Compușii dietetici galangin și myricetin suprimă angiogeneza celulelor cancerului ovarian
Haizhi Huang
1 Colegiul de Inginerie Biosisteme și Știința Alimentelor, Institutul Fuli de Știință Alimentară, Universitatea Zhejiang, China
2 Colegiul de Științe, Tehnologie și Matematică, Universitatea Alderson Broaddus, Philippi, WV 26416, SUA
Allen Y. Chen
3 Departamentul de științe farmaceutice, West Virginia University, Morgantown, WV 26506, SUA
Yon Rojanasakul
3 Departamentul de științe farmaceutice, West Virginia University, Morgantown, WV 26506, SUA
Xingqian Ye
1 Colegiul de Inginerie Biosisteme și Știința Alimentelor, Institutul Fuli de Știință Alimentară, Universitatea Zhejiang, China
Gary O. Rankin
4 Departamentul de farmacologie, fiziologie și toxicologie, Școala de medicină Joan C. Edwards, Universitatea Marshall, Huntington, WV 25755, SUA
Yi Charlie Chen
2 Colegiul de Științe, Tehnologie și Matematică, Universitatea Alderson Broaddus, Philippi, WV 26416, SUA
Abstract
Galangina și miricetina sunt flavonoide izolate din legume și fructe care prezintă activitate anti-proliferativă în celulele canceroase umane. În acest studiu, efectele lor anti-angiogenice au fost investigate cu modele in vitro (HUVEC) și in vivo (CAM), care au arătat că galangina și myricetina inhibă angiogeneza indusă de celulele OVCAR-3. Au fost, de asemenea, studiate mecanismele moleculare prin care galangina și miricetina suprimă angiogeneza. S-a observat că galangina și myricetina au inhibat secreția factorului de creștere endotelial vascular (VEGF) al mediatorului angiogenezei cheie și a scăzut nivelul proteinelor p-Akt, p-70S6K și factorului inductibil al hipoxiei-1α (HIF-1α) în A2780/CP70 și Celule OVCAR-3. Experimentele de transfecție tranzitorie au arătat că galangina și miricetina inhibă secreția de VEGF prin calea Akt/p70S6K/HIF-1α. Mai mult, sa descoperit că o cale nouă, p21/HIF-1α/VEGF, este implicată în efectul inhibitor al miricetinei asupra angiogenezei în celulele OVCAR-3. Aceste date sugerează că galangina și miricetina ar putea servi drept potențiali agenți anti-angiogenici în prevenirea cancerelor ovariene dependente de rețelele de vase de sânge noi.
1. Introducere
Studii recente s-au concentrat asupra activității anti-cancer a flavonoidelor izolate din plante (Park și colab., 2014; Zhang și colab., 2014; Zivkovic și colab., 2014). Flavonoidele sunt polifenoli naturali prezenți în multe alimente diferite, în special fructe și legume. Studiile anterioare au sugerat că flavonoidele prezintă caracteristici anticancerigene și ar putea să reducă riscul de cancer prin mecanismele de prevenire a oxidării și inflamației, diminuarea angiogenezei și proliferării celulare și inducerea apoptozei (Gates și colab., 2009; Kandasamy și Ashokkumar, 2013; Li și colab., 2009; Li, Wang, Guo, Zhao și Ho, 2014; Ma și colab., 2014; Yu și colab., 2014). Galangin și myricetin sunt membri ai subclasei flavonolului flavonoidelor cu activități antioxidante. Galangin a fost izolat de rizomul galangal și propolis. Myricetina este mai frecventă decât galangina și se găsește în fructe, legume, nuci, fructe de pădure, ceai și vin roșu (Basli și colab., 2012; Ross și Kasum, 2002).
Angiogeneza este un proces fiziologic prin care se formează noi vase de sânge din vase preexistente (Birbrair și colab., 2014). Este, de asemenea, pasul fundamental în tranziția tumorilor, inclusiv a tumorilor ovariene, de la o stare benignă la una malignă. Angiogeneza este de obicei în repaus în țesuturile adulte normale (Bertl, Bartsch și Gerhauser, 2006). Un microtumor care crește peste 1 până la 2 mm 2 se confruntă cu o alimentație limitată și aport de oxigen și necesită un sistem de sânge intact pentru a-și susține propria creștere și a vărsa metaboliți (Bertl, Bartsch și Gerhauser, 2006). În schimb, adulții fără tumori nu au nevoie de angiogeneză în situații normale (Fotsis și colab., 1993; Glade-Bender, Kandel și Yamashiro, 2003). S-a raportat că anti-angiogeneza este fezabilă pentru tratarea cancerelor umane și a devenit una dintre cele mai promițătoare strategii în chimioprevenție și tratamentul cancerelor. Aceste tumori mici în stadiu incipient nu pot fi diagnosticate cu succes, dar dezvoltarea lor continuă necesită o nouă rețea de vase de sânge (Sanchez-Munoz, Perez-Ruiz, Mendiola, Alba și Gonzalez-Martin, 2009). Studiile anterioare au raportat că galangina și miricetina scad angiogeneza în celulele endoteliale ale venei ombilicale umane (HUVEC) (Kim, Liu, Guo și Meydani, 2006). Myricetina a inhibat, de asemenea, angiogeneza într-un model de tumorigeneză a pielii fără șir SKH-1 indusă de UVB (Jung și colab., 2010).
Factorul de creștere endotelial vascular (VEGF) joacă un rol central în medierea dezvoltării și întreținerii vasculare tumorale (Hefler și colab., 2007). Prin urmare, terapiile anti-VEGF sunt importante în tratamentul cancerelor. Gena VEGF este reglată direct de factorul 1α inductibil de hipoxie (HIF-1α), o proteină heterodimerică de bază elică-buclă-helix (Forsythe și colab., 1996). Stabilizarea și reglarea în sus a HIF-1α promovează expresia VEGF prin legarea la elementele HIF-responsive (HRE) din promotori. Proteina ribozomală S6 kinază (p70S6K), o serină/treonină kinază care acționează în aval de calea PI3K/Akt, controlează angiogeneza prin reglarea proteinelor HIF-1α și VEGF (Bian, Shi, Meng, Jiang, Liu și Jiang, 2010). Akt este un mediator al VEGF care îmbunătățește angiogeneza patologică și creșterea tumorii asociate cu anomalii ale matricei la nivelul pielii și vaselor de sânge (Chen și colab., 2005; Somanath, Razorenova, Chen și Byzova, 2006). P21, cunoscut ca un regulator al progresiei ciclului celular, reglează negativ proteina VEGF în unele celule canceroase, inclusiv celulele OVCAR-3 (Farhang, Goossens, & Haigh, 2013; Luo, Rankin, Juliano, Jiang și Chen, 2012).
În acest studiu, efectele galanginei și miricetinei asupra reducerii angiogenezei au fost examinate în două linii celulare de cancer ovarian rezistente la platină: A2780/CP70 și OVCAR-3. De asemenea, au fost investigate mecanismele implicate în efectele galanginei și miricetinei asupra angiogenezei.
2. Materiale și metode
2.1. Cultura celulelor și reactivi
2.2. Proliferarea celulelor
Inhibarea creșterii celulare a fost determinată cu un kit „CellTiter 96 AQueous One Solution Cell Proliferation Assay” de la Promega (Madison, WI, SUA). Celulele au fost însămânțate în plăci cu 96 de godeuri la o densitate de 2 × 104/godeu și incubate la 37 ° C. Celulele au fost lăsate să se atașeze la fund peste noapte și apoi tratate cu diferite concentrații de galangină/miricetină. Celulele de control au primit doar un volum egal de DMSO. După 24 de ore, la fiecare godeu s-au adăugat 100 μL CellTiter 96 AQueous One Solution Reactiv diluat (80 μL PBS + 20μL CellTiter 96 AQueous One Solution Reagent). Celulele au fost apoi incubate la 37 ° C pentru încă o oră și măsurate la 490 nm. Viabilitatea celulară a fost exprimată ca procent de control din trei experimente independente.
2.3. ELISA pentru VEGF
Nivelurile de VEGF în supernatantele de cultură celulară au fost analizate printr-un kit de imunoanaliză VEGF uman Quantikine (R&D Systems, Minneapolis, MN, SUA). Celulele A2780/CP70 și OVCAR-3 (2 × 104/godeu) au fost însămânțate în plăci cu 96 de godeuri și incubate peste noapte. Ulterior, celulele au fost tratate cu galangină/miricetină sau DMSO timp de 24 de ore în mediu fără ser. Au fost colectate supernatante de cultură. Cantitățile de VEGF au fost măsurate urmând instrucțiunile producătorului, normalizate la nivelurile totale de proteine și exprimate ca procent din controlul netratat.