Lotus yaprağı alkaloidinin Akt/mTOR/4EBP1 glikoliz yolağı üzerindeki inhibitör etkisi ve kolanjiyokarsinom hücreleri üzerindeki anti proliferatif etkisi üzerine çalışma
Kolanjiyokarsinom (KKA), anatomik yerleşimine göre ekstrahepatik kolanjiyokarsinom (ekstrahepatik kolanjiyokarsinom) ve intrahepatik kolanjiyokarsinom (ICC) olarak ikiye ayrılır. ICC, primer karaciğer kanserinin yalnızca 10% ila 20%'sini oluşturmasına rağmen, erken evrelerde oldukça sinsidir, yüksek postoperatif nüks oranı ve kötü prognozu vardır. Son yıllarda, Asya'da ve hatta dünyada ICC insidans oranı ve mortalitesi giderek artmaktadır. İlerlemiş ICC için birinci basamak kemoterapi programı, uzun süreli kullanımdan sonra ilaç direncine ve advers ilaç reaksiyonlarına eğilimlidir, bu nedenle güvenli ve etkili terapötik ilaçların keşfedilmesi gerekir.
Bitkilerden ve hayvanlardan anti-tümör etkileri olan doğal tıbbi aktif bileşenlerin taranması, hem yurt içinde hem de yurt dışında her zaman önemli bir araştırma konusu olmuştur. Nuciferine (NUF), Nymphaeaceae familyasından bir bitki olan Nelumbo nucifera Gaertn'in kurutulmuş yapraklarından elde edilir. Belirli anti-tümör hücre aktivitesine sahiptir, ancak ICC hücreleri üzerindeki etkisi nadiren rapor edilmiştir. Bu çalışmada lotus yaprağı alkaloidinin HuCCT1 hücrelerinin proliferasyonu ve glikoliz süreci üzerindeki etkileri araştırılmış ve güvenli ve etkili ICC terapötik ilaçlarının geliştirilmesi için teorik bir temel sağlayarak etki mekanizması önceden araştırılmıştır.

Modern farmakoloji araştırmaları, lotus yaprağından elde edilen lotus yaprağı alkaloidinin aktif bileşeninin karaciğer kanseri, akciğer kanseri, meme kanseri gibi birçok tümör hücresi üzerinde belirli bir anti büyüme etkisine sahip olduğunu ve kemoterapi ilaçlarına duyarlılığını artırabileceğini göstermektedir. Bu çalışma, belirli bir lotus yaprağı alkaloid konsantrasyonunun HuCCT1 hücrelerinin in vitro çoğalmasını önemli ölçüde inhibe edebildiğini ve glikoz tüketimini ve laktat üretimini azaltma ile pozitif ilişkili olduğunu bulmuştur. Karbonhidratlar hücresel yaşam faaliyetlerinde önemli enerji kaynaklarıdır ve Warburg etkisi, normal oksijen koşullarında bile kanser hücrelerinin aerobik metabolik yollardan ziyade glikoliz yoluyla tercihen enerji sağladığını gösterir. Yüksek glikoliz seviyeleri kanser hücrelerinin büyümesi için hızlı enerji sağlayabilir ve pirüvik asit ve laktik asit gibi ürünleri de kanser hücresi maddelerinin sentezi için hammadde sağlar ve kanser hücresi metastazı ve istilasını teşvik eder. Bu nedenle, HuCCT1 hücre proliferasyonunun lotus yaprağı alkaloidleri tarafından inhibe edilmesinin, hücresel glikoliz metabolizmasının inhibisyonu ile ilişkili olduğu tahmin edilmektedir.
Ağ farmakoloji analizi, matrine ve HIF-1 α'nın yanı sıra TNF, INS, EGFR gibi hedefler arasında yüksek bir korelasyon buldu. HIF-1 α, tümör hücrelerinde glikoz metabolizması, hücre proliferasyonu, invazyon ve metastaz ve enflamatuar yanıt gibi birçok süreçte yer alır. Glikoz taşıyıcı (GLUT) ve HK2, PKM2 ve piruvat dehidrojenaz kinaz 1 (PDK1) gibi çeşitli glikolitik enzimlerin aktivitesini aktive edebilir ve glikoliz sürecine doğrudan katılarak tümör ilerlemesini büyük ölçüde teşvik edebilir. Heksokinaz (HK) ve piruvat kinaz (PK), glikoliz sürecinde sırasıyla sürecin ilk ve son aşamalarını düzenleyen iki anahtar kinazdır. Bu çalışmada, lotus yaprağı alkaloid konsantrasyonunun artmasıyla hücrelerdeki HIF-1 α ve anahtar glikolitik enzimler HK2 ve PKM2'nin mRNA seviyelerinin ve protein ifadesinin kademeli olarak azaldığı bulunmuştur. Bu nedenle, lotus yaprağı alkaloidinin HIF-1 α aktivitesini azaltarak HuCCT1 hücrelerinin glikoliz sürecini etkileyebileceği tahmin edilmektedir.
HIF-1, hücrelerin düşük oksijenli veya hipoksik ortamlarda tepki verdiği ve iki alt birimden oluşan bir tür transkripsiyon faktörüdür: HIF-1 α ve HIF-1 β. HIF-1 α'nın prolin kalıntısı normoksik koşullar altında hidroksilasyona duyarlıdır ve ayar molekülüne (von Hippel Lindau, pVHL) bağlanır, bu molekül daha sonra ubikitinasyon yoluyla parçalanır. Düşük oksijen ortamında, prolil hidroksilaz alanı içeren proteinlerin (PHD) aktivitesi azalır, bu da HIF-1 α'nın önemli ölçüde birikmesine yol açar ve daha sonra HIF-1 β ile bir dimer oluşturmak üzere çekirdeğe göç eder. Dimer daha sonra HIF-1 hedef genlerinin transkripsiyonunu teşvik etmek için hipoksik yanıt elementine (HRE) bağlanır. Buna ek olarak, HIF-1 α oksijenden bağımsız bir şekilde de aktive edilebilir, örneğin PI3K/Akt/mTOR sinyal kaskadı ökaryotik translasyon başlatma faktörü 4E (eIF4E) bağlayıcı protein 1'in (4EBP1) bütünlüğünü bozarak HIF-1 α'nın transkripsiyonunu ve translasyonunu yukarı doğru düzenleyebilir. Bazı araştırmacılar bu oksijenden bağımsız HIF-1 α sinyalinin aktivasyon mekanizmasını "yalancı hipoksi" olarak adlandırmaktadır. Bu çalışmada, KEGG analizi, matrinin PI3K/Akt sinyal yolunda önemli bir artışla birlikte ICC'nin potansiyel yolları üzerinde etkili olduğunu ortaya koymuştur. İmmünoblotlama, matrinin HuCCT1 hücrelerinde mTOR ve 4EBP1 proteinlerinin fosforilasyon seviyelerini azaltabildiğini ve genel p-AktTrr308 proteininin azalma eğilimi gösterdiğini ortaya koymuştur; bu da HIF-1 α transkripsiyon ve translasyon seviyelerinin matrin tarafından aşağı regülasyonunun Akt/mTOR/4EBP1 sinyal yolunun inhibisyonu ile ilişkili olabileceğini düşündürmektedir.

Çok sayıda çalışma, tümör hücrelerinin in vitro apoptozunu indüklemenin, invazyon ve metastazı inhibe etmenin ve farklı döngülere bloke etmenin yanı sıra, lotus yaprağı alkaloidlerinin çıplak farelerde ektopik nakledilen tümörlerin büyümesini geciktirebileceğini ve önemli anti-tümör etkiler gösterebileceğini göstermiştir. Ana mekanizma, lotus yaprağı alkaloidleri tarafından hücre döngüsü ve apoptoz ile ilgili protein ifadesinin düzenlenmesi, spesifik genlerin doğrudan hedeflenmesi, PI3K Akt, Wnt/β - catenin, SOX2 Akt, STAT3 ve TLR4/NF - κ B gibi sinyal yollarının inhibisyonu ile ilgilidir. Bu çalışma ilk olarak lotus yaprağı alkaloidlerinin, muhtemelen Akt/mTOR/4EBP1 sinyal yolu tarafından düzenlenen hücresel glikoliz sürecini baskılayarak intrahepatik kolanjiyokarsinom hücrelerinin çoğalmasını engellediğini bulmuştur. Lotus yaprağı alkaloidlerinin anti ICC mekanizmasını aydınlatmak ve lotus yaprağı kaynaklarının ve klinik uygulamaların derinlemesine geliştirilmesi için teorik bir temel sağlamak amacıyla, ikisi arasındaki içsel mantıksal ilişki araştırmanın bir sonraki adımında araştırılacaktır.