Коричный альдегид индуцирует апоптоз и снижает экспрессию белка HPVE6/E7 в клетках рака шейки матки человека Siha
Рак шейки матки - одна из самых распространенных злокачественных опухолей женской репродуктивной системы. Более 99% больных раком шейки матки связаны с инфицированием вирусом папилломы человека (ВПЧ) высокого риска, причем ВПЧ16 и ВПЧ18 являются распространенными фенотипами высокого риска. В последние годы уровень заболеваемости раком значительно вырос. Хотя медикаментозная радиотерапия/химиотерапия и хирургическое лечение оказывают определенное воздействие на ранние стадии рака шейки матки, эффект лечения среднего и позднего рака шейки матки не очень хорош, а частота рецидивов высока и сопровождается очевидными побочными эффектами. E6/E7, как основные онкогены при раке шейки матки, являются причиной начальных изменений в эпителиальных клетках и могут способствовать пролиферации клеток-хозяев и вирусной амплификации. Исследования показали, что онкогены ВПЧ E6/E7 стали потенциальными лекарственными мишенями для лечения рака шейки матки. Поэтому природные соединения, индуцирующие деградацию E6/E7, могут стать важным источником лекарств против рака шейки матки.
Корица, как один из широко используемых в клинической практике традиционных китайских препаратов, носит звание "самого долгого из всех лекарств". Циннамальдегид (ЦА), являющийся основным компонентом летучего масла корицы, представляет собой природное соединение с малой молекулой. Исследования показали, что он обладает различными фармакологическими свойствами, такими как жаропонижающее, противовоспалительное и гипогликемическое действие, а также может подавлять пролиферацию различных опухолевых клеток, таких как немелкоклеточный рак легких, рак печени, рак желудка и меланома, проявляя определенные противоопухолевые эффекты. Однако молекулярный механизм индуцирования апоптоза опухолевых клеток до конца не выяснен, и существует мало сообщений о его противораковом действии на шейку матки. В данном исследовании использовались клетки Siha рака шейки матки человека для изучения противоракового эффекта и механизма действия CA in vitro, что дает дальнейшую теоретическую и экспериментальную основу для исследований по борьбе с раком шейки матки.

 

Рак шейки матки - одна из самых распространенных гинекологических злокачественных опухолей, часто сопровождающаяся высоким уровнем рецидивов и метастазов, представляющая серьезную угрозу для здоровья женщин. В последние годы природные соединения широко изучаются в качестве потенциальных методов лечения рака шейки матки путем ингибирования E6/E7. Например, таншинон IIA ингибирует E6/E7 на транскрипционном уровне, что приводит к p53-зависимому подавлению роста клеток рака шейки матки; анизоловая кислота снижает экспрессию E6/E7 на уровне белка в клетках рака шейки матки путем протеасомной деградации и вызывает p53-независимый митохондриальный апоптоз; N-бензилциннамид способствует апоптозу клеток рака шейки матки человека путем ингибирования уровня мРНК E6/E7. В этом исследовании мы впервые сообщили, что СА может индуцировать апоптоз в клетках Siha и снижать уровень экспрессии белков ВПЧ E6/E7.

Аномальный клеточный цикл является одной из основных причин образования опухолей, а механизмы его регуляции включают в себя управление и мониторинг клеточного цикла. Повреждение механизма управления может привести к неконтролируемому росту нормальных клеток и их трансформации в опухолевые; повреждение механизма контроля может вызвать функциональные нарушения в репарации ДНК и гибели клеток, ухудшая весь механизм регуляции. С помощью проточной цитометрии мы обнаружили, что CA может вызывать значительное увеличение доли клеток в фазе G2/M в клетках Siha, что указывает на блокировку CA в фазе G2/M. Апоптоз - это форма запрограммированной клеточной гибели, которая в основном включает в себя сигнальный путь рецептора смерти, митохондриальный сигнальный путь и сигнальный путь эндоплазматического ретикулума. Представителями белков "митохондриального сигнального пути" являются Bcl-2 и Bax, которые активируются при получении внутриклеточных сигналов смерти и взаимодействуют друг с другом во внешней мембране или цитоплазме митохондрий, вызывая изменение проницаемости митохондриальной мембраны, потерю трансмембранного потенциала, высвобождение цитохрома С и других белков. В предварительном эксперименте мы сначала подтвердили с помощью окрашивания Hoechst 33342, что CA индуцирует апоптоз в клетках Siha; затем с помощью обнаружения флуоресцентного зонда JC-1 было установлено, что CA значительно снижает трансмембранный потенциал митохондрий в клетках Siha; дальнейшая проверка с помощью Вестерн-блота показала, что CA снижает уровень антиапоптотических белков Bcl-2 и Survivin в клетках Siha, одновременно повышая уровень проапоптотического белка Bax, что свидетельствует о возникновении апоптоза клеток. Белки E6/E7 способствуют поддержанию злокачественного фенотипа клеток рака шейки матки при инфицировании ВПЧ и могут регулировать многие молекулы, связанные с путями выживания и апоптоза клеток. В данной статье показано, что CA может снижать уровень экспрессии E6/E7, тем самым индуцируя апоптоз в клетках Siha, инфицированных ВПЧ. Затем мы изучили конкретный механизм индуцированной ЦА деградации E6/E7. Результаты показали, что предварительное действие ингибитора протеасомы MG132 значительно снижает деградацию E6/E7, вызванную CA, что указывает на то, что эти два белка были ранее деградированы протеасомой.

Влияние лекарств из малых молекул на функции генов зависит от концентрации. Если препарат из малых молекул способен оказывать противоопухолевое действие, можно использовать сублетальные концентрации для отбора препаратов, способных синергетически уничтожить опухоль. Этот метод называется стратегией химического геномического скрининга. В связи с избирательностью химиотерапевтических препаратов для лечения рака шейки матки в клинической практике и возможностью развития лекарственной устойчивости и других побочных эффектов при длительном применении, существующие клинические схемы комбинированной терапии эффективны только для некоторых пациентов. Поэтому поиск и разработка новых терапевтических препаратов и схем комбинированной терапии - это та исследовательская работа, которую нам необходимо провести. В данном исследовании мы использовали стратегию химико-геномного скрининга для выявления синергетического эффекта СА с широко используемыми препаратами против рака шейки матки TAX, Pt и 5-FU в клетках Siha. Результаты подтвердили, что комбинация CA и вышеупомянутых химиотерапевтических препаратов может проявлять синергетический эффект при определенной концентрации, и эффект группы комбинированной терапии лучше, чем группы монотерапии, со статистической значимостью. Согласно литературным данным, вышеупомянутые химиотерапевтические препараты могут вызывать повреждение ДНК и блокировать клеточный цикл во время противоопухолевого процесса; среди них TAX может блокировать фазу G2M; Pt может блокировать фазу G2M; 5-FU может блокировать фазу G0/G1. Согласно результатам исследования, проведенного в данной статье, можно предположить, что CA может оказывать синергетический эффект с вышеупомянутыми химиотерапевтическими препаратами, совместно блокируя клеточный цикл, тем самым вызывая апоптоз клеток и усиливая свой противораковый эффект.

Таким образом, данное исследование подтверждает, что CA индуцирует апоптоз в клетках Siha через митохондриальный путь и снижает экспрессию белков ВПЧ E6/E7 через протеасомный путь; одновременно он может проявлять синергетический эффект с различными широко используемыми химиотерапевтическими препаратами для лечения рака шейки матки на клеточном уровне. Вышеизложенное исследование предлагает новые научные идеи для более эффективного лечения рака шейки матки, а также новые схемы комбинированной терапии, обеспечивающие теоретическую основу для снижения лекарственной устойчивости пациентов при лечении рака шейки матки и повышения эффективности для пациентов.