Полисахариды листьев инжира подавляют пролиферацию и способствуют апоптозу клеток рака желудка
Фикус карика L. принадлежит к роду Фикус семейства Морские (Moraceae) и является распространенным листопадным плодовым деревом в теплых умеренных регионах. Это также одно из самых ранних одомашненных и культивируемых человеком фруктовых деревьев. В 1990 году совместное исследование Нанкинского сельскохозяйственного университета и Цзянсуского научно-исследовательского института профилактики и борьбы с раком доказало, что инжир обладает значительным противораковым эффектом, и национальная индустрия инжира начала процветать. В настоящее время, помимо переработки в продукты питания, такие как вино, сухофрукты, варенье и т. д., инжир по-прежнему привлекает внимание людей как загадка с точки зрения его лечебных и оздоровительных свойств, особенно противораковых. Только развивая и используя эту ценность, древнее плодовое дерево может принести реальную пользу человечеству.

Инжир богат различными лекарственными активными веществами, такими как флавоноиды, бензальдегиды, полисахариды и т.д. Его корни, стебли, листья, плоды и молоко могут быть включены в традиционные лекарственные источники. Многие исследователи занимаются извлечением природных полисахаридов из растений, полагая, что они обладают такими полезными свойствами, как повышение иммунной активности, снижение уровня сахара в крови и противоопухолевое действие. Что касается инжира, то некоторые ученые связывают его противораковую активность с полисахаридными компонентами. В докладе Го и др. полисахариды плодов инжира обладают антиоксидантной активностью и могут значительно подавлять рост клеток рака печени человека HepG2 и рака желудка SGC-7901. Цзян подтвердил, что полисахариды из листьев инжира обладают различной степенью ингибирующего действия на клетки рака легких человека A549, клетки рака шейки матки Hela и клетки рака печени HepG2. Поэтому полисахариды инжира предполагается использовать для профилактики и лечения опухолей человека. Однако существует множество сортов инжира с различными характеристиками. Необходимо провести эксперименты, чтобы определить, обладают ли полисахариды из всех сортов противораковой активностью. Кроме того, листья инжира крупные и обильные, из них можно приготовить инжирный чай. Однако в процессе производства и потребления инжирного чая основное внимание уделяется вкусовым качествам, и редко рассматривается роль полисахаридов для здоровья человека. На самом деле суп из инжирного чая, вымоченный в горячей воде при высокой температуре, содержит определенное количество полисахаридов. Это вопрос, который необходимо изучить при разработке продуктов из инжира. Предыдущие исследования полисахаридов инжира были сосредоточены в основном на плодах, а полисахариды листьев изучались мало. Не было сообщений о противораковой активности полисахаридов листьев различных сортов. С этой целью в рамках данного эксперимента сначала были выделены, экстрагированы и очищены полисахариды из листьев инжира трех разных сортов и месяцев. Затем методом МТТ сравнили ингибирующую активность полисахаридов из разных источников на пролиферацию клеток рака желудка человека SGC-7901. На основе этого было проведено дальнейшее изучение влияния и механизма воздействия полисахаридов листьев инжира на апоптоз раковых клеток, чтобы обеспечить теоретическую основу для комплексного развития и использования сортов листьев инжира.

Было доказано, что полисахариды инжира обладают in vitro антиоксидантной активностью, могут снижать уровень сахара в крови, повышать иммунитет и оказывать лекарственное воздействие, например, противоопухолевое. Цзян предположил, что полисахариды инжира обладают значительной ингибирующей активностью в отношении клеток рака шейки матки Hela и рака печени HepG2, но имеют более слабую ингибирующую активность в отношении клеток рака легких A549, что указывает на то, что полисахариды инжира оказывают различное ингибирующее действие на разные опухолевые клетки. Guo et al. продемонстрировали, что различные компоненты полисахаридов инжира оказывают значительное ингибирующее действие на клетки рака печени человека HepG2, рака желудка SGC-7901 и рака толстой кишки SW1116. Ингибирующая способность 2 мг/мл полисахаридного компонента-3 в отношении клеток рака желудка 7901 составила 54,49%. Результаты данной статьи аналогичны. При концентрации полисахаридов в листьях сорта 'Braunschweig' 2 мг/мл уровень ингибирования пролиферации клеток SGC-7901 составил 46,67% (см. рис. 1); при концентрации 4 мг/мл уровень ингибирования достиг 52,92% (см. рис. 2). В очередной раз было доказано, что полисахариды инжира обладают значительной противораковой активностью. Лечение соответствующими концентрациями полисахаридов может значительно подавить пролиферацию раковых клеток и привести к их гибели (см. Рисунок 3).

В предыдущих исследованиях полисахаридов инжира и их противораковой активности редко учитывались сорта и время сбора образцов. Однако активность растительного содержимого может меняться в зависимости от сорта и времени. Чжан и др. обнаружили, что экстракты из четырех сортов листьев инжира обладают гипогликемическим действием, но существуют различия в воздействии разных сортов на гликоген печени. В данном эксперименте также были получены аналогичные результаты. Мы обнаружили значительные различия в ингибирующей активности полисахаридов листьев на клетки SGC-7901 в зависимости от сорта инжира и времени сбора (см. рис. 1). В экспериментальной системе с концентрацией 2 мг/мл средний показатель ингибирования у сорта "Брауншвейг" был самым высоким, затем у сорта "Боджихонг" и, наконец, у сорта "Маситаофен", что указывает на то, что листья сорта "Брауншвейг" более пригодны для получения полисахаридов. Кроме того, противораковая активность полисахаридов в листьях этого сорта наиболее высока в сентябре, затем в июле и августе, а самая низкая - в октябре и ноябре. Эти результаты дают теоретическую основу для разработки и использования противоракового эффекта полисахаридов из листьев инжира, а также для выбора сырья.

Предыдущие исследования механизма противоопухолевого действия полисахаридов инжира были направлены на усиление антиоксидантной активности или иммунной функции. Однако в данной статье было замечено, что обработка полисахаридами инжира вызывает повышение уровня внутриклеточной ROS в клетках SGC-7901. Этот эффект наблюдался после обработки 0,5 мг/мл полисахарида инжира и усиливался с увеличением концентрации полисахарида. При концентрации полисахаридов 4 мг/мл содержание ROS в обработанных клетках было в 5,5 раз выше, чем в контроле (см. рис. 6), что свидетельствует о том, что противораковая активность полисахаридов инжира может способствовать апоптозу раковых клеток, вызывая увеличение ROS в раковых клетках. Эта точка зрения также соответствует распространенному в настоящее время мнению. Например, Холливелл предположил, что избыток ROS может привести к окислительному повреждению клеточных мембран, липидов и ДНК. Brosche et al. считают, что окислительный стресс тесно связан с апоптозом клеток. Динг и др. продемонстрировали, что реактивные виды кислорода могут вызывать апоптоз клеток, используя экзогенную H2O2. Недавно было показано, что полисахариды астрагала могут вызывать увеличение клеточной РОС в процессе апоптоза человеческого рака желудка MGC-803. С этой точки зрения, наблюдаемое в данной статье увеличение ROS, индуцированное полисахаридами инжира, является важным аспектом их противоракового действия.

В этом эксперименте впервые было обнаружено, что полисахариды инжира индуцируют апоптоз в клетках рака желудка SGC-7901 (см. Рисунок 3). После обработки количество живых клеток уменьшалось с увеличением концентрации полисахарида, в то время как количество поздних апоптотических и мертвых клеток значительно увеличивалось (см. Рисунок 5). Дальнейшие наблюдения позволяют предположить, что противораковый эффект полисахаридов листьев инжира может быть связан с их ингибированием клеточного цикла. Из рисунка 4 видно, что ингибирующий эффект полисахаридов инжира на клеточный цикл SGC-7901 проявляется в основном в S-фазе. При увеличении концентрации полисахаридов количество клеток, застрявших в S-фазе, значительно возрастает. Сообщалось, что ингибирующий эффект полисахаридов кожуры цитрусовых на пролиферацию клеток H22 с трансплантируемой асцитной опухолью также проявляется в S-фазе клеточного цикла, а полисахариды ягод годжи ингибируют клеточный цикл клеток Hela с раком шейки матки в S- и G2/M-фазах. Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что остановка клеточного цикла, особенно ингибирование синтеза ДНК в фазе S, может быть важным механизмом, с помощью которого полисахариды инжира подавляют пролиферацию раковых клеток.

Установлено, что циклины и циклинзависимые киназы (CDK) играют центральную регуляторную роль в клеточном цикле. В разных организмах существуют десятки циклинов, которые могут образовывать комплексы циклин CDK с различными типами CDK, выступая в роли киназ на разных стадиях клеточного цикла, индуцируя фосфорилирование белков и регулируя прогрессию клеточного цикла. Комплекс CDK2/Cyclin E высоко экспрессируется в поздних фазах G1 и S. Если экспрессия CDK2 ослабевает, инициация S-фазы блокируется. Комплекс белков Cyclin D1/CDK4/CDK6 расположен перед комплексом CDK2/Cyclin E и также регулирует деление клеток в фазе G1/S. Zhong et al. обнаружили, что когда полисахариды шелковицы желтой подавляют пролиферацию клеток опухоли толстой кишки человека HT-29, большое количество клеток застаивается в S-фазе, а уровни экспрессии белков CDK2 и Cyclin E снижаются. Ма и др. обнаружили, что полисахариды боярышника также могут вызывать снижение экспрессии генов CDK1, CDK2, Cyclin A1, Cyclin D1 и Cyclin E1 при ингибировании пролиферации клеток HCT116 рака толстой кишки человека. Результаты данного эксперимента схожи с этим. Мы наблюдали, что полисахариды инжира ингибировали остановку клеточного цикла клеток рака костей человека SGC-7901 в фазе S, при этом значительно снижая экспрессию генов белков клеточного цикла (см. Рисунок 7B). Экспрессия генов CDK1, CDK2, CDK6, циклина B, циклина D1 и циклина E в клетках SGC-7901, обработанных полисахаридами инжира, была значительно снижена (см. Рисунок 7В). Возможно, именно подавление экспрессии генов, кодирующих белки клеточного цикла, приводит к тому, что полисахариды инжира блокируют клеточный цикл, тем самым подавляя пролиферацию раковых клеток.

Помимо вышеупомянутых циклинов и CDK, обработка листьев инжира полисахаридом также влияла на экспрессию генов-супрессоров опухолей p53 и Bax, а также онкогена Bcl-2 (см. Рисунок 7A). Среди этих трех генов Bax и Bcl-2 принадлежат к одному семейству генов. Bcl-2 способствует клеточному циклу, а Bax образует димер с Bcl-2. При высокой экспрессии Bax он самостоятельно образует гомодимер, способствующий апоптозу клеток. Сообщалось, что обработка клеток HepG2 полисахаридами из Hedyotis diffusa приводит к снижению экспрессии гена Bcl-2; обработка клеток HepG2 полисахаридами имбиря приводит к повышению экспрессии таких генов, как Bax и p53, а также снижению экспрессии гена Bcl-2, индуцируя апоптоз клеток. Проведя парный корреляционный анализ между концентрацией полисахаридов инжира, скоростью ингибирования пролиферации клеток SGC-7901 и относительными уровнями экспрессии Bax, Bcl-2 и p53, мы обнаружили, что коэффициент корреляции между концентрацией полисахаридов инжира и скоростью ингибирования пролиферации составил r=0,938, а коэффициент корреляции между скоростью ингибирования пролиферации клеток и относительным уровнем экспрессии Bcl-2 составил r=-0,932. Однако корреляция между другими показателями не достигла значимого уровня P=0,05. Это позволяет предположить, что хотя полисахариды инжира могут вызывать повышение экспрессии генов-супрессоров опухоли Bax и p53, с точки зрения концентрационного эффекта более важным может быть снижение экспрессии онкогена Bcl-2.

В этой статье мы проанализировали ингибирующий эффект полисахаридов из листьев инжира разных сортов и месяцев на пролиферацию клеток рака желудка человека SGC-7901 и обнаружили, что сорт инжира "Брауншвейгский" обладает самым высоким уровнем ингибирования полисахаридов из листьев в сентябре. При увеличении концентрации полисахаридов пролиферация раковых клеток подавляется, плотность и адгезия уменьшаются, морфология клеток меняется с веретенообразной на круглую, живых клеток становится меньше, а доля мертвых и поздно апоптотических клеток увеличивается. Исследования механизма ингибирования опухолей показали, что полисахариды из листьев инжира блокируют клеточный цикл в фазе S и в небольшом количестве в фазе G2. Экспрессия онкогенов Bcl-2 и генов, связанных с клеточным циклом (циклинов и CDKs), снижается, а экспрессия генов-супрессоров опухолей (Bax и p53) повышается, что приводит к увеличению накопления внутриклеточных реактивных видов кислорода. Это важные причины, по которым полисахариды инжира способствуют апоптозу раковых клеток. Эти результаты дают теоретическую основу для сбора листьев инжира и разработки противораковых препаратов. Кроме того, в разработанном инжирном чае в качестве сырья используются в основном листья, и в процессе заваривания горячей водой полисахариды инжира должны быть извлечены. Однако обладают ли они противораковой активностью, еще требует дальнейших исследований.