Anti-cancer effect of celecoxib through the endoplasmic reticulum stress response in head and neck squamous cell carcinoma cell lines

Abstract

Earlier observations have pointed out the anti-cancer effects of cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitors resulting from various COX-2-independent mechanisms even in cancer cells without COX-2 expression and activity. Herein, we investigated whether the endoplasmic reticulum(ER) stress response might be one of the main mechanisms related to a conspicuous COX-2 independent tumor-killing effect of celecoxib in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma (HNSCC) cell lines. It was assessed the effect of celecoxib on GRP78, CHOP and XBP1 associated with ER stress response by Western blot and polymerase chain reaction (PCR) analysis in HNSCC cell lines. And we evaluated, if CHOP might be involved in the tumor-killing effect of celecoxib by blocking their activity. We show that celecoxib triggers the ER stress response in HNSCC cell lines as indicated by activation of ER stress response associated proteins GRP78, CHOP and XBP1. Our study suggests that COX-2-independent tumor-killing action of celecoxib is mediated by ER stress response in HNSCC cell lines.

두경부 편평세포암에서 COX-2억제제의 항암효과에 대한 여러 보고가 있어왔다. 하지만 흥미롭게도 COX-2 발현이나 활성 없이 항암효과를 보이는 COX-2 독립 기전을 확실하게 규명되지 못한 상태이다. 이번 연구에서는 두경부 편평세포암 세포주에서 이러한 COX-2 독립 항암효과의 주요 기전으로 소포체자극반응 (endoplasmic reticulum stress response)의 가능성을 확인하고자 하였다. 두경부 편평세포암 세포주에 celecoxib를 투여한 후 소포체자극반응에 관련된 GRP78, CHOP, XBP1을 Western blotting과 중합효소연쇄반응 (polymerase chain reaction)을 이용하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 그리고 소포체자극반응에서 항암작용의 직접적인 역할을 할 것으로 기대되는 CHOP의 영향을 si-RNA를 이용하여 차단하여 세포주의 생존률이 반전되는 것으로 확인하고자 하였다. GRP78, CHOP, XBP1이 celecoxib 투여 후 Western blotting과 중합효소연쇄반응에서 모두 발현되는 것으로 관찰하였다. 또한 si-RNA로 CHOP의 영향을 차단하였을 때 세포주의 생존율이 대조군에 비하여 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 두경부 편평세포암의 세포주에서 COX-2 기전과 관계없이 celecoxib가 항암효과를 가지는 것으로 알 수 있었으며, 이러한 COX-2 독립 항암효과의 한 기전으로서 소포체자극반응의 가능성으로 확인할 수 있었다.