Artesunate as a potential drug for hypertension caused by the overexpression of translationally controlled tumor protein

Abstract

Artesunate는 중국 약초인 Artemisia annua로부터 추출한 artemisinin의 반합성 유도체로서, Plasmodium falciparum, P. vivax와 관련된 말라리아 감염의 2차 치료제로 쓰이고 있다. Artesunate가 최근엔 항암 작용 또한 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. Artesunate는 hemin 존재 하에서 재조합 translationally controlled tumor protein (TCTP) 단백질과 공유 결합 하는 것으로 보고되어 지는데, 이것은 TCTP가 artesunate의 항말라이아 작용기전에 관여될 수 있음을 시사한다. 본 연구팀은 이전 연구에서 TCTP가 Na^(+), K^(+)-ATPase의 세포질내 억제자로써 작용함을 밝혀냈으며, TCTP의 과발현이 혈관 Na^(+), K^(+)-ATPase를 억제하고 세포내 칼슘 유동성을 촉진시켜 체성 고혈압을 유발 시킬 수 있음을 TCTP 과발현 이식유전자 쥐에서 확인하였다. 따라서, 나는 artesunate가 항암작용으로서 TCTP 단백질 발현을 감소시킨다면, 이것은 또한 항고혈압 치료제로 이용될 수 있을 것으로 가정하였다. 나는 현 연구에서 adenovirus를 이용하여 HeLa 세포에 TCTP를 과발현 시켜 Ras/Raf/MER/ERK가 활성화 되는 것을 관찰하였으며, genistein (광범위 tyrosine kinase 억제제), PP2 (Src kinase 억제제), PD98059 (MEK 억제제)에 의해서 이들이 억제됨을 확인하였다. Artesunate의 항고혈압 작용을 조사하기 위해, 정상 A7r5 세포에 artesunate를 처리하였고, 이것에 의해 TCTP 단백질 발현 정도가 시간과 농도에 비례하여 감소되는 것을 확인하였다. Artesunate 처리에 의해서 TCTP 발현 감소 뿐 만 아니라 ERK1/2 단백질의 인산화 정도, 세포 내 칼슘양도 함께 감소되었다. 따라서, 본 연구결과는 artesunate가 TCTP의 과발현에 의해 야기되는 고혈압 치료에 잠재성 있는 약물로 쓰일 수 있다는 것을 시사한다.;Artesunate (ART), a semi-synthetic derivative of artemisinin coming from the Chinese herb Artemisia annua, is well known for the second-line therapy of malaria infection with Plasmodium falciparum and P. vivax, but it has also been known to have profound anti-tumor activity as well. It has been reported that ART reacts covalently with recombinant translationally controlled tumor protein (TCTP) in the presence of hemin, suggesting that TCTP might be involved in the mechanism of anti-malarial action of ART. We previously identified TCTP as a cytoplasmic repressor protein of Na^(+), K^(+)-ATPase and confirmed TCTP over-expression can induce systemic hypertension through the inhibition of vascular Na^(+), K^(+)-ATPase and the increase of intracellular calcium mobilization from the transgenic mice over-expressing TCTP. I, therefore, hypothesized that ART might down-regulate the expression of TCTP to have anti-tumor activity, suggesting that ART might be an anti-hypertensive drug as well. Our lab previously demonstrated TCTP over-expression by adenoviral system activated Ras/Raf/MEK/ERK, which were inhibited by genistein, PP2 and PD98059 in HeLa cells. To investigate the anti-hypertensive effect of ART, I treated A7r5 cells (rat aortic vascular smooth muscle cells) with ART. I found out that the protein expression level of TCTP was down-regulated in a time and concentration dependent manner and that the activation of ERK1/2 and the concentration of intracellular calcium were attenuated. Thus my study suggests that ART might be a potential drug for the treatment of hypertension caused by the over-expression of TCTP.