Розмарин и рак Rosmarinus officinalis & cancer Научные исследования
БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИОПРОФИЛАКТИКИ РАКА С CARNOSOL
жүктеу/скачать 2.03 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1. Модуляция метаболизма канцерогенов
- 2. Антиоксидантные эффекты carnosol
- 3. Затухание воспалительной реакции
- 4. Ингибирование клеточной пролиферации и индукции апоптоза
- 5. Подавление ангиогенеза, клеточной миграции и инвазии
- 6. Химио - и радио-сенсибилизирующим действием
БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИОПРОФИЛАКТИКИ РАКА С CARNOSOLВ настоящее время в доступной литературе На механистической основе противораковые химические эффекты carnosol указывает на то, что соединение может вмешиваться в разнообразных внутриклеточных сигнальных путей, участвующих в развитии опухолей (Рис.). Окислительный стресс и воспаление, через производство активных форм кислорода (АФК) и широкого спектра медиаторов воспаления, способствуют опухолевой трансформации клеток путем окислительного и/или ковалентной модификации важных клеточных макромолекул, например белков, липидов и нуклеиновых кислот.15 Воздействия генотоксичных канцерогенов инициирует трансформацию клеток, которые затем подвергаются клональной экспансии развиваются доброкачественные опухоли, и впоследствии прогресс для полного злокачественности. Весь ход развития опухоли включает в измененных биохимических событий, таких как потеря плотности-зависимое ингибирование роста, независимость от внешних стимулов роста для пролиферации клеток, дефектных клеточного цикла управления, уклонение от апоптоза, расширенные ангиогенеза, ткани хозяина инвазии и метастазирования, нарушен обмен веществ, и способность защитить иммунные реакции хозяина. В совокупности, эти особенности являются отличительными чертами рака.16 Carnosol было показано, чтобы вызвать химические эффекты (1) Блокировка bioactivation канцерогенов, (2) повышение антиоксидантной и/или активности ферментов детоксикации, (3) подавление опухоли-содействие воспаление, (4) ингибирование пролиферации клеток и селективно индуцирует апоптоз в раковых клетках, и (5) блокирование опухолевого ангиогенеза и инвазии. В таблице приведены биохимические основы противоопухолевой эффект carnosol. 1. Модуляция метаболизма канцерогеновОпухоль инициации-это первый и необратимый процесс, который начинается с повреждения клеточной ДНК при воздействии генотоксичных канцерогенов. Однако многие канцерогены неактивны в см. и активируются, образуя ultimate канцерогенов через процесс биотрансформации. Метаболически активации канцерогенов может вызвать повреждение ДНК, положив тем самым начало развития опухоли за счет активации онкогенов и инактивации генов-супрессоров опухолей. В то время как в печеночной системы цитохрома Р450 (CYP) ферменты катализируют I фазы биотрансформации pro-канцерогены, чтобы генерировать активные канцерогены, ряд ферментов детоксикации, такие как глутатион-S-трансферазы (GST), NAD(P)H: хинин оксидоредуктазы (NQO), NAD(P)H: хинин-редуктазы (QR), и глюкуронилтрансферазой и др. быстро устраняет метаболически активации канцерогенов через II фазы биотрансформации процесса.17 Таким образом, блокада деятельности CYP ферментов и индукции фазы II детоксикации ферментов может предотвратить канцерогенеза. При транскрипционной активации ферментов CYP в основном регламентируется arylhydrocarbon рецептора (AhR), дезинтоксикационных ферментов являются транскрипционно активирован в основном за счет редокс-чувствительных транскрипционных факторов, ядерный фактор эритроидных, связанных с фактором-2 (регулируемый белком nrf2). Carnosol сообщалось тормозят бензо[α]пирена (Б[α]P)-индуцированных ДНК-аддукт образования путем ингибирования экспрессии генов и активности CYP1A1, и индукция мРНК уровни GST-пи и NQO человека в бронхиальных эпителиальных клеток.18 аналогично, carnosol ослабляется B[α]P-индуцированной CYP1A1 и CYP1B1 деятельности через экспрессирован AhR в человеческих кератиноцитов (HaCaT) клеток.19 это исследование также продемонстрировало, что carnosol ингибирует активацию Ар, который является клиентом белка шаперона белка теплового шока 90 (Hsp90), блокируя Атфазная активность Hsp90. Таким образом, рак кожи химические эффекты carnosol может быть, отнесенных к его модуляции B[α]P метаболизм. Индукция GST и QR фермента деятельности carnosol20 может за счет его ингибирующее влияние DMBA-ДНК-аддукт формирования и молочных канцерогенеза. В другом исследовании, carnosol увеличение белка и мРНК экспрессии NQO1 и ее ферментативную активность клеток печени крыс.21 Афлатоксин В1 (AFB1), потенциальный hepatocarcinogen, преобразуется в генотоксического метаболит, AFB1-8, 9-эпоксида, CYPlA2 и ферментов CYP3A4.22,23 активный метаболит AFB1-8, 9-эпоксида может быть обезвреживаются через glutathionylation, катализируемой GST ферментов. Таким образом, ингибирующее влияние carnosol-богатый экстракт розмарина на CYP1A2 и CYP3A4 деятельности увековечен в печени человека эпителиальных клеток,24 и индукции печеночного фермента GST активность carnosol20 показывают, что соединение может помешать hepatocarcinogenesis через метаболической инактивации потенциальных канцерогенов. 2. Антиоксидантные эффекты carnosolГенерация АФК и истощение внутриклеточных антиоксидантов привести к окислительному повреждению клеточных макромолекул. Carnosol и его структурный аналог carnosic кислоты счета для 90% антиоксидантные свойства розмарина. Aruoma et al.8 сообщили, что carnosol обладает перекисные радикалы очистки собственности и было показано, подавляют кр2+-индуцированного окисления липопротеинов низкой плотности и генерации липидов свободными радикалами в микросомах печени мышей. Однако, carnosol не смог повлиять на супероксид-анион производства от ксантин/ксантин оксидазы системы.25 Еще один возможный механизм ингибирующего воздействия carnosol на перекисное окисление липидов является то, что соединение может изменить мембранных фосфолипидов заказ. По сравнению с фосфолипидной мембраной-бесплатная анализа, примерно в 4-6 раз более мощной антиоксидантной активностью препарата наблюдалась при анализе в фосфолипидных мембран на основе анализа. Исследование также показало, что соединение уменьшилось количество и/или подвижности молекул воды, находящихся в заполярном руководитель группы регион мембранного фосфолипида.26 Carnosol сообщалось активации различных клеточных антиоксидантных/дезинтоксикационных ферментов, которые в совокупности называются цитопротективных белков. Лечение carnosol индуцированной экспрессии антиоксидант фермент гемоксигеназа-1 (HO-1) в BV2 клетки микроглии27 и феохромоцитомы крысы (PC12) клетки,28 и охраняемых эти клетки от интерферона-γ (ИФН-γ)-индуцированной воспалительной реакции с пероксидом водорода (H2O2)-индуцированного окислительного стресса, соответственно. По данным последнего исследования, carnosol активации регулируемый белком nrf2 через фосфорилирование вверх по течению киназы Akt. Трансфекция клеток с доминирующим негативным регулируемый белком nrf2 или лечение Фармакологические ингибиторы Akt отменен carnosol-индуцированную экспрессию и промоутер активности HO-1.28 генов, кодирующих цитопротективных белков гавани antioxidant response element (), также известный как электрофил response element. Транскрипционной активации цитопротекторных белков в основном регулируется посредством Nrf-2-опосредованная активация.17 Carnosol увеличил регулируемый белком nrf2 связывания с хо-1-являются, таким образом, в результате чего хо-1 выражение. Инкубация человека HepG2 клеток с carnosol привело к увеличению внутриклеточного уровня глутатиона (GSH) и выражение ГШ синтеза фермента глутамат, цистеин лигазы каталитической субъединицы (курс gclc) и модификатор субъединицы (GCLM) через ядерное накопление регулируемый белком nrf2 и усиленной деятельности, и защищающего клетки от H2O2-индуцированной гибели клеток. Трансфекция клеток с регулируемый белком nrf2 siRNA отменен carnosol-индуцированной экспрессии курс gclc и GCLM.29 3. Затухание воспалительной реакцииХроническое воспаление является предрасполагающим фактором для развития опухоли. В то время как воспаление индуцирует окислительный стресс, чрезмерное накопление АФК в дальнейшем усиливает воспалительные повреждения тканей. ROS или различных воспалительных медиаторов, таких как простагландины (ПГ), оксида азота (NO), интерлейкины (IL) и хемокинов содействовать опухолей. В действительности, тесной связи и сигнализации cross-talk между воспалительные иммунные клетки и опухолевые клетки создают воспалительного микроокружения в растущей опухоли. Поэтому, подавляя опухоль-ассоциированного воспаления-это прагматичный подход для химиопрофилактики рака.30 представитель провоспалительных ферментов, таких как индуцибельной синтазы окиси азота (iNOS) и циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2), надэкспрессироанных во многих раковых заболеваний.31 в то время как ЦОГ-2 является скорость-лимитирующим ферментом в синтезе PGs, iNOS катализирует окислительное дезаминирование L-аргинина к не производят. Как PGs, так и не опухоль продвижение ролей.15 Аберрантной экспрессии COX-2 и iNOS, и последующего производства различных воспалительных медиаторов включают ненадлежащего усиления клеточных сигнальных путей, включающая в себя различные вышестоящие киназ, таких как mitogen-activated protein (MAP) киназы, phosphatidylisonositol-3-киназы (PI3K), Akt, ингибитор каппа B (IκB) киназы (IKK) и Янус-активированной киназы (JAK), и их последующее транскрипционных факторов, таких как ядерный фактор-каппа B (NF-b), активатора протеина-1 (AP-1), и преобразователь сигналов и активатора транскрипции (STAT).15,31 Блокада активации этих воспалительных сигнальных молекул составляет биохимические основы профилактики рака с различными противовоспалительными средствами.30 Предварительная обработка мышиных макрофагов RAW264.7 клеток с carnosol значительно ослабляется липополисахарид-индуцированной мРНК и белков, экспрессия iNOS, и производства нет. Это исследование также продемонстрировало, что carnosol ослабило IKK деятельности и фосфорилирования и деградации IκBα, и последующие NF-b связывания ДНК, блокируя фосфорилирования р38 MAP киназы и внеклеточной сигнал-регулируемой киназы (ERK).32 инкубации мышиных перитонеальных клеток с carnosol уменьшилась липополисахарид-индуцированной продукции нитритов, не влияя на жизнеспособность клеток.33 Carnosol угнетал phorbol эфира-индуцированного белка и мРНК экспрессии COX-2 и производства металлов платиновой группы2 в эпителиальных клетках молочной железы человека (184B5/ее), клеточной линии neoplastically трансформируется с neu онкогена. В исследовании также сообщается, что соединение отрицается связывание ДНК AP-1 путем ингибирования активности протеинкиназы С и фосфорилирования ERK, p38 MAP киназы, и c-Jun-N-terminal kinase. Гиперэкспрессия c-Jun отменен ингибиторный эффект carnosol на ДТС-индуцированная экспрессия ЦОГ-2.34 Местное применение carnosol ослабляется ДТС-индуцированной уха мыши образование отеков как показал снижение лейкоцитарной инфильтрации и уменьшение экспрессии мРНК COX-2, IL-1β и фактор некроза опухолей-α.35 лечение человеческих полиморфно-ядерных лейкоцитов с carnosol снизил производство воспалительных лейкотриенов через блокаду 5-липоксигеназы деятельности.36 4. Ингибирование клеточной пролиферации и индукции апоптозаCarnosol ингибирует пролиферацию и индуцированного апоптоза в несколько человеческих раковых клеток. Составной индуцированной фазе G2/M клеточного цикла и снижение митотической выход человеческого рака толстой кишки (Caco-2) клеток с помощью регуляция циклин B выражение.37 аналогично, carnosol индуцированной G2/M фазе клеточного цикла в человеческой предстательной железы (PC3) клеток в концентрации-зависимым способом.38 В антипролиферативный эффекты carnosol в PC3 клеток опосредованно через подавление различных cyclins (A, D1 и D2) и циклин-зависимых киназ (Cdk)-2, -4, -6, и регуляция Cdk ингибиторы, р21 и р27. Кроме того, carnosol-индуцированного апоптоза в PC3 клеток опосредуется через активацию каспаз-8 и -9, индукция Bax и ингибирование B-клеточная лимфома-2 (Bcl-2) выражение. В антипролиферативное и апоптозиндуцирующего действия carnosol в эти клетки были связаны с увеличением фосфорилирования 5'-AMP-активированной киназы-α и фактора инициации трансляции 4е-связывающий белок-1, и снижение фосфорилирования mammalian target of rapamycin, рибосомного белка p70S6 киназы и Akt.38 С антипролиферативным эффектами carnosol в лейкоза человека (HL-60) клеток были связаны с subG1 ареста, активация каспазы-3 и индукции апоптоза.39 Активация рецептора андрогенов (AR) - это ключевой молекулярный переключатель в канцерогенез простаты. Компьютерное моделирование исследование и последующее time-resolved fluorescence resonance energy transfer анализа показали, что carnosol можно связать с лиганд-связывающим доменом AR и экспонатов антагонизма рецептора, но не агонистического, собственности.12 Лечение человеческого рака простаты LNCaP и 22Rv1 клеток с carnosol снизилась экспрессия AR. Это исследование также сообщило, что carnosol взаимодействовали с лиганд-связывающим доменом рецептора эстрогена-α (ERα), которые вовлечены в канцерогенез молочной. Инкубация рака молочной железы человека (MCF-7) клетки с carnosol снизилась экспрессия ERα. Эти результаты показывают, что carnosol может выступать в качестве двойной ингибитор AR и ERα, и могут быть эффективными в профилактике канцерогенеза простаты и груди.12 Индукция цитотоксичности в pro-B-и пре-B-острый лимфобластный лейкоз клеточных линий, carnosol был связан с деполяризация митохондриальной мембраны и снижение экспрессии антиапоптозных белков Bcl-2.40 Лечение взрослых Т-клеточный лейкоз/лимфома (ATL) клеток с carnosol индуцированной клеточной гибели через истощение клеточного уровня GSH, которое было отменено путем предварительной обработки с ГШ прекурсоров N-ацетил цистеин. Эти находки позволили предположить, что carnosol измененного клеточного редокс-статуса. Протеомный анализ также показал заметное увеличение экспрессии редуктаз, собравшиеся ферментов гликолитического пути и пентозофосфатного пути, пути в carnosol-лечение ATL клеток.41 В нашем недавнем исследовании мы обнаружили, что carnosol значительно снижается жизнеспособность человеческого рака толстой кишки (HCT116) клеток и индуцированного апоптоза через поколение ROS, активация р53, Вах, каспазы-9 и каспазы-3, расщепление поли-(ADP-рибоза) полимеразы (PARP), и ингибирование Bcl-2 и Bcl-xl выражение. Кроме того, carnosol ослабляется активации STAT3 посредством модуляции вверх по течению киназы JAK2 и Src, и снижение экспрессии маркеров клеточной пролиферации, таких как survivin, циклин D1, -D2,- D3.42 Другое правдоподобное молекулярной мишенью carnosol является пероксисом proliferator activated receptor-γ (PPARγ), который, как известно, оказывают противоопухолевое действие. Лечение COS-7 клеток, трансфицированных с Gal4-driven PPARγ Гена люциферазы построить с carnosol побудило PPARγ активностью.43 5. Подавление ангиогенеза, клеточной миграции и инвазииУвеличение ангиогенеза опухоли и способность опухолевых клеток к миграции и вторжения через хост стромальных тканей являются критически важных биохимических реакций в опухолевой промоции и прогрессии. В химические эффекты carnosol отчасти можно отнести за счет его антиангиогенных свойств. Carnosol ингибирует миграцию человека бронхиальная эндотелиальных клеток аорты (BAEC) и эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVEC) и притупляется трубки формирования этих клеток в Матригеля plug анализа, который был связан со снижением активности матриксной металлопротеиназы-2 (MMP-2). Кроме того, хориоаллантоисной мембране анализа показали in vivo антиангиогенных эффект препарата.39 в другом исследовании, carnosol снизилась экспрессия ММП-9 и угнетал миграции сосудистых гладкомышечных клеток.44 Huang et al.45 показали, что carnosol значительно ослабило миграции и инвазии меланомы мыши В16/F10 клеток путем снижения экспрессии и активности ММП-9 через снижение экспрессии NF-b и AP-1, и эти эффекты опосредованы через ингибиторный эффект соединения по фосфорилирования MAP киназы и Akt. 6. Химио - и радио-сенсибилизирующим действиемРаковые клетки часто приобретают устойчивость к химио-и лучевой терапии. Многие химические фитохимических веществ, как было показано, чтобы облегчить хемостойкость и радиорезистентности, тем самым подавляя рост опухоли в сочетании с химиотерапией или лучевой терапии. Carnosol было показано, индуцируют апоптоз в человеческих яичников (A2780), а также его резистентных к цисплатину (A2780CP70) дочь клеточных линий.46 Одним из механизмов хемостойкость является регуляция лекарства, измеряем transporter белка p-гликопротеина (P-gp). При множественной лекарственной устойчивостью человеческой эпидермоидной карциномы KB (KB-C2) клетки инкубировали с carnosol в присутствии даунорубицин, составной усилению клеточного накопления даунорубицин. Согласно этому исследованию, carnosol стимулировало P-gp Атфазная активность, что позволяет предположить, что соединение может функционировать в качестве субстрата P-gp Атфазы по конкурентоспособным занимая препарата сайта связывания фермента.47 Carnosol также выставлены radiosensitizing эффекты, как показано увеличение апоптоза В16/F10 клеток меланомы при облучении х-излучения, в то время как соединения предотвратить радиационно-индуцированной цитотоксичности в нормальных эпителиальных клеток простаты.48 жүктеу/скачать 2.03 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|