Calmodulin inhibition contributes to sensitize TRAIL-induced apoptosis in human lung cancer H1299 cells

摘要

Tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) preferentially triggers apoptosis in tumor cells versus normal cells. However, TRAIL alone is not effective in treating TRAIL-resistant tumors. We evaluated the effect of 180 enzyme inhibitors on TRAIL-induced apoptosis in human lung cancer H1299 cells, and found fluphenazine-N-2-chloroethane (a calmodulin (CaM) antagonist) sensitized TRAIL-induced apoptosis. Interestingly, in the presence of TRAIL, it increased caspase-8 binding to the Fas-associated death domain (FADD), but decreased binding of FADD-like interleukin-1β-converting enzyme inhibitory proteins (FLIPs). Additionally, its combination with TRAIL inhibited Akt phosphorylation. These results were consistently observed in cells treated with CaM siRNA. We suggested the blockade of CaM could sensitize lung cancer cells to TRAIL-induced apoptosis in at least 2 ways: (i) it can activate death-inducing signaling complex mediated apoptosis by inhibiting TRAIL-induced binding of FLIP and TRAIL-enhanced binding of caspase-8 to FADD; (ii) it can inhibit Akt phosphorylation, consequently leading to decreased expression of anti-apoptotic molecules such as FLIP and members of the inhibitor of apoptosis protein family. This study suggests the combination of CaM antagonists with TRAIL may have the therapeutic potential to overcome the resistance of lung cancers to apoptosis.La protéine TRAIL (« tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand ») déclenche préférentiellement l'apoptose des cellules tumorales comparativement aux cellules normales. Cependant, TRAIL seule n'est pas efficace pour traiter des tumeurs résistantes à TRAIL. Nous avons évalué l'effet de 180 inhibiteurs d'enzymes sur l'apoptose induite par TRAIL chez les cellules de cancer du poumon humain H1299, et nous avons trouvé que le fluphénazine-N-2-chloroéthane (un antagoniste de la calmoduline (CaM)) sensibilisait les cellules à l'apoptose induite par TRAIL. De manière intéressante, en présence de TRAIL, il augmentait la liaison de la caspase 8 à FADD (« Fas-associated death domain »), mais il diminuait la liaison aux protéines FLIP (« FADD-like interleukin-1β-converting enzyme inhibitory proteins »). De plus, sa combinaison à TRAIL inhibait la phosphorylation d'Akt. Ces résultats ont aussi été observés à maintes reprises chez les cellules traitées avec un siARN de la CaM. Nous suggérons qu'un blocage de la CaM pourrait sensibiliser les cellules de cancer du poumon à l'apoptose induite par TRAIL de 2 façons : (i) il pourrait activer l'apoptose via la voie extrinsèque en inhibant la liaison de FLIP induite par TRAIL et en augmentant la liaison de la caspase 8 à FADD induite par TRAIL; (ii) il pourrait aussi inhiber la phosphorylation d'Akt et conséquemment, causer une diminution de l'expression des protéines anti-apoptotiques comme FLIP et la famille IAP (« inhibitor of apoptosis protein »). Cette étude suggère que la combinaison d'antagonistes de la CaM et de TRAIL pourrait avoir un potentiel thérapeutique pour contrer la résistance des cellules de cancer du poumon à l'apoptose.