Исследование индукции апоптоза и механизма воздействия на клетки рака простаты человека LNCap агглютинином Хуанцзин PCL-2
Рак простаты - это злокачественная опухоль, возникающая в тканях предстательной железы мужчины. В последние годы, в связи со старением населения и изменением структуры питания, уровень заболеваемости и смертности от рака простаты в Китае значительно вырос, и он станет основным заболеванием, угрожающим здоровью мужчин в Китае. Патогенез рака простаты относительно сложен. В настоящее время основными методами лечения рака простаты в клинической практике являются хирургическое вмешательство и послеоперационная лучевая терапия. Однако традиционные методы лечения не могут существенно улучшить пятилетнюю выживаемость больных раком простаты. Медикаментозная терапия используется в основном для консервативного лечения пациентов, не поддающихся хирургическому лечению, или на поздних стадиях, а ее значительные побочные реакции ограничивают эффект клинического лечения. В настоящее время не существует эффективного лечебного препарата. Поэтому поиск новых эффективных препаратов для лечения рака простаты стал сложной задачей для научных исследователей.
В последние годы поиск высокоэффективных и малотоксичных противораковых активных ингредиентов из натуральных продуктов постепенно становится актуальной темой исследований. Поиск лекарств или эффективных ингредиентов против рака простаты имеет важное значение для клинической профилактики и лечения рака простаты. Лекарственные растения являются выгодным источником противоопухолевых агентов благодаря их широкому распространению и разнообразию ресурсов. Растительные лектины (лектины) - это класс сахаросвязывающих специфических неиммуногенных белков или гликопротеинов, которые широко представлены в различных растениях. Они способны агглютинировать различные клетки, такие как эритроциты и раковые клетки. Являясь белковыми веществами растительного происхождения, лектины оказывают значительное ингибирующее действие на пролиферацию опухолевых клеток и убивают раковые клетки. При этом их токсическое и побочное действие на нормальные клетки гораздо меньше, чем у химиотерапевтических препаратов. Разработка лектинов как потенциального класса противоопухолевых препаратов имеет чрезвычайно широкие перспективы.
Хуанцзин - это высушенное корневище Polygonatum cyrtonema Hua, растения семейства Liliaceae. Хуанцзин имеет долгую историю лекарственного использования и точные терапевтические эффекты. Это важное китайское лекарственное средство двойного назначения - и как лекарство, и как пища. В основном оно используется в клинической практике для лечения таких заболеваний, как дефицит инь, сухой кашель, слабость селезенки и желудка, а также болезненность и слабость в талии и коленях. Хуанцзин должен содержать полисахариды, сапонины, флавоноиды, антрахиноны и аминокислоты. Предыдущие исследования показали, что лектин PSL, выделенный из хуанцзина, обладает значительной агглютинационной активностью, может подавлять пролиферацию и эффект Варбурга клеток PC3 костного метастаза рака простаты, а также подавлять гликолиз опухолевых клеток за счет снижения экспрессии HK2. В настоящее время существует мало сообщений об изучении влияния лектина Huangjing на клетки метастазов лимфатических узлов LNCap в клетках рака простаты. В данном исследовании из свежего лекарственного сырья Polygonatum sibiricum был выделен тип лектина PCL-2, исследовано влияние PCL-2 на апоптоз клеток LNCap рака простаты человека и связанные с этим противоопухолевые механизмы, что создает исследовательскую базу для разработки противоракового препарата Polygonatum sibiricum лектин PCL-2.

 

Заболеваемость раком простаты в Китае растет год от года, и он занимает второе место среди причин смерти мужчин. В настоящее время рак простаты изучается как в Китае, так и за рубежом. Исследования показали, что клеточная линия рака простаты LNCap широко используется для изучения молекулярных механизмов, скрининга лекарственных препаратов и оценки развития и метастазирования рака простаты, и стала наиболее часто используемой клеточной линией для исследования рака простаты. Лектин Хуанцзин PCL-2 - это гликопротеиновый компонент, выделенный из свежего лекарственного сырья Хуанцзин. Механизм влияния PCL-2 на пролиферацию и апоптоз клеток рака простаты LNCap не был подробно изучен. Результаты WST-1 и экспериментов по формированию колоний в данном исследовании показали, что PCL-2 значительно ингибировал пролиферацию клеток LNCap в зависимости от концентрации.

Апоптоз - один из механизмов, с помощью которого клетки поддерживают стабильность внутренней среды. Индуцирование апоптоза опухолевых клеток стало актуальной темой в противоопухолевых исследованиях и важным показателем для оценки эффективности противораковых препаратов. Апоптоз регулируется множеством генов и представляет собой сложный процесс, включающий множество путей. ROS - это свободные радикалы кислорода и его производные, которые прямо или косвенно преобразуются из кислорода, играя важную роль в передаче клеточных сигналов и поддержании баланса организма. Митохондрии являются основным местом производства ROS, а накопление ROS приводит к нарушению мембранного потенциала митохондрий, запуская апоптоз клеток. Накопление ROS считается одним из самых ранних событий в каскадной реакции клеточного апоптоза. Семейство белков Bcl-2 - это особое семейство белков, в котором Bad, Bid и Bax способствуют апоптозу клеток, а Bcl-2 и Bcl-w - тормозят его. Bcl-2 - эндометриальный белок, экспрессирующийся в различных опухолевых клетках, который может оказывать антиапоптотическое действие, ингибируя высвобождение цитохрома С, повышая мембранный потенциал митохондрий и подавляя высвобождение ионов кальция; роль Bax противоположна роли Bcl-2. Он способствует высвобождению цитохрома С, активирует эффектор апоптоза каспазу, изменяет проницаемость клеточной мембраны и способствует апоптозу. Исследования показали, что изменение соотношения Bcl-2 и Bax в клетках может регулировать апоптоз. Семейство каспаз тесно связано с клеточным апоптозом и считается общим путем передачи сигнала клеточного апоптоза. Среди них каспаза-3 является фактором-исполнителем апоптоза, а активация этого белка - признак того, что апоптоз клеток переходит в необратимую стадию. Исследования показали, что чаще всего ROS индуцирует апоптоз раковых клеток через программируемую клеточную смерть, вызываемую семейством каспаз. Кроме того, ROS может вызывать апоптоз клеток путем снижения уровня Bcl-2 и повышения уровня Bax и Bad. Исследования показали, что ритуксимаб способствует апоптозу клеток, подавляя экспрессию белка Bcl-2 и активируя сигнальный путь p38-MAPK, что приводит к накоплению ROS. В данном исследовании для измерения уровня РОС в клетках использовался метод флуоресцентного зонда на основе 2,7-дихлорфлуоресцеин диацетата (DCFH-DA). Исследование показало, что PCL-2 может значительно способствовать производству и накоплению ROS в клетках LNCap дозозависимым образом. После обработки PCL-2 в клетках LNCap с увеличением концентрации препарата повышался уровень экспрессии мРНК и белка гена Bax и снижался уровень экспрессии мРНК и белка гена Bcl2. Уровни экспрессии белков активированной каспазы-3 и активированной каспазы-9 повышались. Из этого следует, что накопление ROS в клетках LNCap вызывает изменение уровня белков Bax и Bcl-2, которые, в свою очередь, запускают каспазную каскадную реакцию, активируют каспазу-9 и каспазу-3 и индуцируют апоптоз в клетках LNCap.
Хуанцзин изобилует ресурсами в Китае, в основном распространен в провинциях Шэньси, Юньнань, Гуйчжоу, Сычуань и других местах, и является одной из аутентичных лекарственных трав в провинции Шэньси. Метод экстракции, разделения и очистки лектина PCL-2 из Хуанцзина прост и имеет высокий выход, что может быть использовано для крупномасштабной пробоподготовки. По результатам данного исследования можно сделать вывод, что лектин PCL-2 из Polygonatum sibiricum обладает значительным индуцирующим эффектом на апоптоз клеток рака простаты человека LNCap и имеет потенциал для разработки в качестве препарата против рака простаты. Данное исследование дает новые предпосылки для клинического применения лектина Polygonatum sibiricum в лечении рака простаты. В данной статье проведено лишь предварительное исследование активности и механизма действия PCL-2 против рака простаты человека на клеточном уровне in vitro. Его конкретный механизм действия и противоопухолевая активность на животном уровне in vivo по-прежнему нуждаются в дальнейших исследованиях.