本研究では、がん疾患に対する民間伝承薬でもあるトウダイグサ科植物に含有されるインゲノール関連化合物の1つingenol mebutate（IM）に着目し、膵がん細胞に対する有効性を明らかにし、将来的にはingenol骨格を有する化合物を基盤とする難治性がんに対する新たな治療法開発を目的としている。我々はすでに、ヒト膵がん細胞株Panc-1においてIMが5種類の既存の膵がん治療薬（CDDP、L-OHP、5-FU、GEM、SN-38）と同等もしくはそれ以上の細胞増殖抑制作用を有する可能性を明らかにしており、研究計画3年のうちの1年目である2022年度は、IMの膵がん細胞に対する細胞増殖抑制機序に関わる標的分子の特定を目的とした。
IMの細胞増殖抑制機序についてはネクローシスや、caspaseの活性化を伴うアポトーシス及びPKCを介した増殖抑制機序などが報告されてはいるが明確にはされていない。そこで本研究では、膵がん細胞に対するIMの細胞増殖抑制機序と関連する候補分子の探索を目的に、IM曝露前後のPanc-1細胞を用いて網羅的遺伝子発現解析RNA seqを行った。Differential Expressed Genes解析により候補分子を抽出し、IM曝露後の細胞生存プロファイルと相関する分子とその関連分子のクラスター解析により候補分子を絞った結果、免疫関連分子Stimulator of interferon genes (STING)がIMによる増殖抑制機序に関わる候補物質として抽出された。IM曝露濃度上昇に伴うPanc-1細胞生存率低下時、STINGタンパク質発現量は有意に上昇し、STING活性に対する負の制御因子p-STING（ser366）タンパク質発現量は、有意ではないもののSTINGタンパク質発現量と逆相関する傾向が認められた。さらに、STING阻害剤H151はIMによる細胞増殖抑制を回復させた。
以上、本研究により、IMによる増殖抑制機序に免疫関連分子STINGが関与することを新たに見出した。
Recently, ingenol mebutate (IM), isolated from the latex of Euphorbia peplus, has been shown to be effective against pancreatic cancer cell lines. However, the mechanism of action is not fully understood. We have already found that IM potentially inhibits cell survival comparable to or greater than those of already clinically used anticancer drugs (CDDP, L-OHP, 5-FU, GEM, and SN-38) for pancreatic cancer. Pancreatic cancer has a poor prognosis and novel and effective therapies are urgently needed to be developed. Our final goal is to clarify the mechanisms of IM for anti-proliferative effect on cancer cells and to develop new therapies for intractable cancers such as pancreatic cancer based on ingenol related compounds in the future. Therefore, the aim of this study was to identify biomolecules involved in the mechanisms of cell growth inhibition by IM. For this purpose, RNA sequencing was used to pick up the candidate molecules and Western blotting and inhibition assays were used to identify novel biomolecules and confirm them.
RNA sequencing and protein expression analysis revealed that low concentrations, around 10 nM of IM increased interferon-stimulated gene (STING) expression and decreased cell viability; coadministration of IM and the STING inhibitor H-151 into Panc-1 cell lines cancelled the inhibitory effect on proliferation observed when IM alone was exposed to the cells. In conclusion, IM has shown inhibitory effects on pancreatic cell proliferation, and STING, an immune-related molecule, may be involved in the mechanism of its action.
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