השפעת סך הגליקוזידים של Cistanche Deserticola על חילוף החומרים האנרגטי של תאי HepG2 אנושיים
Feb 24, 2023
כדי לחקור את ההשפעה האנטי-גידולית של Cistanche deserticola Y. Ma, תאי HepG2 טופלו ב-0, 3.5, 10.5, 21, 31.5 ו-42 µg/ml של סך גליקוזידים (TG) מ-Cistanche deserticola. שיעור ההישרדות של תאי HepG2 וריכוז עיכוב של 50 אחוז (IC50) זוהו בשיטת CCK-8, ורמת מיני החמצן התגובתיים (ROS) זוהתה באמצעות בדיקת פלואורסצנטי DCFH-DA. לבסוף, נעשה שימוש בנתח אנרגיה של Seahorse XFe24 (Agilent, ארצות הברית) כדי לזהות לחץ מיטוכונדריאלי בתאים ולחץ גליקוליטי. התוצאות הראו ש-TG יכול להפחית את שיעור ההישרדות של תאי HepG2 ושרמת IC50 הייתה 35.28 מיקרוגרם/מ"ל. עם עלייה בריכוז TG, רמת ROS הראתה מגמת עלייה תלוית ריכוז. מטבוליזם אנרגטי הראה שכל קבוצת מינון של TG יכולה להפחית באופן משמעותי את תפקודי הנשימה המיטוכונדריאליים והגליקוליטיים של תאי HepG2. לסיכום, TG יכול לעכב באופן משמעותי את תפקודי הנשימה המיטוכונדריה והגליקוליזה של תאי HepG2, להגביר את רמת ה-ROS ולעכב את התפשטות התאים. לפיכך, ניסוי זה הצביע על כך ש- Cistanche deserticola יכול לשמש כמקור למזונות או תרופות נוגדות סרטן בעתיד. עם זאת, יש צורך במחקרים נוספים על המנגנונים והיישומים הקליניים שלו.
לחץ על תוסף Cistanche לחיזוק מערכת החיסון
1. הקדמה
על Cistanche deserticola Y. Ma הוא תרופה הומולוגית וחומר מזון. זהו צמח טפיל רב שנתי ממשפחת ה-Orobanchaceae והוא נקרא "ג'ינסנג מדברי" (1). והכי חשוב, חומרים מזינים כמו שומן וחלבון המסופקים על ידי Cistanche יכולים לענות על צורכי חילוף החומרים האנרגטיים הבסיסיים של רקמות אנושיות תקינות ולהפחית את אספקת האנרגיה של תאי הגידול ובכך להשיג את המטרה של עיכוב צמיחת תאי גידול. יתר על כן, ל- Cistanche יש פונקציות של נוגד חמצון, דיכוי תגובה דלקתית ושיפור החסינות (1, 2). מאז ועדת הבריאות הלאומית של הרפובליקה העממית של סין והמינהל הממלכתי לתקנת שוק הכריזו רשמית על ייצור והפעלה של Cistanche deserticola. Y. Ma כחומר הומולוגי של רפואה ומזון בוצע בפיילוט בשנת 2021, ונערך מחקר מעמיק יותר על פיתוחו
סרטן הכבד הוא גידול ממאיר שכיח של מערכת העיכול, והתמותה שלו נמצאת בחזית הגידולים הממאירים (3, 4), אותם ניתן לחלק לראשוני ומשניים. כיום עדיין קיים מחסור בתרופות טיפוליות בטוחות ויעילות במרפאה. אם סוראפניב ותרופות טיפוליות אחרות נלקחות במשך זמן רב, הן יהיו מועדות לעמידות לתרופות ולתגובות שליליות (5). מכיוון שהתסמינים של סרטן כבד מוקדם אינם ספציפיים ורוב התסמינים נמצאים בשלבים האמצעיים והמאוחרים, אנשים פעילים יותר בטיפול בסרטן הכבד ברפואה סינית מסורתית. בקרב חולים עם גידולים וחולים עם השפעות מרפא לא מספקות, כגון כימותרפיה, הרפואה הסינית המסורתית משקפת את יתרונותיה, כגון, היא יכולה לשפר את החסינות ולהוות אדג'ובנט בטיפול בגידולים לטווח מוקדם ובינוני.
בשנים האחרונות דווח כי ל- Cistanche יש השפעות אנטי-סרטניות (6-11). Ye et al. (6) מצא כי echinacoside המופק מ-Cistanches herba (Cistanche salsa) יכול לעכב את התפשטות תאי HepG2 על ידי הפחתת הביטוי של TREM2 וחסימת מסלול האות PI3K/Akt. לי וחב'. (7) מצא גם שאכינאקוסיד הפעיל פעילות אנטי-גידולית דרך ציר miR-503-3p/TGF- 1/Smad נגד סרטן הכבד. בינתיים, Verbascoside יכול לווסת מתח חמצוני ואפופטוזיס של תאי HepG2 באמצעות STAT-3 ויש לו פוטנציאל להתפתח כחומר מונע כימי (8-10). חוץ מזה, חוקרים גילו שפנילתנואיד גליקוזיד יכול גם לעכב את השפעת ההתפשטות של תאי HepG2 (11). בנוסף, echinacoside עיכב את התפשטות סרטן הכליה 786-תאי O ו-SW480 סרטן המעי הגס (12, 13). במחקר אחר, phenylethanoid glycosides מ-Cistanche הוכחו גם כמפחיתים פציעת כבד בעכברים נושאי גידולים H22 (14, 15) ומשפרים את תפקוד החיסון על ידי הפחתת רמות AFP, ובכך משפיעים לרעה על צמיחת הגידול (16). ראוי לציין כי חילוף חומרים אנרגטי שונה הוא אחד המאפיינים של תאי הגידול, המתבטא בכך שתאי הגידול משתמשים בגלוקוזה כדרך לאספקת אנרגיה ללא קשר לסביבה האירובית או האנאירובית, ותופעה זו ידועה בשם "אפקט ורבורג". לכן, תיאורטית אפשר להרעיב באופן סלקטיבי תאי גידול כדי להגביל את צמיחת תאי הגידול על ידי הגבלת ספיגת הגלוקוז (17).
למרות שמחקרים רבים חקרו את ההשפעה האנטי-גידולית של גליקוזידים של פנילאתנואידים, כמו Echinacoside ו-Verbascoside, הפעילות האנטי-גידולית של TG (פנילתנואידים גליקוזידים וגליקוזידים אחרים) (18) אינה שכיחה. ישנם רק כמה מחקרים על האם TG משפיע על חילוף החומרים האנרגטי של תאי הגידול. לפיכך, ניסוי זה ניתח את הקשר בין חילוף החומרים באנרגיה, נזק חמצוני והישרדות התא באמצעות יכולת גליקוליטית ולחץ מיטוכונדריאלי לחקור את הפעילות המעכבת של TG על תאי HepG2.
2. חומרים ושיטות
2.1. תרבית תאים וטיפול
תאי HepG2 נרכשו ממרכז התא של המכון לרפואה בסיסית, Peking Union Medical University (בייג'ינג, סין), וממדיום DMEM שלם המכיל 10 אחוז סרום בקר עוברי ו-1 אחוז נוגדן (פניצילין, סטרפטומיצין ו- נעשה שימוש בגנטמיצין). התאים תורבו בחממת לחות רוויה של 37◦C ו-5% CO2 (19). לאחר שהתאים גדלו למפגש של 80-90 אחוזים, הם עוכלו עם 0.25 אחוז טריפסין ללא EDTA ותת-תרבות ב-1:3. לאחר 2-3 ימים של גידול תאים, התאים בשלב הגדילה הלוגריתמי נלקחו לתת-תרבות או לניסויים הבאים. בכל ניסוי, תאי HepG2 נחשפו לריכוזים שונים של TG.
סך הגליקוזידים של Cistanche deserticola סופקו על ידי Inner Mongolia Sankou Technology Co., Ltd (Ordos, Inner Mongolia, סין) (20). TG הומס במדיום תרבית DMEM עד שהריכוזים הסופיים היו 0, 3.5, 10.5, 21, 31.5 ו-42 מיקרוגרם/מ"ל.
2.2. Eect של TG על מורפולוג תאי HepG2
תאי HepG2 בשלב הצמיחה הלוגריתמי חוסן לתוך 24-צלחות באר בריכוז של 5×104/באר. לאחר שהתאים נצמדו לקיר, TG הוסף עד שהריכוזים הסופיים היו 0, 21 ו-42 מיקרוגרם/מ"ל ותופח במשך 24 שעות. לאחר מכן, המורפולוגיה של התא של כל קבוצה נצפתה תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי
2.3. Eect של TG על התפשטות HepG2 cel
הלוגריתם של שלב צמיחת התא של תאי HepG2 נלקח כ-1×104/באר, חוסן בצלחות של 96-בארות, וכל באר חוסן ב-100 µl. לאחר שהתאים נצמדו לדופן, הם התמוססו במדיום DMEM נטול סרום כך שריכוזי התרופה הסופיים היו 0, 3.5, 10.5, 21, 31.5 ו-42 מיקרוגרם/מ"ל. לכל ריכוז הוקצו שש בארות מרובות ולאחר מכן הודגר בטמפרטורה של 37◦C תחת 5% CO2 בחממה למשך 24 שעות. לבסוף, לכל באר, נוספו 100 μl של מדיום תרבית DMEM המכיל 10 אחוז תמיסת CCK8, ולאחר מכן, הבארות הודגרו באינקובטור למשך 30 דקות כדי לזהות את ערך הספיגה (A) ב-450 ננומטר.
2.4. מדידת רמת ROS תוך תאית
המערכת של 2 מ"ל לבאר המכילה 4 × 105 תאים הונחה בצלחת באר 6- והונחה באינקובטור ב-37◦C מתחת ל-5% CO2. לאחר 24 שעות של טיפול, נמדדה רמת ה-ROS התוך תאית. לאחר מכן, 1 מ"ל של DCFH-DA (10 µM) נוסף והודגרה בחושך ב-37◦C למשך 30 דקות. לאחר מכן, שטפנו אותם עם PBS שלוש פעמים, ולבסוף, פעילות ה-ROS זוהתה על ידי ציטומטריית זרימה
2.5. Eect של TG על מטבוליזם האנרגיה של HepG2 ce
s (א) אופטימיזציה של תנאי הבדיקה: תאי HepG2 בתקופת הצמיחה הלוגריתמית נבחרו וחוסנו על צלחת תרבית התאים של מנתח ביו-אנרגיה של Seahorse XFe 24 ב-500 µl לבאר כך שה מספר התאים היה 1, 2, 4 ו-8 (×104). נעשו חמישה שכפולים של כל קבוצה, מתוכם רק A1, B3, C4 ו-D6 נוספו עם מצע תרבות. (ב) זיהוי לחץ מיטוכונדריאלי: הוצאה מראש ערכת לחץ מיטוכונדריאלית, שכללה אוליגומיצין, קרבוניל ציאנידטריפלואורומתוקסי פנילהידראזון (FCCP) ורוטנון/אנטימיצין A (Rot/AA). הם דוללו עם מדיום הזיהוי כדי להפוך את הריכוזים שלהם ל-1µM, 0.5µM ו-0.5µM, בנפרד.
לאחר מכן הוסרה צלחת הגשושית המהודרת ונוספה ליציאות A, B ו-C, בהתאמה, בנפח של 56 µl, 62 µl ו-69 µl. ערכי צריכת החמצן (OCR) במרווחי זמן שונים נמדדו כדי לשקף את רמת הזרחן החמצוני. (ג) זיהוי לחץ גליקוליזה: גלוקוז, אוליגומיצין ו-2- דאוקסיגלוקוז (2-DG) הודללו עם מדיום הזיהוי כדי להפוך את הריכוזים ל-10 mM, 1µM ו-50 mM, בהתאמה. לאחר מכן הוסרה צלחת הגשושית המהודרת ונוספה ליציאות A, B ו-C, בהתאמה, עם הנפחים שהוזכרו לעיל. ערכי קצב החמצה החוץ-תאי (ECAR) במרווחי זמן שונים נמדדו כדי לשקף את התפקוד הגליקוליטי של התאים (21).
2.6. כתם מערבי
התאים המטופלים צופו ב-80 μl של חיץ תמוגה (RIPA: PMSF=100:1) ששימש לאיזור חלבונים, ולאחר מכן בוצעה אלקטרופורזה של סודיום דודציל סולפט-פוליאקרילאמיד ג'ל (SDS-PAGE) כדי להפריד בין דגימות חלבון (50 מיקרוגרם נפח טעינה לבאר). מאוחר יותר, העברת החלבון לממברנת PVDF הושגה באמצעות אמבט קרח, החלבונים נחסמו על ידי BSA למשך שעה אחת בטמפרטורת החדר, והנוגדנים העיקריים (Bcl-2, Bax, caspase-3) הוספו באופן פרופורציונלי והודגרו למשך הלילה ב-4◦C. לאחר מכן, קרומי ה-PVDF הודגרו עם נוגדנים משניים מדוללים למשך 1-2 שעות בטמפרטורת החדר. -אקטין שימש כחלבון ייחוס פנימי, וממברנות PVDF פותחו וקבועות כדי לצפות בשינויי ביטוי חלבון מטרה (22, 23).
2.7. עיבוד סטטיסטי
נתוני הבדיקה הובאו כ-χ ± SD (סטיית תקן) ונותחו על ידי ניתוח שונות של שונות (ANOVA) באמצעות SPSS 25.0 (SPSS, ארצות הברית). Flowjo10 ו-Graphpad prism 8.0.2 היו התוכנה ששימשה לציור הדמויות. ∗P < 0.05 ו-∗∗P < 0.01.
3. תוצאות
3.1. Eect של TG על מורפולוג תאי HepG2
בתהליך האפופטוזיס, ראשית, נפח התא יקטן אט אט ותעוות ואז תאים המתקרבים לקיר יתכווצו לאט לאט, יהפכו לעגולים, יפלו ויגרמו לפיקנוזה בכרומוזום. חלק מהגרעינים ישברו, יידחו לשוליים ויצרו שלפוחיות אפופטוטיות. מהאיור 1 נצפה שכאשר תאי HepG2 טופלו ב-TG, נפח התא ירד בהדרגה. נצפה באופן אינטואיטיבי שגרעיני התאים שטופלו ב-21 מיקרוגרם/מ"ל של TG החלו להתכווץ והנפח הפך קטן יותר. עם 42 µg/ml TG, התאים לוו בציפה ובפיצול תאים; קרום התא היה שבור לחלוטין, סדוק, נמק, עם גבול לא ברור, ובמצב של קריסה קרובה ומוות
3.2. Eect של TG על התפשטות HepG2 cel
כדי לאשר את ההשפעה האנטי-גידולית של TG במבחנה, תאי HepG2 טופלו בסדרה של ריכוזים של TG (0, 3.5, 10.5, 21, 31.5 ו-42 מיקרוגרם/מ"ל) במשך 24 שעות. לאחר מכן, נעשה שימוש בשיטת בדיקת CCK8 כדי לחקור את ההשפעה של TG על התפשטות תאי HepG2
לחקור את ההשפעה של TG על התפשטות תאי HepG2. איור 2 מראה שהשגשוג של HepG2 הושפע בדרגות שונות לאחר טיפול בריכוזים שונים של TG למשך 24 שעות. בהשוואה לשיעור הישרדות התאים של קבוצת הביקורת, שיעורי הישרדות התאים של קבוצת הטיפול היו 96.95 אחוזים, 92.59 אחוזים, 92.78 אחוזים, 77.28 אחוזים ו-31.04 אחוזים, בהתאמה. עם העלייה בריכוז, שיעור ההישרדות של התא הראה מגמת ירידה, אך לא היה הבדל משמעותי (P > 0.05) בריכוזים של 3.5, 10.5 ו-21 מיקרוגרם/מ"ל, וטווח העיכוב היה קָטָן. היו הבדלים משמעותיים בין הריכוזים 31.5 ו-42 מיקרוגרם/מ"ל (P <0.01), ושיעור העיכוב היה גבוה עד 68.96 אחוזים ב-42 מיקרוגרם/מ"ל. לכן, ניסוי זה הראה ש-TG יכול לעכב באופן משמעותי את ההישרדות של תאי HepG2 באופן תלוי ריכוז, וייתכן שיהיה צורך בניסויים נוספים כדי לאשר את הציטוטוקסיות של TG
3.3. מדידת רמות ROS תוך תאיים
כפי שמוצג באיור 3, עם העלייה בריכוז TG, תוכן יחסי גבוה יותר של ROS זוהה בשיטת DCFH-DA פרוב הקרינה, המראה מגמת שיפוע מינון. לאחר טיפול TG במשך 24 שעות, עוצמת הקרינה היחסית של DCF עלתה ב-0.91 אחוז, 13.64 אחוז, 24.61 אחוז, 45.91 אחוז ו-105.33 אחוז, והיו הבדלים משמעותיים ביותר ב- 10.5, 21, 31.5 ו-42 מיקרוגרם/מ"ל (P < 0.01). כאשר ריכוז ה-TG היה 42 מיקרוגרם/מ"ל, נצפתה רמת הצטברות ה-ROS המקסימלית גבוהה פי שניים מזו בקבוצת הביקורת. לכן, שיערנו שיכולת הייצור היציבה והגבוהה של ROS עשויה להיות הסיבה לציטוטוקסיות טובה יותר של TG. תוצאות אלו עשויות גם להצביע על קשר הדוק בין יכולת ייצור ROS לבין ציטוטוקסיות של התא
3.4. Eect של TG על נשימה אירובית מיטוכונדריאלית של Hep2 ce
3.4.1. קביעת מספר תא
בזיהוי לחץ מיטוכונדריאלי ולחץ גליקוליטי, היה צורך תחילה לקבוע את צפיפות זריעת התא האופטימלית (21). בניסוי זה, מומלץ להשתמש בערך צריכת החמצן הבסיסית (OCR) ושיעור החמצה החוץ-תאי (ECAR) כדי לאפיין את צפיפות התא. ראשית, נעשה שימוש בהערכה חזותית כדי להעריך את צפיפות התאים האופטימלית: תאים צריכים להיות מפוזרים באופן שווה בכל באר עם דרגת איחוי של 50-90 אחוז. מצד אחד, כאשר משתמשים במנתח אנרגיה ביולוגית של 24-באר כדי לקבוע את ערכי ה-OCR או ה-ECAR של התא, צפיפות חיסון התא צריכה להיות 1×104 -8×104 תאים/באר. מצד שני, ניתן להשתמש בערכי OCR ו- ECAR הבסיסיים כדי לקבוע את צפיפות הזריעה הטובה ביותר ולהבטיח את דיוק הנתונים. על פי תיאור המוצר של מנתח Seahorse XFe24, OCR התא במצב גדילה רגיל צריך להיות במצב. טווח של 50-400 pmol/min וטווח ה-ECAR הבסיסי הרגיל צריך להיות בטווח של 20-120 mph/min. לכן, שילוב של שני ההיבטים, שמירה על התאים ב-8×104 /well יהיה מתאים יותר (איור 4)
3.4.2. Eect של TG על זרחון חמצוני של תאי HepG2
ls, הערכת תפקוד המיטוכונדריה חיונית להבנת המחלות הקשורות לחילוף החומרים של אנרגיית התא ולפיתוח של תרופות מתאימות, ו-OCR הוא אחד ממדדי ההערכה החשובים ביותר. כדי לחקור את ההשפעה של TG על תהליך הזרחון החמצוני של תאי HepG2, השתמשנו בנתח Seahorse XFe24 כדי לזהות את רמות ה-OCR של התאים שטופלו ב-TG וניתחנו את המדדים הרלוונטיים. עם עלייה בריכוז TG, רמת ה-OCR ירדה בהדרגה (איורים 5A, B), ובמיוחד, לאחר הוספת FCCP, ההבדל בערכי ה-OCR בין קבוצת המינון לקבוצת הביקורת גדל. יחד עם זאת, איורים 5C-F וטבלה 1 מראים שהנשימה הבסיסית ירדה בהדרגה; בהשוואה ל-0µg/ml, הוא ירד ב-39.24 אחוזים, 41.43 אחוזים, 47.10 אחוזים, 78.22 אחוזים ו-95.26 אחוזים, בהתאמה, עבור כל קבוצת מינון. שיעור הנשימה המרבי ירד ב-52.95 אחוזים, 65.06 אחוזים, 77.76 אחוזים, 94.48 אחוזים ו-98.61 אחוזים, בהתאמה; צריכת החמצן הלא-מיטוכונדריאלית ירדה ב-37.34 אחוזים, 37.45 אחוזים, 47.27 אחוזים, 76.10 אחוזים ו-79.79 אחוזים, בהתאמה. ייצור ATP ירד ב-42.49 אחוזים, 47.91 אחוזים, 57.83 אחוזים, 87.28 אחוזים ו-98.16 אחוזים, בהתאמה.
הסיבות לירידה עשויות להיות שהתאים שטופלו ב-TG היו במצב של אפופטוזיס ורמת ה-ROS עלתה, מה שעלול להגביר את הנזק החמצוני של התאים, להפחית את הפעילות של קומפלקס שרשרת הנשימה המיטוכונדריה ולהשפיע על היכולת. של סינתזת ATP המיטוכונדריאלית. התוצאות הראו ש-TG יכול לעכב באופן משמעותי את הרמה הכוללת של הנשימה האירובית של המיטוכונדריה של התא, ושיעור ההישרדות של התא לאחר טיפול ב-TG הופחת משמעותית, מה שעשוי להיות קשור ישירות להפרעה בחילוף החומרים של האנרגיה המיטוכונדריאלית. עם זאת, יש צורך במחקרים מעמיקים יותר של המנגנונים
3.4.3. Eect של TG על היכולת הגליקוליטית של HepG2
תהליך הגליקוליזה מתבצע במטריקס התא, וחומצת החלב המיוצרת משחררת H פלוס לחלק החיצוני של התא. יתרה מכך, מנתח Seahorse XFe24 שימש כדי לנתח את הפונקציה הגליקוליטית על ידי זיהוי ערכי ECAR לאחר טיפול ב-TG ופרמטרי הבדיקה הרלוונטיים כדי לקבוע את השיטה הספציפית שבה TG משפיע על התהליך הגליקוליטי של תאי HepG2. עם הזמן, עם תוספת של גלוקוז ואוליגומיצין, ערך ECAR עלה בהדרגה והראה מגמת ירידה עם הוספת 2- DG (איור 6A). עם העלייה בריכוז ה-TG, רמת ה-ECAR הכוללת ירדה בהדרגה (איור 6B), אשר באה לידי ביטוי בירידה הדרגתית ביכולת הגליקוליטית ובערך הרזרבה הגליקוליטית (איורים 6D, E; טבלה 2). רמת אי הגליקוזילציה הייתה לרוב נמוכה מזו של קבוצת הביקורת אך לא הייתה תלות בריכוז (איור 6C). בהשוואה לקבוצת הביקורת, היכולת הגליקוליטית של קבוצת הטיפול ב-TG ירדה ב-1.12 אחוזים, 9.29 אחוזים, 34.46 אחוזים, 92.15 אחוזים ו-100.00 אחוזים, בהתאמה; ערך הרזרבה הגליקוליטית ירד ב-4.78 אחוזים, 34.17 אחוזים, 79.50 אחוזים, 93.39 אחוזים ו-98.63 אחוזים, בהתאמה.
התוצאות הראו ש-TG יכול לעכב את השגשוג והצמיחה של תאי HepG2 על ידי הפחתת התפקוד הגליקוליטי של HepG2 וייצור ציטוטוקסיות. יש לציין, מידת הנזק של התפקוד הגליקוליטי במינונים נמוכים הייתה נמוכה מדרגת הירידה של פרמטרים שונים של זרחון חמצוני של התא, בעוד התפקוד הגליקוליטי וזרחון חמצוני של התא הופחתו משמעותית במינונים גבוהים. לפיכך, הוצע כי TG פגע בעיקר בתפקוד המיטוכונדריאלי במינונים נמוכים, בעוד שבמינונים גבוהים הן פגעו בתפקוד המיטוכונדריאלי והן בתפקוד הגליקוליטי בו-זמנית, כדי להאיץ את מידת האפופטוזיס והנמק של תאי הגידול ולעכב את התפשטות התאים.
3.5. ביטוי של חלבוני תאי HepG2 לאחר טיפול ב-TG
איור 7 מראה כי לאחר טיפול בריכוזים שונים של TG במשך 24 שעות, רמות ביטוי החלבון של HepG2 היו 0.01. לשנות במקביל. ככל שריכוז ה-TG עלה, רמות הביטוי של הגורמים הפרופופטוטיים Bax ו-Caspase-3 עלו, וביטוי החלבון היחסי היה הגבוה ביותר כאשר הריכוזים היו 31.5 µg/ml ו-10.5µg/ml, בהתאמה. בנוסף, כאשר הריכוז היה נמוך (0, 3.5, 10.5 ו-21 µg/ml TG), הביטוי היחסי של הגורם האנטי-אפופטוטי Bcl-2 עלה. כאשר ריכוז ה-TG היה 31.5 µg/ml ו-42µg/ml, הוא הראה מגמת ירידה משמעותית. לכן, הסקנו ש-TG עשוי לקדם את האפופטוזיס של HepG2
4. דיון ומסקנה
מחקרים הוכיחו כי ל- Cistanche deserticola ולמרכיביו היעילים יש תכונות נוגדות חמצון, נוגדות עייפות, אנטי-הזדקנות, נוגדות גידולים, גידולים וזיכרון ומעודדים יצירת עצם (11, 12). כיום, הטיפול בסרטן הכבד עדיין חסר אמצעים יעילים. לרוב הוא מבוסס על טיפול מקיף כגון ניתוח, הקרנות וכימותרפיה. לכימותרפיה יש תופעות רעילות גדולות ותופעות לוואי וקל לפתח עמידות לתרופות. לרפואה הסינית המסורתית יש פחות רעילות אנטי-גידולית ותופעות לוואי. במקביל, זה יכול לשפר חסינות אורגנית ולמנוע סרטן (24)
.01. של תאי HepG2 באופן תלוי מינון עם העלייה בריכוז הסרטן עונה על צרכי הביוסינתזה והחיזור של תאי הגידול על ידי שינוי חילוף החומרים, תכנות מחדש של תאי הגידול, רכישת חומרים מזינים ומסלולים מטבוליים המאפשרים לתאי הגידול להתרבות ללא הגבלה (25 ). לכן, הגבלת התפשטות תאי הגידול באמצעות הדרכים לעיל הייתה המוקד של הניסויים הבאים שלנו. נמצא שריכוז מסוים של TG מעכב באופן משמעותי את הצמיחה והשגשוג .01. של תאי HepG2 באופן תלוי מינון עם העלייה בתרכיז
יוֹן. בנסיבות רגילות, עלייה קלה ברמת ROS יכולה לקדם שגשוג של תאים נורמליים. עם זאת, עלייה משמעותית ברמת ROS בתאי סרטן יכולה לעורר מוות של תאים (26). מינונים גבוהים של ROS עלולים לגרום לעיכוב צמיחת תאים, פציעה, אפופטוזיס ואפילו מוות, מה שהיה עקבי עם ההשפעה המעכבת של TG על שגשוג תאי HepG2. ישנן גם עדויות שייצור ROS בדרך כלל מעכב את התפשטות התאים הסרטניים (27). ההישרדות או המוות של תאים תלויים במידה רבה במצב התפקוד של המיטוכונדריה (28). ROS הוא מוצר בלתי נמנע בתהליך חילוף החומרים של התא כיוון שהוא פועל על המיטוכונדריה ומהווה אחת הדרכים העיקריות לגרום לנזק למיטוכונדריה. התפקיד העיקרי של המיטוכונדריה בתאים הוא לספק אנרגיה למטבוליזם של התא ולביוסינתזה על ידי ייצורATP, שחשוב מאוד להישרדותם של תאים תקינים ותאי גידול (29). אם רמת ROS עולה בגוף ואינה מפורקת על ידי תאים, ROS ישפיע על פעילות קומפלקס שרשרת הנשימה המיטוכונדריאלית (30) ובכך תשפיע על הזרחון החמצוני של המיטוכונדריה ותפחית את סינתזת ATP בתאים (31), וכתוצאה מכך. בחוסר איזון של מערכת החיזור התוך תאית ועיכוב התפשטות תאי הגידול (32). אכן, תרופות כימו-מונעות יכולות לשפר את רמת ה-ROS כדי להגיע לסף הרעילות ולקדם אפופטוזיס של תאים סרטניים עם הרעילות הנמוכה ביותר לתאים נורמליים (33). התוצאות גם אישרו שהעלייה בתכולה היחסית של ROS יכולה להפחית משמעותית את שיעור ההישרדות של תאי HepG2.
כדי להסתגל לסביבות חיצוניות משתנות, אורגניזם חייב להתאים את הפעילויות הביולוגיות של התאים בכל עת. בהתאם, ויסות הפעילות הביולוגית של התא על ידי האורגניזם מבוסס על ויסות הרשתות המטבוליות הסלולריות שלו. לכן, מצב האנרגיה של התאים תמיד מווסת ונשמר בטווח מסוים של איזון דינמי בתנאים פיזיולוגיים נורמליים, שהוא המצב היציב של חילוף החומרים של אנרגיית התא (34). בנוסף, המיטוכונדריה נחשבת לאחד היעדים העיקריים של פגיעה בהפטוציטים הנגרמת על ידי תרופות (35). יחד עם זאת, חוקרים מאמינים שניתן לספק את צורכי האנרגיה של התאים באמצעות גליקוליזה וזרחון חמצוני (OXPHOS). כאשר OXPHOS אינו זמין יותר, למשל, עקב השפעות היפוקסיות או נזק למיטוכונדריאלי, שורות תאים אלו יכולות לעבור לגליקוליזה כדי לייצר מספיק ATP להמשך הישרדות (36)
אוטו ורבורג (37, 38) הבחין כי בנוכחות חמצן, תאי הגידול מציגים מאפיינים יוצאי דופן של ספיגת גלוקוז ותסיסתו לחומצת חלב. גליקוליזה אירובית מאפיין זה מצביע על כך שעם מספיק חמצן, תאי גידול העדיפו להשתמש בגליקוליזה למטבוליזם של גלוקוז במקום זרחון חמצוני מיטוכונדריאלי כדי לייצר יותר ATP. זה יעזור לתאי הגידול לייצר במהירות מספיק אנרגיה לצמיחתם המהירה, לשחרר יותר חומצה לקטית, לשמור על המיקרו-סביבה החומצית שלהם, להימלט ממעקב חיסוני ולעשות גרורות בקלות (39, 40). לכן, Warburg הציע כי פגמים נשימתיים מיטוכונדריאליים הם בסיס פוטנציאלי לגליקוליזה אירובית וסרטן (37, 38). במחקר זה, כל הריכוזים של TG עיכבו באופן משמעותי את הרמה הכוללת של הנשימה האירובית של המיטוכונדריה והגבילו את התפקוד הגליקוליטי, אשר עשוי להיות קשור ישירות להפרעה בחילוף החומרים של האנרגיה המיטוכונדריה. עם זאת, יש צורך במחקרים מעמיקים יותר של המנגנונים
Bax הוא הרגולטור העיקרי של פעילות Bcl-2 ורמות הביטוי שלו קשורות ישירות לוויסות אפופטוזיס, כאשר ביטוי מוגבר של Bax מצביע על קידום אפופטוזיס על ידי תרופות וגידול Bcl-2 מצביע על עיכוב של אפופטוזיס (41 ). בנוסף, קספאז פרוטאז משפיע מאוד על אפופטוזיס והפעלתו מייצגת את התקדמות התאים לשלב האפופטוזיס הבלתי הפיך (42). לפיכך, בתאי HepG2 שטופלו ב-TG, מידת ההפעלה של קספאז-3 גדלה, מה שמצביע על כך ש-TG יכול לגרום לאפופטוזיס בלתי הפיך ולמנוע שגשוג תאים
לסיכום, למחקר זה יש התייחסות משמעותית למחקר מעמיק על המנגנון האנטי-גידולי של Cistanche deserticola. יש לו פוטנציאל להיות חומר גלם של תרופות לטיפול קליני בסרטן הכבד ולמנוע ביעילות גידולים עם צריכה בתזונה היומית.
הצהרת זמינות נתונים
ניתן למצוא את מערכי הנתונים המוצגים במחקר זה במאגרים מקוונים. ניתן למצוא את שמות המאגר/המאגרים ומספרי ההצטרפות במאמר/חומר משלים
תרומת המחבר
DF: תחקיר, כתיבת טיוטה מקורית וניתוחי עלילה. S-qZ ו-Y-xZ: ניתוח והדמיה פורמליים. Y-JJ: חקירה. Q-dS, WS ו-Q-qC: משאבים ותמיכה בחומר. W-jY: כתיבת ביקורת ועריכה, פיקוח על פרויקטים ורכישת מימון. JW: כתיבת סקירה ועריכה ואימות. כל המחברים אישרו את הגרסה הסופית של כתב היד
מימון
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (32172244) ופרויקטי המחקר האקדמיים של אוניברסיטת בייג'ינג יוניון (JB202101)
ניגוד עניינים
Y-jJ הועסק על ידי Inner Mongolia Sankou Biotechnology Co., Ltd.
הכותבים הנותרים מצהירים כי המחקר נערך בהיעדר קשרים מסחריים או פיננסיים שעלולים להתפרש כניגוד עניינים אפשרי.
הערת המוציא לאור
כל הטענות המובעות במאמר זה הן אך ורק של המחברים ואינן מייצגות בהכרח את אלה של הארגונים הקשורים אליהם, או של המוציא לאור, העורכים והסוקרים.
כל מוצר שעשוי להיות מוערך במאמר זה, או טענה שעלולה להישמע על ידי היצרן שלו, אינו מובטח או מאושר על ידי המפרסם.
הפניות
1. Feng D, He Y, Jiang YJ, Wang YJ, Yan WJ. התקדמות מחקר על תפקוד האנטי אייג'ינג של Cistanches. J Food Saf Qual. (2021) 12:4429–37. doi: 10.19812/j.cnki.jfsq11- 5956/ts.2021.11.018
2. Feng D, Duan H, Lv YN, Jiang YJ, Wang YJ, Yan WJ. יישום של Cistanche deserticola Ma במזון פונקציונלי בסין. Food Sci Technol. (2021) 46:76– 81. doi: 10.13684/j.cnki.spkj.2021.12.012
3. Ma GZ, Chen JR, Wei TT, Wang J, Chen WS. עיכוב תפקידים של FOXA2 בנדידת תאי סרטן כבד ובפלישה על ידי דיכוי תמלול של microRNA103a3p והפעלת ציר GREM2/LATS2/YAP. ציטוטכנולוגיה. (2021) 73:523– 37. doi: 10.1007/s10616-021-00475-2
4. Zheng RS, Zhang SW, Zeng HM, Wang SM, Sun KX, Chen R, et al. שכיחות סרטן ותמותה בסין, 2016. J Natl Cancer Center. (2022) 2:1– 9. doi: 10.1016/j.jncc.2022.02.002
5. Sun Y, Song YY, Zhang C, Lu YZ, Zheng GH, Tian XX, ועוד. השפעות ומנגנון של celastrol על שגשוג של תאי HepG2 קרצינומה בכבד על ידי הפעלת מסלול האות AMPK. רוקח סין. (2021). 24:1961– 6. doi: 10.19962/j.cnki.issn1008-049X.2021.11.001
6. Ye Y, Song Y, Zhuang J, Wang G, Ni J, Xia W. השפעות אנטי-סרטניות של echinacoside במודל של עכבר קרצינומה hepatocellular ותאי HepG2. J Cell Physiol. (2019) 234:1880– 8. doi: 10.1002/jcp.27063
7. Li W, Zhou J, Zhang Y, Zhang J, Li X, Yan Q, et al. Echinacoside מפעיל פעילות אנטי-גידולית באמצעות ציר miR-503-3p/TGF- 1/Smad בסרטן הכבד. Cancer Cell Int. (2021) 21:304. doi: 10.1186/s12935-021-01890-3
8. Zhang Y, Zhu BL, Yang XJ, Hui J, Ma Q, Yu XH. התקדמות מחקר על עיכוב של גידולים ממאירים של verbascoside. Res Practice Chin Med. (2019) 33:78– 82. doi: 10.13728/j.1673-6427.2019.06.018
9. Alipieva K, Korkina L, Orhan IE, Georgiev MI. Verbascoside - סקירה של התרחשותו, סינתזה (ביו) ומשמעות פרמקולוגית. עו"ד ביוטכנולוגיה (2014) 32:1065–76. doi: 10.1016/j.biotechadv.2014.07.001
10. Peerzada KJ, Faridi AH, Sharma L, Bhardwaj SC, Satti NK, Shashi B, et al. אקטאוזיד מתווך כימי-מניעת סרטן כבד ניסיוני באמצעות STAT-3 מווסת עקה חמצונית ואפופטוזיס. Environ Toxicol. (2016) 31:782– 98. doi: 10.1002/tox.22089
11. Qi XX, You SP, He ZX, Zhao J, Liu T. השפעת Cistanche deserticola phenylethanoid glycoside על שגשוג ואפופטוזיס של תאי HepG2 במבחנה. J Xinjiang Med Univ. (2021) 44:1041–7.
12. Xie YT. השפעות של Echinacoside על אפופטוזיס של תאי O ומנגנונים אינדוקטיביים במבחנה 786-. ניו יורק: Baotou Teachers' College (2020).
13. Han YM, Jin WM, Zeng H, Wang C, Zhang H. השפעות של echinacoside על שגשוג, פלישה וגרורות של תאי סרטן המעי הגס SW480 in vitro ו-in vivo. J Guangzhou Univ Trad Chin Med. (2020) 37:1542– 9. doi: 10.13359/j.cnki.gzxbtcm.2020.08.024
14. Hou XT, Liu T, Su DQ. השפעה אנטי-גידולית של גליקוזידים של פנילאתנואידים מ-Cistanche deserticola על עכברים נושאי גידול H22. J טוקסיקול. (2021) 35:231– 40. doi: 10.16421/j.cnki.1002-3127.2021.03.010
15. Hou XT, Su DQ, Qi XX, Liu T. השפעת phenylethanoid glycosides מ Cistanche deserticola על אוטופגיה של תאי גידול בעכברים נושאי גידול H22. J טוקסיקול. (2022) 36:137–41. doi: 10.1155/2022/3993445
16. Hu Q, You SP, Liu T, Wang B, Liu X, Jiang YD. חקירה על ההשפעה נגד סרטן הכבד של Cistanche. קרצינוג Teratog Mutag. (2018) 30:194–9.
17. Kamalian L, Douglas O, Jolly CE, Snoeys J, Simic D, Monshouwer M, et al. התועלת של תאי HepaRG לחקירה ביו-אנרגטית וזיהוי רעילות המיטוכונדריה הנגרמת על ידי תרופות. טוקסיקול במבחנה. (2018) 53:136–47. doi: 10.1016/j.tiv.2018. 08.001
18. Wang FJ, Li RY, Tu PF, Chen JP, Zeng KW, Jiang Y. סך הגליקוזידים של Cistanche deserticola מעודדים התאוששות תפקוד נוירולוגי על ידי השראת התחדשות נוירווסקולרית דרך מסלול Nrf-2/Keap-1 ב-MCAO /R חולדות. (2020) 11:236. doi: 10.3389/fphar.2020.00236
19. Wang J, Zhang XX, Ni ZJ, Elam E. Thakur Kiran, Li KX, et al. המנגנון האנטי-סרטני של Licochalcone A על תא הפטומה אנושי HepG2 המבוסס על ה-miRNA omics. Food Sci Hum Well. (2023) 12:1136–48. doi: 10.1016/j.fshw.2022.10.039
20. Feng D, Chang X, Jiang YJ, Guo Y, Zhao J, Zhao JY, et al. אופטימיזציה של טכנולוגיית ההכנה למיצוי מימי של Cistanche deserticola על ידי מתודולוגיית משטח תגובה ומחקר הפעילות שלה. Sci Technol Food Ind. (2023) 5:1– 16. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022050033
21. Ji XJ, Wang J, Ma AJ, Feng D, He Y, Yan WJ. השפעות של חלבון גולם תולעי משי על אפופטוזיס ומטבוליזם אנרגיה בתאי DLD-1 סרטן המעי הגס אנושיים. Food Sci Hum Well. (2022). 2022:1171–6. doi: 10.1016/j.fshw.2022.04.011
22. Zhang ZG, Wang ML, Xing S, Zhang C. Flavonoids of Rosa rugosa Thunbinhibit שגשוג גידול וגרורות בתאי Hepatocellular Carcinoma HepG2 Food Sci Hum Well. (2022) 11:374–82. doi: 10.1016/j.fshw.2021.11.016
23. Liu X, Jiang N, Xu X, Liu C, Liu Z, Zhang Y, et al. קביעת תרכובת אנטי-הפטומה בשיטת יחסי אפקט הספקטרום, נוק-אאוט של רכיבים ו-UPLC-MS2 ב- Scheflera heptaphylla (L) מנזקים ומנגנון שלו. פרונט פרמקול. (2020) 11:1342. doi: 10.3389/fphar.2020.01342
24. Liu XQ, Wang SY, Cui LL, Zhou HH, Liu YH, Meng LJ, et al. פרחים: משאבי מזון ותרופות יקרים. Food Sci Hum Well. (2023) 12:1020– 52. doi: 10.1016/j.fshw.2022.10.022
25. Yin XZ, Liu ZJ, Guo Y. הערכת השפעות על טטרהידרופפלמטין על תאי קרצינומה הפטוצלולרית האנושית על ידי ניתוח מטבוליזם של אנרגיה תאית. Chin J Immunol. (2021) 37:426–30.
26. Liu GY, Sun YZ, Zhou N, Du XM, Yang J, Guo SJ. כורכומין 3,3'-OH גורם לאפופטוזיס בתאי HepG2 דרך מסלולים בתיווך ROS. Eur J Med Chem. (2016) 112:157–63. doi: 10.1016/j.ejmech.2016.02.019
27. Pal LC, Prateeksha, Singh BN, Pande V, Rao CV. חלק מועשר בפנולים של Pterospermum lanceifolium Roxb. הופך ביעילות את הקרצינומה Hepatocellular בחולדות HCC הנגרמות על ידי NDEA. תזונה סרטן. (2022) 74:1106–21. doi: 10.1080/01635581.2021.1922716
28. Bras M, Queenan B, Susin SA. מוות תאים מתוכנת באמצעות מיטוכונדריה: אופני מוות שונים. ביוכימיה (Mosc). (2005). 70:231–9. doi: 10.1007/s10541-005-0105-4
29. Galber C, Acosta MJ, Minervini G, Giorgio V. תפקידו של סינתאז ATP המיטוכונדריאלי בסרטן. Biol Chem. (2020) 401:1199–214. doi: 10.1515/hsz-2020-0157
30. Piantadosi CA, Zhang J. יצירת מיטוכונדריה של מיני חמצן תגובתיים לאחר איסכמיה במוח בחולדה. שבץ. (1996) 27:327–31. doi: 10.1161/01.STR.27.2.327
31. אייברי SV. מטרות מולקולריות של עקה חמצונית. Biochem J. (2011) 434:201– 10. doi: 10.1042/BJ20101695
32. Cui Z, Li S, Wang HJ, Ma J, Qin TT, Shi H, et al. השפעת dihydroartemisinin על נזק חמצוני ומטבוליזם אנרגיה של תאי HepG2 והשפעתו הסינרגטית עם Sorafenib. Chin J Exp Trad Med Formula. (2021) 27:24–32. doi: 10.13422/j.cnki.syfjx.20211202
33. Hail N Jr, Cortes M, Drake EN, Spallholz JE. מניעת סרטן כימו: נקודת מבט רדיקלית. Free Radic Biol Med. (2008) 45:97–110. doi: 10.1016/j.freeeradbiomed.2008.04.004
34. Jiang B, Zhao WT, Ouyang C, Wang HH, Zhang FQ, Zhao GH, et al. רשת ויסות של חילוף חומרים תאי. J Xiamen Univ (Nat Sci). (2022) 61:346–64.
35. Dragovic S, Vermeulen NP, Gerets HH, Hewitt PG, Ingelman-Sundberg M, Park BK, et al. בחירה מבוססת ראיות של תרכובות אימון לשימוש בחיזוי המשולב המבוסס על מנגנון של פגיעה בכבד הנגרמת על ידי תרופות באדם. קשת טוקסיקול. (2016) 90:2979–3003. doi: 10.1007/s00204-016-1845-1
36. Diaz-Ruiz R, Rigoulet M, Devin A. The Warburg and Crabtree השפעות: על המקור של מטבוליזם אנרגטי של תאים סרטניים ושל דיכוי גלוקוז שמרים. Biochim Biophys Acta. (2011) 1807:568–76. doi: 10.1016/j.bbabio.2010.08.010
37. Warburg O. על פגיעה נשימתית בתאי סרטן. מַדָע. (1956) 124:269– 70. doi: 10.1126/science.124.3215.269
38. Warburg O. על מקורם של תאים סרטניים. מַדָע. (1956) 123:309– 14. doi: 10.1126/science.123.3191.309
39. Zhang X, Fryknäs M, Hernlund E, Fayad W, De Milito A, Olofsson MH, et al. אינדוקציה של תפקוד לקוי של המיטוכונדריה כאסטרטגיה למיקוד תאי גידול במיקרו-סביבות שנפגעו מבחינה מטבולית. נאט קומון. (2014) 5:3295. doi: 10.1038/comms 4295
40. Rios Garcia M, Steinbauer B, Srivastava K, Singhal M, Mattijssen F, Maida A, et al. Acetyl-CoA carboxylase 1-תלוי בחלבון אצטילציה של חלבון שולטת על גרורות והישנות של סרטן השד. Cell Metab. (2017) 26:842–55.ה5. doi: 10.1016/j.cmet.2017.09.018
41. Yang E, Zha J, Jocker J, Boise LH, Thompson CB, Korsmeyer SJ. Bad, שותף הטרודימרי Bcl-XL ו-Bcl-2, עוקר את Bax ומקדם מוות של תאים. תָא. (1995) 80:285–91. doi: 10.1016/0092-8674(95)90411-5
42. Liang K, Cao BZ. התקדמות באפופטוזיס התא של ויסות המיטוכונדריה. Biomed Eng Clin Med. (2014) 18:501–5. doi: 10.13339/j.cnki. sc.2014.05.049
For more information:1950477648nn@gmail.com
