Ποιος είναι ο τρόπος με τον οποίο η εχινακοσίδη, το αποτελεσματικό συστατικό της Cistanche Deserticola, της ανάπτυξης των κυττάρων του παγκρεατικού αδενοκαρκινώματος;

Επικοινωνία:joanna.jia@wecistanche.com

Η εχινακοσίδη καταστέλλει την ανάπτυξη των κυττάρων του αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος προκαλώντας απόπτωση μέσω της οδού πρωτεϊνικής κινάσης που ενεργοποιείται από μιτογόνο

WEI WANG, JINBIN LUO, YINGHUI LIANG και XINFENG LI

Αφηρημένη.

Η κλινική εφαρμογή φυσικών προϊόντων που προέρχονται από την παραδοσιακή κινεζική ιατρική έχει κερδίσει την προσοχή στα χημειοθεραπευτικά για τον καρκίνο.Εχινακοσίδη(ECH), ένα από τα φαινυλαιθανοειδή, που απομονώθηκε από τους μίσχους τουCistancheΗ σάλσα (ένα κινέζικο φυτικό φάρμακο) έχει προστατευτική δράση των ιστών και αντι-αποπτωτική δράση στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Ωστόσο, παραμένει σε μεγάλο βαθμό άπιαστο ανΕχινακοσίδη έχει ογκοκατασταλτική δράση. Στην παρούσα μελέτη, αποδείχθηκε ότιΕχινακοσίδημπορεί να αναστείλει σημαντικά τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων του αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος επάγοντας την παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου και τη διαταραχή του δυναμικού της μιτοχονδριακής μεμβράνης και έτσι ενεργοποιώνταςαπόπτωση. Επιπλέον, διευκρινίστηκε ότιΕχινακοσίδηκαταστέλλει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων μέσω της ρύθμισης της δραστηριότητας MAPK. Συμπερασματικά, αυτή η μελέτη αποκαλύπτει μια νέα λειτουργία της ECH στην πρόληψη της ανάπτυξης καρκίνου και υποδηλώνει ότι η χρήσηΕχινακοσίδη θα μπορούσε να είναι μια πιθανή χημειοθεραπευτική στρατηγική για τον καρκίνο.

Η εχινακοσίδη στο κιστάνι να μειωθείανάπτυξη των κυττάρων του αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος

Εισαγωγή

Ο καρκίνος είναι μια απειλητική για τη ζωή ασθένεια και μια από τις κύριες αιτίες θνησιμότητας παγκοσμίως. Τα καρκινικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από αναστολήαπόπτωση, ανεξέλεγκτη ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό και μετάσταση (1). Η ανάπτυξη καρκίνου, που συχνά ξεκινά από γενετικές αλλοιώσεις, είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει αλληλεπιδράσεις μεταξύ ογκογόνων πρωτεϊνών και ογκοκατασταλτών που σχηματίζουν ένα περίπλοκο δίκτυο σηματοδότησης. Για παράδειγμα, το ογκογονίδιο Myc έχει βρεθεί ότι ενισχύεται ή υπερεκφράζεται σε διάφορους τύπους καρκίνου και η κωδικοποιούμενη από Myc ογκοπρωτεΐνη μπορεί να προάγει την ογκογένεση οδηγώντας την εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου, διεγείροντας την κυτταρική ανάπτυξη και επάγοντας αγγειογένεση (2). Ωστόσο, τα ογκογόνα σήματα που προκαλούνται από το Myc μπορούν να ενεργοποιήσουν την οδό καταστολής όγκου p53 μέσω της επαγωγής του καταστολέα όγκου, ARF που μετριάζει την ογκογόνο E{5}}λιγάση ποντικού διπλού λεπτού (MDM)2-διαμεσολαβούμενη από την υποβάθμιση της p53 ( 3). Αυτός είναι ένας αυτορυθμιζόμενος, αυτοπροστατευτικός μηχανισμός που αποτρέπει τα κύτταρα από κακοήθη μεταμόρφωση. Συγκεκριμένα, το p53 μπορεί να καταστείλει τη δραστηριότητα Myc ενεργοποιώντας μεταγραφικά, για παράδειγμα, το miR{12}} που στοχεύει το mRNA του Myc για σίγαση μετάφρασης (4,5), σχηματίζοντας έτσι έναν ρυθμιστικό βρόχο αρνητικής ανάδρασης.

Η πιο απλή και αποτελεσματική στρατηγική για τη θεραπεία του καρκίνου είναι να σκοτωθούν τα καρκινικά κύτταρα. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα αντικαρκινικά φάρμακα, όπως η σισπλατίνη (6), η ακτινομυκίνη D (7) και η αδριαμυκίνη (8) φαίνεται ότι αναστέλλουν την ανάπτυξη του όγκου προάγοντας την απόπτωση. Πρόσφατα, αυξανόμενα στοιχεία έχουν δείξει ότι ορισμένα φυσικά προϊόντα και παράγωγα από φυτά, ιδιαίτερα από φαρμακευτικά φυτά που χρησιμοποιούνται στην παραδοσιακή κινεζική ιατρική (TCM), εμφανίζουν ογκοκατασταλτική λειτουργία προκαλώντας την απόπτωση των καρκινικών κυττάρων και έχουν τη δυνατότητα κλινικής εφαρμογής στη θεραπεία του καρκίνου (9). Για παράδειγμα, η φυσική εμοδίνη ανθρακινόνης που απομονώθηκε από το TCM, το Radix rhizome Rhei, μπορεί να καταστείλει την ανάπτυξη πολλών τύπων καρκινικών κυττάρων (10,11). Η καμπτοθεκίνη, που προέρχεται από το κινεζικό «ευτυχισμένο δέντρο», Camptotheca acuminate, είναι ένα πολύτιμο φυσικό προϊόν που αναστέλλει την απολίνωση του DNA μετά από θραύσεις κλώνων που προκαλούνται από τοπο Ι (12). Σε μια άλλη αναδρομική μελέτη κοόρτης με βάση τον πληθυσμό σε σύνολο 729 ασθενών με προχωρημένο καρκίνο του μαστού, προτάθηκε ότι η θεραπεία με TCM μπορεί να συμβάλει στη θεραπεία του καρκίνου. Από αυτήν την κοόρτη, 115 ασθενείς ήταν χρήστες TCM ενώ 614 ασθενείς δεν χρησιμοποίησαν TCM. Η πολυπαραγοντική ανάλυση έδειξε ότι, σε σύγκριση με τους μη χρήστες, η χρήση του TCM συσχετίστηκε με σημαντικά μειωμένο κίνδυνο θνησιμότητας από όλες τις αιτίες (13). Όλα τα προαναφερθέντα ευρήματα έδειξαν ότι η TCM είναι μια σημαντική συμπληρωματική και εναλλακτική ιατρική που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη θεραπεία του καρκίνου.

Εχινακοσίδη(ECH) είναι ένα φαινυλαιθανοειδές που απομονώνεται από τα στελέχη τουΚιστάνουςsalsa, ένα κινέζικο φυτικό φάρμακο, το οποίο είναι ένα σημαντικό ακατέργαστο φάρμακο που χρησιμοποιείται ως αντιορός και παράγοντας κατά της κούρασης (14). Έχει βρεθεί ότι αρκετά φαινυλαιθανοειδή διαθέτουν ιδιότητες δέσμευσης ελεύθερων ριζών και προστατεύουν από τοξικούς τραυματισμούς που προκαλούνται από το οξειδωτικό στρες (15). Επιπλέον, περισσότερες βιολογικές ιδιότητες τουΕχινακοσίδηέχουν αποσαφηνιστεί από τότε. Για παράδειγμα, η ECH μπορεί να διασώσει τα αυξημένα επίπεδα φλεγμονωδών κυτοκινών και να βελτιώσει τις ιστοπαθολογικές ανωμαλίες του πνεύμονα σε ποντικούς με οξεία πνευμονική βλάβη (16,17). Επίσης,Εχινακοσίδη έχει αποδειχθεί ότι έχει προστατευτικές επιδράσεις στον νευρικό ιστό και βελτιώνει τις διαταραχές συμπεριφοράς σε μοντέλα ποντικών της νόσου του Πάρκινσον (18). Συγκεκριμένα, έχει βρεθεί ότι η ECH προάγει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και αναστέλλειαπόπτωσηστα εντερικά επιθηλιακά κύτταρα MODE-K ποντικού (19). Μέχρι στιγμής, ωστόσο, έχει δοθεί λιγότερη προσοχή στον πιθανό ρόλο της ECH στην πρόληψη του καρκίνου.

Σε αυτή τη μελέτη, διερευνήθηκε ανΕχινακοσίδη η θεραπεία επηρεάζει την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων και ανΕχινακοσίδηπροκαλεί απόπτωση, αυξάνει την παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) και μειώνει το δυναμικό της μιτοχονδριακής μεμβράνης (MMP) και κατά συνέπεια καταστέλλει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον, η παρούσα μελέτη στόχευε στον εντοπισμό των μοριακών μηχανισμών που είναι υπεύθυνοι για την αναστολή της κυτταρικής ανάπτυξης που προκαλείται από την ECH.

Υλικά και μέθοδοι

Κυτταρική γραμμή, αντιδραστήριο και αντισώματα.

SW1990 κύτταρα αδενοκαρκινώματος παγκρέατος (ATCC, Manassas, VA, USA) καλλιεργήθηκαν σε τροποποιημένο μέσο Eagle της Dulbecco συμπληρωμένο με 10 τοις εκατό εμβρυϊκό ορό βοοειδών, 50 U/ml πενικιλλίνη και 0,1 mg/ml στρεπτομυκίνη στους 37˚C ατμόσφαιρα με υγρασία 5 τοις εκατό CO2.Εχινακοσίδηαγοράστηκε από την Jrdun Biotechnology Corp. (Σαγκάη, Κίνα). Αντισώματα έναντι AKT, Ρ-ΑΚΤ, ERK, P-ERK, JNK, p-JNK, Ρ38, ρ-Ρ38 και GAPDH αγοράστηκαν από την Cell Signaling Technology (Danvers, ΜΑ, ΗΠΑ). Το anti-Bax και το anti-Bcl-2 αγοράστηκαν από την Santa Cruz Biotechnology Inc. (Santa Cruz, CA, USA). και anti-Caspase-3 αγοράστηκε από την Abcam (Σαγκάη, Κίνα).

Δοκιμασία βιωσιμότητας κυττάρων.

Για την αξιολόγηση του ρυθμού ανάπτυξης των καρκινικών κυττάρων, χρησιμοποιήθηκε κιτ μέτρησης κυττάρων{{0}} (CCK-8; Dojindo Molecular Technologies, Rockville, MD, ΗΠΑ) σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Τα κυτταρικά εναιωρήματα σπάρθηκαν σε 5,000 κύτταρα ανά φρεάτιο με επεξεργασία ECH για 0, 12, 24, 48 ή 72 ώρες σε 96-πλάκες καλλιέργειας φρεατίων. Η αναστολή της κυτταρικής ανάπτυξης προσδιορίστηκε με την προσθήκη αντιδραστηρίου WST-8 από το κιτ CCK-8 σε τελική συγκέντρωση 10 τοις εκατό σε κάθε φρεάτιο και η απορρόφηση των δειγμάτων μετρήθηκε στα 450 nm χρησιμοποιώντας συσκευή ανάγνωσης μικροπλακών (Multiskan MK3; Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, ΗΠΑ).

χρώση Hoechst 33342.

Τα κύτταρα (60 τοις εκατό συρροή) υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με Hoechst 33342 (Beyotime Institute of Biotechnology, Haimen, Κίνα) σε τελική συγκέντρωση 1 μg/ml, επωάστηκαν σε επωαστήρα 37°C για 15 λεπτά, πλύθηκαν με ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών δύο φορές, σταθεροποιήθηκαν σε παραφορμαλδεΰδη 4 τοις εκατό για 30 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου και τοποθετείται σε αντικειμενοφόρους πλάκες. Οι μορφολογικές αλλαγές των κυτταρικών πυρήνων παρατηρήθηκαν σε μικροσκόπιο φθορισμού (Olympus BX51, Melville, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ). Οι κανονικοί πυρήνες ήταν στρογγυλοί και χρωματίστηκαν ανοιχτό μπλε, ενώ οι αποπτωτικοί πυρήνες συρρικνώθηκαν και χρωματίστηκαν έντονο μπλε.

Αναλύσεις ταξινόμησης κυττάρων ενεργοποιημένου με φθορισμό (FACS).

Για την αξιολόγηση τωναπόπτωση, η ισοθειοκυανική φλουορεσκεΐνη (FITC)-Αννεξίνη VΑπόπτωσηΤο κιτ ανίχνευσης (BD Biosciences, Shanghai, China) χρησιμοποιήθηκε σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Εν συντομία, 5x104 κύτταρα πλύθηκαν με παγωμένο PBS, επαναιωρήθηκαν σε 0,1 ml ρυθμιστικού δεσμευτικού διαλύματος (Beyotime Institute of Biotechnology) και χρωματίστηκαν με 10 ml συζευγμένης με FITC Annexin V (10 mg/ml) και 10 ml ιωδιούχου προπιδίου (ΡΙ) (50 mg/ml). Μετά από επώαση για 15 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου στο σκοτάδι και την προσθήκη 400 ml ρυθμιστικού διαλύματος δέσμευσης, τα κύτταρα αναλύθηκαν με κυτταρόμετρο ροής (C6, BD Biosciences, Shanghai, China).

Μέτρηση δραστικών ειδών οξυγόνου (ROS).

Για την αξιολόγηση της παραγωγής ROS, χρησιμοποιήθηκε το κιτ δοκιμασίας ειδών αντιδραστικού οξυγόνου (Vigorous Biotechnology, Πεκίνο, Κίνα) σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Εν συντομία, τα κύτταρα (80 τοις εκατό συρροή) συλλέχθηκαν και πλύθηκαν με PBS πριν από τη χρώση με το διάλυμα διυδροαιθιδίου (DHE) (Beyotime Institute of Biotechnology). Τα κύτταρα στη συνέχεια αναλύθηκαν με κυτταρομετρικές αναλύσεις ροής.

Μέτρηση δυναμικού μιτοχονδριακής μεμβράνης (MMP).

Ένα κιτ δοκιμασίας μεθυλεστέρα τετραμεθυλροδαμίνης (TMRM) (ImmunoChemistry Technologies, Bloomington, ΜΝ, ΗΠΑ) χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση των αλλαγών στη ΜΜΡ. Εν συντομία, τα κύτταρα (80 τοις εκατό συρροή) συλλέχθηκαν, πλύθηκαν με PBS και χρωματίστηκαν με TMRM για 15-20 λεπτά σε επωαστήρα 37°C. Τα κύτταρα στη συνέχεια πλύθηκαν μία φορά με PBS και υποβλήθηκαν σε κυτταρομετρικές αναλύσεις ροής.

Αναλύσεις ανοσοστύπωσης.

Τα κύτταρα (8{10}} τοις εκατό συρροή) συλλέχθηκαν και υποβλήθηκαν σε λύση σε ρυθμιστικό διάλυμα RIPA (Jrdun Biotechnology) που αποτελείται από 50 mM Tris-HCl, ρΗ 7,4. 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 τοις εκατό NP-40, 1 τοις εκατό δεοξυχολικό οξύ νατρίου και 0,1 τοις εκατό SDS, και πρόσφατα προστεθέντες αναστολείς πρωτεασώματος. Χρησιμοποιήθηκαν ίσες ποσότητες προϊόντος λύσης διαυγών κυττάρων για ανάλυση ανοσοστύπωσης όπως περιγράφηκε προηγουμένως (20).

Στατιστική ανάλυση.

Τα ποσοτικά δεδομένα εκφράζονται ως η μέση ± τυπική απόκλιση. Οι στατιστικές διαφορές αξιολογήθηκαν με μη ζευγαρωμένο Student's t-test χρησιμοποιώντας στατιστικό λογισμικό SPSS 15.0. Π<0.05 was="" considered="" to="" indicate="" a="" statistically="" significant="">

Αποτελέσματα

Εχινακοσίδη καταστέλλει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων. Αν και έχει αναφερθεί ότιΕχινακοσίδη επιδεικνύει προστατευτικό ρόλο ανασταλτικάαπόπτωσηκαι φλεγμονώδη σήματα σε σωματικά κύτταρα, όπως νευρωνικά και εντερικά επιθηλιακά κύτταρα (16-19), παραμένει άγνωστο εάν η ECH ελέγχει την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων. Για να ελεγχθεί αυτό, διεξήχθη μια δοκιμασία επιβίωσης κυττάρων με θεραπεία κυττάρων SW1990, που προέρχονται από αδενοκαρκίνωμα παγκρέατος βαθμού ΙΙ, με τιτλοδοτημένες δόσεις ECH όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Συγκεκριμένα, αποδείχθηκε ότι η ECH επιβραδύνει σημαντικά τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων σε δόση -εξαρτώμενος τρόπος κατά τη διάρκεια μιας 5-ημερήσιας περιόδου καλλιέργειας (Εικ. 1).

Εχινακοσίδη πυροδοτεί την απόπτωση. Ως απώλεια τουαπόπτωσηείναι ένας από τους κύριους αιτιολογικούς μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από τον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων του παγκρέατος (21), η παρούσα μελέτη πραγματοποίησε ένα σύνολο πειραμάτων για να καθορίσει εάν η ECH πυροδοτεί απόπτωση. Πρώτον, με χρώση των πυρήνων των καρκινικών κυττάρων με Hoechst 33342, αποδείχθηκε ότι η ECH έχει ως αποτέλεσμααπόπτωσημε δοσοεξαρτώμενο τρόπο (Εικ. 2Α). Επιπλέον, διεξήχθησαν αναλύσεις FACS χρησιμοποιώντας χρώση Annexin V/PI για να επιβεβαιωθεί περαιτέρω η αποπτωτική επίδραση του tyΕχινακοσίδη (Εικ. 2Β). Το μέσο ποσοστό αποπτωτικών κυττάρων ήταν 1,1 τοις εκατό υπό κανονικές συνθήκες καλλιέργειας, ενώ αυτό το ποσοστό αυξήθηκε σημαντικά σε 10,6, 21,4 και 51,3 τοις εκατό ως απόκριση στη θεραπεία με ECH με δοσοεξαρτώμενο τρόπο (Εικ. 2C). Αυτά τα αποτελέσματα, μαζί με τον προσδιορισμό βιωσιμότητας κυττάρων που φαίνεται στο Σχ. 1, δείχνουν ότιΕχινακοσίδηη θεραπεία καταστέλλει τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων ενεργοποιώνταςαπόπτωση.

Εχινακοσίδη προτρέπει την παραγωγή αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS). Αρκετά χημειοθεραπευτικά φάρμακα για τον καρκίνο, όπως η δοξορουβικίνη και η σισπλατίνη, έχουν αποδειχθεί ότι είναι ισχυροί γεννήτριες ROS που διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην πρόκληση απόπτωσης υπό φυσιολογικές και παθολογικές συνθήκες (22). Έτσι, διερευνήθηκε εάν η θεραπεία με ECH θα μπορούσε επίσης να ρυθμίσει την παραγωγή ROS. Για να ελεγχθεί αυτό, το DHE, το οποίο μπορεί να οξειδωθεί για να δημιουργήσει αιθίδιο που παρεμβάλλεται με το DNA, χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη για την αξιολόγηση της παραγωγής ROS. Διαπιστώθηκε ότι, όπως και άλλα αντικαρκινικά φάρμακα,Εχινακοσίδη διεγείρει επίσης την παραγωγή ROS με δοσοεξαρτώμενο τρόπο, όπως φαίνεται από την αυξημένη ένταση φθορισμού κατά τη θεραπεία με ECH (Εικ. 3).

Εχινακοσίδημειώνει το MMP. Η μιτοχονδριακή δυσλειτουργία έχει αποδειχθεί ότι εμπλέκεται στην πρόκληση απόπτωσης. Το άνοιγμα του μεταβατικού πόρου της μιτοχονδριακής διαπερατότητας έχει αποδειχθεί ότι προκαλεί την αποπόλωση του διαμεμβρανικού δυναμικού και την απελευθέρωση προ-αποπτωτικών παραγόντων (23). Ως εκ τούτου, δοκιμάστηκε ανΕχινακοσίδη θα μπορούσε να προκαλέσει απώλεια MMP σε καρκινικά κύτταρα πραγματοποιώντας μια δοκιμασία TMRM, η οποία είναι μια καλά καθιερωμένη προσέγγιση, καθώς η ένταση του φθορισμού TMRM είναι ανάλογη με το δυναμικό της μεμβράνης. Αποδείχθηκε ότιΕχινακοσίδη Η θεραπεία μειώνει σημαντικά τη ΜΜΡ με δοσοεξαρτώμενο τρόπο (Εικ. 4).

Εχινακοσίδη ελέγχει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων μέσω σημάτων πρωτεΐνης κινάσης ενεργοποιημένης από μιτογόνο (MAPK), αλλά όχι AKT. Για την περαιτέρω διερεύνηση της μοριακής βάσης τουΕχινακοσίδη-διαμεσολαβούμενος θάνατος κυττάρων όγκου, εξετάστηκε η δραστηριότητα πολλών ζωτικών οδών σηματοδότησης, όπως η MAPK και η AKT (24,25), που ελέγχουν την κυτταρική επιβίωση και τον θάνατο. Οι MAPK είναι εξελικτικά διατηρημένες, κατευθυνόμενες από προλίνη πρωτεϊνικές κινάσες Ser/Thr, συμπεριλαμβανομένων των εξωκυτταρικών κινασών που ρυθμίζονται με σήμα (ERKs), της c-Jun NH2-τερματικής κινάσης (JNKs) και των μελών της οικογένειας p38 που ενεργοποιούνται μέσω τριών -καταρράκτες σηματοδότησης κινάσης βαθμίδων (26,27). Σε αυτή τη μελέτη, αξιολογήθηκε η έκφραση των MAPK και AKT, καθώς και οι ενεργοποιημένες φωσφορυλιωμένες μορφές τους και αποκαλύφθηκε ότιΕχινακοσίδη καταστέλλει σημαντικά τη δραστηριότητα JNK και ERK1/2, αλλά ενισχύει τη δραστηριότητα της ρ38 (Εικ. 5). Συγκεκριμένα, αποδείχθηκε ότι η δραστηριότητα ΑΚΤ, η οποία είναι επίσης κρίσιμης σημασίας για τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων, δεν επηρεάζεται από τη θεραπεία με ECH (Εικ. 5). Επιπλέον, αποδείχθηκε ότι η θεραπεία με ECH αυξάνει την έκφραση του Bax και της κασπάσης-3 ενώ μειώνει την έκφραση Bcl-2 (Εικ. 5), κάτι που είναι σύμφωνο με το Σχ. 2. Έτσι, τα αποτελέσματα δείχνουν ότιΕχινακοσίδηπυροδοτεί την απόπτωση των καρκινικών κυττάρων μέσω της οδού MAPK.

κιστανάκιεχινακοσίδηγια την αντι-απόπτωση

Συζήτηση

Από όσο γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που το δείχνει αυτόΕχινακοσίδη έχει ογκοκατασταλτική λειτουργία μέσω πυροδότησηςαπόπτωση(Εικ. 2), προάγοντας την παραγωγή ROS (Εικ. 3) και επάγοντας εκπόλωση του δυναμικού της μιτοχονδριακής μεμβράνης (Εικ. 4), οδηγώντας κατά συνέπεια σε αναστολή ανάπτυξης κυττάρων όγκου (Εικ. 1). Επιπλέον, η μοριακή βάση του θανάτου των καρκινικών κυττάρων που προκαλείται από ECH αποδείχθηκε ότι συμβαίνει με τη ρύθμιση των μονοπατιών σηματοδότησης MAPK (Εικ. 5). Αυτά τα ευρήματα καταδεικνύουν μια νέα λειτουργία της ECH στην πρόληψη της ογκογένεσης και επομένως υποδηλώνουν ότι μπορεί να είναι υποψήφιος παράγοντας για θεραπεία καρκίνου.

Η πλειονότητα των αντικαρκινικών φαρμάκων μπορεί να προκαλέσει απόπτωση, γήρανση και/ή διακοπή του κυτταρικού κύκλου των καρκινικών κυττάρων, γεγονός που οδηγεί σε αναστολή της ανάπτυξης και του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων. Η διακοπή του κυτταρικού κύκλου είναι μια κυτταρική απόκριση σε ήπια σήματα στρες που επιτρέπουν στα κύτταρα να επισκευάσουν το κατεστραμμένο DNA πριν από την έναρξη της αναπαραγόμενης σύνθεσης DNA ή της μίτωσης, ενώ η απόπτωση και η γήρανση (μόνιμη διακοπή του κυτταρικού κύκλου) συμβαίνουν ως απόκριση σε σήματα στρες που εξαλείφουν ανεπανόρθωτα ή κακοήθη κύτταρα. 28,29). Επομένως, μόνο η αποπτωτική επίδραση τουΕχινακοσίδη σε κύτταρα όγκου αξιολογήθηκε σε αυτή τη μελέτη, καθώς η θανάτωση καρκινικών κυττάρων είναι ένα κύριο κριτήριο για την αξιολόγηση της ισχύος ενός αντικαρκινικού παράγοντα. Συγκεκριμένα, αποδείχθηκε ότι η ECH επάγει την έκφραση του Bax (Εικ. 5), ενός προ-αποπτωτικού γονιδίου, που ενεργοποιείται μεταγραφικά από τον καταστολέα όγκου p53 (30). Έτσι, αξίζει τον κόπο να ελέγξουμε ανΕχινακοσίδη μπορεί να ενεργοποιήσει το μονοπάτι σηματοδότησης p53. Εάν ναι, η ECH μπορεί επίσης να προκαλέσει διακοπή του εξαρτώμενου από p{1}}κυτταρικό κύκλο, γήρανση, απόπτωση ή αυτοφαγία. Σε αυτή τη μελέτη, διευκρινίστηκε η ογκοκατασταλτική λειτουργία της ECH στην κυτταρική σειρά SW1990 του αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος. Ωστόσο, απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για την παρατήρηση περισσότερων κυτταρικών σειρών καρκίνου του παγκρέατος. Έχει αποδειχθεί ότι οι μεταλλάξεις στην ογκογόνο πρωτεΐνη RAS και τον ογκοκατασταλτικό p53 σχετίζονται με την ανάπτυξη καρκίνου του παγκρέατος (31). Ωστόσο, η κυτταρική σειρά SW1990 δεν φιλοξενεί καμία μετάλλαξη p53, σύμφωνα με τη βάση δεδομένων p53 του IARC. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να διερευνηθεί εάνΕχινακοσίδη μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό άλλων κυτταρικών γραμμών καρκίνου του παγκρέατος με διαφορετικές μεταλλάξεις p53. Επιπλέον, θα ήταν ενδιαφέρον να προσδιοριστεί εάν η ECH είναι σε θέση να προάγει την απόπτωση και να αναστείλει την ανάπτυξη άλλων τύπων όγκων.

Ανύψωση ROS και μείωση MMP, που προκλήθηκαν απόΕχινακοσίδη θεραπεία, έχει αποδειχθεί ότι είναι απαραίτητη σεαπόπτωσηεπαγωγή (22). Επιπλέον, έχει βρεθεί ότι το ROS μπορεί να προκαλέσει την οξείδωση των μιτοχονδριακών πόρων συμβάλλοντας στην απελευθέρωση του κυτοχρώματος c, ενός ενδιάμεσου στην απόπτωση, λόγω διακοπής της MMP (22). Επομένως, μένει να καθοριστεί εάν το ECH διαταράσσει το MMP έμμεσα μέσω της επαγωγής ROS. Επιπλέον, το οξειδωτικό στρες που προκαλείται από ROS έχει επίσης αποδειχθεί ότι εμπλέκεται στη διαμόρφωση μυριάδων σημάτων ελέγχου της ανάπτυξης των κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των p53, NF-κB, HIFs και PI3K (32). Μένει να καθοριστεί εάν και, εάν ναι, πώς η ECH ρυθμίζει αυτές τις σημαντικές οδούς σηματοδότησης. Συγκεκριμένα, το οξειδωτικό στρες προκαλεί διάφορες νευροεκφυλιστικές ασθένειες λόγω της υψηλής κατανάλωσης οξυγόνου, των αδύναμων αντιοξειδωτικών συστημάτων και των χαρακτηριστικών τελικής διαφοροποίησης του κεντρικού νευρικού συστήματος (33). Ωστόσο, αρκετές μελέτες το έχουν δείξειΕχινακοσίδηέχει προστατευτική και αντι-αποπτωτική δράση στον νευρικό ιστό. Από αυτή την άποψη, είναι εύλογο να υποτεθεί ότι η ECH μπορεί να μειώσει την παραγωγή ROS στα τερματικά διαφοροποιημένα νευρικά κύτταρα. Επομένως, μένει επίσης να καθοριστεί εάν η ρύθμιση της παραγωγής ROS από το ECH εξαρτάται από την κατάσταση διαφοροποίησης των κυττάρων. Ως εκ τούτου, τα παρόντα αποτελέσματα μαζί με άλλες μελέτες αποκαλύπτουν ότι η ECH, η ευρέως χρησιμοποιούμενη TCM, μπορεί να είναι μια σημαντική χημειοθεραπευτική στρατηγική όχι μόνο για τη θεραπεία νευροεκφυλιστικών ασθενειών αλλά και κακοήθων καρκινωμάτων.

Πρόσφατα, η χρήση της TCM στη θεραπεία του καρκίνου έχει κερδίσει όλο και μεγαλύτερη προσοχή. Το δυναμικό των φυσικών προϊόντων από φαρμακευτικά φυτά που χρησιμοποιούνται στην TCM έχει αναγνωριστεί από την επιστημονική κοινότητα ακόμη και στον δυτικό κόσμο (9). Απαιτούνται προσπάθειες για την αποσαφήνιση των υποκείμενων μηχανισμών δράσης αυτών των φυσικών προϊόντων, που μπορεί τελικά να οδηγήσουν στην ανάπτυξη αποτελεσματικών και ασφαλών φαρμάκων για τη θεραπεία του καρκίνου.

Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη έδειξε την ανασταλτική λειτουργία του όγκου τουΕχινακοσίδη και επίσης επεξεργάζεται τη μοριακή βάση τουΕχινακοσίδη-μεσολαβημένη καταστολή όγκου, υποδηλώνοντας έτσι την πιθανή κλινική εφαρμογή τουΕχινακοσίδη στη θεραπεία του καρκίνου.

εχινακοσίδησε cistanche

Ευχαριστίες

Η παρούσα μελέτη χρηματοδοτήθηκε και υποστηρίχθηκε από το Βασικό Πρόγραμμα Επιστημονικής Έρευνας του FMU (αρ. επιχορήγησης 09ZD014). Οι συγγραφείς θα ήθελαν να ευχαριστήσουν τη Biomedworld (Σαγκάη, Κίνα) για τη βοήθεια στην επεξεργασία του χειρογράφου.

ΑπόΕχινακοσίδηκαταστέλλει την ανάπτυξη των κυττάρων του αδενοκαρκινώματος του παγκρέατος επάγονταςαπόπτωσημέσω της οδού πρωτεϊνικής κινάσης ενεργοποιημένης από μιτογόνο από WEI WANG, JINBIN LUO, YING HUI LIANG και XINFENG LI

---MOLECULAR MEDICINE REPORTS 13: 2613-2618, 2016 DOI: 10.3892/mmr.2016.4867

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Hanahan D και Weinberg RA: Χαρακτηριστικά του καρκίνου: Η επόμενη γενιά. Κελί 144: 646-674, 2011.

2. Alderton GK: Transcription: Τα μεταγραφικά αποτελέσματα του MYC. Nat Rev Cancer 14: 513, 2014.

3. Zindy F, Eischen CM, Randle DH, Kamijo T, Cleveland JL, Sherr CJ και Roussel MF: Η σηματοδότηση Myc μέσω του καταστολέα όγκου ARF ρυθμίζει το p53-εξαρτώμενοαπόπτωσηκαι την απαθανάτιση. Genes Dev 12: 2424-2433, 1998.

4. Sachdeva M, Zhu S, Wu F, Wu H, Walia V, Kumar S, Elble R, Watabe K και Mo YY: η ρ53 καταστέλλει το c-Myc μέσω επαγωγής του ογκοκατασταλτικού miR-145. Proc Natl Acad Sci USA 106: 3207-3212, 2009.

5. Liao JM, Cao B, Zhou X και Lu H: Νέες γνώσεις σχετικά με τις λειτουργίες του p53 μέσω των microRNA-στόχων του. J Mol Cell Biol 6: 206-213, 2014.

6. Zamble DB και Lippard SJ: Επιδιόρθωση σισπλατίνης και DNA στη χημειοθεραπεία του καρκίνου. Trends Biochem Sci 20: 435-439, 1995.

7. Kleeff J, Kornmann Μ, Sawhney Η, and Korc M: Η ακτινομυκίνη D επάγειαπόπτωσηκαι αναστέλλει την ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων του παγκρέατος. Int J Cancer 86 399-407, 2000.

8. Tacar O, Sriamornsak P και Dass CR: Doxorubicin: Μια ενημέρωση για την αντικαρκινική μοριακή δράση, την τοξικότητα και τα νέα συστήματα χορήγησης φαρμάκων. J Pharm Pharmacol 65: 157-170, 2013.

9. Efferth T, Li PC, Konkimalla VS και Kaina B: Από την παραδοσιακή κινεζική ιατρική στην ορθολογική θεραπεία του καρκίνου. Trends Mol Med 13: 353-361, 2007.

10. Yim H, Lee YH, Lee CH και Lee SK: Το Emodin, ένα παράγωγο ανθρακινόνης που απομονώνεται από τα ριζώματα του Rheum palmatum, αναστέλλει επιλεκτικά τη δραστηριότητα της κινάσης της καζεΐνης II ως ανταγωνιστικού αναστολέα. Planta Med 65: 9-13, 1999.

11. Zhang L, Chang CJ, Bacus SS και Hung MC: Καταστολή μετασχηματισμού και επαγόμενη διαφοροποίηση των κυττάρων καρκίνου του μαστού που υπερεκφράζουν HER-2/neu από την emodin. Cancer Res 55: 3890-3896, 1995.

12. Pommier Y: Αναστολείς τοποϊσομεράσης Ι: Καμπτοθεκίνη και όχι μόνο. Nat Rev Cancer 6: 789-802, 2006.

13. Lee YW, Chen TL, Shih YR, Tsai CL, Chang CC, Liang HH, Tseng SH, Chien SC και Wang CC: Η συμπληρωματική θεραπεία με παραδοσιακή κινεζική ιατρική βελτιώνει την επιβίωση σε ασθενείς με προχωρημένο καρκίνο του μαστού: Μια μελέτη βασισμένη στον πληθυσμό. Cancer 120: 1338-1344, 2014.

14. Xiong Q, Hase K, Tezuka Y, Namba T και Kadota S: Η ακτεοσίδη αναστέλλειαπόπτωσησε ηπατική βλάβη που προκαλείται από D-γαλακτοζαμίνη και λιποπολυσακχαρίτες. Life Sci 65: 421-430, 1999.

15. Gao JJ, Igarashi K και Nukina M: Δραστηριότητα δέσμευσης ριζών φαινυλοπροπανοειδών γλυκοσιδίων σε Caryopteris incana. Biosci Biotechnol Biochem 63: 983-988, 1999.

16. Zhang Y, Xing J, Ai T, Wen T, Guan L και Zhao J: Προστασία τουεχινακοσίδηκατά της οξείας πνευμονικής βλάβης που προκαλείται από το ελαϊκό οξύ σε αρουραίους. Free Radic Res 41: 798-805, 2007.

17. Li X, Gou C, Yang H, Qiu J, Gu T και Wen T:Εχινακοσίδηβελτιώνει οξεία ηπατική βλάβη που προκαλείται από D-γαλακτοζαμίνη και λιποπολυσακχαρίτες σε ποντικούς μέσω αναστολήςαπόπτωσηκαι φλεγμονή. Scand J Gastroenterol 49: 993-1000, 2014.

18. Zhao Q, Gao J, Li W και Cai D: Νευροτροφικά και νευροδιάσωσης αποτελέσματαΕχινακοσίδηστο υποξύ μοντέλο MPTP ποντικού της νόσου του Πάρκινσον. Brain Res 1346: 224-236, 2010.

19. Jia Y, Guan Q, Guo Y και Du C:Εχινακοσίδηδιεγείρει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και αποτρέπει την απόπτωση των κυττάρων στα εντερικά επιθηλιακά κύτταρα MODE-K μέσω της προς τα πάνω ρύθμισης της έκφρασης του μετασχηματιστικού αυξητικού παράγοντα-1. J Pharmacol Sci 118: 99-108, 2012.

20. Liao P, Wang W, Shen M, Pan W, Zhang K, Wang R, Chen T, Chen Y, Chen H και Wang P: Ένας βρόχος θετικής ανάδρασης μεταξύ EBP2 και c-Myc ρυθμίζει τη μεταγραφή rDNA, τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, και ογκογένεση. Cell Death Dis 5: e1032, 2014.

21. Westphal S και Kalthoff H: Απόπτωση: Στόχοι στον καρκίνο του παγκρέατος. Mol Cancer 2: 6, 2003.

22. Simon HU, Haj-Yehia A και Levi-Schaffer F: Ο ρόλος των αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) σεαπόπτωσηεπαγωγή.Απόπτωση5: 415-418, 2000.

23. Ly JD, Grubb DR και Lawen A: Το δυναμικό της μιτοχονδριακής μεμβράνης (δέλτα psi(m)) στην απόπτωση. μια ενημέρωση.Απόπτωση8: 115-128, 2003.

24. Munshi A και Ramesh R: ενεργοποιημένες από μιτογόνο πρωτεϊνικές κινάσες και ο ρόλος τους στην απόκριση ακτινοβολίας. Genes Cancer 4: 401-408, 2013.

25. Abraham AG and O'Neill E: PI3K/Akt-μεσολαβούμενη ρύθμιση της p53 στον καρκίνο. Biochem Soc Trans 42: 798-803, 2014.

26. Tournier C: The 2 Faces of JNK Signaling in Cancer. Genes Cancer 4: 397-400, 2013.

27. Koul HK, Pal M και Koul S: Ρόλος μεταγωγής σήματος κινάσης P38 MAP σε συμπαγείς όγκους. Genes Cancer 4: 342-359, 2013.

28. Brady CA και Attardi LD: p53 με μια ματιά. J Cell Sci 123: 2527-2532, 2010.

29. Carvajal LA και Manfredi JJ: Άλλη μια διχάλα στις αποφάσεις οδικής ζωής ή θανάτου από τον ογκοκατασταλτικό p53. EMBO Rep 14: 414-421, 2013.

30. Miyashita T και Reed JC: Ο καταστολέας όγκου p53 είναι ένας άμεσος μεταγραφικός ενεργοποιητής του ανθρώπινου γονιδίου Bax. Cell 80: 293-299, 1995.

31. Morton JP, Timpson P, Karim SA, Ridgway RA, Athineos D, Doyle B, Jamieson NB, Oien KA, Lowy AM, Brunton VG, et al: Το Mutant p53 οδηγεί τη μετάσταση και ξεπερνά τη διακοπή/γήρανση της ανάπτυξης στον καρκίνο του παγκρέατος. Proc Natl Acad Sci USA 107: 246-251, 2010.

32. Schieber M and Chandel NS: ROS λειτουργία σε οξειδοαναγωγική σηματοδότηση και οξειδωτικό στρες. Curr Biol 24: R453-R462, 2014.

33. Li J, OW, Li W, Jiang ZG and Ghanbari HA: Οξειδωτικό στρες και νευροεκφυλιστικές διαταραχές. Int J Mol Sci 14: 24438-24475, 2013.