INTRODUCTION
イブプロフェンは非ステロイド性抗炎症薬（NSAID）に属し、種々の炎症過程の疼痛や発熱の治療に用いられています。 プロスタグランジン（PG）は、細胞膜由来のアラキドン酸から生成され、局所的にPGを生成することでホルモン様作用を示します。 ヒトの組織には2種類のCOXアイソフォームが発現している。構成的に発現するCOX-1アイソフォームはほとんどの組織に存在し、COX-2アイソフォームは慢性炎症や大腸癌などの病的状態を含む炎症反応の際に強く誘導される2。 正常な生理機能では、PGE2は、粘液分泌や血管拡張などのプロセスを調節する消化管粘膜の維持に関与しています。 イブプロフェンを含むほとんどのNSAIDは、COXアイソフォームの両方を阻害します。
NSAIDの予防的使用は、大腸がんによる死亡リスクを低減することが報告されています5-9。例えば、10年間にわたるアスピリンの1日300 mgの投与は、統計的に有意な保護効果を明らかにしました7、10、11。様々な腫瘍型に対して、イブプロフェンを毎日200 mg投与しても同様のリスク低下が報告されています8,11-19。 19
How Does IBUPROFEN PREVENT CANCER?
蓄積された証拠により、炎症が腫瘍形成を促進すること、特に組織が慢性炎症状態にある場合20、21が明らかになっています。 腫瘍の微小環境において、炎症細胞は腫瘍細胞とシグナルを交換する。 20,22 イブプロフェンは、COX活性とそれに続く炎症性PGの生成を阻害し、この作用がイブプロフェンの化学予防効果の根幹をなしていると考えられています。 例えば、PGE2 は G タンパク質共役型 PGE2 受容体を活性化し、細胞の増殖と生存に関与するさまざまなシグナル伝達経路を刺激します23、24
この論文では、イブプロフェンの臨床効果はいくつかの細胞プロセスによって仲介され得るという認識を高める目的で、著者らが COX-2 抑制とは無関係な作用メカニズムについて追加レビューしています。 提示されたエビデンスは、PubMed の検索エンジンで「イブプロフェン AND がん」を検索用語として使用し検索しました。 著者らの研究室で実施されたものを含む、COX非依存的な効果を報告する研究をレビュー用に選択した。
ADDITIONAL MECHANISMS THROUGH WHICH IBUPROFEN INHIBITS TUMOUR CELLS
2015年にMatos and Jordan25が、イブプロフェンでのがん細胞の治療についてレビューしている。 HCT-116大腸細胞はCOX-2を発現していませんが、2mMol/Lイブプロフェンで処理するとプロアポトーシス効果が得られました26。さらに100μMolという低濃度のイブプロフェンがペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γ（PPARγ）の直接かつCOX非依存性のリガンドとして特定され27、ラット結腸がん形成モデルでその核活性が刺激されることが示されていました28。 28
イブプロフェン処理後のもうひとつのCOX非依存性細胞反応は、TNF受容体スーパーファミリーのメンバーであるP75NTRが関与していると報告されました。 がん細胞を 1 mMol/L のイブプロフェンで処理すると、p38 mitogen-activated protein kinase 経路に依存した p75NTR mRNA の安定化が起こり、発現レベルが上昇し29 、アポトーシスと増殖抑制が誘導されました30
同様のアポトーシス促進作用は、HCT116 細胞でイブプロフェンを処理 (1.5 mM、24 時間 ) すると、この細胞を TNF 関連アポトーシス誘導リガンドに対して感作させると報告されました31。 さらに、イブプロフェン処理（1 mMol/L, 24時間）は、SW480およびDLD-1大腸腫瘍細胞のβ-カテニンの核レベルを著しく低下させることが報告された。 そのメカニズムはまだ解明されていないが、過剰なβ-カテニンシグナルは大腸粘膜幹細胞の不適切な増殖刺激を引き起こす可能性があるため、イブプロフェンのこの効果は大腸がん予防にとって特に興味深いものと思われる33
β-catenin signalと同時に、イブプロフェンはNFκB 経路にも直接干渉することがわかった。 この修飾は、NFκBシグナルを、その阻害タンパク質IkBαの分解の下流の段階でネガティブに制御し、BCL2やBIRC5などの抗アポトーシスNFκB標的遺伝子の発現を抑制することが見出された。
100μMolイブプロフェンのCOX非依存的作用の他の例としては、好中球におけるインテグリン発現の抑制34またはHCT-116およびHeLa細胞におけるカスパーゼによる炎症性サイトカインの放出抑制35が挙げられる。
IBUPROFEN, ALTERNATIE SPLICING, AND CANCER
がん細胞は、対応する分化した正常細胞とは遺伝子発現プログラムが異なる。 遺伝子プロモーターでの転写制御の他に、過去15年の間にalternative splicingが遺伝子発現制御の重要なメカニズムとして機能していることが明らかになった。 例えば、選択的スプライシングは、非機能的で急速に分解されるか、あるいは機能的タンパク質ドメインの使用量の違いにより、異なる、時には拮抗する機能特性を持つタンパク質アイソフォームに翻訳される転写産物のバリアントを生成する36,37。
最近、代替スプライシングバリアントRAC1bの阻害が、イブプロフェンのもうひとつのCOX非依存的作用として同定された38。大腸の炎症は、小GTPase RAC1のスプライシングバリアントである腫瘍関連RAC1bタンパクの発現増加のひとつのきっかけとして示された。 RAC1bタンパク質は、57塩基対の長さの代替エクソン（エクソン3b）にコードされる追加ドメインを持ち、これがタンパク質の活性化を高め、NFκBシグナルを刺激する過活性変異体を生成する39-42。 大腸細胞をアスピリンやフルルビプロフェンではなく、イブプロフェンで処理した場合、RAC1bのmRNAとタンパク質レベルの両方がin vitroとin vivoで著しく減少しました38。腫瘍細胞の生存率に対するNSAIDの効果に関する多くの研究では、最大2 mMol/Lの濃度を使用しているのに対し43、RAC1bのオルタナティブスプライシングに対するイブプロフェンの効果は100 μMolという低い用量で観察されています。 興味深いことに、イブプロフェンは、RAC1b陽性のHT29大腸細胞を正常な大腸細胞よりも阻害し、マウスの皮下腫瘍異種移植片としての成長にも影響を及ぼした。 イブプロフェンの阻害効果は、スプライシングに依存しないRAC1b cDNA配列をHT29細胞で発現させると、回復することができた38。 このことは、イブプロフェンが代替スプライシングイベントに直接作用することを示唆している。
代替スプライシングの調節に関するもう一つの報告は、イブプロフェンとG0/G1細胞周期停止とアポトーシスを促進する抗発癌特性を持つ緑茶成分であるエピガロカテキン-3-ガレート（EGCG）を前立腺癌細胞で併用処理したときに得られたものである。 この場合、BCL-XとMCL-1の抗アポトーシス型とプロアポトーシス型のスプライシングバリアントのバランスは、より短く、プロアポトーシス型のBCL-X（S）またはMCL-1（S）バリアントへとシフトしていることがわかった44。 6687>
MECHANISM OF SPLICING MODULATION BY IBUPROFEN
ヒト細胞においてタンパク質コード化遺伝子が発現すると、RNAポリメラーゼ2が一次転写物であるプレmRNAを生成し、イントロン配列によって分離されたコーディングエクソンを含んでいます。 転写が進行している間、各エクソン-イントロン接合部周辺の保存されたヌクレオチド配列は、5つの小さな核リボ核タンパク質粒子（U1、U2、U4、U5、U6 small nuclear ribonucleoprotein）を含む高分子装置であるスプライソソームによって認識され、mRNAスプライシングの過程でイントロンが取り除かれる45,46。 スプライソソームの機能は、エクソンまたはイントロンに存在する短い配列であるスプライスエンハンサーまたはサイレンサー要素によって補助され、スプライソソームによる特定のエクソンの生産的認識を促進または抑制している。 スプライシングファクターはこれらのスプライスエンハンサーやサイレンサーエレメントを認識する。 これらの因子はしばしば拮抗的に作用し、結合の調節により代替エキソンの挿入やスキップ、ひいては変異型転写産物の生成を可能にする機構を提供する。 全体として、ある細胞で発現するスプライシング因子のセットと、細胞核におけるそれらの相対的発現レベルは、コンビナトリアルモードで作動し、代替スプライシングを制御する。
RAC1bの場合、代替スプライシングは、スプライシング因子SRSF1によって認識されるエクソン3bのエンハンサー要素、およびSRSF3によって認識される隣接するサイレンサー要素によって制御される47
ヒト大腸細胞において、核内のSRSF1の有効性がエクソン3bの包含またはスキップを制御する主因子である48。
イブプロフェンが細胞内の代替スプライシングに影響を与える1つのメカニズムは、SRSF1のリン酸化状態である。 細胞分画とイムノブロット実験により、イブプロフェン処理によりSRSF1のリン酸化が低下することが明らかになった（未発表データ）。 一方、アスピリン処理では、SRSF1に対してそのような効果は見られなかった。 このことから、RAC1b スプライシングに対するイブプロフェンの阻害効果は、SRSF1 の細胞内局在の翻訳後調節に関与していることが明らかになった48
SRSF1 のリン酸化を担う主なプロテインキナーゼは SRPK1 で、細胞質および細胞核の両方に存在する49、50。 51 図1に示すように、著者らは、イブプロフェン処理によってSRPK1が核から細胞質へと移動することを観察し、このことは、ウェスタンブロットによって全細胞溶解液で検出されるSRSF1リン酸化およびRAC1bタンパク質のレベルの低下と相関していることを確認した。 このことは、イブプロフェンがCOX非依存的に作用し、スプライシング因子の調節に特異的に作用することを示している
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