Ginsenoside compound K induces PARP-1 hyperactivation promoted by p62-mediated Sirt6 degradation in non-small cell lung cancer cells

Abstract

진세노사이드 화합물 K (compound K)는 다양한 암 유형에 대해 항암 효과가 있는 것으로 보고 되었다. 그러나 폐암에서는 분자 메커니즘이 명확하게 정의되어 있지 않았다. 본 연구는 CK가 PARP-1 과활성화 의존성 parthanatos를 유도하고 이는 p62 의존성 히스톤 디아세틸라아제 Sirt6의 단백질 감소에 의해 촉진된다는 것을 규명하였다. CK는 용량 의존적으로 세포 성장을 억제할 뿐 아니라 세포질 내 액포를 형성함으로써 결국 세포사를 유도했다. CK 처리는 procaspase-8의 단백질 수준을 감소시켰으나, procaspase-3 및 PARP-1에 영향을 주지 않았다. 또한, CK 처리는 세포주기 정지 관련 단백질인 p21, p27 및 phospho-p53을 증가시켰다. 자가포식 마커인 LC3-II는 CK 농도 및 배양시간 의존적으로 증가했지만, 자가포식 수용체인 p62는 현저한 감소를 보이지 않았다. 그러나, p62와 LC3-II 수준이 자가포식 억제제에 의해 증가됨으로써, p62가 CK 유도 자가포식에 관여한다는 것을 나타낸다. CK는 PARP-1의 과활성화를 유도하여 parthanatos의 전형적인 특징인 폴리ADP-리보스(PAR)와 세포사멸 유도 인자(AIF)의 세포내 전위 및 염색질 절단을 유도했다. CK처리 후 Sirt6 단백질 수준은 용량 및 시간 의존적으로 감소했으며, 이는 PARP-1 활성화와 반비례 관계를 보여주었다. PAR 수준은 NAD+ 및 Sirt6 과발현에 의해 감소한 반면 Sirt6 녹다운 및 자가포식에 의해 증가하였다. Sirt6 단백질은 PARP-1 억제 및 p62 녹다운에 의해 증가하였다. 면역 형광 염색 및 분획 연구에 의해 Sirt6는 세포질로 이동된 후 p62와 함께 국소화됨을 나타냈으며, 면역 침강법에 의해 Sirt6와 p62 사이의 결합을 확인하였다. 본 연구결과는 p62 의존성 Sirt6 단백질 감소는 PARP-1의 과활성화를 유도하고, 이는 CK 유도 Pathanatos를 증가시킨다는 것을 규명하였다. 따라서 PARP-1 과활성화에 의해 유도된 parthanatos는 CK 유발 암세포 사멸에 중요한 역할을 할 수 있다.