Dio 2: Antikancerogeno djelovanje prirodnih i sintetskih kalkona

Kliknite vezu da biste dobili 1. dio:https://www.xjcistanche.com/news/part1-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54977104.html

Za više informacija kontaktirajtetina.xiang@wecistanche.com

3. Antikancerogeno djelovanje

Chalconederivati ​​djeluju na različite mete, kao što su aromataza, član 2 podfamilije G kasete za vezanje ATP-a (ABCG2), protein otporan na rak dojke (BCRP), aktivirani faktor rasta nuklearnih B stanica (NF-kB), faktor rasta vaskularnog endotela (VEGF) i receptore tirozin kinaze (receptor epidermalnog čimbenika rasta (EGFR) i mezenhimalno-epitelni prijelazni faktor (MET), koji pokazuju važne aktivnosti in vitro i in vivo kod osjetljivih i na terapiju rezistentnih karcinoma [161,162]. Važan mehanizam antiproliferativne aktivnosti kalkona je inhibicija tubulina i ometanje tih spojeva u sastavljanju mikrotubula, elemenata koji su bitni za održavanje oblika i funkcije stanica u procesima mitoze i stanične replikacije. Halkoni blokiraju stanični ciklus i inducirajuapoptoza. Prisutnost trimetoksifenilnog ostatka u molekulama kalkona povoljna je za ireverzibilnu antimitotičku aktivnost ovih spojeva, koji imaju sposobnost interakcije s cisteinskim ostacima u tubulinu putem Michaelove adicijske reakcije [163]. Dodatno, zamjena trimetoksifenilnog ostatka u kalkonima s kinolinom ili kinazolinom povoljna je za antitubulinsko djelovanje. Ovi heterociklički halkoni stvaraju vodikove veze s ostatkom Cys241 i snažno se vežu za vezno mjesto kolhicina (slično kombretastatinu A-4, slika 7) [164,165].

3.1. Prirodni kalkoni s antikancerogenim svojstvima 3.1.1. Likokalkoni (AD)

Korijenje i rizomi nekih vrsta Glycyrrhize koriste se u tradicionalnoj medicini za liječenje čira na želucu, astme i upala. Izolirano je više od 600 spojeva iz sladića, a glavni biološki aktivni sastojci su saponini iflavonoidi. Među flavonoidima identificiran je niz retrohalkona, likokalkona A, B, C, D, E i G te shematizirati. Brojna su istraživanja o biološkim učincima aktivnih spojeva sladića, od kojih je najvažnijeprotuupalno, antimikrobna, antioksidativna, antiulkusna, citoprotektivna i citotoksična svojstva [166,167].

3.1.2. Licochalcon A

Licochalcon A (LA, tablice S1 i S2, spoj 1) je flavonoid izoliran iz Glycyrrhiza urakensis, G.glabra i G.inflata (Fabaceae). Imaantitumorski, protuupalna, antimikrobna, antiparazitska svojstva, svojstva protiv pretilosti, antioksidansa i antiosteoporotika,Antikancerogenoučinak LA dokazan je za različite vrste stanica raka, uključujući stanice raka želuca BCG-823, HepG2, OVCAR-3 i SK-OV-3 (stanice raka jajnika) MCF{{ 5}} i A549 [168-171]. Studije pokazuju da LA inducira apoptozu stanica glioma U87, stanica raka nazofarinksa, stanica epitelnog karcinoma jajnika i stanica raka mjehura. Chalcon također ima sposobnost povećanja autofagije i blokiranja staničnog ciklusa u stanicama raka dojke. Osim toga, inducira apoptozu potiskivanjem specifičnog proteina 1 kod raka dojke [172]. LA ima nisku citotoksičnost na embrionalne plućne fibroblastne stanice. Osim toga, ima sposobnost inhibirati rast tumora i ublažiti toksičnost izazvanu cis-platinom[173]. Mehanizmi kojima flavonoidi djeluju kao antikancerogena sredstva uključuju inhibiciju aktivnosti Akt supresijom heksokinaza-2-tumorske glikolize kod raka želuca, smanjenje ekspresije metaloproteinaze 2 i indukciju apoptoze u oralnim stanicama raka, povećani kapacitet miR{{16} }p za induciranje stresa u endoplazmatskom retikulumu i induciranje apoptoze u stanicama ljudskih pluća, smanjenu aktivaciju PI3K/Akt/mTor i smanjenu autofagiju kod raka dojke, blokiranje G2/M faze staničnog ciklusa, potiskivanje invazije stanica pomoću MEK/ERK i ADAM9 signalni putovi u stanicama ljudskog glioma i induciranje apoptoze ovisne o kaspazi u stanicama ljudske jetre [174]. Drugi mehanizam pomoću kojeg LA pokazuje snažan citotoksični učinak je apoptoza izazvana ROS-om. Na primjer, kalkon izaziva oksidativni stres i, posljedično, apoptozu T24 stanica (stanične linije izvedene iz ljudskog karcinoma mokraćnog mjehura) putem putova ovisnih o mitohondrijima i induciranjem oksidativnih procesa u endoplazmatskom retikulumu [175]. Drugu studiju o citotoksičnosti i genotoksičnosti LA razvili su Bortolotto i sur. LA je uspoređen s trans-halkonom (tablice S1 i S2, spoj 2). Citotoksičnost prirodnih kalkona (LA i trans-halkona) na MCF-7 i 3T3 (stanične linije embrionalnih fibroblasta) određena je nakon 24 i 48 sati. Rezultati pokazuju izraženu citotoksičnu aktivnost nakon 48 sati liječenja. Ispitivanje citotoksičnosti MTT(3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difenil tetrazolijev bromid) pokazalo je odgovor ovisan o dozi na MCF{ {45}} stanica tretiranih trans-halkonom i LA. Za analizirane spojeve utvrđeno je da je genotoksičnost bolja na MCF-7 stanicama u usporedbi s 3T3 stanicama. DNA distorzija uzrokujeimunološki sustavaktivirati kako bi se eliminirale uništene stanice. Međutim, aktiviranje imunološkog sustava za smanjenje degradiranih DNA stanica doprinosi kroničnom upalnom procesu. Dodatno, stanični odgovor na degradiranu DNK može se ispraviti induciranjem intrinzičnog apoptotskog puta. G1 faza je stanje koje prethodi replikaciji DNK, u kojem čimbenici kao što su stanični uvjeti (metabolizam, signalizacija i veličina stanice) utječu na napredovanje staničnog ciklusa, uzrokujući ponovnu izgradnju DNK u stanicama ili pokretanje procesa apoptoze. IC50 LA je 60,46 uM. Transhalkon inducira blokadu staničnog ciklusa u G1 fazi i pojačava staničnu apoptozu. Predloženo je da liječenje LA i trans-halkonom izaziva apoptozu kroz mitohondrijski put, s obzirom na to da se indukcija ključnih gena ovog puta događa nakon 24 sata, kao što je proteazni aktivator faktor 1 proteinske apoptoze i protein X povezan s Bcl{{ 9}}. Iako je poznato da stanične linije MCF-7 imaju manjak kaspaze 3, studija je pokazala da liječenje ovim kalkonima izaziva cijepanje poli (ADP-riboza) polimeraze (PARP), polimeraze čije je cijepanje na dva fragmenta pokazatelj apoptoze. Represija

Bcl-2 gena pomoću LA i trans-halkona u eksperimentalnoj PCR analizi pokazala je, na razini proteina, primjenu ovisno o dozi u MCF-7 stanice i intrinzičnu medijaciju puta. Ciklin D1 je još jedan protein potisnut na staničnoj liniji MCF-7 u prisutnosti kalkona. Ovaj protein je ključan za napredovanje od G1 do S faze i važan je biomarker za neke vrste raka, uključujući rak dojke. Iz tih razloga, razgradnja ciklina D1 je atraktivna meta za identifikaciju novih antitumorskih sredstava i povezana je s blokadom staničnog ciklusa [176].

Qui i sur. također su ispitivali učinak LA na stanice raka pluća in vitro. Liječenje flavonoidima značajno je smanjilo održivost stanica A549 i H460 (ljudski karcinom pluća nemalih stanica）, na ovu promjenu snažno utječe doza. Ukupno 40 μM licochalcona suzbija rast stanica raka pluća za 45-80 posto nakon 24 ili 48 h tretmana. Osim toga, spoj pokazuje nisku citotoksičnost na normalne epitelne stanice ljudskih pluća. Kako bi se istaknulo je li jedan od mehanizama inhibicije rasta stanica raka pluća pomoću LA blokada staničnog ciklusa, stanične linije tretirane su različitim koncentracije spoja tijekom 16 sati, zatim je stanični ciklus analiziran protočnom citometrijom. Rezultati pokazuju da, ovisno o dozi, kalkon blokira G2/M fazu na stanicama A549 i H460. Naknadno je procijenjena uloga LAina u induciranju apoptoze pomoću aneksina /propidij jodid kolorimetrijska metoda. Rezultati pokazuju da postoji akumulacija apoptotičnih stanica u skupini tretiranoj LA, što ovisi o korištenoj koncentraciji. Osim toga, razine proteina asoc. s apoptozom ispitani su Western blot metodom. Razine cijepanog PARP-a i cijepane kaspaze 3 su povišene, a pre-kaspaza 3 antiapoptotskih proteina, PARP, Bcl-xL i Bcl-2 sniženi su 20 sati nakon tretmana kalkonom. Ovi rezultati sugeriraju da je apoptoza izazvana LA povezana s PARP/Bcl-2 putem[177]. Molekularni modeli pokazali su da je LA usidren u ATP veznim džepovima EGFR-a, uključujući mutaciju brisanja egzona 19, mutaciju na jednom mjestu L858R, dvostruku mutaciju L858R/T790M i divlji tip. U L858R/790M mutacijama, LA ima sposobnost interakcije s Lys745 kroz interakciju kationa II. Vodikove veze stvaraju se između WT EGFR i licochalcona na Met793, Lvs745 i Asp 855. Delecija egzona 19 ima sposobnost promijeniti oblik džepa u kojem se smatra da dolazi do interakcije s licochalconom, stvarajući vodikove veze s Met793, Thr790 i Glu762 . Podaci dobiveni in silico analizama LA važna su točka za identifikaciju novih, selektivnih inhibitora EGFR na različite tipove mutacija [178].

Kliknite za više informacija. na imunitet

3.1.3. Licochalcon B

Antikancerogenoučinci licochalcona B (LB, tablice S1 i S2, spoj 3) prikazani su analizom na različitim staničnim linijama, uključujući ljudske stanice raka mokraćnog mjehura T24 i EJ, oralne stanice raka HN22 i HSC4, MCF-7, A375 (stanična linija humanog melanoma) i A431 (karcinom pločastih stanica). Studije su pokazale da LB utječe na rast stanica raka, inhibira stvaranje metastaza, blokira stanički ciklus i inducira apoptozu[161]. Kang i sur. istraživali su molekularni mehanizam kojim LB inducira apoptozu u ljudskom melanomu i stanicama u karcinomu skvamoznih stanica. Pokazalo se da likokalkon inducira apoptozu stanica A375 i A431 unutarnjim i vanjskim putevima. U slučaju testiranja antiproliferativnog učinka kalkona s tripan plavim bojanjem, primijećeno je da LB uzrokuje značajno smanjenje stanične vitalnosti, ovo smanjenje je u korelaciji s koncentracijom. Nakon dodatka LB, primijećene su značajne promjene u karakteristikama stanica, uključujući kontrakcija stanica, pucanje staničnih membrana i povećanje postotka fragmentiranih stanica jezgre. Također su zabilježeni povećani postoci stanica prije G1-faze i apoptotskih stanica [38]. Drugo istraživanje pokazalo je da LB značajno blokira staničnog ciklusa u G2/M fazi u slučaju staničnih linija raka tipa HepG2-, a u slučaju stanica tumora mokraćnog mjehura i dojke, spoj blokira S fazu [179]. Song i sur. istaknuli su supresivni učinak LB-a na rast skvamoznih stanica karcinoma jednjaka tipa JAK2-. Studije spajanja provedene su pomoću softvera Autodock Vina koji je korišten za predviđanje načina vezanja. Struktura JAK2 receptora s inhibicijskim potencijalom dostupna je u Protein Data Bank (PDB unos 2B7A, ostaci 840-1.132). IAK2 ima važnu ulogu, budući da je unutarstanični posrednik signalizacije citokina, te je protein tirozin kinaze iz obitelji JAK. ATP se snažno veže za

ioni magnezija u katalitičkoj domeni tirozin kinaza. U parametru spajanja, veličina istraživanog prostora uključuje mjesto vezanja ATP-a karakterizirano ostacima 855-863 i 822, gdje je ATP izračunat s različitim potencijalnim inhibitorima JAK2. U napravljenim predviđanjima, LB ligand je napravljen pomoću softvera Marvin Sketch. Nakon dokiranja prikupljene su tri najbolje moguće varijante vezanja koje imaju slične afinitete. Zaključci predviđanja bili su povoljni u pogledu interakcije LB s ATP veznim džepom na JAK2[180,181].

3.1.4. Likokalkon C

Poznato je da licochalcon C (LC, tablice S1 i S2, spoj 4) smanjuje upalni odgovor na monocitnim staničnim linijama. To je zbog smanjenja ekspresije iNOS-a i obnavljanja aktivnosti antioksidativne mreže superoksid dismutaze, katalaze i glutation peroksidaze. Kwak i sur. proveli su studiju kako bi opisali odnos između ROS-a, c-Jun NH2 terminalne kinaze (INK) i protein kinaze aktivirane p38mitogenom (MAPK) i utvrdili utjecaj LC-a na induciranje apoptoze na KYSE 30 i KYSE450 stanične linije raka jednjaka. Prethodne studije su odredile vrijednosti IC50 za LC tretman (45 ug/mL) nakon 24 sata za inhibiciju proliferacije staničnih linija A549, MCF-7 i T24. Za tri stanične linije dobivene su inhibicije od 40, 47 i 68 posto. Kwak i sur. dobili su in vitro inhibiciju proliferacije stanica raka jednjaka ovisnu o dozi i vremenu. Od pet analiziranih vrsta stanica, KYSE30 i KYSE450, koje imaju zajedničku genetsku podršku, imale su sličan odgovor na tretman LC-om. U analizi rasta neovisnog o usidrenju u mekom agaru, rezultati ukazuju na značajno smanjenje sposobnosti stanica KYSE30 i KYSE450 da formiraju kolonije. Ovisno o koncentraciji, kalkoni su inducirali apoptozu u obje stanične linije. Spoj je također inducirao uzlaznu regulaciju p24 i p27 (negativni prijelazni regulatori u G1 i S fazama staničnog ciklusa) i regulirao nizvodni ciklin D. LC je također povećao stvaranje ROS-a u stanicama KYSE30 i KYSE450. ROS aktiviraju put protein kinaze aktivirane mitogenom (MAPK) i inducirajuapoptoza stanica. Dodatno, spoj je povećao razinu fosforilacije JNK, c-Jun i p38 i aktivirao apoptotske puteve [182]. Slično studiji pristajanja koju su proveli Song i sur. za LB[180], Oh et al. istaknuli su interakcije vezanja između LC i ljudskih JAK2 stanica. Simulacija pristajanja izvedena je pomoću Autodock Vina. Za početak studije spajanja, struktura JAK2 receptora, koji je solvatiran rendgenskim eksperimentom, dobivena je iz Protein Data Bank (PDB unos 2B7A). Struktura LC liganda modelirana je softverom Marvin Sketch i optimizirana softverom Chimera. Katalitičko mjesto JAK2 bilo je u korelaciji sa zglobnom regijom (ostaci 929-935), DFGloop (ostaci 994-996) i Ploop (ostaci 858-865). Zglobno područje u obliku petlje bitno je za prepoznavanje ATP-a i stvara vodikove veze s tvarima. DFGloop sadrži tri aminokiseline (asparaginsku kiselinu, fenilalanin i glicin) i povezan je s vezanjem metala potrebnog za katalitičku fosforilaciju. Ploop je koristan za stabilizaciju i stvaranje interakcija s ligandima. Kao što se vidi, predviđanje mogućeg vezanja napravljeno je na tri funkcionalna mjesta. Dockingova studija pokazala je da LC stupa u interakciju s ATP veznim mjestom za JAK2 i ukazala da je JAK2 njegova izravna meta. Chalcon je također potisnuo JAK2 autofosforilaciju vezanjem na ATP džep p-JAK2 [183,184].

3.1.5. Licochalcon D

Licochalcone D (LD, tablice S1 i S2, spoj 5) je aktivni flavonoid izoliran iz Glycyrrhiza inflata. Provedena je studija za procjenu sposobnosti LD da inhibira staničnu proliferaciju pomoću dvije mete za stanice raka pluća (EGFR i MET) koristeći osjetljive ljudske stanice otporne na gefitinib. Kako bi se razumjelo izravno vezanje kalkona na EGFR i MET, korištene su stanične linije osjetljive na gefitinib (HCC827) i stanične linije otporne na gefitinib (HCC827GR). Rezultati evaluacija pokazuju da se flavonoid veže na dva receptora, potiskujući aktivnost EGFR i MET kinaza kao kompetitivnog inhibitora ATP-a. U EGFR kompleksu, kalkon ima dvije vodikove veze koje tvori Met793 kao glavna točka i bočni kut Asp855 u DFG petlji.4-Hidroksi-3-(3-metil but{{13} }enil)fenilna skupina i 3,4-dihidroksi-2-metoksifenilna skupina fiksirane su na istoj ravnini i blokirane između hidrofobnih ostataka Leu718, Val726 i Ala743 petlje P i Leu 844. U Met kompleksu, keto

skupina kalkona tvori vodikovu vezu s Met1160. Tyr1159 kao glavna točka i le1084, Vall092, Ala1108 i Lys1110 iz Ploopa pokriveni su na sličan način kapom. Luis je također snažno podržan bočnim hidrofobnim lancima glavne točke Met1160 i Leu1140, Met1211 i Ala1221 donjeg ATP džepa. Položaj vezivanja EGFR-a vrlo je sličan položaju vezivanja MET, tvoreći vodikove veze i hidrofobnu interakciju. Halkon je smješten identično u veznoj regiji za dva receptora. Stabilizacija kompleksa može se povećati hidrofobnom interakcijom. Predviđeni rezultati uspoređeni su s eksperimentalnim podacima, pokazujući da flavonoid kompetitivno inhibira dva receptora [185].

3.1.6. Xanthohumol

Prenil halkoni, zbog svoje strukturne raznolikosti, imaju različita biološka svojstva, uključujući protuupalno, antitumorsko i antimutageno djelovanje [186]. Studije su pokazale da prirodni kalkoni s prenilnim skupinama mogu utjecati na p53. Na primjer, tretman stanica A549 s prenil kalkon ksantohumolom (XN, tablice S1 i S2, spoj 6) izaziva apoptotičku staničnu smrt i blokira stanični ciklus u G1 fazi. Ove aktivnosti su posljedica pojačane regulacije p53 i p21 iz staničnog ciklusa i smanjene regulacije ciklina D1. Apoptoza je inducirana aktivacijom kaspaze 3 [187].

XN((3'-(3,3-dimetilalil)-2',A',4-trihidroksi-6'metoksihalkon) je najrasprostranjeniji prenilirani flavonoid ({{7 }}.1-1 posto suhe težine) ženskih cvatova hmelja (Humulus lupulus)[180]. XN je također sastavni dio piva, glavnog prehrambenog izvora prenilaflavonoidi, gdje je prisutan u koncentracijama iznad 0.96 mg/L. Zbog svojih jedinstvenih bioloških aktivnosti i povoljnog utjecaja na zdravlje, prenilhalkon je nedavno opširno proučavan [188]. Spoj ima terapijsku sigurnost i različite bioaktivnosti, uključujući antikancerogena, antidijabetička, protuupalna, antioksidativna i antibakterijska svojstva. Posljednjih je godina sve veći broj studija pokazao široki spektar antikancerogenog djelovanja XN u raku pluća, hepatocelularnom karcinomu, raku dojke, leukemiji, raku prostate, raku gušterače, raku debelog crijeva, raku gušterače i raku glioblastoma. Izlaganje stanica raka XN-u inhibira njihovu proliferaciju, migraciju i invaziju te modulira autofagiju. Chalcon također ima sposobnost induciranja apoptoze i blokiranja staničnog ciklusa [189-193]. K tome, kalkon inducira apoptozu ovisno i neovisno o aktivnosti kaspaze i inhibira invaziju stanica raka i angiogenezu [194]. Njegova protuupalna, antioksidativna i antikancerogena svojstva povezana su s kemopreventivnim učinkom spoja [195]. Prenilhalkon se također metabolizira u 8-prenilnaringenin, najjači fitoestrogen do sada poznat [196].

Akt (također nazvana protein kinaza B ili PKB) je specifična serin/treonin-protein kinaza i važna točka u staničnim signalnim putovima. Aktivnost Akt je promijenjena u mnogim vrstama raka i uključena je u razne biološke procese, uključujući staničnu proliferaciju, apoptozu, transkripciju, migraciju i invaziju. Kako bi se potvrdila sposobnost XN-a da se veže za Akt, provedena je in silico studija spajanja pomoću softvera Schrodinger Suite 2015. Molekule vode su uklonjene, a pH za razmatrane atome vodika bio je 7. Mjesto vezanja ATP-a stvoreno je za studiju spajanja. XN je pripremljen za spajanje u nedostatku parametara pomoću programa LigPrep. Nakon toga, studije spajanja XN s Aktl i Akt2 popraćene su odsutnim parametrima metodom dodatne preciznosti s programom Glide kako bi se dobili najbolji strukturni prikazi. Rezultati studije spajanja pokazuju da XN stvara vodikove veze s Ala230, Glu228, Glu234 i Lys158 iz Akt1 te s Glu236, Thr213 i Lvs181 iz Akt2. Identificirani su modeli ksenografta (PDX) za prevođenje osnovnih istraživačkih studija u kliničke primjene. Smatra se da su biološke i genetske karakteristike pacijenata donora u većoj mjeri sačuvane pomoću PDX modela, što je glavna prednost u odnosu na modele temeljene na staničnoj liniji. PDX modeli korišteni su za analizu biomarkera i predviđanje odgovora na terapiju XN u kliničkim ispitivanjima. Kemopreventivni učinci prenilhalkona uspoređeni su na temelju razina Akt. Rezultati pokazuju da modeli tumora koji izražavaju visoku razinu Akt imaju značajno smanjenje volumena i težine tumora kada su tretirani s XN [197]. Guo i sur. proučavali su in vitro i in vivo učinak XN-a na rak želuca, pokazujući da prenilhalkon inducira apoptozu aktiviranjem kaspaza, regulacijom Bcl-2 i utjecajem na PI3K/Akt/mTOR kinazu. XN inhibira održivost stanica raka želuca na način ovisan o koncentraciji. Na staničnim linijama, flavonoid ima najbolji učinak na vitalnost SGC-7901 stanica i ne utječe na ovaj parametar na GES-1 stanicama pri 6, 8 i 10 ug/mL kalkona. Iz protočne citometrijske analize uočeno je da prenilkalon značajno povećava broj apoptotičkih stanica kod raka želuca. Učinak XN na pro- i anti-apoptotičke proteine ​​istaknut je Western blot analizom. Razine proteina Bcl-2 i Bcl-XL smanjile su se nakon primjene flavonoida, ovo smanjenje je u korelaciji s primijenjenom koncentracijom. XN je također povećao razine proteina Bax i Bid, pri čemu je najbolja aktivnost opažena za 10 uM/mL kalkona. Osim toga, razine cijepane kaspaze 3 i cijepanog proteina PARP značajno su porasle u prisutnosti kalkona. Iz tih razloga može se reći da flavonoidi povoljno i značajno utječu na razine pro- i anti-apoptotskih proteina. Ukupno 10 uM/mL XN inducira značajnu apoptozu SGC-7901 stanica. Ukupno 8 i 6 uM/mL kalkona inducira apoptozu 34±3 posto stanica odnosno 23±2 posto stanica. Osim toga, flavonoid značajno modificira fosforilaciju PI3K, Akt i mTOR, povećava razinu p-PTEM i smanjuje razinu p-Akt (Thr308), p-Akt (Ser473) i m-Tor (Ser2448). Dobiveni podaci pokazuju da prenilhalkon ne utječe značajno na razine Akt, PTEN, GSK-3 i mTOR. Određivanja u miševima s ksenograftom SGC7901 pokazala su da liječenje XN smanjuje volumen tumora na način koji relativno ovisi o koncentraciji. Kako bi se potvrdila supresija PI3K/Akt signalizacije in vivo, procijenjena je ekspresija fosforilirane Akt i mTOR na ksenografskim tumorima. Patološki pregled sekcija hematoksilina i eozina otkrio je značajne morfološke abnormalnosti. Međutim, XN smanjuje razine fosforiliranih Akt i mTOR ovisne o koncentraciji. Liječenje prenilhalkonom značajno je smanjilo staničnu proliferaciju i povećalo apoptozu tumorskih stanica u usporedbi s kontrolnim stanicama [198].

XN, u koncentracijama većim od 10 umol/L, inhibira proliferaciju stanica raka gušterače in vitro. U koncentracijama nižim od 5 umol/L, kalkon inhibira angiogenu aktivnost ovisnu o NF-kB u stanicama raka gušterače. Pri ovoj koncentraciji nije primijećena citotoksičnost na stanicama gušterače metodom WST-1. Međutim, zaključak studije bio je da XN utječe na angiogenezu izazvanu rakom gušterače smanjujući proizvodnju VEGF i IL-8 (interleukina), koji je specifičan i posredovan inaktivacijom NF-kB [194]. procijeniti antikancerogeno djelovanje XN-a, HepG2 stanične linije podvrgnute su MTT analizi kako bi se odredila stanična proliferacija. Prenilhalkon je smanjio proliferaciju stanica ovisno o koncentraciji i vremenu. Zhao i sur. primijetili su da je izlaganje staničnih linija 200 µM XN-a tijekom jednog dana manje učinkovito u usporedbi s tretiranjem s 100-200 µM kalkona tijekom 2-3 dana. Kod 50 uM kalkona, opažena je značajna inhibicija proliferacije stanica HepG2 nakon 3 dana. U istoj studiji pokazalo se da prenilhalkon uzrokuje značajno povećanje aktivnosti kaspaze 3. Dodatno, Western blot analizom je pokazano da 100-150 uM XN značajno inhibira ekspresiju NF-kBproteina na staničnim linijama. Ovom analizom također je primijećeno da prenilhalkon ima sposobnost povećanja ekspresije proteina p53, a 20 uM XN odredilo je intenziviranje Bax signalizacije, što je u korelaciji s vremenom [199]. Studije sigurnosnog profila XN pokazuju da 1000 mg/kg spoja ne mijenja funkcioniranje vitalnih organa i homeostaze kod miševa. Prenilhalkon ima sposobnost povećanja proizvodnje IL-2 u T stanicama, što dokazuje njegovu sposobnost promicanja imunološkog odgovora posredovanog The-om. XN također inhibira -12. koji neizravno proizvodi diferencijaciju stanica u imunološkom sustavu aktiviranjem transkripcijskih molekula. Citotoksični limfociti su vrsta staničnih efektora ključnih za staničnu imunost i igraju važnu ulogu u procesu antitumorske imunologije. CD8 plus T citotoksični limfociti postoje kao CTL-P, neaktivni stanični prekursor in vivo. Ovaj prekursor se aktivira antigenom u prisutnosti Th1 citokina i zatim se razvija u zrele citotoksične T limfocite. Dokazano je značajno povećanje CD8 plus /CD25 plus, praćeno prijelazom Th2 u Th1 u tumorskoj mikroklimi. Omjer CD8 plus /CD25* T stanica uvelike se povećava kada se citotoksični T limfociti aktiviraju CoCl2 na 4T1 staničnim linijama. Funkcija Th1 i Th2 stanica ovisi o lučenju različitih citokina. Kako bi istražili učinke XN na Th1 i Th2 citokine, Zhang et al. odredio serumske razine Th1l i Th2-povezanih citokina pomoću ELISA kompleta. Pokazalo se da derivat prenila značajno povećava ekspresiju Th1 citokina (uključujući IL-2 i IFN-y) i smanjuje razine Th2 citokina (uključujući IL-4 i IL-10). Ovaj zaključak se objašnjava činjenicom da su Th1 i Th2 međusobni inhibitori. Osim toga, omjer Th1/Th2 određen je protočnom citometrijom, pokazujući da je značajno povećan za XN. Slične studije su objavile ovo otkriće za različite tumore. Bolesnici s uznapredovalim karcinomom skvamoznih stanica vrata i glave imaju niske razine Th1 citokina u usporedbi s bolesnicima koji su manje ozbiljni i imaju visoke razine Th2 citokina. Kombinirana terapija dovodi do prijelaza Th2 u Th1 citokine u okruženju tumora. Rezultati istraživanja upućuju na poremećaj omjera Th1/Th2 citokina, pri čemu se ta promjena uočava kod više vrsta tumora, najčešće u terminalnim stadijima raka. Kako bi se potvrdio potencijalni mehanizam XN na omjer citokina Thl/'Th2, određena je ekspresija ključnih čimbenika u putu diferencijacije Th1 i Th2. Fiziološki, Th0 stanice se proporcionalno diferenciraju na Thl i Th2 stanice. Osim toga, aktivacija transkripcijskih molekula 4 i 6 igra vitalnu ulogu u diferencijaciji Th0 na Th1 i Th2 stanice. T-bet i GATA-3 također igraju dvije ključne uloge. CpG-ODN (citozin-fosforotioat-guanin koji sadrži oligodeoksinukleotid), snažan Th1 adjuvans, smanjuje ekspresiju GATA-3 i aktivaciju transkripcijske molekule 6 aktiviranjem T-beta i transkripcijskih molekula 1 i 4 u modelima raka pluća. XN povećava T-bet ekspresiju i smanjuje GATA-3 ekspresiju. Aktivacija transkripcijske molekule 4 je povećana u prisutnosti XN, ali ne utječe na aktivaciju transkripcijske molekule 6. Iz tog razloga se može reći da aktivacija transkripcijske molekule 4 ima pozitivnu ulogu u regulaciji Th1/Th2 citokina. omjer prema XN [200].

Notch signalni put igra značajnu ulogu u raku dojke, koji je terapijska meta za njegovo liječenje. Uključen je u početak i napredovanje raka dojke, a nenormalna aktivnost ovog puta povezana je s ovom patologijom. Inhibicija Notch signalnog puta inhibitorima gama-sekretaze i anti-delta-sličnim monoklonskim protutijelima 4 povoljna je za liječenje akutne limfoblastične leukemije i solidnih tumora. Mehanizmi ovih sredstava uključuju blokadu staničnog ciklusa ili apoptozu i poremećaj angiogeneze. Sun i sur. istraživali su terapeutski potencijal XN-a na staničnim linijama raka dojke, ističući njegovu sposobnost inhibicije stanične proliferacije, blokiranja staničnog ciklusa i induciranja apoptoze in vitro. Također je utvrđeno smanjenje rasta tumora in vivo. Osim toga, istražena je mogućnost da prenilhalkon inhibira rast stanica raka dojke kod ljudi signalnim putem Notch. Kako bi se odredilo cilja li XN signalni put Notch, korištena je funkcionalizirana metoda Notch 1, koristeći inhibitor gama-sekretaze (DAPT) kao kontrolu. Cilj istraživanja bio je procijeniti mogućnost da prenilhalkon smanjuje aktivnost vezanja Notch1 na CBF1 transgen. Pokazalo se da XN inhibira proliferaciju i inducira apoptozu inhibiranjem puta Notch 1. Dodatno, MTT metodom i svjetlosnom mikroskopijom pokazano je da prenilhalkon inhibira staničnu proliferaciju na staničnim linijama raka dojke. Prethodne studije su pokazale da su inhibitori Notch puta također inhibitori ekspresije EGFR, još jednog inkriminirajućeg elementa kod raka dojke. Osim toga, XN djeluje na proteine ​​povezane s tumorskim metastazama i inhibira migraciju stanica povećanjem ekspresije tih proteina. Studija je istaknula blokadu staničnog ciklusa u G0/G1 fazi i indukciju apoptoze za MCF-7 i MDA-MB-231 stanice pomoću XN [201].

3.1.7.Panduretin A

Antikancerogenoproučavana je aktivnost pandurata A (PA, tablice S1 i S2, spoj 7), cikloheksanilhalkona izoliranog iz Boesenbergia pandurate. Biljka sadrži prenil halkone i druge flavonoide kao glavne bioaktivne molekule, za koje je u literaturi opisano da imaju preferirana citotoksična svojstva na staničnoj liniji ljudske gušterače PANC-1. [202,203] PA je aktivan kod melanoma, adenokarcinoma debelog crijeva i raka prostate. Proteomske analize pokazuju da PA ima citotoksičnost na stanice melanoma koja je ovisna o denaturaciji procesa oksidativne fosforilacije mitohondrija, s aktivnošću sekretornog puta i apoptoze inducirane oksidativnim procesima. S tim u vezi, pokazalo se da oksidativni stres može biti rezultat poticanja autofagije kao sekundarnog odgovora na povišeni ROS [204]. Literatura pokazuje da koncentracija od 9 ug/mL PA potpuno inhibira rast MCF-7 stanica i HT-29 stanica (stanična linija ljudskog raka debelog crijeva)[205]. Halkon ima antikancerogena svojstva na različite vrste stanica, uključujući melanom, adenokarcinom debelog crijeva i rak prostate [204]. Liu i sur. istaknuli su citotoksični učinak kalkona na stanične linije MCF-7, T47D (humani rak dojke) i MCF-10A (netumorske stanice dojke). Vrijednosti IC50 PA na stanicama MCF-7 bile su 15 uM u 24 sata i 11,5 μM u 48 sati. U slučaju T47D stanica, IC50 je bio 17,5 μM u 24 sata i 14,5 μM u 48 sati. PA ne utječe na proliferaciju MCF-10A stanica. Kako bi se identificirali mehanizmi kojima kalkon inducira blokadu staničnog ciklusa u MCF-7 stanicama u GO/G1 fazi, korištena je Western blot analiza koja je imala za cilj procijeniti modulaciju regulatornih proteina u staničkom ciklusu. Rezultati pokazuju da liječenje PA izaziva smanjenje ekspresije ciklina D1 i CDK4 i povećava ekspresiju p21Cip1 i p27, čime se objašnjava blokada u G0/Gl fazi. Izolirani PA iz Kaempferia pandurate inducira blokadu staničnog ciklusa u stanicama PC-3 (adenokarcinom prostate) neovisnim o androgenima i u ljudskim DU145 (stanična linija raka prostate) ljudi. Internukleosomska fragmentacija DNA je marker apoptoze. Budući da se niskomolekularni fragmenti DNA ekstrahiraju bojenjem stanica u vodenim otopinama, apoptotične stanice mogu se identificirati frekventnim histogramima sadržaja DNA u obliku stanica s frakcioniranim sadržajem DNA. Analizirana je populacija stanica sub-G1 faze MCF-7. Sadržaj G1 faze u stanicama bio je 1,17 ±0,11, au stanicama tretiranim s PA (10, 15 i 20 μM) bio je 1,84 ± 0,18, 2,62 ± 0,21, odnosno 4,52 ± 0,28. Povećanje tretmana kalkonom bilo je zbog intenziviranja fragmentacije DNA na linijama MCF-7, što je činjenica potvrđena staničnom populacijom sub-G1 faze [206].

Među ključnim proteinima invazije stanica raka i metastaza, indukcija je matriks metaloproteinaza. Oni razgrađuju komponente izvanstaničnog matriksa i olakšavaju invaziju i migraciju stanica. Dodatno, prekomjerna ekspresija metaloproteinaza može potaknuti prijelaz epitel-mezenhim. PA potiskuje izlučivanje i aktivaciju metaloproteinaze 2, uzrokujući inhibiciju migracije endotelnih stanica, invazije i morfogeneze endotelnih stanica ljudske vene pupčane vene (HUVEC). Osim toga, suptoksične doze kalkona dovoljne su za regulaciju metaloproteinaze 2 u stanicama raka pluća [207].

3.1.8. kardamonin

Kardamon (CD, tablice S1 i S2, spoj 8), kalkon iz Campomanesia adamantium (Myrtaceae), povećava fragmentaciju DNK i smanjuje aktivnost NF-kB u PC-3 stanicama. Ovi rezultati ukazuju na terapijski potencijal kalkona u liječenju raka prostate [20]. CD se smatra jednim od najaktivnijih antitumorskih spojeva u kojem je uključena aktivacija Epstein-Barr virusa [208]. Antikancerogeni učinci CD-a povezani su s indukcijom apoptoze, inhibicijom stanične proliferacije i migracije te utjecajem na stanični ciklus. Chalcon također ima sposobnost smanjiti otpornost stanica raka na terapiju. U kombinaciji s 5-fluorouracilom ili cis-platinom postižu se povećana antitumorska djelovanja. Na primjer, CD ima sposobnost značajno inhibirati otpornost na kemoterapiju stanica raka debelog crijeva, inducira apoptozu, aktivira kaspaze 3 i 9, olakšava ekspresiju proteina Bax, značajno inhibira c-myc i nosi specifične 50 i NF-kB [209]. ]. Hou i sur. istraživali su terapeutski potencijal i molekularne mehanizme CD-a na 5-stanicama raka želuca otpornim na fluorouracil. Osjetljivost BGC-823/5-fluorouracila na 5-fluorouracil potvrđena je povećanjem apoptoze i blokiranjem staničnog ciklusa u prisutnosti CD-a. Halkon povećava osjetljivost stanica raka na 5-fluorouracil potiskivanjem Wnt/-katenin signalnog puta (koji igra značajnu ulogu u tumorigenezi), a aktivirane mutacije u Wnt/-katenin genima povezane su s rezistencijom na terapiju protiv raka . Inhibira ekspresiju P-glikoproteina, -katenina i TCF-4. Dodatno, CD specifično blokira stvaranje -katenin/TCF-4 kompleksa, uzrokujući tako nenormalnu Wnt/-katenin signalizaciju [210]. Spavaća soba i dr. istraživali su antiproliferativne i apoptotičke učinke CD-a na HepG2 stanice. Inhibicijsko djelovanje

kalkon na proliferaciju stanica HepG2 bio je značajan nakon 72 sata, a citotoksičnost je bila slična onoj 5-fluorouracila. Vrijednosti određene za druge kemoterapeutske agense korištene kao standardi (npr. sorafenib) bile su puno niže. Osim toga, citotoksični učinak spoja selektivan je na tumorske stanice i ne utječe negativno na normalne stanice, što je prednost CD-a u usporedbi s 5-fluorouracilom. Akumulacija CD-a u G1 fazi staničnog ciklusa opažena je nakon 72 sata i ukazuje na inhibiciju rasta stanica HepG2 sprječavanjem diobe stanica [211].

Komparativne studije vezanja CD-a i5-fluorouracila i njegove interakcije s BaxBH3 pokazuju da 5-fluorouracil ima veću energiju vezanja od CD-a. Kalkon stvara tri vodikove veze (Phe30, Val50 i Gln52). Interakcija između CD i Bcl ostvaruje se pomoću tri vodikove veze (Asp15, Gln18 i Ser28), a u slučaju 5-fluorouracila ostvaruje se pomoću četiri veze. Dodatno, u slučaju ove interakcije, energija vezanja CD-a niža je nego u slučaju 5-fluorouracila. To se može pripisati aromatskim ostacima u strukturi kalkona, koji su uključeni u II veze, koje imaju sposobnost stabiliziranja aktivnog džepa i uzrokuju smanjenje energije vezanja. Rezultati studija in silico pokazuju da 5-fluorouracil ima veće energije vezanja od kaspaze 3 u usporedbi s CD-om. CD pokazuje dvije vodikove veze u interakciji s kaspazom 3 (Cys163 i Arg64). Halkon također ima II-II veze s TYR204. Slobodna energija vezanja 5-fluorouracila je bolja od energije CD-a, što se objašnjava stabilizacijom aktivnog džepa s dva aromatska ostatka u strukturi kalkona [212].

3.1.9. Lonhokarpin

Lonhokarpin (tablice S1 i S2, spoj 9) prirodni je kalkon ekstrahiran iz Lonchiocarpus sericeus. Citotoksični učinci ovog kalkona opisani su na staničnim linijama neuroblastoma i leukemije. Poznato je da 24 sata nakon tretmana s 50 uM lonhokarpina na linijama neuroblastoma SK-N-SH dolazi do indukcije fosforilacije AMPK, što povećava apsorpciju glukoze i inhibira sintezu proteina. Halkon također ima sposobnost smanjenja vitalnosti stanica. Na staničnim linijama raka debelog crijeva HCT116, SW480 i DLD, lonhokarpin smanjuje vitalnost stanica za 20 μM. Studije pokazuju da lonhokarpin ima sposobnost inhibirati H292 stanice raka pluća in vitro pomoću kaspaze-3-inducirane stanične smrti koja prethodi apoptozi. Osim toga, uočeno je da lonhokarpin inhibira Wnt/-katenin signalizaciju in vivo u embrionalnim modelima Xenopus laevis. Injekcija kalkona u ko-injektirani Wnt8-specifični model receptora (SO1234) rezultirala je 82-postotnom supresijom aktivacije gena Wnt/-katenin signalnog receptora [213].

U studiji Chena i sur., rezultati 3D-QSAR analize ukazuju na hidrofobne C-4, C-5, C-11, C-1/ i C -2 interakcija u lonhokarpinu. Ova interakcija povećava citotoksični kapacitet ovog spoja, s doprinosom od 23 posto u modelu. Docking studije za lonhokarpin dale su iste rezultate kao hidrofobni 3D-QSAR model, s hidrofobnom površinom u C-4, C-5, C-11, C-1' , i C-2'regije lonkokarpina u interakciji s Bcl-2 kompleksom. Hidrofobna petlja proteina Bcl-2 tvori kompleks s peptidom BaxBH3, koji se može prekinuti sintetskim spojevima navitoklaksa ili lonhokarpina. Ovo pokazuje da je hidrofobna petlja članova obitelji Bcl-2 meta za apoptozu izazvanu lonkokarpinom na H292 stanicama, a time i za aktivaciju kaspaze 3 [214].

Drugi prirodni kalkoni s antikancerogenim svojstvima su butein (tablice S1 i S2, spoj 10), izolikviritigenin (tablice S1 i S2, spoj 11), flavokawain (tablice S1 i S2, spoj 12) i izobavačalkon (tablice S1 i S2, spoj 13) [155].

Kliknite na poveznicu da biste dobili 3. dio:https://www.xjcistanche.com/news/part3-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54978140.html