타목시펜 저항성 유방암 세포에서 MRP2를 발현 시키는 FoxO1 활성에 대한 SIRT1의 역할

Abstract

항암제 치료 시 발생하는 화학요법 반응성 유방암 세포에서 화합요법 저항성 암세포로의 전환에는 ATP 의존적 수송체인 ABC transporter의 발현 증가가 흔히 수반된다. 이 논문에서 본인은 FoxO1 전사인자가 MDR1뿐만 아니라 MRP2의 발현을 조절하고, SIRT1이 이러한 FoxO1의 조절을 통해 MRP2 과다발현에 관여하고 있음을 규명하였다. 아울러, SIRT1의 inhibitor인 Amurensin G (CPP343)이 화학요법 저항성 유방암 세포에서 MRP2와 MDR1의 발현을 억제시킴을 보였다. MRP2 유전자의 proximal promoter 부위에서 FoxO 결합부위로 추정되는 부위를 발견하였고, 대조군 유방암 세포인 MCF-7 세포에 비해서 MRP2와 FoxO1의 발현 양이 증가되어 있는 TAMR-MCF-7 세포에서 MRP2 promoter의 전사활성이 크다는 것을 확인하였다. 이렇게 증가되어 있는 MRP2의 발현과 전사활성화는 FoxO1 siRNA에 의해 억제되었다. 또한 TAMR-MCF-7 세포에서는 SIRT1의 발현 및 효소의 활성이 MCF-7 세포에 비해 훨씬 높으며 SIRT1 inhibitor인 nicotinamide 처치 시 TAMR-MCF-7 세포에서 FoxO1와 MRP2의 발현이 억제되었다. FoxO1과 SIRT1을 과다 발현시켰을 때 MDR1과 MRP2 모두의 발현과 전사활성이 늘었고 이것은 다시 FoxO1 siRNA에 의해 억제되었다. 강력한 SIRT1 억제효과를 보이는 천연 화합물인 CPP343에 의해 TAMR-MCF-7 세포와 MCF-7/ADR 세포에서 각각 MPR2, MDR1의 발현이 억제되었다. 또한, MCF-7/ADR 세포에 CPP343을 처치 시 MDR1 transporter의 기질인 doxorubicin이 세포 내에 유지되는 양이 증가하였고, doxorubicin에 대한 반응성이 회복되었다. 이러한 결과를 통해 SIRT1이 FoxO1을 매개한 MRP2의 발현에 있어 중요한 역할을 하며 SIRT1의 조절을 통해 화학요법 저항성의 치료에 도움을 줄 수 있음을 시사하고 있다.|The transition from chemotherapy-responsive breast cancer cells to chemotherapy-resistant cancer cells is mainly accompanied by the increased expression of ATP-binding cassette transporters. Multi-drug resistance protein 2 (MRP2, ABCC2) plays an important role in the efflux of xenobiotics or conjugated metabolites. In our previous study, it has been found that FoxO1 functions as a key regulator of MDR1 gene transcription (1). Because the mechanism how MRP2 protein is up-regulated during chemotherapy-resistance acquisition has been rarely studied, in the present study, we aimed to clarify whether FoxO1 control the expression of MRP2 gene in tamoxifen-resistant breast cancer cells. Moreover, based on the fact that nuclear localization of FoxO1 is regulated by SIRT1 deacetylase, we were further interested in whether a potent SIRT1 inhibitor, Amurensin G (CPP343) identified from screening of natural compound library, inhibits the expressions of MRP2 and MDR1 in chemotherapy-resistant breast cancer cells. Overexpression of FoxO1 and/or SIRT1 enhanced MRP2 protein level and the gene transcriptional activity. In addition, SIRT1 inhibition reduced both the nuclear FoxO1 levels and the MRP2 expression in tamoxifen-resistant MCF-7 (TAMR-MCF-7) cells. MDR1 was also proved to be regulated by SIRT1-dependent FoxO1 activation as well. CPP343, isolated from Vitis amurensis suppressed both the basal expression of MDR1 in adriamycin-resistant MCF-7 (MCF-7/ADR) cells and that of MRP2 in TAMR-MCF-7 cells. Moreover, pretreatment of MCF-7/ADR cells with CPP343 for 24 h significantly increased cellular uptake of doxorubicin and restored doxorubicin responsiveness in MCF-7/ADR cells. These results suggest that FoxO1 activation via SIRT1-dependent deacetylation is closely related with up-regulations of MRP2 and MDR1. Furthermore, CPP343, a natural SIRT1 inhibitor could be developed as a chemotherapy adjuvant to increase the susceptibility of anti-cancer agents in chemoresistant cancer.