿膜上のFAS受容体発現を促進しました。FAS発現のシスプラチン媒介の増加は、HCT8R、HCT116、およびU937細胞で確認されました。FASタンパク質発現の増強は、シスプラチン処理腫瘍細胞のアゴニックな抗FAS抗体、可溶性FASリガンド、および同種の末梢血白血球媒介細胞毒性への感受性の増加と関連していた。これらの効果はそれぞれ、拮抗的な抗FAS抗体との細胞の共処理によってブロックされました。 結論と意味：それらの直接的な細胞毒性効果に加えて、化学療法薬は腫瘍細胞をFASを介した細胞毒性およびFAS依存性免疫クリアランスに敏感にします。これらの調査結果に基づいて、これらの薬物の有効性を改善するために新しい戦略が開発される可能性があります。

BACKGROUND: The transmembrane receptor Fas, together with its protein-binding partner (Fas ligand), is a key regulator of programmed cell death (i.e., apoptosis). Fas and Fas ligand also influence the ability of cytotoxic T lymphocytes and natural killer cells to eliminate tumor cells. However, by inducing apoptosis in activated T cells, the Fas/Fas ligand system may protect some tumor cells from clearance by the immune system. Anticancer drugs enhance Fas ligand expression on the surface of Fas receptor-expressing leukemia cells, thus suggesting that apoptosis caused by these drugs may be mediated via the Fas/Fas ligand system. PURPOSE: This study was conducted to further investigate the relationship between the modulation of Fas receptor gene and protein expression by treatment of cells with cytotoxic drugs and the immune clearance of tumor cells. METHODS: Fas expression on human HT29 colon carcinoma cells treated with a variety of anticancer drugs (cisplatin, doxorubicin, mitomycin C, fluorouracil, and camptothecin) was analyzed by use of quantitative flow cytometry. Human HCT8R and HCT116 colon carcinoma cells and human U937 leukemia cells were treated with cisplatin only and analyzed in the same way. Fas ligand messenger RNA and protein levels were studied by use of a reverse transcription-polymerase chain reaction assay and by flow cytometry. Fas gene expression and messenger RNA levels in cisplatin-treated HT29 cells were characterized by use of in vitro nuclear run-on and northern blot hybridization assays. The cytotoxic activities of agonistic anti-Fas antibodies, Fas ligand, and allogeneic peripheral blood leukocytes, in the absence or presence of Fas-blocking monoclonal antibodies, against tumor cells were assessed by methylene blue staining and chromium-51 release assays. RESULTS: Clinically relevant concentrations of cisplatin, doxorubicin, mitomycin C, fluorouracil, or camptothecin enhanced Fas receptor expression on the plasma membrane of HT29 cells. Cisplatin-mediated increases in Fas expression were confirmed in HCT8R, HCT116, and U937 cells. The enhancement of Fas protein expression was associated with an increased sensitivity of cisplatin-treated tumor cells to agonistic anti-Fas antibodies, to soluble Fas ligand, and to allogeneic peripheral blood leukocyte-mediated cytotoxicity. Each of these effects was blocked by co-treatment of the cells with antagonistic anti-Fas antibody. CONCLUSION AND IMPLICATIONS: In addition to their direct cytotoxic effects, chemotherapeutic drugs sensitize tumor cells to Fas-mediated cytotoxicity and Fas-dependent immune clearance. On the basis of these findings, new strategies might be developed to improve the efficacy of these drugs.