Sự thúc đẩy apoptosis trong tế bào HeLa do daphnoretin: một cơ chế phụ thuộc vào ti thể

Cytotechnology - Tập 66 - Trang 51-61 - 2013
Zhen-Yu Yang1, Jun-Tao Kan2,3, Ze-Yu Cheng2, Xian-Li Wang1, Yi-Zhun Zhu2,3, Wei Guo2
1Obstetrics and Gynecology Hospital, Fudan University, Shanghai, China
2Department of Pharmacology, School of Pharmacy, Fudan University, Shanghai, China
3Institute of Biomedical Sciences, Fudan University, Shanghai, China

Tóm tắt

Daphnoretin là một hợp chất bicoumarin được chiết xuất từ sản phẩm tự nhiên, Wikstroemia indica, đã được sử dụng để điều trị nhiều bệnh. Hợp chất này có hoạt tính kháng virus và chống khối u mạnh mẽ. Bắt đầu từ hoạt tính chống khối u của daphnoretin, nghiên cứu hiện tại nhằm mục tiêu kiểm tra hiệu ứng tiền-apoptosis của daphnoretin và cơ chế tiềm ẩn của nó trong các tế bào HeLa. Các hiệu ứng ức chế của daphnoretin đối với khả năng sống sót và sự phát triển của tế bào HeLa đã được xác định bằng thử nghiệm MTT. Những thay đổi hình thái apoptosis do daphnoretin gây ra đã được phân tích qua tiềm năng màng ti thể và nhuộm Hoechst. Số lượng và giai đoạn của tế bào HeLa apoptosis đã được xác định bằng phương pháp phân tích tế bào dòng chảy. Biểu hiện gen được xác định bằng phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược. Biểu hiện protein được xác định bằng phương pháp western blot. Hoạt tính caspase của tế bào HeLa được phát hiện bằng bộ dụng cụ xét nghiệm đo màu caspase-3 và caspase-9. Chúng tôi phát hiện rằng daphnoretin ức chế đáng kể khả năng sống sót của tế bào HeLa thông qua thử nghiệm MTT và phân tích tế bào dòng chảy. Các nhân của các tế bào apoptosis thể hiện huỳnh quang xanh mạnh mẽ trong nhuộm Hoechst. Mức độ mRNA và protein Bax đã tăng lên trong khi mức độ mRNA bcl-2 đã giảm xuống sau khi điều trị bằng daphnoretin. Daphnoretin cũng kích hoạt cả caspase-3 và caspase-9. Những phát hiện này gợi ý rằng daphnoretin thúc đẩy apoptosis của tế bào HeLa theo cách phụ thuộc vào ti thể. Do đó, daphnoretin có tiềm năng trở thành một loại thuốc hứa hẹn để điều trị ung thư cổ tử cung.

Từ khóa

#daphnoretin #apoptosis #HeLa cells #mitochondria #caspase #cancer

Tài liệu tham khảo

Benedict CA, Norris PS, Ware CF (2002) To kill or be killed: viral evasion of apoptosis. Nat Immunol 3:1013–1018 Berridge MJ, Lipp P, Bootman MD (2000) The versatility and universality of calcium signalling. Nat Rev Mol Cell Biol 1:11–21 Chen HC, Chou CK, Kuo YH, Yeh SF (1996) Identification of a protein kinase C (PKC) activator, daphnoretin, that suppresses hepatitis B virus gene expression in human hepatoma cells. Biochem Pharmacol 52:1025–1032 Cory S, Adams JM (2002) The Bcl2 family: regulators of the cellular life-or-death switch. Nat Rev Cancer 2:647–656 Deiana M, Rosa A, Casu V, Cottiglia F, Bonsignore L, Dessi M (2003) Chemical composition and antioxidant activity of extracts from Daphne gnidium L. J Am Oil Chem Soc 80:65–70 Diogo CV, Felix L, Vilela S, Burgeiro A, Barbosa IA, Carvalho MJM, Oliveira PJ, Peixoto FP (2009) Mitochondrial toxicity of the phyotochemicals daphnetoxin and daphnoretin—relevance for possible anti-cancer application. Toxicol In Vitro 23:772–779. doi:10.1016/j.tiv.2009.04.002 Fadeel B, Orrenius S (2005) Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in human disease. J Intern Med 258:479–517 Griner EM, Kazanietz MG (2007) Protein kinase C and other diacylglycerol effectors in cancer. Nat Rev Cancer 7:281–294 Hall IH, Tagahara K, Lee KH (1982) Antitumor agents LIII: the effects of daphnoretin on nucleic acid and protein synthesis of ehrlich ascites tumor cells. J Pharm Sci 71:741–744 Ho WS, Xue JY, Sun SSM, Ooi VEC, Li YL (2010) Antiviral Activity of Daphnoretin Isolated from Wikstroemia indica. Phytother Res 24:657–661. doi:10.1002/ptr.2935 Hu K, Kobayashi H, Dong A, Iwasaki S, Yao X (2000) Antifungal, antimitotic and anti-HIV-1 agents from the roots of Wikstroemia indica. Planta Med 66:564–567 Justice BA, Badr NA, Felder RA (2009) 3D cell culture opens new dimensions in cell-based assays. Drug Discov Today 14:102–107 Kaium M, Liu Y, Zhu Q, Liu C, Duan JL, Tan BKH, Zhu YZ (2011) H2S donor, S-propargyl-cysteine, increases CSE in SGC-7901 and cancer-induced mice: evidence for a novel anti-cancer effect of endogenous H2S? PLoS ONE 6:e20525 Kato A, Hashimoto Y (1979) (+)-Nortrachelogenin, a new pharmacologically active lignan from Wikstroemia indica. J Nat Prod 42:159–162 Ko FN, Chang YL, Kuo YH, Lin YL, Teng CM (1993) Daphnoretin, a new protein kinase C activator isolated from Wikstroemia indica CA Mey. Biochem J 295:321–327 Kroemer G, Galluzzi L, Vandenabeele P, Abrams J, Alnemri E, Baehrecke E, Blagosklonny M, El-Deiry W, Golstein P, Green D (2008) Classification of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2009. Cell Death Differ 16:3–11 Liu XH, Pan LL, Yang HB, Gong QH, Zhu YZ (2012) Leonurine attenuates lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in human endothelial cells: involvement of reactive oxygen species and NF-κB pathways. Eur J Pharmacol 680:108–114 Mahfouz RZ, Said TM, Agarwal A (2009) The diagnostic and therapeutic applications of flow cytometry in male infertility. Arch Med Sci 1A: S100–S108 Nagarsekar A, Greenberg RS, Shah NG, Singh IS, Hasday JD (2008) Febrile-range hyperthermia accelerates caspase-dependent apoptosis in human neutrophils. J Immunol 181:2636 Ott M, Gogvadze V, Orrenius S, Zhivotovsky B (2007) Mitochondria, oxidative stress and cell death. Apoptosis 12:913–922 Park BY, Min BS, Oh SR, Kim JH, Bae KH, Lee HK (2006) Isolation of flavonoids, a biscoumarin and an amide from the flower buds of Daphne genkwa and the evaluation of their anti-complement activity. Phytother Res 20:610–613 Pinton P, Giorgi C, Siviero R, Zecchini E, Rizzuto R (2008) Calcium and apoptosis: ER-mitochondria Ca2+ transfer in the control of apoptosis. Oncogene 27:6407–6418 Reyland ME, Bradford AP (2010) PKC and the control of apoptosis. Protein kinase C in cancer signaling and therapy, Springer, New York, pp 189–222 Shi XR, Hong ZY, Liu HR, Zhang YC, Zhu YZ (2011) Neuroprotective effects of SCM198 on 6-hydroxydopamine-induced behavioral deficit in rats and cytotoxicity in neuronal SH-SY5Y cells. Neurochem Int 58:851–860 Tabas I, Ron D (2011) Integrating the mechanisms of apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress. Nat Cell Biol 13:184–190 Taylor RC, Cullen SP, Martin SJ (2008) Apoptosis: controlled demolition at the cellular level. Nat Rev Mol Cell Biol 9:231–241 Teles A, Ureshino R, Dorta D, Lopes G, Hsu YT, Smaili S (2008) Bcl-xL inhibits Bax-induced alterations in mitochondrial respiration and calcium release. Neurosci Lett 442:96–99 Wang J-P, Raung S-L, Kuo Y-H, Teng C-M (1995) Daphnoretin-induced respiratory burst in rat neutrophils is, probably, mainly through protein kinase C activation. Eur J Pharmacol Mol Pharmacol Sect 18:341–348 Wong ML, Medrano JF (2005) Real-time PCR for mRNA quantitation. Biotechniques 39:75 Wu CT, Sheu ML, Tsai KS, Weng TI, Chiang CK, Liu SH (2010) The role of endoplasmic reticulum stress-related unfolded protein response in the radiocontrast medium-induced renal tubular cell injury. Toxicol Sci 114:295–301 Wu W, Gao X, Xu X, Luo Y, Liu M, Xia Y, Dai Y (2012) Saponin-rich fraction from Clematis chinensis Osbeck roots protects rabbit chondrocytes against nitric oxide-induced apoptosis via preventing mitochondria impairment and caspase-3 activation. Cytotechnology 65:287–295 Xiao L, Gonzalez-Guerrico A, Kazanietz MG (2009) PKC-mediated secretion of death factors in LNCaP prostate cancer cells is regulated by androgens. Mol Carcinog 48:187–195 Yang Z, Guo W, Wu D (2008) Study on extraction, isolation and anti-tumor activity of daphnoretin from Wikstroemia indica. Nat Prod Res Dev 20:522–526 Zhang W, Zhang WD, Zhang C, Liu RH, Li TZ, Fu P, Shan L (2007) Antitumor activities of extracts and compounds from the roots of Daphne tangutica Maxim. Phytother Res PTR 21:1113–1115