Abstract

εισβολή των κυττάρων του καρκίνου, ένα από τα σημαντικότερα γεγονότα στην τοπική ανάπτυξη και μεταστατική εξάπλωση όγκων, διαθέτουν ένα ευρύ φάσμα μηχανισμών, ειδικά τροποποιημένη έκφραση μεταλλοπρωτεϊνασών μήτρας. LFG-500 είναι ένας νέος συντίθεται φλαβονοειδών με ισχυρή αντικαρκινική δράση, της οποίας η ακριβής μοριακός μηχανισμός παραμένει ελλιπώς κατανοητός. Αυτή η παρούσα μελέτη σχεδιάστηκε για να εξετάσει τα αποτελέσματα της LFG-500 για τη μετάσταση του όγκου χρησιμοποιώντας το

in vitro

και

in vivo

δοκιμασίες. LFG-500 θα μπορούσε να αναστείλει την προσκόλληση, τη μετανάστευση και την εισβολή των κυττάρων MDA-MB-231 ανθρώπινου καρκινώματος του μαστού. Εν τω μεταξύ, μείωσε τις δραστηριότητες και την έκφραση του ΜΜΡ-2 και ΜΜΡ-9 μέσω καταστολή της μεταγραφικής ενεργοποίησης του ΝΡ-κΒ και όχι ΑΡ-1 ή STAT3. Επιπλέον, LFG-500 καταστέλλεται προκαλούμενη TNF-α κυτταρική εισβολή μέσω αναστολής του ΝΡ-κΒ και επακόλουθη δραστικότητα ΜΜΡ-9. Περαιτέρω διερεύνηση του μηχανισμού αποκάλυψε ότι ΡΙ3Κ /ΑΚΤ αλλά όχι ΜΑΡΚ μονοπάτι σηματοδότησης συμμετείχε στην ανασταλτική επίδραση της LFG-500 στην ενεργοποίηση ΝΡ-κΒ. LFG-500 θα μπορούσε επίσης να καταστείλει την μετάσταση στους πνεύμονες του B16F10 κύτταρα μελανώματος ποντικού

in vivo

. Λαμβανόμενα μαζί, αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν ότι LFG-500 θα μπορούσε να μπλοκάρουν την προσβολή καρκινικών κυττάρων μέσω προς τα κάτω ρύθμιση ΡΙ3Κ /ΑΚΤ /μονοπατιού ΝΡ-κΒ σηματοδότηση, η οποία παρέχει νέα στοιχεία για την αντικαρκινική δράση του LFG-500.

Παράθεση: Li C, Li F, Zhao Κ, Γιάο J, Cheng Υ, Zhao L, et al. (2014) LFG-500 Αναστέλλει η εισβολή των καρκινικών κυττάρων μέσω ρύθμισης προς τα κάτω της PI3K /AKT /NF-κΒ μονοπάτι σηματοδότησης. PLoS ONE 9 (3): e91332. doi: 10.1371 /journal.pone.0091332

Επιμέλεια: Zhe Ζανγκ, Xuzhou Medical College, Κίνα

Ελήφθη: 1 του Νοέμβρη του 2013? Αποδεκτές: 9 του Φλεβάρη 2014? Δημοσιεύθηκε: 11 Μαρτίου του 2014

Copyright: © 2014 Li et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από το Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (Νο 21072232), το Πρόγραμμα Έργων του κράτους Βασικά Εργαστήριο Φυσικών Φαρμάκων, την Κίνα Φαρμακευτικής του Πανεπιστημίου (Αρ JKGZ201101, SKLNMZZ201210, SKLNMZZCX201303, SKLNMZZJQ201302), το Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της επαρχίας Jiangsu (Όχι . BK2011620, BK20130220), το Πρόγραμμα για Changjiang μελετητές και τα καινοτόμα ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου (IRT1193), το Εθνικό Επιστημονικό & amp? Τεχνολογία Μεγάλου Έργου (Αρ 2013ZX0 9103-001-007, 2012ZX09304-001), το πρόγραμμα που χρηματοδοτείται από την Κίνα Ίδρυμα Μεταδιδακτορικός Science (2013M 541733), οι Jiangsu Προγραμματισμένη Έργα για μεταδιδακτορική έρευνα Ταμεία (1301015B), και το Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Ανώτατης Εκπαιδευτικά Ιδρύματα της επαρχίας Jiangsu (13KJB350007). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Ενεργοποίηση εισβολή και τη μετάσταση, το κλειδί σήμα κατατεθέν του καρκίνου [1], έχει αναγνωριστεί ευρέως ως πρωταρχική αιτία θνησιμότητας σχετίζονται με τον καρκίνο. Υπερβολική μεμβράνες και εξωκυττάρια μήτρα (ECM) αποικοδόμηση είναι ζωτικής σημασίας για την εισβολή και μετάσταση όγκου [2]. Οι μεταλλοπρωτεϊνάσες μήτρας (MMPs), μια οικογένεια εξαρτώμενων από ψευδάργυρο ενδοπεπτιδάσες, που σχετίζεται με κύτταρο όγκου εισβολή και τη μετάσταση [3], [4]. Tumor-εκκρίνεται MMPs μπορούν να υδρολύσουν ECM συστατικά σε ιστούς που περιβάλλουν τον όγκο, το οποίο διευκολύνει την εισβολή των καρκινικών κυττάρων μέσω της βασικής μεμβράνης σε απομακρυσμένα όργανα και καταλήγοντας σε μετάσταση [5]. Μεταξύ των MMPs, ΜΜΡ-2 (ζελατινάση Α, 72 kDa) και ΜΜΡ-9 (ζελατινάση Β, 92 kDa) παίζουν καθοριστικό ρόλο στην αποδόμηση της ECM [6]. Κατά συνέπεια, είναι άφθονα εκφράζονται σε διάφορους κακοήθεις όγκους [7]. Ως εκ τούτου, MMPs και ρυθμιστικά μονοπάτια τους θεωρούνται ως υποσχόμενους στόχους για φάρμακα κατά του καρκίνου και χημειοθεραπευτικούς παράγοντες [8].

Είναι γενικά αποδειχθεί ότι φωσφατιδυλινοσιτόλη 3-κινάση (ΡΙ3Κ) /ΑΚΤ και μιτογόνο ενεργοποιημένη πρωτεΐνη κινάση (ΜΑΡΚ) οδούς σηματοδότησης ρυθμίζουν μετάσταση σε μία ποικιλία καρκινικών κυττάρων [9], [10]. Η ενεργοποίηση του κατάντη μεταγραφικών παραγόντων συμπεριλαμβανομένων ενεργοποιητή πρωτεΐνης-1 (ΑΡ-1), STAT3, και πυρηνικός παράγοντας-κΒ (NF-κΒ) αναφέρονται να διεγείρουν την έκφραση των ΜΜΡ σε μεταγραφικό επίπεδο [11]. Ειδικά, ΝΡ-κΒ, ο εξαιρετικά σημαντικός παράγοντας μεταγραφής στα καρκινικά κύτταρα, έχει εμπλακεί σε πολλά χαρακτηριστικά της ανάπτυξης του καρκίνου, συμπεριλαμβανομένου του πολλαπλασιασμού παράγοντα ανάπτυξης-ανεξάρτητη, αποτρέποντας την απόπτωση, απεριόριστες δυναμικό αντιγραφής και ιστών εισβολή και μετάσταση [12], [13] . ΝΡ-κΒ πρωτεΐνες περιλαμβάνουν μία οικογένεια δομικά σχετίζονται με παράγοντες μεταγραφής, συμπεριλαμβανομένων των ρ50 (NF-κB1), ρ65 (ΚεΙΑ), c-Rel, ρ52, και RelB. Μεταξύ αυτών των παραγόντων, μόνο ρ65, RelB, και c-Rel περιέχουν ισχυρούς τομείς διενεργοποίησης εντός των αλληλουχιών Ο-τερματικό με την περιοχή Rel ομολογία (RHD), που περιέχει το DNA-δεσμευτικές και διμερισμού περιοχές. Ενεργοποιημένος NF-κΒ είναι παρόν στον πυρήνα όπου δεσμεύεται με ειδικές αλληλουχίες DNA που ονομάζεται στοιχεία απόκρισης και ρυθμίζει τη μεταγραφή των γονιδίων στόχων. Ενώ στο κυτταρόπλασμα, NF-κΒ διατηρείται σε ανενεργό κατάσταση, η οποία συμπλέκεται με τις ανασταλτικές πρωτεΐνες ΙκΒ. NF-κΒ μπορεί να ενεργοποιηθεί μέσω της κλασσικής ΙΚΚ-εξαρτώμενο μονοπάτι που οδηγεί σε πυρηνική μετατόπιση του ετεροδιμερή ρ50 /ρ65 [14].

Τα φλαβονοειδή είναι μια ομάδα ενώσεων πλούσια σε σπόρους, εσπεριδοειδή, ελαιόλαδο, τσάι, και το κόκκινο κρασί. Τα τελευταία χρόνια, τα αποτελέσματα κατά του όγκου των φλαβονοειδών έχουν ευρέως αναγνωριστεί και μελετηθεί, ειδικά ισχυρή αντι-μετάσταση τους [15], [16]. Σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες, τα φλαβονοειδή θα μπορούσε να αναστείλει τον σχηματισμό invadopodia και ΜΜΡ έκκριση [17] και την πρόληψη της κυτταρικής μετανάστευσης από up-ρύθμιση της έκφρασης του transgelin [18]. Οι πολλαπλές δράσεις μπορούν να αποδοθούν σε πολυ-φαινολική δομή τους. Ωστόσο, τα φλαβονοειδή έχουν πολύ χαμηλή στοματική βιοδιαθεσιμότητα λόγω εκτεταμένο μεταβολισμό πρώτης διόδου, το οποίο είναι πολύ πιθανό να συμβεί σε ομάδες υδροξυλίου τους. Ως εκ τούτου, με βάση τη δομή των φλαβονοειδών, LFG-500 (C

30Η

32N

2O

5, Σχ. 1Α) σχεδιάστηκε για να βελτιωθεί η βιοδιαθεσιμότητα από το στόμα και να αποτρέψει το μεταβολισμό των φλαβονοειδών στο υδροξύλιο του ομάδες με την εισαγωγή μιας πιπεραζίνης και ένα βενζυλ ομάδες. Αυτές οι υποκαταστάσεις έδωσε επίσης LFG-500 καλύτερα διαλυτότητα λιπιδίων, γεγονός που καθιστά πιο εύκολα να εισέλθουν στον ενδοκυττάριο χώρο. προηγούμενη μελέτη μας έδειξε ότι LFG-500 απόπτωση που επάγεται μέσω ενός αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS) -mitochondrial μεσολάβηση οδού σε κύτταρα HepG2 [19]. Δεδομένου ότι η μετάσταση είναι εξαιρετικά σημαντική στην πρόοδο του καρκίνου, είναι σημαντικό να διερευνηθεί η επίδραση της LFG-500 επί της μετάστασης του καρκίνου και τον εμπλεκόμενο μηχανισμό. Οι επακόλουθες ευρήματα μπορούν να παρέχουν νέα στοιχεία του αντικαρκινική δραστηριότητα του LFG-500, καθώς και τα φλαβονοειδή.

(Α) Χημική δομή του LFG-500. (Β) Ανασταλτική επίδραση του LFG-500 επί της ανάπτυξης των κυττάρων MDA-MB-231 κύτταρα για 24 ώρες. ΜΤΤ δοκιμασία χρησιμοποιήθηκε. (Γ) Trypan blue δοκιμασία αποκλεισμού βαφής του LFG-500 επί της ανάπτυξης των κυττάρων MDA-MB-231 κύτταρα. Τα κύτταρα υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με δεικνυόμενες συγκεντρώσεις του LFG-500 για 24 ώρες. (D) LFG-500 (8 μΜ) δεν έχει καμία επίδραση στην κανονικό μέγεθος και το σχήμα των κυττάρων (χ 200, η ​​ράβδος κλίμακας αντιπροσωπεύει 30 μm). (Ε) Ανασταλτικό αποτέλεσμα LFG-500 για την προσκόλληση των κυττάρων MDA-MB-231 κυττάρων σε ινονεκτίνη. Το κυτταρικό εναιώρημα (100 μΐ, 2 χ 10

5 κύτταρα /ml) προστέθηκε σε φιμπρονεκτίνη προ-επικαλυμμένων πλακών και επωάστηκαν στους 37 ° C για 1 ώρα. Στη συνέχεια, μέσα καλλιέργειας προσεκτικά αναρροφάται έξω. Κάθε φρεάτιο πλύθηκε τρεις φορές με PBS. ΜΤΤ δοκιμασία υιοθετήθηκε για να καθοριστεί ο αριθμός των προσκολλημένων κυττάρων. (F) LFG-500 αναστέλλει την κυτταρική μετανάστευση. Κυτταρική μονοστιβάδα τραυματίστηκε από 200 μι κίτρινο ρύγχος της πιπέτας που ακολουθείται από κατεργασία με διάφορες συγκεντρώσεις (2, 4, και 8 μΜ) του LFG-500 για 24 ώρες. Ο αριθμός των κυττάρων στην απογυμνωμένη ζώνη ποσοτικοποιήθηκε κάτω από ένα ανεστραμμένο μικροσκόπιο. Λευκές γραμμές δείχνουν την άκρη του τραύματος. Τα κύτταρα τα οποία μετανάστευσαν μέσω των λευκών γραμμών μετρήθηκαν σε έξι τυχαία πεδία από κάθε θεραπεία. Φωτογραφίες του τραύματος των κυττάρων σε επεξεργασία με LFG-500, × 100 (αριστερά). Ποσοτικοποίηση των μετανάστευσαν κύτταρα (δεξιά). (G) LFG-500 αναστέλλει την κυτταρική διείσδυση. Φωτογραφίες του εισέβαλαν κυττάρου χρωματίστηκαν με αιματοξυλίνη και ηωσίνη, × 200 (αριστερά). Ποσοτικοποίηση των εισέβαλαν κύτταρα (δεξιά).

* P

& lt? 0,05 ή

** P

& lt?. 0.01 αντιπροσωπεύει σημαντική διαφορά από την ομάδα ελέγχου

Η

Υλικά και Μέθοδοι

Ηθική Δήλωση

Αυτή η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε αυστηρά σύμφωνα με τις συστάσεις στον οδηγό για τη Φροντίδα και Χρήση των ζώων Εργαστηρίου των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας. Το πρωτόκολλο εγκρίθηκε από την Επιτροπή Δεοντολογίας των πειραμάτων σε ζώα από την Κίνα Φαρμακευτικής του Πανεπιστημίου. Όλες οι χειρουργικές επεμβάσεις έγινε υπό αναισθησία πεντοβαρβιτάλης νατρίου, και όλες οι προσπάθειες έγιναν για να ελαχιστοποιήσουν την ταλαιπωρία.

Υλικά