Polysakkarider fra figenblade hæmmer spredning og fremmer apoptose af mavekræftceller
Ficus carica L. tilhører Ficus-slægten i Moraceae-familien og er et almindeligt løvfældende frugttræ i varme tempererede områder. Det er også et af de tidligst domesticerede og dyrkede frugttræer af mennesker. I 1990 viste en samarbejdsundersøgelse mellem Nanjing Agricultural University og Jiangsu Cancer Prevention and Control Research Institute, at figner har betydelige virkninger mod kræft, og den nationale figenindustri begyndte at blomstre. Ud over at blive forarbejdet til fødevarer som vin, tørret frugt, marmelade osv. tiltrækker figner i dag stadig folks opmærksomhed som et mysterium med hensyn til deres medicinske og sundhedsmæssige fordele, især deres kræfthæmmende egenskaber. Kun ved at udvikle og udnytte denne værdi kan dette gamle frugttræ virkelig gavne menneskeheden.

Figen er rig på forskellige medicinske aktive ingredienser, såsom flavonoider, benzaldehyd, polysaccharider osv. Dens rødder, stængler, blade, frugter og mælk kan alle indgå i traditionelle medicinske kilder. Mange forskere er optaget af at udvinde naturlige polysaccharider fra planter, fordi de mener, at de har medicinske fordele som f.eks. at styrke immunforsvaret, sænke blodsukkeret og modvirke tumorer. Når det gælder figner, tilskriver nogle forskere deres kræfthæmmende aktivitet til polysaccharidkomponenter. I Guo et al.s rapport har figenfrugtpolysaccharider antioxidantaktivitet og kan hæmme væksten af leverkræft HepG2 og mavekræft SGC-7901-celler betydeligt. Jiang bekræftede, at polysaccharider fra figenblade har forskellige grader af hæmmende virkninger på humane lungekræftceller A549, livmoderhalskræftceller Hela og leverkræftceller HepG2. Derfor forventes figenpolysaccharider at blive brugt til forebyggelse og behandling af menneskelige tumorer. Der findes dog mange figensorter med forskellige egenskaber. Det er nødvendigt at udføre eksperimenter for at afgøre, om polysaccharider fra alle sorter har anti-cancer-aktivitet. Derudover er figenblade store og rigelige, hvilket kan bruges til at lave figente. Produktions- og forbrugsprocessen for figente fokuserer dog hovedsageligt på smag og involverer sjældent polysakkariders rolle i menneskers sundhed. Faktisk indeholder figente-suppe, der er udblødt i varmt vand ved høj temperatur, en vis mængde polysaccharider. Det er et spørgsmål, der skal udforskes i forbindelse med udviklingen af figenprodukter. Tidligere undersøgelser af figenpolysaccharider har hovedsageligt fokuseret på frugten og kun i begrænset omfang på bladpolysaccharider. Der har ikke været nogen rapporter om kræftbekæmpende aktivitet af bladpolysaccharider blandt forskellige sorter. Derfor blev der i dette eksperiment først isoleret, ekstraheret og oprenset polysaccharider fra tre forskellige sorter og måneder af figenblade. Derefter blev MTT-metoden brugt til at sammenligne den hæmmende aktivitet af polysaccharider fra forskellige kilder på spredningen af humane mavekræftceller SGC-7901. På baggrund af dette blev effekten og mekanismen af figenbladspolysaccharider på kræftcelleapoptose yderligere undersøgt for at skabe et teoretisk grundlag for den omfattende udvikling og udnyttelse af figenbladssorter.

Det er bevist, at figenpolysaccharider har in vitro-antioxidantaktivitet, kan sænke blodsukkeret, forbedre immuniteten og har medicinske virkninger som f.eks. antitumoreffekter. Jiang foreslog, at figenpolysaccharider har signifikant hæmmende aktivitet på livmoderhalskræft Hela og leverkræft HepG2-celler, men har svagere hæmmende aktivitet på lungekræft A549-celler, hvilket indikerer, at figenpolysaccharider har forskellige hæmmende effekter på forskellige tumorceller. Guo et al. viste, at forskellige komponenter i figenpolysaccharider har betydelige hæmmende virkninger på leverkræft HepG2, mavekræft SGC-7901 og tyktarmskræft SW1116-celler. Den hæmmende effekt af 2 mg/mL polysaccharidkomponent-3 på mavekræft 7901-celler var 54,49%. Resultaterne af denne artikel er ens. Når koncentrationen af polysaccharider i bladene af sorten 'Braunschweig' var 2 mg/ml, var hæmningsgraden af SGC-7901-celleproliferation 46,67% (se figur 1); ved en koncentration på 4 mg/ml nåede hæmningsgraden 52,92% (se figur 2). Endnu en gang er det bevist, at figenpolysaccharider har en betydelig anti-cancer-aktivitet. Behandling med passende koncentrationer af polysaccharider kan hæmme spredningen af kræftceller betydeligt og føre til celledød (se figur 3).

Tidligere undersøgelser af figenpolysaccharider og deres anticanceraktivitet har sjældent involveret sort og prøvetagningstidspunkt. Planteindholdets aktivitet kan dog variere afhængigt af sort og tidspunkt. Zhang et al. fandt, at ekstrakter fra fire sorter af figenblade har hypoglykæmiske virkninger, men der er forskelle i de forskellige sorters virkning på leverglykogen. Dette eksperiment opnåede også lignende resultater. Vi fandt ud af, at der var betydelige forskelle i den hæmmende aktivitet af bladpolysaccharider på SGC-7901-celler blandt forskellige figensorter og opsamlingstider (se figur 1). I forsøgssystemet med 2 mg/ml var den gennemsnitlige hæmningsgrad for 'Braunschweig' den højeste, efterfulgt af 'Bojihong' og endelig 'Masyitaofen', hvilket indikerer, at bladene af sorten 'Braunschweig' er mere velegnede til udvikling af polysaccharider. Desuden er den kræfthæmmende aktivitet af polysaccharider i bladene af denne sort højest i september, efterfulgt af juli og august, og lavest i oktober og november. Disse resultater giver et teoretisk grundlag for udvikling og udnyttelse af den kræfthæmmende effekt af figenblads-polysaccharider samt udvælgelse af råmaterialer.

Tidligere undersøgelser af figenpolysakkariders antitumormekanisme har fokuseret på at forbedre antioxidantaktiviteten eller immunfunktionen. Denne artikel observerede imidlertid, at behandling med figenpolysaccharider ville forårsage en stigning i intracellulære ROS-niveauer i SGC-7901-celler. Denne effekt blev observeret signifikant efter behandling med 0,5 mg/ml figenpolysaccharid og steg med stigningen i polysaccharidkoncentrationen. Når koncentrationen af polysaccharider var 4 mg/ml, var ROS-indholdet i behandlede celler 5,5 gange højere end kontrolindholdet (se figur 6), hvilket indikerer, at figenpolysacchariders anticanceraktivitet kan fremme apoptose af kræftceller ved at inducere en stigning i ROS i kræftceller. Dette synspunkt er også i overensstemmelse med den nuværende populære opfattelse. For eksempel foreslog Halliwell, at for meget ROS kan føre til oxidativ skade på cellemembraner, lipider og DNA. Brosche et al. mener, at oxidativ stress er tæt forbundet med celleapoptose. Ding et al. viste ved hjælp af eksogent H2O2, at reaktive iltarter kan fremkalde celleapoptose. For nylig er det blevet påvist, at astragalus-polysaccharider kan fremkalde en stigning i cellulære ROS under apoptoseprocessen i den humane mavekræft MGC-803. Ud fra dette perspektiv er den observerede stigning i ROS induceret af figenpolysaccharider i denne artikel et vigtigt aspekt af dets anticancereffekt.

Dette eksperiment observerede for første gang, at figenpolysaccharider inducerer apoptose i SGC-7901 mavekræftceller (se figur 3). Efter behandlingen faldt antallet af levende celler med stigende polysaccharidkoncentration, mens antallet af sent apoptotiske og døde celler steg markant (se figur 5). Yderligere observationer tyder på, at den kræfthæmmende effekt af figenbladspolysaccharider kan være relateret til deres hæmning af cellecyklus. Fra figur 4 kan man se, at den hæmmende effekt af figenpolysaccharider på SGC-7901's cellecyklus hovedsageligt manifesteres i S-fasen. Når koncentrationen af polysaccharider stiger, øges antallet af celler, der sidder fast i S-fasen, betydeligt. Det er blevet rapporteret, at den hæmmende effekt af citrusskalpolysaccharider på spredningen af H22-celler med transplanterbar ascites-tumor også manifesteres i S-fasen af cellecyklussen, mens gojibærpolysaccharider hæmmer cellecyklussen af Hela-celler med livmoderhalskræft i S- og G2/M-faserne. Ovenstående resultater indikerer, at cellecyklusstop, især hæmning af DNA-syntese i S-fasen, kan være en vigtig mekanisme, hvormed figenpolysaccharider hæmmer spredning af kræftceller.

Det er blevet fastslået, at cykliner og cyklinafhængige kinaser (CDK'er) spiller en central regulerende rolle i cellecyklussen. Der findes dusinvis af cykliner i forskellige organismer, som kan danne cyklin-CDK-komplekser med forskellige typer CDK'er, der fungerer som kinaser på forskellige stadier af cellecyklussen, inducerer proteinphosphorylering og regulerer cellecyklusprogressionen. CDK2/Cyclin E-komplekset er stærkt udtrykt i de sene G1- og S-faser. Hvis udtrykket af CDK2 svækkes, blokeres initieringen af S-fasen. Proteinkomplekset Cyclin D1/CDK4/CDK6 er placeret opstrøms for CDK2/Cyclin E-komplekset og regulerer også celledelingen i G1/S-fasen. Zhong et al. fandt, at når morbærgule polysaccharider hæmmer spredningen af humane tyktarmstumor HT-29-celler, stagnerer et stort antal celler i S-fasen, og ekspressionsniveauerne af CDK2- og Cyclin E-proteiner falder. Ma et al. fandt, at tjørnpolysaccharider også kan inducere nedregulering af CDK1-, CDK2-, Cyclin A1-, Cyclin D1- og Cyclin E1-genekspression, når de hæmmer spredningen af HCT116-celler fra menneskelig tyktarmskræft. Resultaterne af dette eksperiment svarer til dette. Vi observerede, at figenpolysaccharider hæmmede cellecyklusarrestationen af humane knoglekræftceller SGC-7901 i S-fasen, samtidig med at de signifikant nedregulerede udtrykket af cellecyklusproteingener (se figur 7B). Genekspressionen af CDK1, CDK2, CDK6, Cyclin B, Cyclin D1 og Cyclin E i SGC-7901-celler, der blev behandlet med figenpolysaccharider, blev signifikant reduceret (se figur 7B). Måske er det undertrykkelsen af genekspression, der koder for cellecyklusproteiner, der får figenpolysaccharider til at blokere cellecyklussen og dermed hæmme kræftcellers spredning.

Ud over de førnævnte cykliner og CDK'er påvirkede polysakkaridbehandling af figenblade også udtrykket af tumorsuppressorgenerne p53 og Bax samt onkogenet Bcl-2 (se figur 7A). Blandt disse tre gener hører Bax og Bcl-2 til den samme genfamilie. Bcl-2 fremmer cellecyklus, mens Bax danner en dimer med Bcl-2. Når Bax er højt udtrykt, danner det en homodimer alene for at fremme celleapoptose. Det er blevet rapporteret, at behandling af HepG2-celler med polysaccharider fra Hedyotis diffusa resulterede i et fald i Bcl-2-genekspression; Behandling af HepG2-celler med ingefærpolysaccharider resulterede i opregulering af genekspression såsom Bax og p53 samt nedregulering af Bcl-2-genekspression, hvilket inducerede celleapoptose. Efter at have udført parvis korrelationsanalyse mellem koncentrationen af figenpolysaccharider, SGC-7901-celleproliferationshæmning og de relative ekspressionsniveauer af Bax, Bcl-2 og p53 fandt vi, at korrelationskoefficienten mellem figenpolysaccharidkoncentration og proliferationshæmning var r = 0,938, og korrelationskoefficienten mellem celleproliferationshæmning og Bcl-2's relative ekspressionsniveau var r = 0,932. Sammenhængen mellem andre indikatorer nåede dog ikke op på et signifikant niveau på P=0,05. Dette tyder på, at selvom figenpolysaccharider kan fremkalde opregulering af tumorundertrykkende gener Bax og p53-ekspression, kan nedregulering af onkogen Bcl-2-ekspression være vigtigere med hensyn til koncentrationseffekt.

Sammenfattende analyserede denne artikel den hæmmende effekt af figenbladspolysaccharider fra forskellige sorter og måneder på spredningen af humane mavekræftceller SGC-7901 og fandt ud af, at figensorten 'Braunschweig' havde den højeste hæmningsgrad af bladpolysaccharider i september. Efterhånden som koncentrationen af polysaccharider stiger, hæmmes kræftcellers spredning, tætheden og vedhæftningen falder, cellemorfologien ændres fra spindel til rund, antallet af levende celler falder, og andelen af døde celler og sent apoptotiske celler stiger. Forskning i mekanismen for tumorhæmning har vist, at polysaccharider fra figenblade blokerer cellecyklussen i S-fasen og en lille mængde i G2-fasen. Udtrykket af onkogenerne Bcl-2 og cellecyklusrelaterede gener (cykliner og CDK'er) nedreguleres, mens udtrykket af tumorundertrykkende gener (Bax og p53) opreguleres, hvilket fører til en stigning i den intracellulære ophobning af reaktive oxygenarter. Det er vigtige grunde til, at figenpolysaccharider fremmer apoptose af kræftceller. Disse resultater giver et teoretisk grundlag for indsamling af figenblade og udvikling af lægemidler mod kræft. Desuden bruger den udviklede figente hovedsageligt blade som råmateriale, og under brygningsprocessen med varmt vand bør figenpolysaccharider kunne udvindes. Men om de har anti-cancer-aktivitet, kræver stadig yderligere forskning.