Розмарин и рак Rosmarinus officinalis & cancer Научные исследования

CONCLUSIONS:

Carnosol (рис. 1) является биологически дитерпены изолирован от кулинарных трав, которые включают розмарин, шалфей, орегано и был известен своей мощной антиоксидантной активностью, однако, carnosol уделяется мало внимания для химиопрофилактики рака свойства.(6) около 5% сухого веса листьев розмарина входят антиоксидант фенольного diterpenese carnosol и carnosic кислоты.(7) Carnosol и carnosic кислоты, как было показано, чтобы быть ответственным за 90% антиоксидантную активность нашли в розмарине.(6, 8) В традиционной китайской медицине экстракты розмарина даются в устной форме, которые содержат высокое количество дитерпены и тритерпены были использованы для лечения воспалительных состояний. Кроме того, различные пищевые добавки, экстракты розмарина, которые были стандартизированы, чтобы carnosol и/или carnosic кислоты. В in vivo исследование выполнено оценили антимутагенная активность розмарина и carnosol было связано со значительным снижением, 74% и 65%, соответственно, в число DMBA-индуцированной аденокарциномы молочной железы по сравнению с контрольной группой.(9) другой in vivo исследование показало, что пищевые carnosol (0.1%), снизилась APC, связанные аденома формирование на 46% в C57BL/6J/мин./+ (Min/+) мышь, когда по сравнению с контролем (10). Недавно, in vitro работа была выполнена и было показано, что carnosol индуцирует G2/M клеточного цикла, что цели циклин а и циклин B1 с IC50 = 23 мкм в Caco-2 клеток аденокарциномы толстой кишки, которые являются репрезентативными предраковых поражений.(11) дополнительные in vitro работы показали, что carnosol значительно ингибирует высокой метастатической меланомы мыши B16 клетки вниз через регулирование матриксная металлопротеиназа-2, c-jun, а также редокс-чувствительных факторов транскрипции ядерного фактора-каппа B (Nf-b).

Мы предположили, что carnosol могут обеспечить химические, а также химиотерапевтическое воздействие против СПС. В этом исследовании мы впервые продемонстрировал снижение жизнеспособности клеток против человеческого СПС PC3 линии клеток, обработанных carnosol. Мы наблюдали снижение жизнеспособности клеток, что мы нашли для целевой G2-фазе клеточного цикла, а также cyclins и циклин зависимых киназ (cdks). Для дальнейшего понимания модуляции множественных сигнальных путей, carnosol мы проанализировали белка массив, специфичный для 638 белки, которые определили AMP-активированной протеинкиназы, который является целью carnosol в человеческой PC3 клеток.

Carnosol (Figure 1) is a dietary diterpene isolated from culinary herbs that include rosemary, sage, and oregano and has been noted for its potent antioxidant activity, however, carnosol has received little attention for its cancer chemoprevention properties.(6) Approximately 5% of the dry weight of rosemary leaves is comprised of the antioxidant phenolic diterpenese carnosol and carnosic acid.(7) Carnosol and carnosic acid have been shown to be responsible for 90% of the antioxidant activity found in rosemary.(6, 8) In traditional Chinese medicine rosemary extracts are given orally that contain high amounts of diterpenes and triterpenes have been used to treat inflammatory conditions. Additionally, a variety of dietary supplements of rosemary extracts are available that have been standardized to carnosol and/or carnosic acid. An in vivo study performed evaluated the antimutagenic activity of rosemary and carnosol was associated with a significant decrease, 74% and 65%, respectively, in the number of DMBA-induced mammary adenocarcinomas when compared to controls.(9) Another in vivo study showed that dietary carnosol (0.1%) decreased APC associated adenoma formation by 46% in the C57BL/6J/Min/+ (Min/+) mouse when compared to controls (10). Recently, in vitro work has been performed and it has been shown that carnosol induces G2/M cell cycle arrest that targets cyclin A and cyclin B1 with an IC50 of 23 µM in Caco-2 colon adenocarcinoma cells which are representative of precancerous lesions.(11) Additional in vitro work has shown that carnosol significantly inhibited the highly metastatic mouse melanoma B16 cells through down regulation of matrix metalloproteinase 2, c-jun, as well as the redox sensitive transcription factor nuclear factor-kappa B (Nf-κB).

Обсуждение

Недавние исследования показали, что активированный AMP протеинкиназы (AMPK) выступает в качестве регулятора до нескольких сигнальных путей и должны быть оценены в качестве терапевтической мишени для рака (рис. 8). (12, 13) AMPK является гетеротримерный комплекс каталитического α, и нормативных β и γ субъединиц и встречается во всех эукариот.(14) активации AMPK возникает при условиях, разрушающих клеточную АТФ и поднять AMP уровнях, таких как глюкоза лишения, гипоксии, ишемии и теплового шока, которые были связаны с повышенным АМФ/АТФ отношение.(15) Когда AMPK активируется она фосфорилирует различные метаболические ферменты, участвующие в энергетическом зависимых событий, в том числе синтез жирных кислот, холестерина и белков.

Одним из наиболее изученных рака путей в отношении AMPK модуляции является mTOR сигнального пути. Когда достаточное количество питательных веществ, доступных mTOR отвечает фосфатидной кислоты опосредованного сигнала, приводящее к активации p70 S6 киназы и инактивирует в eIF4E ингибитор, 4E-BP1.(16) агентов, таких как AMP-mimetic 5-aminoimidazole-4-карбоксамида рибонуклеозида (AICAR) было показано, что активация AMPK, энергетического голода, ведущего к фосфорилирования TSC2 на Thr-1277 и Ser-1345.(13, 17) Фосфорилирование этих сайтов повышает активность TSC1-TSC2 комплекс ингибирует mTOR.(12, 18). В текущем исследовании мы подтвердили результаты белковой массив и обнаружили, что carnosol побудило AMPK-α-субъединицы. Мы обнаружили, что AMPK-α активации carnosol ингибирует фосфорилирование mTOR на Ser-2448 ведущих к раку торможения. Мы также наблюдали снижение экспрессии p70 S6K, а также в индукции eIF4E ингибитор, 4E-BP1.

Активация AMPK AMP миметический AICAR было показано, вызывает G1 клеточного цикла через р53-р21 оси в гепатомы HepG2 клеток.(19 В этом исследовании мы обнаружили, что carnosol способствовало G2 клеточного цикла в PC3 клеточной линии и был независимый статус р53 с PC3 клеточной линии не несут ген-супрессор опухоли р53. Индукция циклин зависимые киназы, ингибиторы p21 а также р27 наблюдалось наряду с зависимыми от дозы ингибирование cyclins D1, D2 и E вместе с cdk 2 и 6. Интересно, что flow cytometric analysis установлено, что ограниченное апоптоза произошло в PC3 клеток, однако, белков, участвующих в апоптозе, оказались модулированных предполагая, что других клеточных линий рака могут отображать апоптоза при лечении carnosol.

Выводы

DISCUSSION

Recent studies have suggested that activated AMP protein kinase (AMPK) acts as a regulator to several signaling pathways and should be evaluated as a therapeutic target for cancer (Figure 8). (12, 13) AMPK is a heterotrimeric complex of a catalytic α, and regulatory β and γ subunits and is found in all eukaryotes.(14) Activated AMPK occurs when conditions deplete cellular ATP and elevate AMP levels such as glucose deprivation, hypoxia, ischemia and heat shock which have been associated with an increased AMP/ATP ratio.(15) When AMPK is activated it phosphorylates a variety of metabolic enzymes involved in energy dependent events including synthesis of fatty acids, cholesterol, and protein.

One of the more studied cancer pathways in regard to AMPK modulation is the mTOR signaling pathway. When sufficient nutrients are available mTOR responds to a phosphatidic acid mediated signal leading to activation of p70 S6 kinase and inactivates the the eIF4E inhibitor, 4E-BP1.(16) Agents such as the AMP-mimetic 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside (AICAR) have been shown to activate AMPK by energy starvation leading to phosphorylation of TSC2 at Thr-1277 and Ser-1345.(13, 17) Phosphorylation at these sites increases the activity of the TSC1-TSC2 complex to inhibit mTOR.(12, 18). In the current study we confirmed the results of a protein array and found that carnosol induced the AMPK-α subunit. We found that AMPK-α activation by carnosol inhibits the phosphorylation of mTOR at Ser-2448 leading to cancer inhibition. We also observed a decreased expression of p70 S6K as well as in induction of the eIF4E inhibitor, 4E-BP1.

AMPK activation by the AMP mimetic AICAR has been shown to cause G1 cell cycle arrest through the p53-p21 axis in hepatoma HepG2 cells.(19) In this study we found that carnosol promoted G2 cell cycle arrest in the PC3 cell line and was independent of p53 status since the PC3 cell line does not carry the p53 tumor suppressor gene. The induction of cyclin dependent kinase inhibitors p21 as well as p27 was observed along with dose dependent inhibition of cyclins D1, D2, and E along with cdks 2 and 6. It is interesting that flow cytometric analysis found that limited apoptosis occurred in PC3 cells, however, proteins involved in apoptosis were found to be modulated suggesting that other cancer cell lines may display apoptosis when treated with carnosol.

Conclusions