BRCA1をノックダウンした卵管上皮細胞(FT33-TAg), BRCA1病的変異を強制発現させた293T細胞はhexokinase2(HK2)発現が上昇し, 解糖系が亢進する(Chiyoda T et al., Cancer Prev Res 2017)。プロモーターアッセイにおいて実際にBRCA1ノックダウンはHK2の転写を促進し, それはMYC阻害薬, STAT3阻害薬により部分的に抑制された。BRCA1とMYCの結合は既報が存在したが, BRCA1とSTAT3も結合していることが免疫沈降により明らかとなった。これよりHK2阻害薬, MYC阻害薬, STAT3阻害薬が遺伝性乳癌卵巣癌においてHK2を抑制させ癌化へのtransformを抑制する薬として考えられた。
そこで, ドラッグリポジショニングの観点からFDAに既に認可されており, 安価で広く用いられている薬剤のスクリーニングを行った。糖尿病薬であるメトホルミン, 高脂血症薬であるスタチン, フラボノイドであるルテオリン, ポリフェノールであるレスベラトール, 抗血小板薬であるアスピリン, COX2阻害薬であるセレコキシブ, βブロッカーであるプロプラノロール, さらには疫学的に卵巣癌の発生率を減少するとされている経口ピルの成分であるエストラジオール, ノルエチンドロンを用いて, MYC, STAT3, HK2への影響を評価した。その結果スタチン, ルテオリンがMYCを効果的に発現抑制した。またアスピリンはHK2の発現を抑制し, 効果的に解糖系も抑制した。アスピリンは1mMの投与でHK2を効果的に発現抑制したが, 殺細胞作用は軽微であった。アスピリンは卵巣癌の発癌母地ひとつである卵巣表層上皮細胞(IOSE), 卵巣癌細胞株(Tyk-nu, Kuraochi)においてもHK2を抑制した。また, BRCA1ノックダウンで発現上昇するHK2をアスピリン投与は抑制した。以上の結果からアスピリンが遺伝性乳癌卵巣癌において予防薬として使用できる可能性が示唆された。
As glycolysis mediated by HK2 is upregulated in BRCA1 impaired Fallopiant tube (FT)/ovarian surface epithelial (IOSE) cells, reversing "Warburg effect" by targeting HK2 can be the strategy for metabolic chemoprevention. The drugs for chemoprevention must be safe and inexpensive so we tried to repurpose the drugs commonly used and cost-effective. As candidates, we chose diabetes drug metformin, anti-cholesterol drug statin, cyclooxygenase (COX)-I inhibitor aspirin, COX-II inhibitor celecoxib and β-blocker propranolol. At the same time, polyphenolic compound resveratrol and flavonoid luteolin which are reported to suppress growth of cancers were included in the study. Also we checked the effect of estradiol (E2) and norethindrone which are widely used as oral contraceptives (OC) because they are known to decrease ovarian cancer incidence.
We reported that HK2 overexpression mediated by BRCA1 impairment is induced partly via MYC and STAT3 pathway (Chiyoda T et al., Cancer Prev Res 2017). So we measured HK2, MYC, and phospho STAT3 expression in IOSE after treatment 24 hours at first. Among these, luteolin and aspirin suppressed HK2 expression dose dependently. Statin and resveratrol suppressed glycolysis however HK2 suppression was not clearly observed. Aspirin suppressed glycolysis mildly. As HK2 is known to be needed for transformation and usually confined to cancer cells and very limited normal tissues, suppressing HK2 is an ideal method for the chemoprevention of ovarian cancer. Finally, in BRCA1 knockdown IOSE and FT cells, aspirin could reverse the HK2 upregulation. Thus aspirin is considered as ideal drug for metabolic chemoprevention in BRCA1 mutation carriers.