Targeting tumor microenvironment with silibinin: promise and potential for a translational cancer chemopreventive strategy

Силибинин и ангиогенеза

Мы впервые сообщили, что силибинин кормления тормозит микро-сосуд плотности (МВД) в растущей опухоли предстательной железы DU145 опухолей у бестимусных мышей, что было связано со снижением экспрессии VEGF в опухоли [74]. Подобные анти-ангиогенных эффективность силибинин наблюдалась также в опухолях предстательной железы растет в предстательной микроокружения in nude mice [70]. Обширные исследования в бродяга (трансгенных аденокарциномы мыши простаты) показали, что силибинин цели наступления ‘ангиогенных переключатель’ в опухолях предстательной железы [44, 73]. Huss et al. показали, что ангиогенных переключатель в бродягу предполагает увеличение VEGF, VEGFR2 и HIF-1α выражение сопровождается повышение внутри-протоковой микрососудов, и прогрессирование болезни из низкосортного предстательной интраэпителиальной неоплазии (LGPIN) стадия высокого ранга PIN (HGPIN), аденокарцинома и метастазов [13]. Наши завершенные исследования показали, что силибинин кормления уменьшилось VEGFR2, VEGF и HIF-1α выражение, и заторможено МВД бродяга в ткани простаты [44]. Силибинин лечения также снизился уровень циркулирующих ангиогенных факторов VEGF и bFGF в мышей TRAMP [73]. Эти анти-ангиогенные эффекты силибинин были связаны с мощным ингибированием класс опухоли, а также метастазов, подтверждающие его сильные angiopreventive эффективность против рака предстательной железы [44, 73].

Силибинин также были тщательно протестированы на его анти-ангиогенных эффективность в нескольких животных моделях рака прямой кишки [69, 71, 72, 75]. Мы уже сообщали, что силибинин кормления ингибирует ангиогенез в HT29 опухоли через вниз-регулирование iNOS (inducible nitric oxide synthase), COX2, HIF-1α, VEGF выражение [71]. Силибинин также оказал устойчивый рост угнетающее воздействие на человека рака прямой кишки SW480 опухолей путем уменьшения МВД, VEGF и экспрессии iNOS [75]. В трансгенных APC^мин+ мышей, силибинин кормления угнетал nestin-положительный микрососудов выборочно в небольшом кишечных полипов, down-регуляции экспрессии HIF-1α, VEGF, и енос (endothelial nitric oxide synthase) полипы в [69]. Главное, силибинин кормления не влияют на экспрессию этих молекул в склепе-ворсин области в тонкой кишке APC^мин+ и дикого типа C57BL/6J мышей, подтверждающие полип специфический эффект силибинин [69]. Эти angiopreventive эффекты силибинин были связаны с профилактика самопроизвольного кишечный полипоз в APC^мин+ мышей и мы наблюдали снижение количества полипов, а также размер полипов образуются [69]. Аналогично, силибинин лечения ингибирует VEGF и экспрессии iNOS в azoxymethane-индуцированных опухолей толстой кишки в мышей A/J [76]. Ранее, Yang et al. сообщили, что силибинин лечение тормозит сосудистой плотности, индекса, вызванное человеческой колоректального рака Лово клеток в CAM (куриной хориоаллантоисной мембране) анализа путем ингибирования экспрессии VEGF [77]. В целом, силибинин показал сильные angiopreventive эффективность в отношении колоректального рака в ксенотрансплантатов, химического канцерогенеза, CAM и трансгенные модели.

Устойчивый NO (оксида азота) поколения положительно коррелирует с раком легких, развитие и прогрессирование; и наши завершила учебу в легких опухолей модели показывают, что силибинин, химические и angiopreventive последствия могут быть за счет целевых экспрессии iNOS [43, 68, 78]. В уретан-индуцированной легочной опухолей модель, силибинин кормления сильно снизился МВД, VEGF и iNOS уровней в легких опухоли [43]. В angiopreventive эффекты силибинин привело к значительному уменьшению опухоли легкого кратности, а также размер опухоли [43]. С помощью iNOS-/- мышей мы подтвердили, что силибинин оказывает свое химические и angiopreventive эффект в отношении опухолей легких за счет ингибирования экспрессии iNOS [78]. Наши in vitro механистические исследования также показали, что силибинин цели несколько сигнальных молекул [STATs (1 и 3), ДП-1, NF-b, MAPKs и HIF-1α], и что он подавляет смесь цитокинов (ИФН-γ + ил-1β + TNF-α)-индуцированной экспрессии iNOS в эпителиальной карциномы легких человека А549 клеток [79]. Опухоль в легких поддержал эти анализы in vitro замечания и силибинин было обнаружено, ингибируют экспрессию Ифнγ, интерлейкинов и фактора некроза опухоли-α в легких опухолей [68]. Силибинин также снизился HIF-1α, NF-b и фосфорилированных STAT3 выражение в легких опухолей [68]. Эти результаты позволяют предположить, что силибинин цели несколько сигнальных путей, регулирующих экспрессии iNOS в легких опухолевых клеток, и, таким образом, он подавляет ангиогенез и в целом прогрессии опухоли в легких опухолей.

Анти-ангиогенные эффекты силибинин наблюдаются также и при других видах рака, таких как рак кожи и рак мочевого пузыря [80, 81], предлагая широкий спектр angiopreventive эффективность силибинин. Кроме того, несколько in vitro исследования поддержали анти-ангиогенные эффекты силибинин и при условии детального понимания механизмов силибинин, angiopreventive действий. Силибинин сообщалось, подавляют рост HUVEC (human umbilical vein endothelial cells) и HMVEC (человека микрососудистых эндотелиальных клеток) в фармакологически достижимо дозах в культуре клеток [67]. Силибинин также ингибирует капиллярной трубки формирования на матригеля, а также ингибирует HUVEC инвазии и миграции [67]. Молекулярный анализ показал, что силибинин индуцирует арест в G1 эндотелиальных клеток через поощрение выражения CDKIs (циклин зависимые киназы, ингибиторы) и р53 [67]. Кроме того, силибинин лечения индуцированной апоптотической смерти с участием каспаз-зависимого и-независимые механизмы [67]. Силибинин также целевых Akt, NF-b и survivin, а также ММП-2 активности (рис. 3) [67]. Yang et al. сообщили подобных эффектов силибинин на рост, а также дифференциации эндотелиальных EA.hy 926 клеток [82]. Силибинин также ингибирует хемотаксической миграции EA.hy 926 клеток к Лово клеток рака толстой кишки [82]. Yoo et al. также показали, что силибинин подавляет рост и индуцирует апоптоз смерти в человеческих эндотелиальных клетках ECV304 путем модуляции NF-b, Bcl-2 членов семьи и каспаз [83].

Вместе с таргетингом эндотелиальных клеток, силибинин также сообщалось раковыми клетками-мишенями, в направлении ингибирования секреции проангиогенных факторов (рис. 3). HIF-1α стала основным регулятором ангиогенеза, метаболизм опухоли и метастазов [84]. Вместе с другими регулирующими органами (например, ЭРК, NF-b, статистики), HIF-1α контролирует экспрессию и секрецию ряда про-ангиогенных факторов роста (рис. 3), которые способствуют хемотаксиса передвижения, выживания, пролиферации и дифференцировки эндотелиальных клеток. Гарсия-Maceira et al. показали, что силибинин сильно тормозит индуцируемые гипоксией HIF-1α накопления и VEGF-релиз, в шейки матки человека HeLa и гепатомы клетки Hep3B [85]. Этот эффект коррелирует с силибинин, ингибирующее действие на HIF-1α перевод через ориентация на mTOR-p70S6K и 4E-BP1 путей [85]. Аналогично, Jung et al. сообщили, что силибинин ингибирует HIF-1α экспрессии белков с помощью ориентации ее синтез в человеческих раковых клеток простаты [86]. Это исследование также показало, что силибинин тормозит глобальный синтез белка путем уменьшения уровней eIF4E-связанные с eIF4F комплекса, повышение уровня eIF4E, связанные с 4E-BP1 и продвижение фосфорилирования eIF2α [86]. Kim et al. (2009) показали, что силибинин лечение подавляет 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-ацетата (тра)-индуцированной MMP9 и VEGF выражение через подавление RAF/MEK/ERK пути в MCF-7 клеток рака молочной железы [87]. В общем, ясно, что силибинин целей как рак и эндотелиальных клеток, эффективно ингибируют ангиогенез. В частности, с одной стороны силибинин цели несколько сигнальных каскадов в раковых клетках, ингибировать секрецию про-ангиогенных факторов микроокружения, а с другой стороны, она ориентирована на эндотелиальные клеточные ответы (подвижность, пролиферации, выживания и дифференцировки), чтобы про-ангиогенных стимулов (рис. 3).

Силибинин и метастазирования

Метастаз-это очень сложный, многоэтапный и многофункциональный биологическое событие, которое отвечает за высокой заболеваемости и смертности у онкологических больных [58, 88-90]. Успешное метастазирования зависит от кумулятивной способности раковых клеток, чтобы соответствующим образом реагировать на различные микросреды на каждой ступени метастатического каскада, начиная от первичного опухолевого роста до конечного метастатического узла [58]. Более века назад, Стивен Paget впервые сообщил non-random pattern метастазирования раковых клеток определенных органов [91, 92]. Он предложил “семян и почвы гипотеза”, в которой он сравнил метастазирования раковых клеток к рассеиванию семян растений. Он постулировал, что семена (‘раковые клетки") может расти только в благоприятной почвы (‘специфического микроокружения’). Например, аминокислоты, раковые клетки обладают определенными внутренними свойствами, которые позволяют им расти в кости; и костного микроокружения предоставляет благодатную почву для их роста. Эта теория, на которой размещены основной акцент на совместимости между метастатические раковые клетки и их микросреду, по-прежнему актуальна, и метастатическим микроокружения теперь стал важной целевой препарата для лечения или предотвращения метастазирования. Есть несколько отчетов, которые показывают, что силибинин целей множество взаимодействий между опухолевых клеток и их микроокружения и мешает/препятствует метастазированию [58].

Внеклеточного матрикса (ECM) и интегрины взаимодействия, регулирующие различные клеточные функции, включая адгезию, выживаемость и подвижность [3, 93, 94]. Фибронектин, матрица гликопротеин, является одним из таких компонент ECM, который, как сообщается, будет до-регулируется в нескольких злокачественных опухолей и свое выражение положительно коррелирует с инвазивным и метастатическим фенотипом [94-96]. Мы уже сообщали, что фибронектин выражение увеличивается с опухолевой прогрессии опухоли простаты в бродягу мышей, и, что фибронектин выражение было значительно снизились на силибинин лечения [44]. Фибронектин-интегрина взаимодействие активирует несколько сигнальных путей (ФАК, Src, Akt, и Гтфазы), участвующих в клеточной выживаемости и актин-ремоделирование. В нашем неопубликованных исследований, мы обнаружили, что силибинин цели фибронектина-рак предстательной железы клеточных взаимодействий и тормозит экспрессии интегринов, а также вниз по течению сигнализации, участвующих в актин-перепланировка; тем самым тормозит образование подвижных структур. Кроме того, фибронектин, силибинин, как сообщается, существенно уменьшить адгезию клеток рака предстательной железы для коллагена I типа [97]. Важно подчеркнуть здесь, что кости богаты коллагена I типа и клетки рака простаты, как правило, метастазируют в кости. Силибинин лечения также ингибирует адгезию человеческого рака простаты PC3M клеток с ECM белков, гиалуроновой кислоты и фибронектина путем направленной экспрессии трансмембранного белка CD44 и свой вариант формы CD44v7-10 [98]. Кроме того, силибинин лечения приостанавливают клей возможности человеческой остеосаркомы мг-63 клетки в направлении коллагена IV типа [99]. Эти исследования показали, что силибинин лечения значительно ослабляет взаимодействие раковых клеток с их компоненты ECM, который может негативно повлиять на их подвижность и инвазивность.

Протеиназ были замешаны во многих рака, связанных с биологической активности (ангиогенез, метастазирование и т.д.), в основном из-за их способности расщеплять компоненты ECM, позволяя рака и других клеток к миграции [58]. Силибинин лечения было показано, значительно ингибируют экспрессию Mmp (матриксных металлопротеиназ) и увеличение экспрессии ТИМП-2 (тканевые ингибиторы металлопротеиназ-2) in vitro в разнообразных раковых клеток [58, 100-104]. In vivo мы наблюдали в бродягу мышей, что силибинин кормления значительно снизилась экспрессия ММП-2, ММП-3 и ММП-9, но увеличил ТИМП-2 выражение в предстательной опухолевой ткани [44, 73]. Кроме того, силибинин лечение сообщалось ингибировать сериновые протеазы УПА и его рецептором uPAR выражение в несколько клеточных линий рака in vitro и in vivo [58, 99, 103-105]. Силибинин также наблюдалось снижение экспрессии цистеиновых протеиназ-катепсинов B в высоко инвазивных клеток глиомы человека [105].

В процессе метастазирования, несколько раковых клеток проходят явление, известное как ‘эпителиальных для мезенхимальных экономикой " (EMT). EMT относится к динамическим, многоступенчатый и весьма скоординированный процесс, который включает в себя потерю внутриклеточного перекрестков, нарушение опухоли базальной мембраны, активации и перестройки элементов цитоскелета в результате чего повышается подвижность и инвазивность и освобождения от родительских клеток эпителиальной ткани [58, 106, 107]. EMT регулируется множеством факторов, расположенном в TME. Например, CAFs, как сообщается, способствовать EMT путем секреции ММП [8]. В наши неопубликованные исследования мы также отметила, что CAFs способствовать инвазивности человеческого рака простаты LNCaP клеток, что связано с повышенным vimentin и фосфорилирования Akt; и силибинин лечение тормозит CAFs-индуцированной инвазивность клеток LNCaP, а также сильно снижает фосфорилирование Akt и экспрессии vimentin. Силибинин сообщается также ингибировать EMT за счет продвижения E-кадгерина выражение и ингибирования экспрессии EMT транскрипционных регуляторов [58, 108]. Эти результаты были сопровождаться сильным снижением миграционных, инвазивных и метастазов свойства раковых клеток обоих in vitro и in vivo [44, 58, 73, 108]. Мы уже сообщали, что силибинин кормления сильно тормозит местной инвазии клеток рака предстательной железы в семенные пузырьки, а также отдаленных метастазов в печени, легких и почек бродяга в мышиной модели].

Силибинин сообщается также, чтобы повлиять на TME в метастатического узла в предстательной железы модели. Клетки рака простаты имеют высокую склонность к метастазированию в кости [58, 109]. При наличии костных метастазов рака предстательной железы клетки даже выразить гены, как остеокальцин, костный sialoprotein, osteopontin, RANKL, чье выражение обычно ограничивается костных клеток [58, 91, 110]. Этот феномен получил название "osteomimicry" и считается попыткой раковых клеток адаптироваться к их микроокружения, помогают раковые клетки оседают в костях. Наши неопубликованные данные показали, что силибинин подавляет экспрессию многих osteomimicry связанных белков, таких как RANKL, PTHrP, остеокальцин, и RunX2 в клетки рака простаты как in vitro и in vivo. Когда-то поселились в кости, клетки рака простаты изменить хрупкий баланс костного ремоделирования замешаны два типа костных клеток, а именно osetoclasts (участвовал в костной деструкции) и остеобластов (участвует в формировании костной ткани) [58, 91, 110, 111]. Рак предстательной железы клетки секретируют факторы, которые участвуют в osetoclast созревания и активации, тем самым способствуя минерализации костей и освобождения различных факторов роста [58, 91, 110, 111]. Костной деструкции обеспечивает клетки рака простаты в начальной пространство расширить, и выпустила факторы роста способствуют предстательной железы выживаемость клеток и пролиферации. Эти факторы роста, выделяемые костной деградации и тех, выделяемый предстательной железы клеток, таких как эндотелин-1, БМП (костные морфогенетические белки), Wnts, стимулировать созревание остеобластов и формирование новой костной ткани [58, 91, 110, 111]. Зрелые остеобласты также секретируют факторы роста, которые в дальнейшем стимулировать рост клеток рака предстательной железы в кости [91, 110]. В целом, этот порочный круг с участием простаты раковых клеток, остеокластов и остеобластов, способствует потери костной ткани, а также нанесение нового ‘woven Тип bone’ (неравномерное/незрелые/эмбриональные), и тем самым компромиссы здоровья костей и приводит к кости, осложнения рак предстательной железы. Силибинин уже зарегистрирована на обоих компонентов (остеокласты и остеобласты) костного микроокружения [112, 113]. Kim et al. сообщили, что силибинин лечения приостанавливают формирование TRAP-позитивных многоядерных остеокластов в костном мозге-производных макрофагов клетки культивировали в присутствии M-CSF и RANKL или с остеобластов и 1,25(OH)₂D₃ [113]. Силибинин также ингибирует резорбционную дифференциации в мышиных моноцитов/макрофагов клеток линии RAW264.7 стимулировали с RANKL [113]. Однако, силибинин Лечение не влияет на резорбционную функцию, когда зрелые остеокласты лечили силибинин [113]. Силибинин также ингибирует TNFα-индуцированной osteoclastogenesis в костном мозге-производных макрофагов клеток, обработанных M-CSF и TGF-β [113]. Силибинин воздействие на резорбционную дифференциации, кажется, за счет целевых слияние ловушка+ мононуклеарных pre-формирование остеокластов ловушка+ многоядерных зрелых остеокластов [113]. В нашем неопубликованных исследований, мы обнаружили, что клетки рака простаты способствуют резорбционную активации в RAW264.7 клеток, в то время как силибинин лечение подавляет клетки рака простаты потенциалом для индуцирования osteoclastogenesis. Силибинин, кажется, несколько целевых RANKL-индуцированных сигнальных путей, таких как NF-b, MAPKs, Akt, AP1, и NFATc1, а также ингибировать NFATc1 регулируемых генов (ловушки, Оскар и Катепсина K) (наши неопубликованные данные), что важно в osteoclastogenesis (Рис. 4) [114, 115]. В другом исследовании, формирующих кость и osteoprotective эффекты силибинин были изучены в культуре клеток в мышиной остеобластического MC3T3-E1 клеток [112]. Силибинин лечение повышенной костной образование конкреций усиливая отложения кальция [112]. Силибинин также увеличение индукции osteoblastogenic биомаркеров щелочной фосфатазы (ALP), коллаген типа 1, фактор роста соединительной ткани (CTGF), и БМП-2 (Рис. 4) [112]. Силибинин лечения также ингибирует RANKL секреции дифференцированной MC3T3-E1 клеток (Рис. 4) [112]. Но эффект силибинин на раковые клетки-индуцированные osteoblastogenesis остается неизвестной (Рис. 4). В целом, эти исследования подтвердили, что силибинин цели несколько TME компонентов в сторону снижения метастатического роста раковых клеток.

Силибинин и воспаление

Хроническое воспаление часто является причиной рака. Даже раки, которые не обязательно являются результатом хронического воспаления, неизменно, есть воспалительные элементы в их микроокружения. В самом деле, постоянное нарушение гомеостаза путем пролиферации трансформированных клеток производит местных хронических воспалительных среды, который считается попытка организма восстановить нормальный гомеостаз [1]. Однако, в присутствии раковых клеток, иммунные клетки реагируют парадоксально и способствовать выживанию и пролиферации опухолевых клеток [1]. В результате опухолей, которые были охарактеризованы как " раны, которые не заживают’. Эти наблюдения ясно показывают, что уменьшение воспаления в TME должно препятствовать или предотвратить рост рака. Есть много доказательств, теперь предполагая, что силибинин может изменить воспалительных и иммунных компонентов в направлении профилактики канцерогенеза [69, 72, 76, 116-119]. Provinciali et al. сообщили, что силибинин администрации задерживается развитие спонтанных опухолей молочной железы, уменьшается количество и размер опухолей и снижение легочных метастазов в HER-2/neu трансгенных мышей [116]. Силибинин лечения пострадавших лейкоциты инфильтрации в опухоли и были увеличение числа нейтрофилов, CD4+ и CD+8 лимфоцитов, но произошло незначительное снижение макрофагального ряда [116]. Мы также сообщали, что силибинин лечение тормозит Тамс в TME, который был соотнесен с angiopreventive эффекты силибинин против опухолей легких (рис. 3) [68]. Meeran et al. сообщили, что силибинин лечения приостанавливают УФ-индуцированной локальной и системной иммуносупрессии [118]. В тринитробензол сульфоновой кислоты (TNBS)-индуцированный колит модель, силибинин лечения значительно снижается нескольких компонентов воспалительного колита, такие как NF-b активность, уровни IL-1β, TNFα, thiobarbituric кислота химически-активных веществ (надольник л), белковых карбонильных, активности миелопероксидазы, и повышение антиоксидантной способности Толстой ткани [119].

Арахидоновая кислота пути находится в центре воспалительной реакции. В этот путь, Кокс ферменты, ответственные за образование простагландинов (PGE2, PGF2α, и PGD2), простациклина и тромбоксана, а липоксигеназы генерирует 5-HPETE который преобразуется лейкотриенов. COX2 более-выраженная в несколько раков и считаться привлекательным препарата target [120]. Мы уже сообщали, что хроническое воздействие на физиологическую дозу UVB сильно увеличили COX2 уровнях кожи и опухолей кожи [80]. Pre - или post-местное лечение или диетическое кормление силибинин сообщалось сильно тормозят УФ-индуцированной COX2 уровнях [80]. Силибинин сообщается также ингибировать COX2 выражение в колоректального рака в ксенотрансплантатов, трансгенных и химически-индуцированного рака прямой кишки моделей [69, 71, 72, 76]. Силибинин лечения было показано, ингибируют образование циклооксигеназы пути метаболитов (простагландина Е2, простациклина, и thromoxanes) человеческих мононуклеарных клеток, тромбоцитов и эндотелиальных клеток, стимулированных LPS или A23187 [117]. Силибинин лечения также сильно тормозится формирование 5-липоксигеназы метаболитов человеческих гранулоцитов (лейкотриенов LTB4, LTC4/D4/E4/F4) при стимуляции с A23187, FMLP, или opsonized zymosan. Силибинин также сообщила, быть сильным тушителем HOCl (IC50 7 мкм) производства человеческих гранулоцитов [117]. Вместе, эти исследования указывают на сильное ингибирующее действие силибинин на пути арахидоновой кислоты.

Транскрипционных факторов (ДП-1, NF-b, статистики и т.д.) регулируют экспрессию ряда провоспалительных цитокинов [79, 121-124]. Недавно мы сообщали, что силибинин цели несколько сигнальных путей (ERK1/2, STAT1/3, NF-b и EGFR) в направлении ингибирования TNFα и Ифнγ индуцированную экспрессию провоспалительных ферментов, COX2 и iNOS [123]. Силибинин сообщалось тормозят TNFα-индуцированной NF-b активации предстательной железы и колоректального рака клеток [124, 125]. Силибинин лечения также сильно угнетал УФ-индуцированной активации STAT3 и NF-b в коже и опухоли кожи в безволосых мышей SKH-1 [80]. В целом, силибинин цели несколько сигнальных путей в направлении ингибирования секреции провоспалительных цитокинов.

В общем, опубликованной литературы показывает, что силибинин многих клеточных мишеней, а также неклеточными компонентами TME (Рис. 5) в направлении ингибирования ангиогенеза, метастазирования и воспаление. Есть также свидетельства того, что теперь силибинин цели аномальные опухоли веществ, а также сигнальных путей инсулина (IGF/IGFBP3) [74, 126, 127]. Силибинин уже были протестированы клинически его эффективность против нескольких видов рака, в том числе предстательной железы и рака толстой кишки [58, 128-130]. Учитывая важную роль TME в канцерогенез, важно, что мы ориентируемся на его химические эффективность не только с точки зрения влияния на раковые клетки, но и биомаркеров в TME (такие как макрофаги, CAFs, ангиогенез и цитокинов).

жүктеу/скачать 2.54 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: