Enhanced radiation-induced cell killing by Herbimycin A pre-treatment

ハービマイシンA前処理による放射線誘発細胞死の増強

野口 実穂; 平山 亮一*; Druzhinin, S.*; 岡安 隆一*

Noguchi, Miho; Hirayama, Ryoichi*; Druzhinin, S.*; Okayasu, Ryuichi*

ハービマイシンAはゲルダナマシンと同様Hsp90に結合し、Hsp90のシャペロン機能を阻害する薬剤である。Hsp90は自身のシャペロン活性により他のタンパク質の安定化を維持する働きをもち、癌細胞の成長や生存に重要な役割を果たしている。放射線照射に応答するタンパク質もHsp90により機能的に安定化されていることが知られている。そこで、本研究ではハービマイシンAが癌細胞の放射線感受性に影響を与えるかどうか、さらに放射線感受性の増強に関与する細胞内メカニズムを明らかにするため、実験を行った。特に放射線感受性のメカニズムとして、放射線誘発細胞死の主原因であるDNA二本鎖切断(DSB)とその修復について調べた。コロニー形成法により求めた生存率から、ハービマイシンAは癌細胞の放射線感受性を増強することが明らかになった。また、定電圧電気泳動法によりDSBの修復の経時的変化を調べたところ、ハービマイシンAを照射前に加えたほうが、DSBの修復効率が低下することが明らかになった。以上の結果から、ハービマイシンAは放射線誘発DSBの修復を阻害し、放射線感受性の増強を引き起こすことがわかった。ハービマイシンAと放射線併用は癌治療の新しい治療法として非常に有効であることが示された。

Herbimycin A (HA), as in Geldanamycin, binds to conserved pockets of heat shock protein 90 (Hsp90) and inhibits its chaperone functions. Hsp90 plays an integral role in cancer cell growth and survival, because it maintains the stability of several key proteins by its chaperone's activity. It is known that some of the proteins associated with radiation responses are functionally stabilized by Hsp90. In this study, we investigated the effect of HA on radiosensitivity in human cancer cells and the mechanism related to the sensitization. In order to gain a mechanistic insight of this sensitization, we examined repair of DNA double strand breaks (DSBs) in irradiated human cancer cells pre-treated with HA, as unrepaired DSBs are thought to be the main cause of radiation-induced cell death. Cellular radiosensitivity was determined by clonogenic assay, and the DSB rejoining kinetics was examined by constant field gel electrophoresis. SQ-5, a lung squamous carcinoma cell line, showed synergistic increase in radiosensitivity when cells were pre-treated with HA. In addition, HA significantly inhibited repair of radiation induced DSBs. These results suggest that the combination of HA and ionizing radiation may be a useful therapeutic strategy for treating certain cancer cells.