2. rész: Természetes és szintetikus kalkonok rákellenes hatása

Kattintson a linkre az 1. rész eléréséhez:https://www.xjcistanche.com/news/part1-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54977104.html

További információért forduljontina.xiang@wecistanche.com

3. Rákellenes tevékenység

ChalconeA származékok különböző célpontokra hatnak, mint például az aromatáz, az ATP-kötő kazetta alcsalád G-tag 2 (ABCG2), az emlőrák-rezisztens fehérje (BCRP), az aktivált nukleáris B-sejt növekedési faktor (NF-kB), a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor (VEGF) és tirozin kináz receptorok (epidermális növekedési faktor receptor (EGFR) és mezenchimális-epiteliális átmeneti faktor (MET), amelyek in vitro és in vivo fontos aktivitást mutatnak érzékeny és terápiás rezisztens rákos megbetegedések esetén [161,162]. A kalkonok antiproliferatív aktivitásának egyik fontos mechanizmusa a gátlás a tubulin és ezen vegyületek interferenciája a mikrotubulusok összeállításával, amelyek nélkülözhetetlenek a sejtek alakjának és működésének fenntartásához a mitózis és a sejtreplikáció folyamataiban. A kalkonok blokkolják a sejtciklust és indukáljákapoptózis. A trimetoxifenil-maradék jelenléte a kalkonmolekulákban kedvez ezen vegyületek irreverzibilis antimitotikus hatásának, amelyek képesek kölcsönhatásba lépni a tubulinban lévő cisztein-maradékokkal Michael-típusú addíciós reakció révén [163]. Ezenkívül a kalkonokban lévő trimetoxifenil-maradék kinolinra vagy kinazolinra történő cseréje kedvező az antitubulin aktivitás szempontjából. Ezek a heterociklusos kalkonok hidrogénkötéseket képeznek a Cys241 többi részével, és erősen kötődnek a kolhicin kötőhelyhez (hasonlóan a kombretasztatin A-4-hoz, 7. ábra) [164,165].

3.1. Rákellenes tulajdonságokkal rendelkező természetes kalkonok 3.1.1. Likokalkonok (AD)

A Glycyrrhiza egyes fajainak gyökereit és rizómáit a hagyományos orvoslás gyomorfekély, asztma és gyulladások kezelésére használják. Az édesgyökérből több mint 600 vegyületet izoláltak, amelyek fő biológiailag aktív összetevői a szaponinok ésflavonoidok. A flavonoidok közül egy sor retrokalkont, A, B, C, D, E és G licokalkonokat, valamint sematizálót azonosítottak. Számos tanulmány készült az édesgyökér hatóanyagok biológiai hatásairól, ezek közül a legfontosabbakgyulladáscsökkentő, antimikrobiális, antioxidáns, fekélyellenes, citoprotektív és citotoxikus tulajdonságok [166,167].

3.1.2. Licochalcone A

A Licochalcone A (LA, S1 és S2 táblázatok, 1. vegyület) egy flavonoid, amelyet Glycyrrhiza urakensis-ből, G.glabra-ból és G.inflata-ból (Fabaceae) izoláltak. Megvandaganatellenes, gyulladáscsökkentő, antimikrobiális, parazitaellenes, elhízás elleni, antioxidáns és csontritkulás elleni tulajdonságok,Rákellenesaz LA hatását különböző típusú rákos sejtek esetében kimutatták, beleértve a gyomorráksejteket BCG-823, HepG2, OVCAR-3 és SK-OV-3 (petefészekráksejtek) MCF{{ 5}} és A549 [168-171]. Tanulmányok azt mutatják, hogy az LA az U87 glióma sejtek, a nasopharyngealis rákos sejtek, az epiteliális petefészek karcinóma sejtek és a hólyagrák sejtek apoptózisát indukálja. A kalkon emellett képes növelni az autofágiát és blokkolni a sejtciklust az emlőráksejtekben. Ezenkívül apoptózist indukál azáltal, hogy elnyomja a specifikus protein 1-et emlőrákban [172]. Az LA alacsony citotoxicitást mutat az embrionális tüdőfibroblaszt sejteken. Ezenkívül képes gátolni a tumor növekedését és csillapítani a cisz-platina által kiváltott toxicitást[173]. A flavonoidok rákellenes hatású mechanizmusai közé tartozik az Akt aktivitás gátlása a hexokináz-2-közvetített tumorglikolízis elnyomásával gyomorrákban, a metalloproteináz 2 expressziójának csökkentése és az apoptózis indukálása szájüregi rákos sejtekben, valamint a miR kapacitásának növelése{16} }p stressz indukálására az endoplazmatikus retikulumban és apoptózis indukálására humán tüdősejtekben, csökkenti a PI3K/Akt/mTor aktivációt és csökkenti az autofágiát emlőrákban, blokkolja a sejtciklus G2/M fázisát, elnyomja a MEK/ERKand sejtinváziót ADAM9 jelátviteli útvonalak humán glióma sejtekben, és kaszpáz-függő apoptózis indukálása humán májsejtekben [174]. Egy másik mechanizmus, amellyel az LA erős citotoxikus hatást fejt ki, a ROS által kiváltott apoptózis. Például a kalkon oxidatív stresszt és ennek következtében a T24 sejtek (humán húgyhólyagrákból származó sejtvonalak) apoptózisát indukálja mitokondriális függő útvonalakon és az endoplazmatikus retikulum oxidatív folyamatainak indukálásával [175]. Egy másik tanulmányt az LA citotoxicitására és genotoxicitására vonatkozóan Bortolotto et al. Az LA-t a transz-kalkonnal hasonlítottuk össze (S1 és S2 táblázat, 2. vegyület). A természetes kalkonok (LA és transz-kalkon) MCF-7 és 3T3 (embrionális fibroblaszt sejtvonalak) citotoxicitását 24 és 48 óra elteltével határoztuk meg. Az eredmények kifejezett citotoxikus aktivitást jeleznek 48 órás kezelés után. Egy citotoxicitási MTT(3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difenil-tetrazólium-bromid) vizsgálat dózisfüggő választ mutatott az MCF-re {45}} transz-kalkonnal és LA-val kezelt sejteket. Az elemzett vegyületek genotoxicitása jobb volt az MCF-7 sejteken, mint a 3T3 sejteknél. A DNS torzulása okozza aimmunrendszeraktiválni az elpusztult sejtek eltávolítása érdekében. Az immunrendszer aktiválása azonban a lebomlott DNS-sejtek csökkentése érdekében hozzájárul a krónikus gyulladásos folyamathoz. Ezenkívül a degradált DNS-re adott sejtválasz korrigálható egy belső apoptotikus útvonal indukálásával. A G1 fázis egy olyan állapot, amely megelőzi a DNS replikációját, amelyben olyan tényezők, mint a sejtkörülmények (metabolizmus, jelátvitel és sejtméret) befolyásolják a sejtciklus előrehaladását, ami a DNS újraépülését idézi elő a sejtekben, vagy beindítja az apoptózis folyamatát. LA IC50 60,46 uM. A transz-kalkon sejtciklus blokádot indukál a G1 fázisban, és fokozza a sejtes apoptózist. Feltételezték, hogy az LA-val és a transz-kalkonnal végzett kezelés a mitokondriális útvonalon keresztül apoptózist indukál, figyelembe véve, hogy ennek az útvonalnak a kulcsfontosságú génjeinek indukciója 24 óra elteltével következik be, mint például a fehérje apoptózis 1-es proteáz aktivátor faktora és a Bcl{{-hoz kapcsolódó fehérje X. 9}}. Bár az MCF-7 sejtvonalakról ismert, hogy kaszpáz 3-hiányban szenvednek, egy tanulmány kimutatta, hogy az ezekkel a kalkonokkal végzett kezelés a poli(ADP-ribóz) polimeráz (PARP) hasadását idézi elő, amely polimeráz, amelynek két fragmentumra való hasadása indikátor. az apoptózistól. Elnyomás

A Bcl-2 gén LA-val és transz-kalkonnal történő kimutatása egy kísérleti PCR-elemzés során fehérjeszinten dózisfüggő adagolást mutatott az MCF-7 sejtekhez, és egy intrinsic útvonal közvetítést mutatott. A Cyclin D1 egy másik fehérje, amelyet az MCF-7 sejtvonalakon kalkonok jelenlétében szuppresszáltak. Ez a fehérje kulcsfontosságú a G1-ből az S-fázisba való átmenethez, és fontos biomarkere néhány rák esetében, beleértve a mellrákot is. Ezen okok miatt a ciklin D1 lebomlása vonzó célpont az új daganatellenes szerek azonosításához, és összefüggésben áll a sejtciklus blokádjával [176].

Qui et al. az LA tüdőráksejtekre gyakorolt ​​hatását is vizsgálta in vitro. A flavonoid kezelés jelentősen csökkentette az A549 és H460 sejtek (humán nem kissejtes tüdőkarcinóma) életképességét, ezt a változást erősen befolyásolja a dózis. Összesen 40 μM likokalkon 45-80 százalékkal gátolja a tüdőrák sejtek növekedését 24 vagy 48 órás kezelés után. Ezen túlmenően a vegyület alacsony citotoxicitást mutat normál humán tüdőhámsejtekre. Annak hangsúlyozására, hogy a tüdőráksejtek növekedésének LA általi gátlásának egyik mechanizmusa a sejtciklus blokkolása, a sejtvonalakat különböző Az eredmények azt mutatják, hogy a kalkon dózistól függően blokkolja a G2/M fázist A549 és H460 sejteken, majd az LAin apoptózist kiváltó szerepét annexin segítségével értékeltük. /propidium-jodid kolorimetriás módszer Az eredmények azt mutatják, hogy az LA-val kezelt csoportban apoptotikus sejtek halmozódnak fel, ami az alkalmazott koncentrációtól függ. Az apoptózissal kezelt betegeket Western blot módszerrel vizsgáltuk. A hasított PARP és a hasított kaszpáz 3 szintje megemelkedett, a pre-kaszpáz 3 antiapoptotikus fehérjék, a PARP, a Bcl-xL és a Bcl-2 pedig csökkentek 20 órával a kalkon kezelés után. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az LA-indukált apoptózis a PARP/Bcl{20}} útvonalhoz kapcsolódik[177]. A molekuláris modellek azt mutatták, hogy az LA az EGFR ATP-kötő zsebeiben volt rögzítve, beleértve a 19-es exon deléciós mutációt, az L858R egyhelyes mutációt, az L858R/T790M kettős mutációt és a vad típusú mutációt. Az L858R/790M mutációkban az LA képes kölcsönhatásba lépni a Lys745-tel a kation-II kölcsönhatáson keresztül. Hidrogénkötések jönnek létre a WT EGFR és a likokalkon között a Met793-on, Lvs745-ön és Asp 855-ön. A 19-es exon deléció képes megváltoztatni annak a zsebnek az alakját, amelyben a licokalkonnal való kölcsönhatást feltételezik, és hidrogénkötéseket képez a Met793-mal, a Thr790-nel, . Az LA in silico analízisével nyert adatok fontos pontot jelentenek az új, szelektív EGFR-inhibitorok azonosításához különböző típusú mutációkra [178].

Kattintson a további információkért. az immunitásról

3.1.3. Licochalcone B

Rákellenesa likokalkon B (LB, S1 és S2 táblázatok, 3. vegyület) hatásait különböző sejtvonalakon végzett analízissel mutatták ki, beleértve a T24 és EJ hólyagrákból származó humán sejteket, a HN22 és HSC4 szájüregi rákos sejteket, MCF-7, A375 (humán melanoma sejtvonal) és A431 (laphámrák). Tanulmányok kimutatták, hogy az LB befolyásolja a rákos sejtek növekedését, gátolja a metasztázisok képződését, blokkolja a sejtciklust, és apoptózist indukál[161]. Kang és munkatársai azt a molekuláris mechanizmust vizsgálták, amellyel az LB apoptózist indukál humán melanomában és sejteket laphámsejtes karcinómákban. A likochalkonról kimutatták, hogy az A375 és A431 sejtek apoptózisát indukálja mind belső, mind külső úton. A kalkon antiproliferatív hatásának tripánkék festéssel történő tesztelése esetén azt tapasztaltuk, hogy az LB a sejtek életképességének jelentős csökkenését idézi elő, ez a csökkenés korrelál a koncentrációval Az LB hozzáadása után a sejtjellemzők jelentős változásait figyelték meg, pl. sejtösszehúzódás, a sejtmembránok felszakadása és a fragmentált sejtmagsejtek százalékos arányának növekedése. A pre-G1-fázisú sejtek és az apoptotikus sejtek százalékos arányának növekedését is megfigyelték [38]. Egy másik tanulmány kimutatta, hogy az LB szignifikánsan blokkolja a sejtciklust a G2/M fázisban a HepG2- típusú rákos sejtvonalak esetében, a húgyhólyag- és az emlőtumorsejtek esetében pedig a vegyület blokkolja az S fázist [179]. Song és munkatársai kiemelték az LB elnyomó hatását a JAK{19}} típusú nyelőcsőkarcinóma laphámsejtjeinek növekedésére. A dokkolási vizsgálatokat az Autodock Vina szoftverrel végezték, amelyet a kötési mód előrejelzésére használtak. A JAK2 receptor gátló potenciállal rendelkező szerkezete elérhető a Protein Data Bankban (PDB bejegyzés 2B7A, maradékok 840-1.132). Az IAK2 fontos szerepet játszik, mivel a citokin jelátvitel intracelluláris közvetítője, és a JAK család tirozin kináz fehérje. Az ATP erősen kötődik

magnézium ionok a tirozin kinázok katalitikus doménjében. A dokkoló paraméterben a vizsgált tér mérete tartalmazza az ATP kötőhelyet, amelyet 855-863 és 822. aminosav jellemez, ahol az ATP-t különböző potenciális JAK2-inhibitorokkal számoltuk. Az előrejelzések szerint az LB ligandum a Marvin Sketch szoftverrel készült. A dokkolás után a legjobb három lehetséges kötési változatot gyűjtöttük össze, amelyek hasonló affinitással rendelkeznek. Az előrejelzések következtetései kedvezőek voltak az LB és az ATP-kötő zseb közötti kölcsönhatást illetően a JAK2-nél [180,181].

3.1.4. Licochalcone C

A Licochalcone C (LC, S1 és S2 táblázatok, 4. vegyület) ismerten csökkenti a gyulladásos választ a monocita sejtvonalakon. Ez az iNOS expressziójának csökkenésének és a szuperoxid-diszmutáz, kataláz és glutation-peroxidáz antioxidáns hálózat aktivitásának helyreállításának köszönhető. Kwak et al. tanulmányt végzett a ROS, a c-Jun NH2 terminális kináz (INK) és a p38-mitogén által aktivált protein kináz (MAPK) közötti kapcsolat leírására, és megállapította az LC hatását az apoptózis indukálásában a KYSE 30 és KYSE450 nyelőcsőrák sejtvonalakon. Korábbi vizsgálatok IC50-értékeket határoztak meg az LC-kezelésre (45 ug/ml) 24 óra elteltével, hogy gátolja az A549, MCF{13}} és T24 sejtvonalak proliferációját. Három sejtvonal esetében 40, 47 és 68 százalékos gátlást kaptunk. Kwak et al. dózis- és időfüggő in vitro gátlást kaptak a nyelőcsőrák sejtproliferációjában. Az öt elemzett sejttípus közül a KYSE30 és KYSE450, amelyeknek közös genetikai támaszaik vannak, hasonló választ adott az LC-kezelésre. A lágy agaron végzett horgonyzástól független növekedés elemzése során az eredmények a KYSE30 és KYSE450 sejtek telepképző képességének jelentős csökkenését jelzik. A koncentrációtól függően a kalkonok mindkét sejtvonalban apoptózist indukáltak. A vegyület indukálta a p24 és p27 (negatív átmeneti szabályozók a sejtciklus G1 és S fázisában) felfelé irányuló szabályozását, és szabályozta a downstream ciklin D-t. Az LC szintén növelte a ROS képződést a KYSE30 és KYSE450 sejtekben. A ROS aktiválja a mitogén által aktivált protein kináz (MAPK) útvonalat és indukáljasejt apoptózis. Ezenkívül a vegyület növelte a JNK, c-Jun és p38 foszforiláció szintjét, és aktiválta az apoptotikus útvonalakat [182]. Hasonlóan Song és munkatársai dokkoló vizsgálatához. az LB[180] esetében Oh és munkatársai kiemelték az LC és a humán JAK2 sejtek közötti kötődési kölcsönhatásokat. A dokkoló szimulációt az Autodock Vina segítségével végeztük. A dokkolási vizsgálat elindításához a JAK2 receptor szerkezetét, amelyet röntgenkísérettel szolvatáltunk, a Protein Data Bankból (PDB bejegyzés 2B7A) szereztük be. Az LC ligandum szerkezetét a Marvin Sketch szoftver modellezte, és a Chimera szoftver optimalizálta. A JAK2 katalitikus helye összefüggést mutatott egy csuklórégióval (929-935 csoport), egy DFGloop-bal (994-996-csoport) és egy Ploop-pal (858-865-maradékok). A hurok alakú csuklórégió elengedhetetlen az ATP felismeréséhez, és hidrogénkötéseket képez az anyagokkal. A DFGloop három aminosavat (aszparaginsavat, fenilalanint és glicint) tartalmaz, és a katalitikus foszforilációhoz szükséges fém megkötéséhez kapcsolódik. A Ploop hasznos a ligandumokkal való kölcsönhatások stabilizálására és kialakítására. Mint látható, a lehetséges kötődés előrejelzése három funkcionális helyen történt. Docking tanulmánya kimutatta, hogy az LC kölcsönhatásba lép az ATP-kötőhellyel a JAK2-hez, és jelezte, hogy a JAK2 közvetlen célpontja. A kalkon a JAK2 autofoszforilációját is elnyomta a p-JAK2 ATP zsebéhez kötődve [183,184].

3.1.5. Licochalcone D

A Licochalcone D (LD, S1 és S2 táblázat, 5. vegyület) egy Glycyrrhiza inflata-ból izolált aktív flavonoid. Vizsgálatot végeztek annak értékelésére, hogy az LD képes-e gátolni a sejtproliferációt két tüdőráksejtek (EGFR és MET) célpontja által, érzékeny és gefitinib-rezisztens emberi sejteket használva. A kalkon EGFR-hez és MET-hez való közvetlen kötődésének megértéséhez gefitinib-érzékeny sejtvonalakat (HCC827) és gefitinib-rezisztens sejtvonalakat (HCC827GR) használtunk. Az értékelések eredményei azt mutatják, hogy a flavonoid két receptorhoz kötődik, elnyomva az EGFR és a MET kinázok aktivitását, mint az ATP kompetitív inhibitoraként. Az EGFR komplexben a kalkonnak két hidrogénkötése van, amelyeket a Met793 képez, mint az Asp855 fő pontja és oldalsó sarka a DFG hurokban.4-Hidroxi-3-(3-metil, de{{13} Az }enil)fenilcsoport és a 3,4-dihidroxi-2-metoxifenilcsoport ugyanazon a síkon van rögzítve, és blokkolva van a P hurok Leu718, Val726 és Ala743 hidrofób csoportja és a Leu 844 között. A Met komplexben a keto

a kalkon csoportja hidrogénkötést képez a Met1160-nal. A Tyr1159 mint fő pont, valamint a Ploop le1084, Vall092, Ala1108 és Lys1110 hasonlóképpen kupakkal voltak lefedve. A Luis-t erősen támogatják a Met1160 fő pontjának oldalsó hidrofób láncai, valamint az alsó ATP zseb Leu1140, Met1211 és Ala1221 oldalláncai. Az EGFR kötési pozíciója nagyon hasonlít a MET kötési pozíciójára, hidrogénkötéseket és hidrofób kölcsönhatásokat hoz létre. A kalkon azonosan helyezkedik el a két receptor kötőrégiójában. A komplex stabilizálása hidrofób kölcsönhatás révén fokozható. A várt eredményeket összehasonlították kísérleti adatokkal, amelyek azt mutatják, hogy a flavonoidok kompetitív módon gátolja a két receptort [185].

3.1.6. Xanthohumol

A prenil-kalkonok szerkezeti sokféleségük miatt eltérő biológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, beleértve a gyulladásgátló, rákellenes és antimutagén hatásokat [186]. Tanulmányok kimutatták, hogy a prenilcsoportokat tartalmazó természetes kalkonok interferálhatnak a p53-mal. Például az A549 sejtek kezelése prenil-kalkon-xantohumollal (XN, S1 és S2 táblázat, 6. vegyület) apoptotikus sejthalált indukál, és blokkolja a sejtciklust a G1 fázisban. Ezek az aktivitások a p53 és p21 sejtciklusból történő felszabályozásának, valamint a ciklin D1 downregulációjának köszönhetők. Az apoptózist a kaszpáz 3 aktiválása indukálja [187].

Az XN((3'-(3,3-dimetilallil)-2',A',4-trihidroxi-6'metoxikalkon) a legnagyobb mennyiségben előforduló prenilált flavonoid ({{7) }}.1-1 százalék száraztömeg) nőivarú komlóvirágzat (Humulus lupulus)[180]. Az XN a sör összetevője is, a prenilált fő táplálékforrás.flavonoidok, ahol 0,96 mg/L feletti koncentrációban van jelen. Egyedülálló biológiai aktivitása és egészségre gyakorolt ​​kedvező hatása miatt a prenilkalkont az utóbbi időben széles körben tanulmányozták [188]. A vegyület terápiás biztonsággal és különféle bioaktivitásokkal rendelkezik, beleértve a rákellenes, cukorbetegség elleni, gyulladáscsökkentő, antioxidáns és antibakteriális tulajdonságokat. Az elmúlt években egyre több tanulmány igazolta az XN rákellenes aktivitásának széles spektrumát tüdőrákban, hepatocelluláris karcinómában, mellrákban, leukémiában, prosztatarákban, hasnyálmirigyrákban, vastagbélrákban, hasnyálmirigyrákban és glioblasztómarákban. A rákos sejtek XN-nek való kitettsége gátolja proliferációjukat, migrációjukat és inváziójukat, és modulálja az autofágiát. A kalkon emellett képes apoptózist indukálni és blokkolni a sejtciklust [189-193]. Ezenkívül a kalkon a kaszpázaktivitástól függő és attól függetlenül apoptózist indukál, és gátolja a rákos sejtek invázióját és az angiogenezist [194]. Gyulladáscsökkentő, antioxidáns és rákellenes tulajdonságai korrelálnak a vegyület kemopreventív hatásával [195]. A prenilkalkon emellett 8-prenilnaringeninné is metabolizálódik, amely az eddig ismert legerősebb fitoösztrogén [196].

Az Akt (más néven protein kináz B vagy PKB) egy specifikus szerin/treonin-protein kináz, és fontos pontja a sejtes jelátviteli útvonalaknak. Az Akt-aktivitás számos ráktípusban megváltozik, és különféle biológiai folyamatokban vesz részt, beleértve a sejtproliferációt, az apoptózist, a transzkripciót, a migrációt és az inváziót. Annak igazolására, hogy az XN képes-e kötődni az Akt-hoz, in silico dokkolóvizsgálatot végeztünk a Schrodinger Suite 2015 szoftverrel. A vízmolekulákat eltávolítottuk, és a hidrogénatomok pH-értéke 7 volt. A dokkolási vizsgálathoz ATP-kötő helyet hoztak létre. Az XN paraméterek hiányában történő dokkoláshoz a LigPrep programmal készült. Ezt követően az XN Aktl és Akt2 dokkolási vizsgálatait hiányzó paraméterek kísérték a Glide programmal végzett további precíziós módszerrel a legjobb szerkezeti reprezentációk elérése érdekében. A dokkolási vizsgálat eredményei azt mutatják, hogy az XN hidrogénkötéseket képez az Akt1 Ala230, Glu228, Glu234 és Lys158, valamint az Akt2 Glu236, Thr213 és Lvs181 vegyületeivel. Xenograft (PDX) modelleket azonosítottak az alapkutatási tanulmányok klinikai alkalmazásokba való átültetésére. A donor betegek biológiai és genetikai tulajdonságait fokozottan megőrizték a PDX modellek, ami a legnagyobb előny a sejtvonal alapú modellekkel szemben. A PDX modelleket a biomarkerek elemzésére és az XN-terápiára adott válasz előrejelzésére használták a klinikai vizsgálatok során. A prenilkalkon kemopreventív hatásait az Akt szint alapján hasonlították össze. Az eredmények azt mutatják, hogy a magas Akt-szintet expresszáló tumormodellek XN-nel kezelve szignifikánsan csökkentik a tumor térfogatát és tömegét [197]. Guo et al. in vitro és in vivo tanulmányozta az XN hatását gyomorrákban, kimutatva, hogy a prenilkalkon apoptózist indukál a kaszpázok aktiválásával, a Bcl-2 szabályozásával és a PI3K/Akt/mTOR kináz befolyásolásával. Az XN koncentrációfüggő módon gátolja a gyomorráksejtek életképességét. Sejtvonalakon a flavonoid fejti ki a legjobb hatást az SGC-7901 sejtek életképességére, és nem befolyásolja ezt a paramétert a GES-1 sejteken 6, 8 és 10 ug/ml kalkon mellett. Az áramlási citometriás analízisből megfigyelték, hogy a prenilkalon jelentősen növeli az apoptotikus sejtek számát gyomorrákban. Az XN pro- és anti-apoptotikus fehérjékre gyakorolt ​​hatását Western blot analízissel mutatták ki. A Bcl-2 és a Bcl-XL fehérjeszintek csökkentek a flavonoidok beadása után, ez a csökkenés korrelál a beadott koncentrációval. Az XN a Bax és a Bid fehérjeszinteket is növelte, a legjobb aktivitást 10 uM/mL kalkon esetében figyelték meg. Ezenkívül a hasított kaszpáz 3 és a hasított PARP fehérje szintje jelentősen megnőtt kalkon jelenlétében. Ezen okok miatt kijelenthető, hogy a flavonoidok kedvezően és szignifikánsan befolyásolják a pro- és anti-apoptotikus fehérjék szintjét. Összesen 10 uM/mL XN az SGC-7901 sejtek jelentős apoptózisát indukálja. Összesen 8 és 6 uM/mL kalkon 34±3 százalék sejt, illetve 23±2 százalék sejt apoptózisát indukálja. Ezenkívül a flavonoid jelentősen módosítja a PI3K, Akt és mTOR foszforilációját, növeli a p-PTEM szintjét, és csökkenti a p-Akt (Thr308), p-Akt (Ser473) és m-Tor (Ser2448) szintjét. A kapott adatok azt mutatják, hogy a prenilkalkon nem befolyásolja jelentősen az Akt, PTEN, GSK-3 és mTOR szintet. Az SGC7901xenograft egereken végzett meghatározások azt mutatták, hogy az XN-kezelés viszonylag koncentrációfüggő módon csökkentette a tumor térfogatát. A PI3K/Akt jelátvitel in vivo elnyomásának igazolására xenográfiás daganatokon értékeltük a foszforilált Akt és mTOR expressziót. A hematoxilin és eozin metszet patológiai vizsgálata jelentős morfológiai eltéréseket tárt fel. Az XN azonban csökkenti a koncentrációfüggő foszforilált Akt és mTOR szintet. A prenilkalkon kezelés szignifikánsan csökkentette a sejtproliferációt és növelte a tumorsejtek apoptózisát a kontroll sejtekhez képest [198].

Az XN 10 umol/L-nél magasabb koncentrációban gátolja a hasnyálmirigyráksejtek proliferációját in vitro. 5 umol/l-nél alacsonyabb koncentrációban a kalkon gátolja az NF-kB-függő angiogén aktivitást a hasnyálmirigyrák sejtekben. Ennél a koncentrációnál WST-1 módszerrel nem figyeltek meg citotoxicitást a hasnyálmirigysejteken. A tanulmány következtetése azonban az volt, hogy az XN befolyásolja a hasnyálmirigyrák által kiváltott angiogenezist azáltal, hogy csökkenti a VEGF és az IL-8 (egy interleukin) termelését, ami specifikus és az NF-kB inaktivációja által közvetített [194]. Az XN rákellenes aktivitásának értékeléséhez a HepG2 sejtvonalakat MTT-elemzésnek vetettük alá a sejtproliferáció meghatározására. A prenilkalkon a koncentrációtól és az időtől függően csökkentette a sejtproliferációt. Zhao et al. megfigyelték, hogy a sejtvonalak 200 μM XN-nek egy napig történő kitétele kevésbé hatékony, mint a 100-200 μM kalkonnal való kezelésük 2-3 napig. 50 uM kalkonnál a HepG2 sejtproliferáció jelentős gátlását figyelték meg 3 nap után. Ugyanebben a vizsgálatban kimutatták, hogy a prenilkalkon jelentős növekedést okoz a kaszpáz 3 aktivitásában. Ezenkívül Western blot analízis kimutatta, hogy 100-150 uM XN szignifikánsan gátolta az NF-kBprotein expresszióját a sejtvonalakon. Ezzel az elemzéssel azt is megfigyelték, hogy a prenilkalkon képes növelni a p53 fehérje expresszióját, és 20 uM XN meghatározta a Bax jelátvitel intenzitását, ami korrelál az idővel [199]. Az XN biztonsági profiljával kapcsolatos vizsgálatok azt mutatják, hogy 1000 mg/kg vegyület nem változtatja meg a létfontosságú szervek működését és a homeosztázist egerekben. A prenilkalkon képes növelni az IL-2 termelését a T-sejtekben, ami azt mutatja, hogy képes elősegíteni a The-közvetített immunválaszt. Az XN gátolja a -12-et is. amely közvetve differenciálódást idéz elő Az immunrendszer sejtjei a transzkripciós molekulák aktiválásával. A citotoxikus limfociták a sejtes immunitás szempontjából kulcsfontosságú celluláris effektorok, és fontos szerepet játszanak a daganatellenes immunológia folyamatában. A CD8 plusz T citotoxikus limfociták CTL-P néven léteznek, in vivo inaktív sejtprekurzor. Ezt a prekurzort az antigén aktiválja Th1 citokinek jelenlétében, majd érett citotoxikus T-limfocitákká fejlődik. A CD8 plusz /CD25 plus szignifikáns növekedését mutatták ki, amit a Th2 átmenet Th1-be követett a tumor mikroklímában. A T-sejtek CD8 plusz /CD25* aránya nagymértékben megnő, ha a citotoxikus T-limfocitákat CoCl2 aktiválja a 4T1 sejtvonalakon. A Th1 és Th2 sejtek működése a különböző citokinek szekréciójától függ. Az XN Th1 és Th2 citokinekre gyakorolt ​​hatásának vizsgálatára Zhang és mtsai. meghatározta a Th1l- és Th{44}}kapcsolt citokinek szérumszintjét ELISA-készletek segítségével. Kimutatták, hogy a prenil-származék szignifikánsan növeli a Th1 citokin expresszióját (beleértve az IL-2-t és az IFN-y-t) és csökkenti a Th2 citokinszintet (beleértve az IL-4-t és az IL-10-t is). Ezt a következtetést az magyarázza, hogy a Th1 és a Th2 kölcsönösen gátolják. Ezenkívül a Th1/Th2 arányt áramlási citometriával határoztuk meg, ami azt mutatja, hogy az XN jelentősen megnöveli. Hasonló tanulmányok számoltak be erről a megállapításról különböző daganatok esetében. Az előrehaladott nyaki és fej laphámsejtes karcinómákban szenvedő betegek Th1 citokinek szintje alacsony, összehasonlítva a kevésbé súlyos és magas Th2 citokinszinttel rendelkező betegekkel. A kombinált terápia a Th2 citokinek Th1-be való átmenetét idézi elő a daganatos környezetben. A vizsgálatok eredményei a Th1/Th2 citokin arány rendellenességére utalnak, ez a változás többféle daganat esetében is megfigyelhető, leggyakrabban a rák terminális stádiumában. Az XN Thl/'Th2 citokinarányra gyakorolt ​​lehetséges mechanizmusának igazolására meghatároztuk a kulcsfontosságú faktorok expresszióját a Th1 és Th2 differenciálódási útvonalában. Fiziológiailag a Th0 sejtek arányosan Thl és Th2 sejtekké differenciálódnak. Ezenkívül a 4-es és 6-os transzkripciós molekulák aktiválása létfontosságú szerepet játszik a Th0-tól Th1- és Th2-sejtekké történő differenciálódásban. A T-bet és a GATA{72}} szintén két kulcsszerepet játszik. A CpG-ODN (citozin-foszforotioát-guanin, amely egy oligodezoxinukleotidot tartalmaz), egy erős Th1 adjuváns, csökkenti a GATA-3 expresszióját és a 6-os transzkripciós molekula aktiválását a T-bet és az 1. és 4. transzkripciós molekulák aktiválásával tüdőrák modellekben. Az XN növeli a T-bet kifejezést és csökkenti a GATA{83}} kifejezést. A 4-es transzkripciós molekula aktivációja fokozódik XN jelenlétében, de nem befolyásolja a 6-os transzkripciós molekula aktiválódását. Emiatt kijelenthető, hogy a 4-es transzkripciós molekula aktiválása pozitív szerepet játszik a Th1/Th2 citokin szabályozásában arány XN-nel [200].

A bevágás jelátviteli út jelentős szerepet játszik az emlőrákban, amely terápiás célpont a kezelésében. Részt vesz az emlőrák kialakulásában és progressziójában, ennek a folyamatnak a rendellenes aktivitása összefügg ezzel a patológiával. A Notch jelátviteli út gamma-szekretáz inhibitorokkal és anti-delta-szerű monoklonális antitesttel 4 történő gátlása kedvező az akut limfoblasztos leukémia és a szolid tumorok kezelésére. Ezen szerek mechanizmusai közé tartozik a sejtciklus blokkolása vagy apoptózisa és az angiogenezis megzavarása. Sun et al. vizsgálta az XN terápiás potenciálját emlőrák sejtvonalakon, kiemelve annak képességét, hogy gátolja a sejtproliferációt, blokkolja a sejtciklust és in vitro apoptózist indukál. Meghatároztuk a tumornövekedés csökkenését in vivo is. Ezenkívül megvizsgálták annak lehetőségét, hogy a prenilkalkon a Notch jelátviteli útvonalon keresztül gátolja az emberi mellráksejtek növekedését. Annak meghatározására, hogy az XN a Notch jelátviteli útvonalat célozza-e, funkcionalizált Notch 1 módszert alkalmaztunk, gamma-szekretáz inhibitort (DAPT) használva kontrollként. A vizsgálat célja annak értékelése volt, hogy a prenilkalkon csökkenti-e a Notch1 kötődését a CBF1 transzgénhez. Kimutatták, hogy az XN gátolja a proliferációt és apoptózist indukál a Notch 1 útvonal gátlásával. Ezenkívül MTT módszerrel és fénymikroszkóppal kimutatták, hogy a prenilkalkon gátolja a sejtproliferációt az emlőrák sejtvonalakon. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a Notch-útvonal-inhibitorok az EGFR-expressziót is gátolják, ami az emlőrák másik inkriminatív eleme. Ezenkívül az XN a tumormetasztázisokhoz kapcsolódó fehérjékre hat, és gátolja a sejtmigrációt azáltal, hogy fokozza e fehérjék expresszióját. Egy tanulmány rávilágított a sejtciklus blokkolására a G0/G1 fázisban, valamint az MCF-7 és MDA-MB-231 sejtek apoptózisának XN általi indukálására [201].

3.1.7. Panduretin A

RákellenesA pandurát A (PA, S1 és S2 táblázatok, 7. vegyület), a Boesenbergia pandurate-ból izolált ciklohexanil-kalkon aktivitását tanulmányozták. A növény prenil-kalkonokat és egyéb flavonoidokat tartalmaz fő bioaktív molekulaként, amelyekről a szakirodalomban azt írják, hogy előnyös citotoxikus tulajdonságokkal rendelkeznek a PANC-1 humán hasnyálmirigy-sejtvonalon. [202,203] A PA aktív a melanomában, a vastagbél adenokarcinómában és a prosztatarákban. A proteomikai elemzések azt mutatják, hogy a PA citotoxicitást mutat a melanoma sejteken, ami a mitokondriális oxidatív foszforilációs folyamat denaturációjától függ, a szekréciós útvonal aktivitása és az oxidatív folyamatok által kiváltott apoptózis. Ebben a tekintetben kimutatták, hogy az oxidatív stressz oka lehet az autofágia stimulálása, mint másodlagos válasz az emelkedett ROS-re [204]. Az irodalom azt jelzi, hogy a 9 ug/ml PA-koncentráció teljesen gátolja az MCF-7 sejtek és a HT-29 sejtek (egy humán vastagbélrák sejtvonal) növekedését[205]. A kalkon rákellenes tulajdonságokkal rendelkezik különböző sejttípusokon, beleértve a melanomát, a vastagbél adenokarcinómát és a prosztatarákot [204]. Liu et al. kiemelte a kalkon citotoxikus hatását MCF-7, T47D (humán mellrák) és MCF-10A (nem tumoros emlősejtek) sejtvonalakra. A PA IC50 értéke MCF-7 sejteken 15 uM volt 24 órában és 11,5 μM 48 órában. A T47D sejtek esetében az IC50 17,5 μM volt 24 órában és 14,5 μM 48 órában. A PA nem befolyásolja az MCF-10A sejtek proliferációját. Azon mechanizmusok azonosítására, amelyekkel a kalkon sejtciklus blokádot indukál MCF-7 sejtekben a GO/G1 fázisban, Western blot analízist alkalmaztunk, amelynek célja a szabályozó fehérjék sejtciklusban történő modulációjának értékelése volt. Az eredmények azt mutatják, hogy a PA-kezelés csökkenti a ciklin D1 és CDK4 expresszióját, és növeli a p21Cip1 és p27 expressziót, így magyarázza a G0/Gl fázis blokádját. A Kaempferia pandurate-ból izolált PA sejtciklus blokádot indukál androgén-független PC-3 (prosztata adenokarcinóma) sejtekben és humán DU145 (humán prosztatarák sejtvonal) sejtekben. Az internukleoszómális DNS fragmentáció az apoptózis markere. Mivel a kis molekulatömegű DNS-fragmenseket a sejtek vizes oldatokban történő festésével vonják ki, az apoptotikus sejtek a DNS-tartalom gyakorisági hisztogramjai alapján azonosíthatók frakcionált DNS-tartalmú sejtek formájában. Egy szub-G1 fázisú MCF-7 sejtpopulációt elemeztünk. A sejtek G1 fázis tartalma 1,17 ± 0,11, a PA-val kezelt sejtekben (10, 15 és 20 μM) 1,84±0,18, 2,62±0,21 és 4,52±0,28 volt. A kalkonos kezelés növekedése az MCF-7 vonalakon felerősödő DNS fragmentációnak köszönhető, ezt a tényt a G1 alatti fázisú sejtpopuláció is megerősítette [206].

A rákos sejtek inváziójának és metasztázisának kulcsfontosságú fehérjéi közül az indukció a mátrix metalloproteinázok. Lebontják az extracelluláris mátrix komponenseit, és elősegítik a sejtek invázióját és migrációját. Ezenkívül a metalloproteinázok túlzott expressziója epiteliális-mezenchimális átmenetet indukálhat. A PA gátolja a metalloproteináz 2 szekrécióját és aktiválását, ami gátolja az endoteliális sejtek migrációját, az inváziót és a morfogenezist humán köldökvéna endothel sejtjein (HUVEC). Ezenkívül a kalkonok szubtoxikus dózisai elegendőek a metalloproteináz 2 csökkentéséhez a tüdőráksejtekben [207].

3.1.8. Kardamonin

A kardamon (CD, S1 és S2 táblázatok, 8. vegyület), a Campomanesia adamantium (Myrtaceae) kalkonja, növeli a DNS fragmentációt és csökkenti az NF-kB aktivitást a PC-3 sejtekben. Ezek az eredmények a kalkon terápiás potenciálját jelzik a prosztatarák kezelésében [20]. A CD-t az egyik legaktívabb daganatellenes vegyületnek tekintik, amelyben az Epstein-Barr vírus aktiválása is szerepet játszik [208]. A CD rákellenes hatásai korrelálnak az apoptózis indukálásával, a sejtproliferáció és -migráció gátlásával, valamint a sejtciklusra gyakorolt ​​hatással. A kalkon emellett képes csökkenteni a rákos sejtek terápiával szembeni rezisztenciáját. 5-fluorouracillal vagy cisz-platinával kombinálva fokozott daganatellenes hatás érhető el. Például a CD képes jelentősen gátolni a vastagbélráksejtek kemoterápiával szembeni rezisztenciáját, apoptózist indukál, aktiválja a 3-as és 9-es kaszpázokat, elősegíti a Bax fehérje expresszióját, jelentősen gátolja a c-myc-et, és specifikus 50-et és NF-kB-t hordoz [209] ]. Hou et al. a CD terápiás potenciálját és molekuláris mechanizmusait vizsgálta 5-fluorouracil-rezisztens gyomorráksejteken. A BGC-823/5-fluorouracil 5-fluorouracil iránti érzékenységét az apoptózis fokozása és a sejtciklus blokkolása igazolta CD jelenlétében. A kalkon növeli a rákos sejtek 5-fluorouracillal szembeni érzékenységét azáltal, hogy elnyomja a Wnt/-catenin jelátviteli útvonalat (amely jelentős szerepet játszik a daganatképződésben), és a Wnt/-catenin gének aktivált mutációi a rákellenes terápiával szembeni rezisztenciával járnak együtt. . Gátolja a P-glikoprotein, -catenin és TCF-4 expresszióját. Ezenkívül a CD specifikusan blokkolja a -catenin/TCF-4 komplex képződését, így aberráns Wnt/-catenin jelátvitelt okoz [210]. Bedroom et al. a CD antiproliferatív és apoptotikus hatását vizsgálták HepG2 sejteken. A gátló hatás a

a kalkon a HepG2 sejtproliferáción szignifikáns volt 72 óra elteltével, a citotoxicitás hasonló a 5-fluorouraciléhez. A standardként használt egyéb kemoterápiás szerekre (pl. szorafenib) meghatározott értékek jóval alacsonyabbak voltak. Ezenkívül a vegyület citotoxikus hatása szelektív a tumorsejtekre, és nem befolyásolja negatívan a normál sejteket, ami a CD előnye a 5-fluorouracillal szemben. A CD felhalmozódását a sejtciklus G1 fázisában 72 óra elteltével figyelték meg, ami a HepG2 sejtnövekedés gátlását jelzi a sejtosztódás gátlásával [211].

A CD és a 5-fluorouracil, valamint BaxBH3-mal való kölcsönhatása összehasonlító dokkolási vizsgálatai azt mutatják, hogy a 5-fluorouracil kötési energiája magasabb, mint a CD-é. A kalkon három hidrogénkötést képez (Phe30, Val50 és Gln52). A CD és a Bcl közötti kölcsönhatás három hidrogénkötéssel (Asp15, Gln18 és Ser28), a 5-fluorouracil esetében pedig négy kötéssel jön létre. Ezenkívül ebben a kölcsönhatásban a CD kötési energiája alacsonyabb, mint a 5-fluorouracil esetében. Ez a kalkon szerkezetében lévő aromás maradékoknak tudható be, amelyek részt vesznek a II kötésekben, amelyek képesek stabilizálni az aktív zsebet és csökkenteni a kötési energiát. Az in silico vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy a 5-fluorouracil nagyobb kötési energiával rendelkezik, mint a kaszpáz 3, mint a CD-é. A CD két hidrogénkötést mutat a kaszpáz 3-mal való kölcsönhatásban (Cys163 és Arg64). A kalkon II-II kötéseket is tartalmaz a TYR204-gyel. A 5-fluorouracil szabad kötési energiája jobb, mint a CD-é, ami azzal magyarázható, hogy az aktív zsebet a kalkon szerkezetében lévő két aromás csoport stabilizálja [212].

3.1.9. Lonchocarpin

A lonchocarpin (S1 és S2 táblázat, 9. vegyület) a Lonchiocarpus sericeusból kivont természetes kalkon. Ennek a kalkonnak a citotoxikus hatásait neuroblasztóma és leukémia sejtvonalakon írták le. Ismeretes, hogy 24 órával az 50 uM lonchocarpin kezelés után SK-N-SH neuroblasztóma vonalakon AMPK foszforiláció indukciója megy végbe, ami fokozza a glükóz felszívódását és gátolja a fehérjeszintézist. A kalkon képes csökkenteni a sejtek életképességét is. A HCT116, SW480 és DLD vastagbélrák sejtvonalakon a lonchocarpin 20 μM-al csökkenti a sejtek életképességét. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a lonchocarpin képes gátolni a H292 tüdőráksejteket in vitro az apoptózist megelőző kaszpáz{11}}indukált sejthalál révén. Ezenkívül megfigyelték, hogy a lonchocarpin gátolja a Wnt/-catenin jelátvitelt in vivo a Xenopus laevis embrionális modelljeiben. A kalkon injekciója egy együtt injektált Wnt{14}}specifikus receptormodellbe (SO1234) a Wnt/-catenin jelátviteli receptor génaktivációjának 82%-os elnyomását eredményezte [213].

Chen és munkatársai egy tanulmányában a 3D-QSAR elemzés eredményei hidrofób C-4, C-5, C-11, C-1/ és C hidrofób -2 interakció lonchocarpinban. Ez a kölcsönhatás növeli ennek a vegyületnek a citotoxikus kapacitását, amely 23 százalékos hozzájárulást jelent a modellben. A lonchocarpin dokkolási vizsgálata ugyanazokat az eredményeket hozta, mint a hidrofób 3D-QSAR modell, a hidrofób felület a C-4, C-5, C-11, C-1' és a lonkokarpin C-2'régiói, amelyek kölcsönhatásba lépnek a Bcl-2 komplexszel. A Bcl-2 fehérje hidrofób hurokja komplexet képez a BaxBH3 peptiddel, amelyet szintetikus navitoklax vagy lonchocarpin vegyületek megszakíthatnak. Ez azt mutatja, hogy a Bcl-2 családtagok hidrofób hurokja a lonkokarpin által kiváltott apoptózis célpontja a H292 sejteken, és ezáltal a kaszpáz 3 aktiválása [214].

Egyéb rákellenes tulajdonságokkal rendelkező természetes kalkonok a butein (S1 és S2 táblázat, 10. vegyület), izoliquiritigenin (S1 és S2 táblázat, 11. vegyület), flavokawain (S1 és S2 táblázat, 12. vegyület) és izobavakalkon (S1 és S2 táblázat, 13. vegyület). [155].

Kattintson a linkre a 3. rész eléréséhez:https://www.xjcistanche.com/news/part3-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54978140.html