Studie über den Erntezeitpunkt und die krebshemmende Wirkung verschiedener Feigensorten anhand von Flavonoidkomponenten
Ficus carica L. ist ein sommergrüner Obstbaum der gemäßigten Breiten, der zur Gattung Ficus in der Familie der Moraceae gehört. Er ist im Einzugsgebiet von Euphrat und Tigris beheimatet und gehört zu den frühesten vom Menschen kultivierten Obstbäumen mit einer Anbaugeschichte von über 10000 Jahren. Flavonoide sind nachweislich ein potenzielles natürliches Antioxidans mit antibakterieller und antitumoraler Wirkung. Die Wurzeln, Stängel, Blätter und Früchte der Feigen können als Medizin verwendet werden. In den 1950er Jahren schlug Ullman vor, dass die Behandlung von Tierdärmen mit äußerlich verabreichter Feigenmilch erhebliche Kapillarschäden verursachen kann, die in schweren Fällen zum Tod des Tieres führen können; bei oraler Einnahme ist jedoch keine Toxizität festzustellen. Vier aktive Komponenten wurden aus Feigenmilch isoliert, von denen zwei Komponenten subkutan oder intravenös injiziert wurden, um das Wachstum von transplantierten Sarkomen bei Mäusen zu hemmen. Anschließend wurde bestätigt, dass Feigenemulsion das Wachstum von primären Brustkrebszellen bei Mäusen signifikant hemmen, die Nekrose von Krebszellen verursachen, das Auftreten von transplantiertem Adenokarzinom, myeloischer Leukämie, Lymphosarkom und Sarkom verzögern und eine Sarkomdegeneration bewirken kann. In China berichteten Wang et al. erstmals, dass Extrakte aus Feigenwurzeln, -stämmen, -blättern und -früchten (einschließlich junger und reifer Früchte) eine signifikante hemmende Aktivität gegen S180-Sarkom, Lungenkrebs, Leberkrebs und Ehrlich-Aszites-Karzinom aufweisen. Sie verabreichten Mäusen mit Tumoren oder Krebspatienten Feigenwasserextrakt, der die Immunfunktion der Versuchspersonen verbessern kann. Daher wird vorgeschlagen, dass Feigenzubereitungen als natürliches und ungiftiges Hilfsmittel eingesetzt werden können, um die Schmerzen von Chemotherapie- und Strahlentherapiepatienten zu lindern und ihre Lebensqualität zu verbessern. Die wirksamen krebsbekämpfenden Inhaltsstoffe von Feigen sind jedoch noch nicht geklärt. Takeuchi et al. schlugen zuerst vor, dass Benzaldehyd der wichtigste krebsbekämpfende Bestandteil von Feigen ist. Yin et al. glauben, dass die Anti-Krebs-Wirkung von Feigen das Ergebnis der kombinierten Wirkung von Cumarinverbindungen, Benzaldehyd und kleinmolekularen aromatischen Furanringverbindungen ist, wobei Benzaldehyd nur einer der Verstärker oder organischen aktiven Moleküle ist. Später entdeckte man, dass Feigenpolysaccharide eine krebshemmende Wirkung haben. Die Struktur der Polysaccharide ist jedoch komplex, und ihr Zusammenhang mit der Antitumorwirkung muss weiter erforscht werden. Auf der anderen Seite hat die Beziehung zwischen Flavonoiden und Krebsbekämpfung Aufmerksamkeit erregt. Sharada et al. schlugen vor, dass Morin, eine flavonoide Substanz, die in Feigen vorkommt, die Entwicklung von Dickdarmkrebs hemmen kann, der durch 1,2-Dimethylhydrazin (DMH) bei Ratten ausgelöst wird. Es gibt keine weiteren Berichte über diese Forschung. Da es zahlreiche Feigensorten gibt, können die Blätter von Früchten, die in verschiedenen Stadien reifen, unterschiedliche Funktionen haben. In dieser Studie wurden daher von Juli bis November 2019 Blätter von drei Feigensorten gesammelt, Flavonoide extrahiert und veredelt und die hemmende Wirkung von Feigenflavonoiden auf die Proliferation von menschlichen Krebszellen in verschiedenen Monaten untersucht. Der Anti-Krebs-Mechanismus von Feigenflavonoiden wurde erforscht und die Beziehung zwischen Flavonoid-Substanzen und Anti-Krebs-Aktivität wurde analysiert, um eine theoretische Grundlage für die Anwendung und Entwicklung von Feigenflavonoiden in der Anti-Krebs-Medizin zu schaffen.

Flavonoide sind eine Reihe von Verbindungen, die aus zwei Benzolringen bestehen, die durch drei Kohlenstoffatome verbunden sind. Sie haben eine C6-C3-C6-Struktur, sind unlöslich oder unlöslich in Wasser und leicht löslich in organischen Lösungsmitteln wie Methanol, Ethanol und Ethylacetat. Daher enthalten Feigenalkoholextrakt und sogar Feigenwein eine bestimmte Menge an Flavonoiden und haben eine krebshemmende Wirkung. Bai et al. verwendeten Feigenethanolextrakt für die intraperitoneale Injektion von Mäusen, die einen S180-Tumor trugen, und stellten fest, dass er eine signifikante Hemmwirkung auf das Sarkomwachstum hatte, den Organindex erhöhte und den Prozentsatz der T-Lymphozyten steigerte, was darauf hindeutet, dass Feigenethanoextrakt Antitumoreffekte haben kann, indem er die Immunfunktion von Mäusen, die einen Tumor tragen, stärkt. Dies ist der erste Bericht über die Hemmung von Tumoren bei Tieren durch Feigenflavonoide. In diesem Experiment beobachteten wir, dass Flavonoide aus Feigenblättern eine signifikante Hemmwirkung auf die Proliferation menschlicher Magenkrebszellen SGC-7901 hatten, aber relativ geringe Auswirkungen auf die Proliferation von Magenkrebs BGC-823 und Leberkrebs Hepg-2 Zellen (siehe Abbildung 1). Aus den krebshemmenden Wirkungen, die aus Blättern verschiedener Sorten in verschiedenen Monaten extrahiert wurden, geht hervor, dass die Hemmungsrate der Flavonoide auf SGC-7901-Zellen in den Blättern von 'Braunschweig' im August am höchsten ist, während die Hemmungsraten der Flavonoide in Blättern anderer Sorten und Monate relativ niedrig sind (siehe Tabelle 2). Es scheint, dass nur Flavonoide aus Feigenblättern bestimmter Sorten und Monate eine signifikante Wirkung auf die Proliferation bestimmter Tumorzellen haben. Einige Leute haben behauptet, dass der Ethanolextrakt von Cicada Cordyceps die höchste Hemmungsrate auf die Proliferation von Krebszellen in SGC-7901 hat. Die Ergebnisse dieses Experiments sind dem ähnlich. Mit zunehmender Konzentration der Flavonoide in den Feigenblättern verringerte sich die Anzahl der SGC-7901-Magenkrebszellen, sie wurden kürzer und faltiger, lösten sich allmählich von der Zellplatte ab, und die hemmende Wirkung zeigte einen Dosis-Effekt (siehe Abbildung 2). Dies liefert eine theoretische Grundlage für die Bestimmung des Erntezeitpunkts von Feigenblättern und die Entwicklung der krebshemmenden Wirkung von Flavonoiden.
Wir verwendeten zum ersten Mal die Durchflusszytometrie, um die Induktion der Zellapoptose durch Flavonoide in Feigenblättern zu beobachten (siehe Abbildung 3). Bei einer Flavonoidkonzentration von 200 μ g/ml betrug die Gesamtapoptoserate der Zellen 39,08%; bei einer Konzentration von 1600 μ g/ml erreichte die Gesamtapoptoserate 83,60%. Auf dieser Grundlage wurde die semilethale Konzentration von Feigenflavonoiden auf SGC-7901-Zellen auf 577 25 μ g/mL berechnet. Dies entspricht der semiinhibitorischen Konzentration von 653 μ g/mL, die von Purnamasari et al. für Huh7it-Leberkrebszellen in Feigen-Methanolextrakt vorgeschlagen wurde. Sie fanden heraus, dass der Methanolextrakt aus Feigenblättern die Proliferation von Leberkrebszellen hemmen, die Apoptose fördern und zur Zellnekrose führen kann. Apoptose beinhaltet die Aktivierung, Expression und Regulierung einer Reihe von Genen, hauptsächlich einschließlich endogener mitochondrialer Wege und exogener Todesrezeptor-Regulationswege. Die Abnahme des mitochondrialen Membranpotenzials ist ein charakteristisches Ereignis der frühen mitochondrienabhängigen Apoptose. Garc í a-Zepeda et al. wiesen nach, dass Resveratrol eine Abnahme des mitochondrialen Membranpotenzials in Gebärmutterhalskrebs-Zelllinien induziert und die Apoptose der Krebszellen fördert. In diesem Experiment wurde beobachtet, dass Feigenflavonoide das mitochondriale Membranpotenzial menschlicher Magenkrebszellen SGC-7901 senken (siehe Abbildung 4). Dies deutet darauf hin, dass Flavonoide in Feigenblättern die Apoptose fördern, indem sie eine Verringerung des mitochondrialen Membranpotenzials in SGC-7901-Zellen bewirken.
Wir haben auch die hemmende Wirkung der Flavonoide in Feigenblättern auf den Zellzyklus von Krebszellen beobachtet und festgestellt, dass sie hauptsächlich die Mitose von SGC-7901-Zellen in der S-Phase blockieren, mit einigen in der G2-Phase (siehe Abbildung 5). Es wurde berichtet, dass Capsaicin Endometriumkrebszellen in der S-Phase blockieren und eine Erhöhung der Apoptoserate bewirken kann. Forschungsergebnissen zufolge besteht der krebshemmende Mechanismus von Capsaicin in der Hemmung der Expression der zellzyklusabhängigen Proteinkinasen CDK2, CDK4 und CDK6. Künstlich synthetisierte Flavonoid-Aminosäure-Derivate können auch die G2/M-Phase des MGC-803 Magenkrebs-Zellzyklus hemmen, während sie die Expression des anti-apoptotischen Proteins Bcl-2 herunterregulieren und die Expression des pro-apoptotischen Proteins Bax hochregulieren und dadurch die Zellapoptose auslösen. In diesem Experiment wurde der Mechanismus der Apoptosehemmung durch Feigenflavonoide in SGC-7901-Zellen auf der mRNA-Ebene analysiert. Wir fanden heraus, dass die Expression der Gene CDK1, CDK2, CDK6 und CyclinD1 in SGC-7901-Zellen, die mit Feigenblattflavonoiden behandelt wurden, signifikant abnahm, während die Expression von E2F1 anstieg (siehe Abbildung 6B). In verschiedenen Tumorgeweben befinden sich die CDKs in einem abnormal aktivierten Zustand, und die Hemmung der CDKs-Expression kann die unkontrollierte Tumorproliferation unterdrücken. Darüber hinaus beeinflusste die Behandlung mit Flavonoiden in Feigenblättern auch die Expression der Tumorsuppressorgene P53 und Bax sowie des Onkogens Bcl-2 (siehe Abbildung 6A). Von diesen drei Genen gehören Bax und Bcl-2 zur gleichen Genfamilie. Unter ihnen fördert Bcl-2 den Zellzyklus, während Bax und Bcl-2 ein Proteindimer bilden, das die Aktivität des letzteren antagonisiert, den Zellzyklus hemmt und die Apoptose der Zellen verursacht. Berichten zufolge können Flavonoide aus dem Tianshan-Schneelotus die Expression von CaEs-17Bax hochregulieren und die Expression von Bcl-2 in menschlichen Speiseröhrenkrebszellen herunterregulieren und dadurch die Zellapoptose auslösen. Die in Feigenblättern beobachteten Flavonoide fördern die Expression der Tumorsuppressorgene P53 und Bax, während sie die Expression des Tumorsuppressorgens Bcl-2 hemmen. Dies deutet darauf hin, dass die Apoptose-induzierende Wirkung der Feigenblatt-Flavonoide auf die Magenkrebs-Zelllinie SGC-7901 durch die Regulierung der Expression der Apoptose-verwandten Gene Bax, P53 und Bcl-2 erreicht werden kann.
Um die spezifischen Wirkstoffe von Feigenblattflavonoiden bei der Hemmung der Proliferation von SGC-7901 Magenkrebszellen zu erforschen, wählten wir drei Proben ("Branrick" im August, "Masyutaofen" im September und "Bojihong" im September) für die qualitative und quantitative LCMS/MS-Analyse auf der Grundlage der unterschiedlichen hemmenden Wirkung von Feigenblattflavonoiden auf die menschliche SGC-7901 Magenkrebszellproliferation in verschiedenen Sorten und Monaten aus. Nach dem Screening wurden 12 differentielle Metaboliten ermittelt, die hoch mit der Krebshemmungsrate korreliert sind (siehe Tabelle 3). Unter ihnen besteht eine hochsignifikante positive Korrelation zwischen der Anti-Krebs-Rate von Narzissin und Feigenflavonoiden. Es wurde berichtet, dass Narzissosid eine antivirale Wirkung hat und auch bei der Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten der Proteinkonformation wie Alzheimer, Diabetes Typ II, Parkinson usw. von großer Bedeutung ist. Vor kurzem wurde vorgeschlagen, dass Narzissosid zur Vorbeugung und Behandlung von COVID-19 eingesetzt werden könnte. Ob es jedoch krebshemmende Wirkungen hat, muss noch untersucht werden. Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen auch eine signifikante Korrelation zwischen Isoquercetin und der Anti-Krebs-Rate der Feigenflavonoide. Es wurde berichtet, dass Isoquercetin die Expression von miR-23a in Gliomgewebe signifikant hemmen kann, wodurch die Proliferation von Krebszellen unterdrückt wird. Daher sollte der Zusammenhang zwischen Isoquercetin in Feigenblättern und der Anti-Tumor-Aktivität weiter untersucht werden. Drittens: Melanin kann das Wachstum von Tumorzellen hemmen und tritt in der S-Phase des Zellzyklus auf. Manche glauben aber auch, dass die Blockade in der G2/M-Phase stattfindet. In dieser Studie wurde auch das Vorhandensein von Melanin nachgewiesen, und der Korrelationskoeffizient zwischen seinem Gehalt und der Anti-Krebs-Rate betrug r= 9923, P=0,08. Er erreichte zwar nicht den Wert von 0,05, ist aber sehr nahe dran. Darüber hinaus haben wir festgestellt, dass Flavonoide aus Feigenblättern den Zellzyklus-Effekt von SGC-7901-Zellen in der S-Phase hemmen. Dies deckt sich mit früheren Ergebnissen. Da Feigen zur Gattung Ficus in der Familie der Moraceae gehören, lohnt es sich, weiter zu untersuchen, ob diese flavonoide Substanz mit der krebshemmenden Wirkung von Feigen in Verbindung steht. Darüber hinaus beobachteten wir, dass der Gehalt an 6-Dihydroxybenzoesäure, Vanillophenon, Cyanidin-3-O-Rutinosidchlorid, Anthocyanen, Epicatechin, Sinapin usw. signifikant mit der krebshemmenden Wirkung von Feigenflavonoiden korreliert (siehe Tabelle 3). Es wurde berichtet, dass Catechine eine hemmende Wirkung auf menschlichen Leberkrebs haben. In diesem Experiment haben wir jedoch festgestellt, dass die hemmende Wirkung der Feigenblattflavonoide auf den Leberkrebs HepG-2 relativ gering war (siehe Abbildung 1), was darauf hindeutet, dass die hemmende Wirkung auf SGC-7901 möglicherweise nicht mit Epicatechin zusammenhängt. Über die Beziehung zwischen anderen Metaboliten und krebshemmenden Wirkungen wird derzeit nur selten berichtet.
Zusammenfassend wurde in diesem Artikel zunächst die hemmende Wirkung von Flavonoiden auf die Proliferation verschiedener Krebszelllinien in den Blättern von drei Sorten, darunter 'Branrick', 'Masyutaofen' und 'Bojihong', von Juli bis November analysiert. Es wurde festgestellt, dass die Feigensorte 'Branrick' im August die höchste Hemmungsrate von Flavonoiden auf SGC-7901 Magenkrebs aufwies. Mit zunehmender Konzentration der Flavonoide nehmen die Dichte und die Adhäsion der Krebszellen ab, die Zahl der lebenden Zellen sinkt und der Anteil der toten Zellen und der späten apoptotischen Zellen steigt. Untersuchungen zum Mechanismus der Krebshemmung haben gezeigt, dass Flavonoide aus Feigenblättern den Zellzyklus in der S-Phase und in geringem Umfang in der G2-Phase blockieren. Das mitochondriale Membranpotenzial der Zellen nimmt deutlich ab, und die Expressionswerte der pro-apoptotischen Gene Bax und p53 sowie des den Zellzyklus regulierenden Gens E1F2 steigen deutlich an. Die Expressionswerte des anti-apoptotischen Gens Bcl-2 sowie der mit dem Zellzyklus verbundenen Gene Cy-clinD1 und CDKs nehmen deutlich ab. Dies sind wichtige Mechanismen, durch die Feigenblattflavonoide die Apoptose von Krebszellen fördern. Darüber hinaus haben wir mit Hilfe der LC-MS/MS-Technologie und der damit verbundenen Analyse mehrere differentielle Metaboliten untersucht, die in hohem Maße mit der Krebshemmung korrelieren, wie Narzissin, Isorhamnosid und Maulbeerpigment. Dies eröffnet neue Horizonte für die Entwicklung von Krebsmedikamenten für Feigenblätter in der Zukunft.