Molecular ordering of H_(2)O_(2) Production mitochondrial changes, and caspase activation during NSAIDs-induced apoptosis

Abstract

비스테로이드성 항염증제는 다양한 암세포 즉, 대장암, 전립선암, 유방암, 백혈병세포에서 세포사별을 유도한다. 그러나, 그 작용기전은 아직 잘 알려져 있지 않다. 본 논문에서는 비스테로이드성 항염증제가 활성산소종의 생성 및 종양세포의 사멸에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 실험하였다. 먼저 비스테로이드성 항염증제는 활성산조종을 생성하며 이는 mitochondrial membrane potential(ΔΨ_(m)) 의 감소, cytochrome c의 방출, 그리고 caspase-9과 caspase-3 의 활성을 유도하였다. 이러한 활성산소종에 의한 영향은 활성산소종 scavenger 와 NADPH oxidase 억제제에 의해 각각 저해되었다. 이 결과는 비스테로이드성 항염증제에 의해 생성되는 활정산소종이 NADPH oxidase에 의해 생성이 되고 또한 종양 세포의 사멸에 중요한 매개체로 작용함을 말해준다. 활성산소종 생성과 세포사멸과의 관계를 조사해 보기위해 세포의 산화-환원 상태 조절에 중요한 역할을 하는 Bcl-2와 Bcl-xL 단백질을 과 발현하는 세포주를 제조하였다. Bcl-2 또는 Bcl-xL의 발현은 활성산조종의 생성과 이에 의해 발생되는 mitochondrial membrane potential (ΔΨ_(m)) 의 감소를 막음으로써 세포사멸의 억제하였다. 이러한 결과들은 비스테로이드성 항염증제가 유도하는 활성산소종이 mitochondrial membrane potential의 감소를 유도하는 데 중요한 역할을 하며, 그 결과 cytodchrome c의 방출, caspase가 활성화 되어 최종적으로 종양세포의 사멸을 유도함을 설명 해준다.;Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) induce apoptosis in a variety cancer cells, including those of colon, prostate, breast, and leukemia. However, the underlying mechanism remains to be elucidated. Here, i examined the effects of NSAIDs on reactive oxygen species (ROS) production and the association of these effects and apoptotic tumor cell death. I found that NSAIDs mediate ROS production followed by a decrease in mitochondrial membrane potential (△Ψ_(m)),the release of cytochrome c, and the activation of caspase-9 and caspase-3. The presence of ROS scavengers or an inhibitor of NADPH oxidase blocks △Ψ_(m) collapse, cytochrome c release, and the activation of capase-9 and caspase-3. This indicates that NSAIDs mediate ROS production through NADPH oxidase and ROS produced by NSAIDs are a critical mediator of apoptotic tumor cell death. To further investigate the relationship between ROS production and apoptotic cell death, i generated Bcl-2 or Bcl-x_(L)-expressing cell lines since the Bcl-2 family proteins are involved in regulating the redox state of cells. I found that expression of Bcl-2 or Bcl-x_(L) prevents ROS production and the subsequent loss of △Ψ_(m), resulting in the inhibition of apoptotic cell death. My data imply that NSAIDMs-induced ROS are important mediators of △Ψ_(m) collapse, which releases cytochrome c, followed by the activation of caspases, culminating in apoptotic tumor cell death.