Role for 2-Cys peroxiredoxin II in TNF-α-induced cell death in human cancer cells

Abstract

TNF-α can induce the programmed cell death in many cancer cells, when NF-κB signaling is blocked. Under this condition, the stimulation with TNF-α results in a rapid increase of intracellular ROS levels and these ROS are thought to mediate TNF-α induced cell death signaling. However, the functions of antioxidant enzyme which can regulate these ROS have yet to be elucidated. We previously found that a thioredoxin-dependent H₂O₂ reductase, cytosolic 2-cys peroxiredoxin II (2-cysPrxII) suppresses the TNF-α mediated apoptosis of human cervical cancer cells in caspases dependent manner. In this study, I show that cytosolic 2-cysPrxII, which is abundant in colon cancer cells, can effectively regulate the TNF-α induced PCD in a number of colon cancer cell lines. To confirm the effect of PrxII, I have used the siRNA knock down system by which endogeneous PrxII was transiently knocked down. Depletion of cellular cytosolic 2-cysPrxII using RNA interference manifested increases in intracellular levels of ROS and cell death induced by TNF-α in the absence of NF-κB in a number of colon cancer cells. Interestingly, cytosolic 2-cysPrxII regulated the ROS generation and cell death by TNFα more effectively in adenocarcinoma cells than in carcinoma cells. And the TNF-α -induced cell death regulated by cytosolic 2-cysPrxII is partially caspase-dependent in DLD-1 cells and is caspase- independent in HT29 cells. These results implicate Prx II as a novel therapeutic target antagonizing colon cancer.;TNF-α 는 많은 암세포에서 NF-κB가 저해된 상태에서 세포 죽음을 유도한다. 이러한 조건하에서 TNF-α 는 급속한 활성 산소종의 생성 수준을 증가시키고 이러한 활성산소종이 TNF-α 가 유도하는 세포죽음에 관련된 신호전달을 매개하는 것으로 여겨지고 있다. 그러나 이러한 활성 산소종을 조절할 수 있는 antioxidant 효소에 대한 기능은 아직 잘 밝혀지지 않았다. 우리는 이전의 연구에서 2-cys Peroxiredoxin 2 (Prx2) 가 자궁경부암 세포에서 TNF-α 에 의해 유도되는 caspase 의존적인 세포 사멸을 억압할 수 있다는 것을 밝혔다. 이번 연구에서 대장암 세포에 풍부하게 존재하는 2-cys Peroxiredoxin 2 (Prx2) 가 많은 대장암 세포에서도 TNF-α 에 의해 유도되는 세포죽음 신호전달을 효과적으로 조절할 수 있다는 것을 보여준다. PrxII 의 효과를 확인하기 위해 세포 내부의 PrxII 의 양을 일시적으로 감소시킬 수 있는 siRNA Knock down system 을 사용하였다. siRNA 로 세포내 PrxII 를 제거하면 많은 대장암 세포에서 NF-κB가 저해된 상태에서 TNF-α 자극을 주었을 때 증가된 활성 산소종의 생성 수준과 cell death를 관찰할 수 있었다. 흥미롭게도 Peroxiredoxin 2 (Prx2) 는 carcinoma cell line 보다 adenocarcinoma cell line 에서 더욱더 효과적으로 TNF-α 에 의해 유도되는 세포 죽음 신호전달을 조절하였다. 그리고 PrxII 에 의해 조절되는 세포 죽음 신호전달은 DLD-1 cell 에서는 부분적으로 caspase 의 활성에 의존적이었으며 HT29 cell 에서는 caspase 의 활성에 비의존적이었다. 이러한 결과들은 PrxII 가 대장암세포의 세포죽음을 유도할 수 있는 소중한 암 치료제의 목표가 될 수 있음을 의미한다.