2. del: Protikancerogeni učinek naravnih in sintetičnih halkonov

Kliknite povezavo, da dobite 1. del:https://www.xjcistanche.com/news/part1-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54977104.html

Za več informacij kontaktirajtetina.xiang@wecistanche.com

3. Delovanje proti raku

Chalconederivati ​​delujejo na različne tarče, kot so aromataza, član 2 poddružine G kasete za vezavo ATP (ABCG2), protein, odporen proti raku dojke (BCRP), aktivirani jedrski rastni faktor celic B (NF-kB), vaskularni endotelijski rastni faktor (VEGF) in receptorje za tirozin kinazo (receptor epidermalnega rastnega faktorja (EGFR) in mezenhimsko-epitelijski prehodni faktor (MET), ki kaže pomembno delovanje in vitro in in vivo pri dovzetnih in proti terapiji odpornih rakih [161,162]. Pomemben mehanizem antiproliferativnega delovanja halkonov je inhibicija tubulina in motnje teh spojin v sestavljanju mikrotubulov, elementov, ki so bistveni za ohranjanje oblike in delovanja celic v procesih mitoze in celične replikacije.Halkoni blokirajo celični cikel in inducirajoapoptoza. Prisotnost trimetoksifenilnega ostanka v molekulah halkona je ugodna za ireverzibilno antimitotično aktivnost teh spojin, ki imajo sposobnost interakcije s cisteinskimi ostanki v tubulinu prek Michaelove adicijske reakcije [163]. Poleg tega je zamenjava trimetoksifenilnega ostanka v halkonih s kinolinom ali kinazolinom ugodna za delovanje proti tubulinu. Ti heterociklični halkoni tvorijo vodikove vezi s preostalim Cys241 in se močno vežejo na vezavno mesto kolhicina (podobno kot kombretastatin A-4, slika 7) [164,165].

3.1. Naravni halkoni z lastnostmi proti raku 3.1.1. Likohalkoni (AD)

Korenine in korenike nekaterih vrst Glycyrrhiza se uporabljajo v tradicionalni medicini za zdravljenje želodčnih razjed, astme in vnetja. Iz sladkega korena je izoliranih več kot 600 spojin, glavne biološko aktivne sestavine pa so saponini inflavonoidi. Med flavonoidi so identificirali vrsto retrohalkonov, likohalkonov A, B, C, D, E in G ter shematizirati. Obstajajo številne študije o bioloških učinkih učinkovin sladkega korena, najpomembnejša pa jeprotivnetno, protimikrobne, antioksidativne, antiulkusne, citoprotektivne in citotoksične lastnosti [166,167].

3.1.2. Licochalcon A

Licochalcone A (LA, tabeli S1 in S2, spojina 1) je flavonoid, izoliran iz Glycyrrhiza urakensis, G.glabra in G.inflata (Fabaceae). Imaprotitumorski, protivnetne, protimikrobne, antiparazitske lastnosti, proti debelosti, antioksidativne in antiosteoporotične lastnosti,Proti rakuučinek LA je bil dokazan za različne vrste rakavih celic, vključno z želodčnimi rakavimi celicami BCG-823, HepG2, OVCAR-3 in SK-OV-3 (rakaste celice jajčnikov) MCF{{ 5}} in A549 [168-171]. Študije kažejo, da LA inducira apoptozo celic glioma U87, rakavih celic nazofarinksa, celic epitelijskega karcinoma jajčnikov in rakavih celic mehurja. Chalcon ima tudi sposobnost povečanja avtofagije in blokiranja celičnega cikla v celicah raka dojke. Poleg tega inducira apoptozo z zaviranjem specifičnega proteina 1 pri raku dojke [172]. LA ima nizko citotoksičnost na celice embrionalnih pljučnih fibroblastov. Poleg tega ima sposobnost zaviranja rasti tumorja in zmanjšanja toksičnosti, ki jo povzroča cis-platina [173]. Mehanizmi, s katerimi flavonoidi delujejo kot sredstva proti raku, vključujejo zaviranje aktivnosti Akt z zaviranjem tumorske glikolize pri raku želodca, ki jo posreduje heksokinaza-2-, znižanje ekspresije metaloproteinaze 2 in indukcijo apoptoze v oralnih rakavih celicah, povečano zmogljivost miR{{16} }p za induciranje stresa v endoplazmatskem retikulumu in induciranje apoptoze v človeških pljučnih celicah, zmanjšana aktivacija PI3K/Akt/mTor in zmanjšana avtofagija pri raku dojke, blokiranje faze G2/M celičnega cikla, zatiranje celične invazije z MEK/ERKand ADAM9 signalne poti v celicah človeškega glioma in induciranje od kaspaze odvisne apoptoze v celicah človeških jeter [174]. Drug mehanizem, s katerim LA kaže močan citotoksični učinek, je apoptoza, ki jo povzroči ROS. Na primer, kalkon inducira oksidativni stres in posledično apoptozo celic T24 (celične linije, pridobljene iz karcinoma človeškega sečnega mehurja) preko poti, odvisnih od mitohondrijev, in z induciranjem oksidativnih procesov v endoplazmatskem retikulumu [175]. Drugo študijo o citotoksičnosti in genotoksičnosti LA so razvili Bortolotto et al. LA so primerjali s trans-halkonom (tabeli S1 in S2, spojina 2). Citotoksičnost naravnih halkonov (LA in trans-halkona) na MCF-7 in 3T3 (celične linije embrionalnih fibroblastov) smo določili po 24 in 48 urah. Rezultati kažejo izrazito citotoksično aktivnost po 48 urah zdravljenja. Preizkus citotoksičnosti MTT(3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difenil tetrazolijev bromid) je pokazal od odmerka odvisen odziv na MCF{ {45}} celic, obdelanih s trans-halkonom in LA. Za analizirane spojine je bilo ugotovljeno, da je genotoksičnost boljša na celicah MCF-7 v primerjavi s celicami 3T3. Popačenje DNK povzročiimunski sistemaktivirati, da odstrani uničene celice. Vendar pa aktiviranje imunskega sistema za zmanjšanje degradiranih celic DNK prispeva h kroničnemu vnetnemu procesu. Poleg tega je mogoče celični odziv na degradirano DNK popraviti z induciranjem intrinzične apoptotične poti. Faza G1 je stanje pred replikacijo DNA, v katerem dejavniki, kot so celične razmere (metabolizem, signalizacija in velikost celice), vplivajo na napredovanje celičnega cikla, kar povzroči, da se DNA obnovi v celicah ali sproži proces apoptoze. IC50 LA je 60,46 uM. Transhalkon inducira blokado celičnega cikla v fazi G1 in okrepi celično apoptozo. Predlagano je bilo, da zdravljenje z LA in trans-halkonom inducira apoptozo skozi mitohondrijsko pot, glede na to, da se indukcija ključnih genov te poti pojavi po 24 urah, kot je proteazni aktivator faktorja 1 proteinske apoptoze in protein X, povezan z Bcl{{ 9}}. Čeprav je znano, da imajo celične linije MCF{10}} pomanjkanje kaspaze 3, je študija pokazala, da zdravljenje s temi halkoni povzroči cepitev poli (ADP-riboza) polimeraze (PARP), polimeraze, katere cepitev na dva fragmenta je indikator apoptoze. Represija

gena Bcl-2 z LA in trans-halkonom v eksperimentalni analizi PCR je na ravni beljakovin pokazala od odmerka odvisno dajanje v celice MCF-7 in intrinzično posredovanje poti. Ciklin D1 je še ena beljakovina, potisnjena na celičnih linijah MCF-7 v prisotnosti halkonov. Ta protein je ključen za napredovanje iz G1 v S fazo in je pomemben biomarker za nekatere vrste raka, vključno z rakom dojke. Zaradi teh razlogov je razgradnja ciklina D1 privlačna tarča za identifikacijo novih protitumorskih učinkovin in je povezana z blokado celičnega cikla [176].

Qui et al. preučevali tudi učinek LA na celice pljučnega raka in vitro. Zdravljenje s flavonoidi je znatno zmanjšalo sposobnost preživetja celic A549 in H460 (človeški nedrobnocelični pljučni karcinom）, na to spremembo močno vpliva odmerek. Skupno 40 μM licochalcona zavira rast celic pljučnega raka za 45-80 odstotkov po 24 ali 48 urah zdravljenja. Poleg tega ima spojina nizko citotoksičnost na normalnih človeških pljučnih epitelnih celicah. Da bi poudarili, ali je eden od mehanizmov zaviranja rasti celic pljučnega raka z LA blokada celičnega cikla, so bile celične linije obdelane z različnimi koncentracije spojine 16 ur, nato pa je bil celični cikel analiziran s pretočno citometrijo. Rezultati kažejo, da kalkon, odvisno od odmerka, blokira fazo G2/M na celicah A549 in H460. Nato je bila vloga LAin, ki inducira apoptozo, ocenjena z uporabo aneksina /propidijevega jodida kolorimetrična metoda. Rezultati kažejo, da v skupini, zdravljeni z LA, pride do kopičenja apoptotičnih celic, kar je odvisno od uporabljene koncentracije. Poleg tega so ravni beljakovin asoc. z apoptozo smo pregledali z metodo Western blot. Ravni razcepljenega PARP in razcepljene kaspaze 3 so povišane, antiapoptotičnih proteinov predkaspaze 3, PARP, Bcl-xL in Bcl-2 pa se znižajo 20 ur po zdravljenju s halkonom. Ti rezultati kažejo, da je apoptoza, ki jo povzroči LA, povezana s potjo PARP/Bcl-2 [177]. Molekularni modeli so pokazali, da je LA zasidran v ATP vezavnih žepih EGFR, vključno z delecijsko mutacijo eksona 19, mutacijo na enem mestu L858R, dvojno mutacijo L858R/T790M in divjim tipom. Pri mutacijah L858R/790M ima LA sposobnost interakcije z Lys745 prek interakcije s kationom II. Vodikove vezi se oblikujejo med WT EGFR in licochalconom na Met793, Lvs745 in Asp 855. Delecija eksona 19 lahko spremeni obliko žepa, v katerem naj bi prišlo do interakcije z licochalconom, pri čemer se tvorijo vodikove vezi z Met793, Thr790 in Glu762 . Podatki, pridobljeni z in silico analizami LA, so pomembna točka za identifikacijo novih, selektivnih zaviralcev EGFR na različne vrste mutacij [178].

Kliknite za več informacij. na imuniteto

3.1.3. Licochalcon B

Proti rakuučinke licochalcona B (LB, tabeli S1 in S2, spojina 3) so dokazali z analizo na različnih celičnih linijah, vključno s človeškimi celicami raka mehurja T24 in EJ, oralnimi rakavimi celicami HN22 in HSC4, MCF-7, A375 (celična linija človeškega melanoma) in A431 (ploščatocelični karcinom). Študije so pokazale, da LB vpliva na rast rakavih celic, zavira nastanek metastaz, blokira celični cikel in inducira apoptozo [161]. Kang in drugi so raziskovali molekularni mehanizem, s katerim LB inducira apoptozo pri človeškem melanomu in celicah ploščatoceličnih karcinomov. Dokazano je, da likokalkon inducira apoptozo celic A375 in A431 po intrinzični in ekstrinzični poti. V primeru testiranja antiproliferativnega učinka kalkona z obarvanjem s tripan modrim je bilo ugotovljeno, da LB povzroči znatno zmanjšanje viabilnosti celic, to zmanjšanje je povezano s koncentracijo. Po dodatku LB so opazili pomembne spremembe v značilnostih celic, vključno z krčenje celic, pretrganje celičnih membran in povečanje odstotka fragmentiranih jedrnih celic. Opaženi so bili tudi povečani odstotki celic pred fazo G1- in apoptotičnih celic [38]. Druga študija je pokazala, da LB pomembno blokira celični cikel v fazi G2/M v primeru celičnih linij raka tipa HepG2-, v primeru tumorskih celic mehurja in dojke pa spojina blokira fazo S [179]. Song et al. so poudarili zaviralni učinek LB na rast skvamoznih celic karcinoma požiralnika tipa JAK2-. Študije priklopa so bile izvedene s programsko opremo Autodock Vina, ki je bila uporabljena za predvidevanje načina vezave. Struktura receptorja JAK2 z zaviralnim potencialom je na voljo v Protein Data Bank (PDB vnos 2B7A, ostanki 840-1.132). IAK2 ima pomembno vlogo, saj je znotrajcelični posrednik signalizacije citokinov in je protein tirozin kinaze iz družine JAK. ATP se močno veže na

magnezijevi ioni v katalitični domeni tirozin kinaz. V priklopnem parametru velikost raziskanega prostora vključuje mesto vezave ATP, označeno z ostanki 855-863 in 822, kjer je bil ATP izračunan z različnimi potencialnimi zaviralci JAK2. V napovedih je bil ligand LB narejen s programsko opremo Marvin Sketch. Po spajanju so bile zbrane najboljše tri možne variante vezave, ki imajo podobne afinitete. Zaključki napovedi so bili ugodni glede interakcije LB z žepom za vezavo ATP na JAK2 [180,181].

3.1.4 Likokalkon C

Znano je, da likokalkon C (LC, preglednici S1 in S2, spojina 4) zmanjša vnetni odziv na celičnih linijah monocitov. To je posledica zmanjšanja izražanja iNOS in ponovne vzpostavitve antioksidativne mrežne aktivnosti superoksid dismutaze, katalaze in glutation peroksidaze. Kwak et al. je izvedel študijo za opis razmerja med ROS, c-Jun NH2 terminalno kinazo (INK) in p38mitogen-aktivirano protein kinazo (MAPK) ter ugotovil vpliv LC pri indukciji apoptoze na celičnih linijah raka požiralnika KYSE 30 in KYSE450. Prejšnje študije so določile vrednosti IC50 za zdravljenje z LC (45 ug/mL) po 24 urah za zaviranje proliferacije celičnih linij A549, MCF-7 in T24. Za tri celične linije so bile dosežene inhibicije 40, 47 in 68 odstotkov. Kwak et al. pridobili od odmerka in časa odvisno in vitro inhibicijo proliferacije rakavih celic požiralnika. Od petih analiziranih tipov celic sta imela KYSE30 in KYSE450, ki imata skupno genetsko podporo, podoben odziv na zdravljenje z LC. Pri analizi rasti, neodvisne od sidranja, na mehkem agarju rezultati kažejo na znatno zmanjšanje sposobnosti celic KYSE30 in KYSE450, da tvorijo kolonije. Odvisno od koncentracije so halkoni inducirali apoptozo v obeh celičnih linijah. Spojina je prav tako inducirala regulacijo p24 in p27 navzgor (regulatorja negativnega prehoda v fazah G1 in S celičnega cikla) ​​in regulirala ciklin D v smeri toka. LC je prav tako povečal nastajanje ROS v celicah KYSE30 in KYSE450. ROS aktivirajo pot protein kinaze, aktivirane z mitogenom (MAPK), in inducirajocelično apoptozo. Poleg tega je spojina povečala raven fosforilacije JNK, c-Jun in p38 ter aktivirala apoptotične poti [182]. Podobno kot priklopna študija Song et al. za LB[180] so Oh et al. poudarili vezavne interakcije med LC in človeškimi celicami JAK2. Simulacija priklopa je bila izvedena z uporabo Autodock Vina. Za začetek študije priklopa je bila struktura receptorja JAK2, ki je bil solvatiran z rentgenskim poskusom, pridobljena iz Protein Data Bank (PDB vnos 2B7A). Struktura liganda LC je bila modelirana s programsko opremo Marvin Sketch in optimizirana s programsko opremo Chimera. Katalitično mesto JAK2 je bilo povezano z zgibno regijo (ostanki 929-935), DFGloop (ostanki 994-996) in Ploop (ostanki 858-865). Območje tečaja v obliki zanke je bistveno za prepoznavanje ATP in tvori vodikove vezi s snovmi. DFGloop vsebuje tri aminokisline (asparaginsko kislino, fenilalanin in glicin) in je povezan z vezavo kovine, potrebne za katalitično fosforilacijo. Ploop je uporaben za stabilizacijo in oblikovanje interakcij z ligandi. Kot je razvidno, je bila napoved možne vezave narejena na treh funkcionalnih mestih. Dockingova študija je pokazala, da LC interagira z mestom vezave ATP na JAK2 in nakazala, da je JAK2 njegova neposredna tarča. Chalcone je tudi zaviral avtofosforilacijo JAK2 z vezavo na ATP žep p-JAK2 [183,184].

3.1.5. Licochalcon D

Licochalcone D (LD, tabeli S1 in S2, spojina 5) je aktivni flavonoid, izoliran iz Glycyrrhiza inflata. Izvedena je bila študija za oceno sposobnosti LD, da zavira celično proliferacijo z dvema tarčama za celice pljučnega raka (EGFR in MET) z uporabo občutljivih in na gefitinib odpornih človeških celic. Za razumevanje neposredne vezave halkona na EGFR in MET so bile uporabljene celične linije, občutljive na gefitinib (HCC827) in celične linije, odporne na gefitinib (HCC827GR). Rezultati vrednotenj kažejo, da se flavonoid veže na dva receptorja in zavira aktivnost EGFR in MET kinaz kot kompetitivnega zaviralca ATP. V kompleksu EGFR ima halkon dve vodikovi vezi, ki ju tvori Met793 kot glavna točka in stranski vogal Asp855 v zanki DFG.4-Hidroksi-3-(3-metil but{{13} }enil)fenilna skupina in 3,4-dihidroksi-2-metoksifenilna skupina sta fiksirani na isti ravnini in blokirani med hidrofobnimi ostanki Leu718, Val726 in Ala743 zanke P in Leu 844. V kompleksu Met je keto

skupina halkona tvori vodikovo vez z Met1160. Tyr1159 kot glavna točka ter le1084, Vall092, Ala1108 in Lys1110 iz Ploopa so bili podobno pokriti s pokrovčkom. Luisa močno podpirajo tudi stranske hidrofobne verige glavne točke Met1160 ter Leu1140, Met1211 in Ala1221 spodnjega žepa ATP. Vezavni položaj EGFR je zelo podoben veznemu položaju MET, ki tvori vodikove vezi in hidrofobno interakcijo. Halkon se nahaja enako v veznem območju za oba receptorja. Stabilizacijo kompleksa lahko povečamo s hidrofobno interakcijo. Predvidene rezultate so primerjali z eksperimentalnimi podatki, ki kažejo, da flavonoid kompetitivno zavira oba receptorja [185].

3.1.6. ksantohumol

Prenil halkoni imajo zaradi svoje strukturne raznolikosti različne biološke lastnosti, vključno s protivnetnimi, protirakavimi in antimutagenimi aktivnostmi [186]. Študije so pokazale, da lahko naravni halkoni s prenilnimi skupinami vplivajo na p53. Na primer, obdelava celic A549 s prenil halkon ksantohumolom (XN, tabeli S1 in S2, spojina 6) inducira apoptotično celično smrt in blokira celični cikel v fazi G1. Te dejavnosti so posledica povečane regulacije p53 in p21 iz celičnega cikla in znižane regulacije ciklina D1. Apoptozo inducira aktivacija kaspaze 3 [187].

XN((3'-(3,3-dimetilalil)-2',A',4-trihidroksi-6'metoksihalkon) je najpogostejši prenilirani flavonoid ({{7 }}.1-1 odstotkov suhe teže) ženskih socvetij hmelja (Humulus lupulus) [180]. XN je tudi sestavina piva, ki je glavni prehranski vir prenilatovflavonoidi, kjer je prisoten v koncentracijah nad 0,96 mg/L. Zaradi svojih edinstvenih bioloških aktivnosti in ugodnega vpliva na zdravje je bil prenilhalkon nedavno obsežno raziskan [188]. Spojina ima terapevtsko varnost in različne bioaktivnosti, vključno z lastnostmi proti raku, antidiabetikom, protivnetnimi, antioksidativnimi in antibakterijskimi lastnostmi. V zadnjih letih je povečano število študij pokazalo širok spekter delovanja XN proti raku pri pljučnem raku, hepatocelularnem karcinomu, raku dojke, levkemiji, raku prostate, raku trebušne slinavke, raku debelega črevesa, raku trebušne slinavke in raku glioblastoma. Izpostavljenost rakavih celic XN zavira njihovo proliferacijo, migracijo in invazijo ter modulira avtofagijo. Chalcon ima tudi sposobnost induciranja apoptoze in blokiranja celičnega cikla [189-193]. Poleg tega halkon inducira apoptozo, odvisno od aktivnosti kaspaze in neodvisno od nje, ter zavira invazijo rakavih celic in angiogenezo [194]. Njegove protivnetne, antioksidativne in protirakave lastnosti so povezane s kemopreventivnim učinkom spojine [195]. Prenilhalkon se presnavlja tudi v 8-prenilnaringenin, najmočnejši fitoestrogen, ki je do sedaj znan [196].

Akt (imenovana tudi protein kinaza B ali PKB) je specifična serin/treonin-protein kinaza in pomembna točka v celičnih signalnih poteh. Aktivnost Akt je spremenjena pri številnih vrstah raka in je vključena v različne biološke procese, vključno s celično proliferacijo, apoptozo, transkripcijo, migracijo in invazijo. Za potrditev sposobnosti XN, da se veže na Akt, je bila izvedena študija priklopa in silico z uporabo programske opreme Schrodinger Suite 2015. Molekule vode so bile odstranjene in pH za obravnavane vodikove atome je bil 7. Za študijo priklopa je bilo ustvarjeno mesto vezave ATP. XN je bil pripravljen za priklop v odsotnosti parametrov s programom LigPrep. Kasneje so študije spajanja XN z Aktl in Akt2 spremljali odsotni parametri z uporabo metode dodatne natančnosti s programom Glide, da bi dobili najboljše strukturne predstavitve. Rezultati študije priklopa kažejo, da XN tvori vodikove vezi z Ala230, Glu228, Glu234 in Lys158 iz Akt1 ter z Glu236, Thr213 in Lvs181 iz Akt2. Identificirani so bili modeli ksenotransplantatov (PDX) za prenos osnovnih raziskovalnih študij v klinične aplikacije. Šteje se, da modeli PDX v večji meri ohranjajo biološke in genetske značilnosti pacientov darovalcev, kar je glavna prednost pred modeli na osnovi celične linije. Modeli PDX so bili uporabljeni za analizo biomarkerjev in napovedovanje odziva na terapijo z XN v kliničnih preskušanjih. Kemopreventivne učinke prenilhalkona so primerjali na podlagi ravni Akt. Rezultati kažejo, da se tumorski modeli, ki izražajo visoko raven Akt, občutno zmanjšajo v volumnu in teži tumorja, ko jih zdravijo z XN [197]. Guo et al. preučevali in vitro in in vivo učinek XN pri raku želodca, kar je pokazalo, da prenilhalkon inducira apoptozo z aktiviranjem kaspaz, uravnavanjem Bcl-2 in vplivanjem na PI3K/Akt/mTOR kinazo. XN zavira sposobnost preživetja želodčnih rakavih celic na način, ki je odvisen od koncentracije. Na celičnih linijah flavonoid najbolje vpliva na sposobnost preživetja celic SGC-7901 in ne vpliva na ta parameter pri celicah GES-1 pri 6, 8 in 10 ug/mL halkona. Iz analize pretočne citometrije je bilo ugotovljeno, da prenilhalon znatno poveča število apoptotičnih celic pri raku želodca. Učinek XN na pro- in anti-apoptotične proteine ​​je poudaril Western blot analiza. Ravni beljakovin Bcl-2 in Bcl-XL so se po dajanju flavonoida znižale, to znižanje je povezano z dano koncentracijo. XN je povečal tudi ravni beljakovin Bax in Bid, pri čemer je bila najboljša aktivnost opažena pri 10 uM/mL kalkona. Poleg tega so se ravni razcepljene kaspaze 3 in razcepljene beljakovine PARP znatno povečale v prisotnosti halkona. Iz teh razlogov lahko trdimo, da flavonoidi ugodno in pomembno vplivajo na ravni pro- in anti-apoptotičnih proteinov. Skupno 10 uM/mL XN inducira pomembno apoptozo celic SGC-7901. Skupaj 8 in 6 uM/mL halkona inducira apoptozo 34±3 odstotkov celic oziroma 23±2 odstotkov celic. Poleg tega flavonoid bistveno spremeni fosforilacijo PI3K, Akt in mTOR, poveča raven p-PTEM in zmanjša raven p-Akt (Thr308), p-Akt (Ser473) in m-Tor (Ser2448). Dobljeni podatki kažejo, da prenilhalkon bistveno ne vpliva na ravni Akt, PTEN, GSK-3 in mTOR. Določitve pri miših s ksenograftom SGC7901 so pokazale, da je zdravljenje z XN zmanjšalo volumen tumorja na relativno odvisen od koncentracije način. Za potrditev supresije signalizacije PI3K/Akt in vivo je bila ovrednotena ekspresija fosforilirane Akt in mTOR na ksenografskih tumorjih. Patološka preiskava odsekov hematoksilina in eozina je pokazala pomembne morfološke nepravilnosti. Vendar pa XN zmanjša od koncentracije odvisne fosforilirane ravni Akt in mTOR. Zdravljenje s prenilhalkonom je znatno zmanjšalo celično proliferacijo in povečalo apoptozo tumorskih celic v primerjavi s kontrolnimi celicami [198].

XN v koncentracijah, višjih od 10 umol/L, zavira proliferacijo rakavih celic trebušne slinavke in vitro. Pri koncentracijah, nižjih od 5 umol/L, kalkon zavira od NF-kB odvisno angiogeno aktivnost v rakavih celicah trebušne slinavke. Pri tej koncentraciji z metodo WST-1 niso opazili citotoksičnosti na celicah trebušne slinavke. Vendar pa je bil zaključek študije, da XN vpliva na angiogenezo, povzročeno z rakom trebušne slinavke, tako da zmanjša nastajanje VEGF in IL-8 (interlevkin), ki je specifičen in posredovan z inaktivacijo NF-kB [194]. ovrednotiti protirakavo aktivnost XN, so bile celične linije HepG2 podvržene analizi MTT za določitev celične proliferacije. Prenilhalkon je zmanjšal celično proliferacijo, odvisno od koncentracije in časa. Zhao et al. opazili, da je izpostavljanje celičnih linij 200 μM XN za en dan manj učinkovito v primerjavi z zdravljenjem z 100-200 μM kalkona za 2-3 dni. Pri 50 uM halkona so po 3 dneh opazili pomembno inhibicijo proliferacije celic HepG2. V isti študiji je bilo dokazano, da prenilhalkon povzroči znatno povečanje aktivnosti kaspaze 3. Poleg tega je analiza Western blot pokazala, da 100-150 uM XN znatno zavira izražanje NF-kBproteina na celičnih linijah. S to analizo je bilo ugotovljeno tudi, da ima prenilhalkon sposobnost povečanja izražanja proteina p53, 20 uM XN pa je določilo okrepitev signalizacije Bax, kar je povezano s časom [199]. Študije varnostnega profila XN kažejo, da 1000 mg/kg spojine ne spremeni delovanja vitalnih organov in homeostaze pri miših. Prenilhalkon ima sposobnost povečanja proizvodnje IL-2 v celicah T, kar dokazuje njegovo sposobnost spodbujanja imunskega odziva, ki ga posreduje The. XN zavira tudi -12. ki posredno povzroči diferenciacijo celic v imunskem sistemu z aktiviranjem transkripcijskih molekul. Citotoksični limfociti so vrsta celičnega efektorja, ključnega pomena za celično imunost in igrajo pomembno vlogo v procesu protitumorske imunologije. CD8 plus T citotoksični limfociti obstajajo kot CTL-P, neaktivni celični prekurzor in vivo. Ta prekurzor aktivira antigen v prisotnosti citokinov Th1 in se nato razvije v zrele citotoksične limfocite T. Dokazano je bilo znatno povečanje CD8 plus /CD25 plus, čemur je sledil prehod Th2 v Th1 v tumorski mikroklimi. Razmerje CD8 plus/CD25* celic T se močno poveča, ko citotoksične limfocite T aktivira CoCl2 na celičnih linijah 4T1. Delovanje celic Th1 in Th2 je odvisno od izločanja različnih citokinov. Da bi raziskali učinke XN na citokine Th1 in Th2, so Zhang et al. določili serumske ravni Th1l in Th2-povezanih citokinov z uporabo kompletov ELISA. Pokazalo se je, da derivat prenila znatno poveča izražanje citokinov Th1 (vključno z IL-2 in IFN-y) in zmanjša raven citokinov Th2 (vključno z IL-4 in IL-10). To ugotovitev pojasnjuje dejstvo, da sta Th1 in Th2 medsebojna zaviralca. Poleg tega je bilo razmerje Th1/Th2 določeno s pretočno citometrijo, ki je pokazala, da se znatno poveča z XN. Podobne študije so poročale o tej ugotovitvi za različne tumorje. Bolniki z napredovalim ploščatoceličnim karcinomom vratu in glave imajo nizke ravni citokinov Th1 v primerjavi z bolniki, ki so manj hudi in imajo visoke ravni citokinov Th2. Kombinirano zdravljenje povzroči prehod citokinov Th2 v Th1 v okolju tumorja. Rezultati študij kažejo na motnjo razmerja citokinov Th1/Th2, to spremembo opazimo pri več vrstah tumorjev, največkrat v terminalnih stadijih raka. Za potrditev možnega mehanizma XN na razmerje citokinov Thl/'Th2 je bila določena ekspresija ključnih dejavnikov na poti diferenciacije Th1 in Th2. Fiziološko se celice Th0 sorazmerno diferencirajo na celice Thl in Th2. Poleg tega ima aktivacija transkripcijskih molekul 4 in 6 ključno vlogo pri diferenciaciji celic Th0 na Th1 in Th2. T-bet in GATA-3 imata tudi dve ključni vlogi. CpG-ODN (citozin-fosforotioat-gvanin, ki vsebuje oligodeoksinukleotid), močan adjuvans Th1, zmanjša izražanje GATA-3 in aktivacijo transkripcijske molekule 6 z aktiviranjem T-bet in transkripcijskih molekul 1 in 4 v modelih pljučnega raka. XN poveča izraz T-bet in zmanjša izraz GATA-3. Aktivacija transkripcijske molekule 4 se poveča v prisotnosti XN, vendar ne vpliva na aktivacijo transkripcijske molekule 6. Zaradi tega lahko trdimo, da ima aktivacija transkripcijske molekule 4 pozitivno vlogo pri uravnavanju citokina Th1/Th2. razmerje z XN [200].

Signalna pot notch ima pomembno vlogo pri raku dojke, ki je terapevtska tarča za njegovo zdravljenje. Vključen je v nastanek in napredovanje raka dojke, pri čemer je nenormalna aktivnost te poti povezana s to patologijo. Zaviranje signalne poti Notch z zaviralci gama-sekretaze in z anti-delta podobnim monoklonskim protitelesom 4 je ugodno za zdravljenje akutne limfoblastne levkemije in solidnih tumorjev. Mehanizmi teh učinkovin vključujejo blokado celičnega cikla ali apoptozo in motnjo angiogeneze. Sun et al. raziskali terapevtski potencial XN na celičnih linijah raka dojke in poudarili njegovo sposobnost zaviranja celične proliferacije, blokiranja celičnega cikla in induciranja apoptoze in vitro. Določeno je bilo tudi zmanjšanje rasti tumorja in vivo. Poleg tega je bila raziskana možnost, da prenilhalkon zavira rast celic raka dojke pri ljudeh s signalno potjo Notch. Za določitev, ali XN cilja na signalno pot Notch, je bila uporabljena funkcionalizirana metoda Notch 1 z uporabo zaviralca gama-sekretaze (DAPT) kot kontrole. Namen študije je bil oceniti možnost, da prenilhalkon zmanjša vezavno aktivnost Notch1 na transgen CBF1. Pokazalo se je, da XN zavira proliferacijo in inducira apoptozo z zaviranjem poti Notch 1. Poleg tega je bilo z metodo MTT in svetlobno mikroskopijo dokazano, da prenilhalkon zavira celično proliferacijo na celičnih linijah raka dojke. Prejšnje študije so pokazale, da so zaviralci poti Notch tudi zaviralci izražanja EGFR, še enega inkriminirajočega elementa pri raku dojke. Poleg tega XN deluje na proteine, povezane s tumorskimi metastazami, in zavira celično migracijo s povečanjem izražanja teh proteinov. Študija je poudarila blokado celičnega cikla v fazi G0/G1 in indukcijo apoptoze za celice MCF-7 in MDA-MB-231 s strani XN [201].

3.1.7.Panduretin A

Proti rakuraziskana je bila aktivnost pandurata A (PA, tabeli S1 in S2, spojina 7), cikloheksanilhalkona, izoliranega iz Boesenbergia pandurate. Rastlina vsebuje prenil halkone in druge flavonoide kot glavne bioaktivne molekule, za katere je v literaturi opisano, da imajo prednostne citotoksične lastnosti na človeško celično linijo pankreasa PANC-1. [202,203] PA je aktiven pri melanomu, adenokarcinomu debelega črevesa in raku prostate. Proteomske analize kažejo, da ima PA citotoksičnost na celicah melanoma, ki je odvisna od denaturacije procesa mitohondrijske oksidativne fosforilacije, z aktivnostjo sekretorne poti in apoptozo, ki jo povzročajo oksidativni procesi. V zvezi s tem se je pokazalo, da je oksidativni stres lahko posledica spodbujanja avtofagije kot sekundarnega odziva na povišan ROS [204]. Literatura kaže, da koncentracija 9 ug/ml PA popolnoma zavre rast celic MCF-7 in celic HT-29 (celična linija raka debelega črevesa pri ljudeh)[205]. Halkon deluje proti raku na različne vrste celic, vključno z melanomom, adenokarcinomom debelega črevesa in rakom prostate [204]. Liu et al. je poudaril citotoksični učinek halkona na celične linije MCF-7, T47D (rak dojke pri človeku) in MCF-10A (netumorske celice dojke). Vrednosti IC50 PA na celicah MCF-7 so bile 15 uM pri 24 urah in 11,5 μM pri 48 urah. V primeru celic T47D je bila vrednost IC50 17,5 μM pri 24 urah in 14,5 μM pri 48 urah. PA ne vpliva na proliferacijo celic MCF-10A. Za identifikacijo mehanizmov, s katerimi halkon inducira blokado celičnega cikla v celicah MCF-7 v fazi GO/G1, je bila uporabljena Western blot analiza, katere namen je bil oceniti modulacijo regulatornih proteinov v celičnem ciklu. Rezultati kažejo, da zdravljenje s PA povzroči zmanjšanje ekspresije ciklina D1 in CDK4 ter poveča ekspresijo p21Cip1 in p27, kar pojasnjuje blokado v fazi G0/Gl. Izolirana PA iz Kaempferia pandurate inducira blokado celičnega cikla v celicah PC-3 (adenokarcinoma prostate), neodvisnih od androgenov, in v človeških celicah DU145 (celična linija človeškega raka prostate). Internukleosomska fragmentacija DNA je marker apoptoze. Ker nizkomolekularne fragmente DNK ekstrahiramo z barvanjem celic v vodnih raztopinah, lahko apoptotične celice prepoznamo po frekvenčnih histogramih vsebnosti DNK v obliki celic s frakcionirano vsebnostjo DNK. Analizirana je bila populacija celic MCF-7 faze sub-G1. Vsebnost faze G1 v celicah je bila 1,17 ±0,11 in v celicah, obdelanih s PA（10, 15 in 20 μM）, je bila 1,84 ± 0,18, 2,62 ± 0,21 oziroma 4,52 ± 0,28. Povečanje zdravljenja s halkonom je bilo posledica intenziviranja fragmentacije DNA na linijah MCF-7, kar je potrdila celična populacija faze sub-G1 [206].

Med ključnimi proteini invazije rakavih celic in metastaz so indukcija matrične metaloproteinaze. Razgradijo komponente zunajceličnega matriksa in olajšajo invazijo in migracijo celic. Poleg tega lahko čezmerna ekspresija metaloproteinaz inducira epitelno-mezenhimski prehod. PA zavira izločanje in aktivacijo metaloproteinaze 2, kar povzroči inhibicijo migracije endotelijskih celic, invazije in morfogeneze na celicah endotelijskih celic človeške popkovnične vene (HUVEC). Poleg tega subtoksični odmerki halkonov zadostujejo za znižanje regulacije metaloproteinaze 2 v celicah pljučnega raka [207].

3.1.8. kardamonin

Kardamon (CD, tabeli S1 in S2, spojina 8), halkon iz Campomanesia adamantium (Myrtaceae), poveča fragmentacijo DNK in zmanjša aktivnost NF-kB v celicah PC-3. Ti rezultati kažejo na terapevtski potencial kalkona pri zdravljenju raka prostate [20]. CD velja za eno najbolj aktivnih protitumorskih spojin, pri katerih je vključena aktivacija virusa Epstein-Barr [208]. Protikancerogeni učinki CD so povezani z indukcijo apoptoze, zaviranjem celične proliferacije in migracije ter vplivom na celični cikel. Halkon ima tudi sposobnost zmanjšanja odpornosti rakavih celic na terapijo. V kombinaciji s 5-fluorouracilom ali cis-platino se povečajo protitumorske aktivnosti. Na primer, CD lahko znatno zavira odpornost celic raka debelega črevesa na kemoterapijo, inducira apoptozo, aktivira kaspazi 3 in 9, olajša ekspresijo proteina Bax, znatno zavira c-myc in prenaša specifične 50 in NF-kB [209]. ]. Hou et al. raziskovali terapevtski potencial in molekularne mehanizme CD na 5-na fluorouracil odporne želodčne rakave celice. Občutljivost BGC-823/5-fluorouracila na 5-fluorouracil je bila potrjena s povečanjem apoptoze in blokiranjem celičnega cikla v prisotnosti CD. Halkon poveča občutljivost rakavih celic na 5-fluorouracil z zaviranjem signalne poti Wnt/-catenin (ki ima pomembno vlogo pri nastanku tumorjev), aktivirane mutacije v genih Wnt/-catenin pa so povezane z odpornostjo proti terapiji proti raku . Zavira izražanje P-glikoproteina, -katenina in TCF-4. Poleg tega CD specifično blokira tvorbo kompleksa -katenin/TCF-4 in tako povzroči nenormalno signalizacijo Wnt/-katenin [210]. Spalnica idr. raziskali antiproliferativne in apoptotične učinke CD na celice HepG2. Zaviralno delovanje

kalkon na proliferacijo celic HepG2 je bil pomemben po 72 urah, citotoksičnost pa je bila podobna kot pri 5-fluorouracilu. Vrednosti, določene za druga kemoterapevtska sredstva, uporabljena kot standardi (npr. sorafenib), so bile veliko nižje. Poleg tega je citotoksični učinek spojine selektiven na tumorske celice in ne vpliva negativno na normalne celice, kar je prednost CD v primerjavi s 5-fluorouracilom. Kopičenje CD v fazi G1 celičnega cikla so opazili po 72 urah in kaže na inhibicijo rasti celic HepG2 s preprečevanjem delitve celic [211].

Primerjalne študije spajanja CD-ja in5-fluorouracila ter njegove interakcije z BaxBH3 kažejo, da ima 5-fluorouracil večjo vezavno energijo kot CD. Halkon tvori tri vodikove vezi (Phe30, Val50 in Gln52). Interakcija med CD in Bcl se doseže s tremi vodikovimi vezmi (Asp15, Gln18 in Ser28), v primeru 5-fluorouracila pa s štirimi vezmi. Poleg tega je v primeru te interakcije vezavna energija CD nižja kot v primeru 5-fluorouracila. To lahko pripišemo aromatskim ostankom v strukturi halkona, ki so vključeni v vezi II, ki imajo sposobnost stabilizacije aktivnega žepa in povzročijo zmanjšanje vezavne energije. Rezultati študij in silico kažejo, da ima 5-fluorouracil večjo vezavno energijo kot kaspaza 3 v primerjavi s CD. CD prikazuje dve vodikovi vezi v interakciji s kaspazo 3 (Cys163 in Arg64). Halkon ima tudi II-II vezi s TYR204. Energija proste vezave 5-fluorouracila je boljša od energije CD, kar je razloženo s stabilizacijo aktivnega žepa z dvema aromatskima ostankoma v strukturi halkona [212].

3.1.9. Lonhokarpin

Lonhokarpin (tabeli S1 in S2, spojina 9) je naravni halkon, ekstrahiran iz Lonchiocarpus sericeus. Citotoksični učinki tega halkona so bili opisani na celičnih linijah nevroblastoma in levkemije. Znano je, da 24 ur po zdravljenju s 50 uM lonhokarpina na linijah nevroblastoma SK-N-SH pride do indukcije fosforilacije AMPK, ki poveča absorpcijo glukoze in zavira sintezo beljakovin. Halkon ima tudi sposobnost zmanjšanja sposobnosti preživetja celic. Na celičnih linijah kolorektalnega raka HCT116, SW480 in DLD lonhokarpin zmanjša viabilnost celic za 20 μM. Študije kažejo, da ima lonhokarpin sposobnost zaviranja celic pljučnega raka H292 in vitro s kaspazo-3-inducirano celično smrtjo pred apoptozo. Poleg tega so opazili, da lonhokarpin zavira signalizacijo Wnt/-katenina in vivo v embrionalnih modelih Xenopus laevis. Injekcija kalkona v sočasno vbrizgan Wnt8-specifični receptorski model (SO1234) je povzročila 82-odstotno supresijo aktivacije gena signalnega receptorja Wnt/-katenin [213].

V študiji Chena in drugih rezultati analize 3D-QSAR kažejo na hidrofobne C-4, C-5, C-11, C-1/ in C -2 interakcija v lonhokarpinu. Ta interakcija poveča citotoksično zmogljivost te spojine, ki v modelu prispeva 23 odstotkov. Študije priklopa za lonhokarpin so dale enake rezultate kot hidrofobni model 3D-QSAR, s hidrofobno površino v C-4, C-5, C-11, C-1' , in C-2'regije lonkokarpina, ki medsebojno delujejo s kompleksom Bcl-2. Hidrofobna zanka proteina Bcl-2 tvori kompleks s peptidom BaxBH3, ki ga lahko prekinejo sintetične spojine navitoklaks ali lonhokarpin. To kaže, da je hidrofobna zanka članov družine Bcl-2 tarča za apoptozo, ki jo povzroči lonkokarpin na celicah H292 in s tem za aktivacijo kaspaze 3 [214].

Drugi naravni halkoni z lastnostmi proti raku so butein (tabeli S1 in S2, spojina 10), izolikviritigenin (tabeli S1 in S2, spojina 11), flavokawain (tabeli S1 in S2, spojina 12) in izobavačalkon (tabeli S1 in S2, spojina 13) [155].

Kliknite povezavo, da dobite 3. del:https://www.xjcistanche.com/news/part3-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54978140.html