A humán prosztatarák LNCap sejtek apoptózisának és mechanizmusának vizsgálata a Huangjing Agglutinin PCL-2 által történő indukciójával kapcsolatban
A prosztatarák a férfi prosztataszövetben kialakuló rosszindulatú daganat. Az elmúlt években a népesség elöregedésével és az étrend szerkezetének változásával a prosztatarák előfordulási aránya és halálozási aránya Kínában jelentősen megnőtt, és a férfiak egészségét veszélyeztető fő betegséggé válik Kínában. A prosztatarák patogenezise viszonylag összetett. Jelenleg a prosztatarák fő kezelési módszerei a klinikai gyakorlatban a műtét és a posztoperatív sugárterápia. A hagyományos kezelési módszerek azonban nem tudják jelentősen javítani a prosztatarákos betegek ötéves túlélési arányát. A gyógyszeres terápiát elsősorban a műtétileg nem kezelhető vagy előrehaladott stádiumban lévő betegek konzervatív kezelésére használják, és jelentős mellékhatásai korlátozzák a klinikai kezelés hatását. Jelenleg nincs hatékony gyógyító gyógyszer. Ezért a tudományos kutatók számára kihívást jelent a prosztatarák kezelésére alkalmas új, hatékony gyógyszerek megtalálása.
Az elmúlt években a természetes termékekből származó, nagy hatékonyságú és alacsony toxicitású rákellenes hatóanyagok keresése fokozatosan a kutatás egyik legjelentősebb területévé vált. A prosztatarák elleni gyógyszerek vagy hatékony összetevők keresése fontos iránymutató jelentőséggel bír a prosztatarák klinikai megelőzése és kezelése szempontjából. A gyógynövények széles körű elterjedtségük és változatos erőforrásaik miatt a daganatellenes hatóanyagok előnyös forrását jelentik. A növényi lektinek (lektinek) a cukorhoz kötődő specifikus, nem immunogén fehérjék vagy glikoproteinek egy osztálya, amelyek széles körben jelen vannak a különböző növényekben. Ezek képesek agglutinálni különböző sejteket, például vörösvérsejteket és rákos sejteket. Mint növényi eredetű fehérjeanyagok, a lektinek jelentős gátló hatással vannak a tumorsejtek proliferációjára és a rákos sejtek elpusztítására. A normál sejtekre gyakorolt toxikus és mellékhatásaik sokkal kisebbek, mint a kemoterápiás gyógyszereké. A lektinek, mint a daganatellenes gyógyszerek potenciális osztályának fejlesztése rendkívül széleskörű kilátásokkal rendelkezik.
A Huangjing a Liliaceae családba tartozó Polygonatum cyrtonema Hua szárított rizómája. A Huangjing gyógyászati felhasználásának hosszú története és pontos terápiás hatásai vannak. Fontos kettős rendeltetésű kínai gyógyászati és élelmezési célú gyógyszer, amelyet klinikailag elsősorban olyan betegségek kezelésére használnak, mint a jin hiány, a száraz köhögés, a lép és a gyomor gyengesége, valamint a derék és a térd fájdalma és gyengesége. A Huangjingnek poliszacharidokat, szaponinokat, flavonoidokat, antrakinonokat és aminosavakat kell tartalmaznia. Korábbi tanulmányok megállapították, hogy a Huangjingból kivont Huangjing lektin PSL jelentős agglutinációs aktivitással rendelkezik, amely gátolja a prosztatarák csontmetasztázis PC3 sejtek proliferációját és Warburg-hatását, és elnyomja a tumorsejtek glikolízisét a HK2 expressziójának csökkentésével. Jelenleg kevés jelentés van a Huangjing lektin vizsgálatáról a nyirokcsomó-metasztázis sejtek LNCap prosztatarák sejteken. Ez a tanulmány kivonta és izolálta a Polygonatum sibiricum lektin PCL-2 típusát a friss Polygonatum sibiricum gyógyászati anyagokból, és megvizsgálta a PCL-2 hatását az emberi prosztatarák LNCap sejtek apoptózisára és a kapcsolódó tumorellenes mechanizmusokra, kutatási alapot biztosítva a prosztatarák elleni gyógyszer Polygonatum sibiricum lektin PCL-2 kifejlesztéséhez.

 

A prosztatarák előfordulása évről évre nő Kínában, és ez a második legnagyobb rákos halálok, amely a férfiak halálát okozza. Jelenleg mind belföldön, mind nemzetközi szinten sok kutatás folyik a prosztatarákkal kapcsolatban. Tanulmányok kimutatták, hogy a prosztatarák LNCap sejtvonalát széles körben használják a prosztatarák kialakulásának és metasztázisának molekuláris mechanizmusainak tanulmányozására, gyógyszer-szűrésre és gyógyszerértékelésre, és a prosztatarák kutatásában a leggyakrabban használt sejtvonal lett. A Huangjing lektin PCL-2 egy friss Huangjing gyógyászati anyagokból kivont glikoprotein komponens. A PCL-2 prosztatarák LNCap sejtek proliferációjára és apoptózisára gyakorolt hatását még nem vizsgálták alaposan. A WST-1 és a kolóniaképződési kísérletek eredményei ebben a tanulmányban azt mutatták, hogy a PCL-2 jelentősen gátolta az LNCap sejtek proliferációját koncentrációfüggő módon.

Az apoptózis az egyik olyan mechanizmus, amellyel a sejtek stabil belső környezetet tartanak fenn. A daganatsejtek apoptózisának kiváltása a daganatellenes kutatás egyik legforróbb témájává vált, és fontos mutatója a rákellenes gyógyszerek hatékonyságának értékelésének. Az apoptózist több gén szabályozza, és egy összetett folyamat, amely több útvonalat foglal magában. A ROS az oxigénből közvetlenül vagy közvetve átalakuló oxigén szabad gyökök és származékai, amelyek fontos szerepet játszanak a sejtek jelátvitelében és a szervezet egyensúlyának fenntartásában. A mitokondriumok a ROS-termelés fő helyszínei, és a ROS felhalmozódása a mitokondriális membránpotenciál összeomlását okozza, ami a sejt apoptózisát váltja ki. A ROS-halmozódás a sejt apoptózis kaszkádreakciójának egyik legkorábbi eseményének tekinthető. A Bcl-2 fehérjecsalád egy speciális fehérjecsalád, amelyben a Bad, Bid és Bax a sejt apoptózist elősegítő, míg a Bcl-2 és Bcl-w a sejt apoptózist gátló hatású. A Bcl-2 egy különböző tumorsejtekben expresszálódó endometriális fehérje, amely a citokróm C felszabadulásának gátlásával, a mitokondriális membránpotenciál fokozásával és a kalciumionok felszabadulásának elfojtásával képes antiapoptotikus hatást kifejteni; a Bax szerepe ellentétes a Bcl-2 szerepével. Elősegíti a citokróm C felszabadulását, aktiválja az apoptózis effektor kaszpázt, megváltoztatja a sejtmembrán permeabilitását és elősegíti az apoptózist. Vizsgálatok kimutatták, hogy a Bcl-2 és a Bax arányának változása a sejtekben szabályozhatja az apoptózist. A kaszpáz család szorosan kapcsolódik a sejtek apoptózisához, és a sejtek apoptózis jelátvitelének közös útvonalának tekintik. Közülük a kaszpáz-3 az apoptózis végrehajtó tényezője, és e fehérje aktiválódása annak a jele, hogy a sejt apoptózisa irreverzibilis szakaszba lép. A kutatások megállapították, hogy a ROS a rákos sejtek apoptózisát leggyakrabban a kaszpázok családja által indukált programozott sejthalálon keresztül idézi elő. Ezen kívül a ROS a Bcl-2 le-, a Bax és a Bad felszabályozásával is kiválthatja a sejtek apoptózisát. A kutatások azt találták, hogy a rituximab a Bcl-2 fehérje expressziójának gátlásával és a p38-MAPK jelátviteli útvonal aktiválásával elősegíti a sejtek apoptózisát, ami a ROS felhalmozódásához vezet. Ebben a tanulmányban a sejtekben lévő ROS szintjének mérésére a 2,7-diklór-fluoreszcein-diacetát (DCFH-DA) fluoreszcens szondás módszert használták. A vizsgálat kimutatta, hogy a PCL-2 dózisfüggő módon jelentősen elősegítheti a ROS termelődését és felhalmozódását az LNCap sejtekben. A PCL-2 kezelés után a Bax gén mRNS és fehérje expressziós szintje felfelé szabályozódott, a Bcl2 gén mRNS és fehérje expressziós szintje pedig csökkent az LNCap sejtekben a gyógyszer koncentrációjának növekedésével. Az aktivált kaszpáz-3 és az aktivált kaszpáz-9 fehérje expressziós szintje emelkedett. Ebből látható, hogy a ROS felhalmozódása az LNCap sejtekben változásokat okoz a Bax és Bcl-2 fehérjék szintjében, amelyek viszont beindítják a kaszpáz kaszkád reakciót, aktiválják a kaszpáz-9 és a kaszpáz-3 gént, és apoptózist indukálnak az LNCap sejtekben.
A Huangjing bőséges erőforrásokban bővelkedik Kínában, főként Shaanxi, Yunnan, Guizhou, Sichuan és más helyeken elterjedt, és Shaanxi tartomány egyik hiteles gyógynövénye. A Huangjing lektin PCL-2 extrakciós, elválasztási és tisztítási módszere egyszerű és nagy hozamú, ami nagyszabású mintaelőkészítésre használható. E vizsgálat eredményei alapján megállapítható, hogy a Polygonatum sibiricum lektin PCL-2 jelentős apoptózist indukáló hatással van a humán prosztatarák LNCap sejtekre, és potenciálisan prosztatarák elleni gyógyszerként fejleszthető. Ez a tanulmány új támpontokat nyújt a Polygonatum sibiricum lektin klinikai alkalmazásához a prosztatarák kezelésében. Ez a cikk csak előzetes feltárást végzett a PCL-2 humán prosztatarák-ellenes aktivitásáról és mechanizmusáról sejtes szinten in vitro. Specifikus hatásmechanizmusa és daganatellenes aktivitása állati szinten in vivo még további kutatásokat igényel.