Cinnamaldehyd inducerer apoptose og nedregulerer HPVE6/E7-proteinudtryk i Siha-celler fra livmoderhalskræft hos mennesker
Livmoderhalskræft er en af de mest almindelige ondartede tumorer i det kvindelige reproduktive system, og over 99% af livmoderhalskræftpatienterne er forbundet med højrisikoinfektion med humant papillomavirus (HPV), hvor HPV16 og HPV18 er almindelige højrisikofænotyper. I de senere år er forekomsten steget markant. Selvom medicinsk strålebehandling/kemoterapi og kirurgisk behandling har visse effekter på tidlig livmoderhalskræft, er behandlingseffekten på mellemliggende og sen livmoderhalskræft ikke god, og tilbagefaldsraten er høj med åbenlyse bivirkninger. E6/E7, som de vigtigste onkogener i livmoderhalskræft, er årsagen til indledende ændringer i epitelceller og kan fremme værtscelleproliferation og viral amplifikation. Forskning har vist, at HPV E6/E7-onkogener er blevet potentielle mål for lægemidler til behandling af livmoderhalskræft. Derfor kan naturlige forbindelser, der inducerer E6/E7-nedbrydning, være en vigtig kilde til lægemidler mod livmoderhalskræft.
Kanel, som er et af de mest anvendte traditionelle kinesiske lægemidler i klinisk praksis, har titlen "det længste af alle lægemidler". Cinnamaldehyd (CA), som er hovedkomponenten i kanelens flygtige olie, er en naturlig lille molekyleforbindelse. Forskning har vist, at det har forskellige farmakologiske aktiviteter såsom febernedsættende, antiinflammatoriske og hypoglykæmiske virkninger og kan hæmme spredningen af forskellige tumorceller såsom ikke-småcellet lungekræft, leverkræft, mavekræft og melanom, hvilket udviser visse antitumoreffekter. Den molekylære mekanisme, der inducerer tumorcelleapoptose, er dog ikke blevet fuldt ud belyst, og der er kun få rapporter om dens virkninger mod livmoderhalskræft. Denne undersøgelse brugte Siha-celler fra livmoderhalskræft til at undersøge CA's anticancer-effekt og mekanisme in vitro, hvilket giver yderligere teoretisk og eksperimentelt grundlag for forskning i livmoderhalskræft.

 

Livmoderhalskræft er en af de mest almindelige gynækologiske maligniteter, ofte ledsaget af høje tilbagefalds- og metastasefrekvenser, hvilket udgør en alvorlig trussel mod kvinders sundhed. I de senere år er naturlige forbindelser blevet udforsket som potentielle behandlinger af livmoderhalskræft ved at hæmme E6/E7. For eksempel hæmmer tanshinon IIA E6/E7 på transkriptionsniveau, hvilket fører til p53-afhængig væksthæmning i livmoderhalskræftceller; anisolinsyre nedregulerer E6/E7-ekspression på proteinniveau i livmoderhalskræftceller gennem proteasomal nedbrydning og inducerer p53-uafhængig mitokondriel apoptose; N-benzylcinnamamid fremmer apoptose i humane livmoderhalskræftceller ved at hæmme E6/E7 mRNA-niveauer. I denne undersøgelse rapporterede vi for første gang, at CA kan fremkalde apoptose i Siha-celler og nedregulere ekspressionsniveauerne af HPV E6/E7-proteiner.

Unormal cellecyklus er en af hovedårsagerne til tumordannelse, og dens reguleringsmekanismer omfatter cellecyklusdrift og overvågning. Når drivmekanismen er beskadiget, kan det føre til ukontrolleret vækst af normale celler og deres omdannelse til tumorceller; Når overvågningsmekanismen er beskadiget, kan det fremkalde funktionsforstyrrelser i DNA-reparation og celledød, hvilket forværrer hele reguleringsmekanismen. Vi fandt gennem flowcytometri, at CA kan fremkalde en betydelig stigning i andelen af G2/M-faseceller i Siha-celler, hvilket indikerer, at CA er blokeret i G2/M-fasen. Apoptose er en form for programmeret celledød, som hovedsageligt involverer dødsreceptorens signalvej, mitokondriel signalvej og endoplasmatisk retikulums signalvej. De repræsentative proteiner i den "mitokondrielle signalvej" er Bcl-2 og Bax, som aktiveres ved modtagelse af intracellulære dødssignaler og interagerer med hinanden i den ydre membran eller cytoplasma i mitokondrier, hvilket forårsager ændringer i mitokondriemembranens permeabilitet, tab af transmembranpotentiale og frigivelse af cytokrom C og andre proteiner. I det indledende eksperiment bekræftede vi først gennem Hoechst 33342-farvning, at CA inducerer apoptose i Siha-celler; Derefter blev det gennem JC-1 fluorescerende sondepåvisning fundet, at CA signifikant reducerede mitokondriernes transmembranpotentiale i Siha-celler; Yderligere Western blot-verifikation afslørede, at CA reducerede de anti-apoptotiske proteiner Bcl-2 og Survivin i Siha-celler, mens det øgede det pro-apoptotiske protein Bax, hvilket yderligere indikerer forekomsten af celleapoptose. E6/E7-proteiner hjælper med at opretholde den ondartede fænotype af livmoderhalskræftceller med HPV-infektion og kan regulere mange molekyler, der er relateret til celleoverlevelse og apoptoseveje. Denne artikel viser, at CA kan nedregulere ekspressionsniveauet af E6/E7 og derved fremkalde apoptose i Siha-celler, der er inficeret med HPV. Efterfølgende undersøgte vi den specifikke mekanisme for CA-induceret nedbrydning af E6/E7. Resultaterne viste, at proteasom-inhibitoren MG132 reducerede den CA-inducerede E6/E7-nedbrydning betydeligt, hvilket indikerer, at disse to proteiner tidligere blev nedbrudt af proteasomet.

Virkningerne af småmolekylære lægemidler på genfunktionen er koncentrationsafhængige. Hvis et småmolekylært lægemiddel kan udøve anti-tumorvirkninger, kan det bruge subletale koncentrationer til at screene for lægemidler, der kan dræbe det synergistisk. Denne metode kaldes kemisk genomisk screeningsstrategi. På grund af selektiviteten af kemoterapeutiske lægemidler til behandling af livmoderhalskræft i klinisk praksis og potentialet for lægemiddelresistens og andre bivirkninger ved langvarig brug, er eksisterende kliniske kombinationsbehandlinger kun effektive for nogle patienter. Derfor er det forskningsarbejde, vi er nødt til at udføre, at finde og udvikle nye terapeutiske lægemidler og kombinationsbehandlinger. I denne undersøgelse anvendte vi en kemisk genomisk screeningsstrategi til at påvise den synergistiske effekt af CA med almindeligt anvendte livmoderhalskræftlægemidler TAX, Pt og 5-FU i Siha-celler. Resultaterne bekræftede, at kombinationen af CA og de ovennævnte kemoterapimidler kan udvise synergistiske effekter ved en bestemt koncentration, og effekten af kombinationsbehandlingsgruppen er bedre end effekten af monoterapigruppen med statistisk signifikans. Ifølge litteraturrapporter kan de ovennævnte kemoterapimedicin forårsage DNA-skader og blokere cellecyklussen under antitumorprocessen; Blandt dem kan TAX blokere G2M-fasen; Pt kan blokere G2M-fasen; 5-FU kan blokere G0/G1-fasen. Ifølge forskningsresultaterne i denne artikel tyder det på, at CA kan udøve en synergistisk effekt med de ovennævnte kemoterapimedicin ved i fællesskab at blokere cellecyklussen og derved fremkalde celleapoptose og forbedre dens effekt mod livmoderhalskræft.

Sammenfattende bekræfter denne undersøgelse, at CA inducerer apoptose i Siha-celler gennem den mitokondrielle vej og nedregulerer udtrykket af HPV E6/E7-proteiner gennem proteasomvejen; Samtidig kan det udvise synergistiske virkninger med forskellige almindeligt anvendte kemoterapimedicin til livmoderhalskræft på celleniveau. Ovenstående forskning giver nye forskningsidéer til bedre behandling af livmoderhalskræft og foreslår også nye kombinationsbehandlingsregimer, der giver teoretisk grundlag for at reducere patienternes lægemiddelresistens i behandlingen af livmoderhalskræft og forbedre effektiviteten for patienterne.