Genisteiinin kemopreventiiviset ja hepatosuojaavat vaikutukset oksidatiivisen stressin eston ja Versican/PDGF/PKC-signalointireitin kautta kokeellisesti aiheutetussa hepatosellulaarisessa karsinoomassa rotilla tioasetamidilla

Jos haluat lisätietoja, ota yhteyttätina.xiang@wecistanche.com

ABSTRAKTI

Tavoite: Genisteiini on tunnustettu isoflavoni, jota esiintyy soijapavuissa ja jolla on antioksidanttisia, anti-inflammatorisia, antiangiogeenisia ja kasvaimia estäviä vaikutuksia. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli testata kykyägenisteiiniversikaanin/verihiutaleperäisen kasvutekijän (PDGF) akselin moduloinnissa HCC:ssä.

menetelmätHCC indusoitiin kokeellisesti urospuolisissa Sprague-Dawley-rotissa, sitten niitä käsiteltiin 25 tai 75 mg/kg genisteiinillä. Genisteiinin antioksidanttiaktiivisuus arvioitiin mittaamalla Nrf2:n geeniekspressio ja malondialdehydin (MDA), superoksididismutaasin (SOD) ja pelkistyneen glutationin tasot maksassa. Versikaanin, PDGF:n, proteiinikinaasi C:n (PKC) ja ERK-1-proteiinin ilmentyminen arvioitiin Western blot -menetelmällä ja immunovärjäyksellä.

Tulokset: HCC indusoi oksidatiivisen stressin, PDGF:n, versikaanin, PKC:n ja ERK-proteiinin ilmentymistasojen nousua. Genisteiini vähensi merkittävästi HCC:n aiheuttamaa oksidatiivisen stressin lisääntymistä. Lisäksi genisteiini vähensi annoksesta riippuvaisesti HCC:n aiheuttamaa PDGF-, versikaan-, PKC- ja ERK-proteiinin ilmentymistasojen nousua. Lisäksi genisteiini auttoi säilyttämään normaalin hepatosyyttirakenteen ja vähentämään kuitukudoksen kertymistä, erityisesti suurilla annoksilla.

Johtopäätökset: Genistein vaikutti kasvainten vastaiseen toimintaan jaantioksidanttivaikutukset ja siksi tukahduttavat HCC:n kehittymistä estämällä PDGF/versikaanin kaksisuuntaista akselia, tukahduttaen sekä ERK1:tä että PKC:tä alavirran säätelijöinä. Siksi genisteiini on mahdollinen uusi terapeuttinen ehdokas HCC-potilaiden tulosten parantamiseksi.

Avainsanat: ERK; genisteiini; hepatosellulaarinen karsinooma; Nrf2; verihiutaleperäinen kasvutekijä; proteiinikinaasi C; versikaaninen

Napsauta saadaksesi lisätietoja

Johdanto

Hepatosellulaarinen karsinooma (HCC) on kirroosipotilaiden pääasiallinen kuolinsyy. HCC on viidenneksi yleisin maksasairaus, ja sille on ominaista huono ennuste, mikä on toiseksi yleisin syöpäkuolleisuuden syy [1]. HCC voi johtua altistumisesta useille tekijöille, mukaan lukien krooninen hepatiitti C tai hepatiitti B -virusinfektio, runsas alkoholinkäyttö ja diabetes [2]. HCC on tulehduksellinen sairaus, ja yli 90 prosentille HCC-potilaista kehittyy krooninen maksavaurio [3,4]. HCC:n ennuste on huono johtuen suuresta etäpesäkkeistä ja taudin uusiutumisesta [5]. HCC-invaasion taustalla olevat molekyylireitit ovat edelleen vaikeaselkoisia, mikä estää uusien terapeuttisten aineiden löytämisen. Useat potilaat menehtyvät HCC:hen tehokkaiden hoitojen puutteen vuoksi. Siksi on ratkaisevan tärkeää löytää tehokkaampia hoitostrategioita HCC-tulosten parantamiseksi.

Aiemmin on raportoitu, että verihiutaleperäisellä kasvutekijällä (PDGF) on proinflammatorisen kasvutekijäperheen jäsenenä tärkeä rooli versikaanin synteesin säätelyssä. Lisäksi PDGF lisää versikaanista mRNA:n ilmentymistä. PDGF:n ilmentymistasot korreloivat vahvasti HCC-asteen ja tunkeutumisen kanssa, mikä osoittaa PDGF:n tärkeän roolin HCC:n puhkeamisessa, etenemisessä, invaasiossa ja metastaaseissa [6]. Lisäksi proteiinikinaasi C:n (PKC) ilmentymistasot korreloivat voimakkaasti PDGF:n ilmentymistasojen kanssa; siksi PKC-estäjiä voidaan käyttää uusina syöpälääkkeinä [7]. Lisäksi ERK/PDGF-signalointireitti edistää HCC:n karsinogeneesiä, ja sitä pidetään sopivana ehdokkaana korkean riskin potilaiden havaitsemiseen syövän kivun hoidon kohteena [8-10].

Genisteinon soijapavun isoflavonituote, joka toimii angiogeneesin estäjänä ja kasviestrogeenina. Siinä on laaja valikoima tärkeitä ominaisuuksia, mukaan lukientulehdusta ehkäisevä, antioksidantti, antiproliferatiiviset ja antiangiogeeniset vaikutukset, jotka kaikki antavat genisteiinin kemopreventiivisen potentiaalin [11]. Lisäksi genisteiinin on raportoitu häiritsevän estrogeenireseptoreja eläimissä ja ihmisissä, tuottaen samanlaisia ​​vaikutuksia kuin estrogeeni [12] sekä vaikuttavan androgeenireseptoreihin [13]. Genisteiinin on myös todettu osoittavan antiviraalista aktiivisuutta rotavirusinfektiota vastaan ​​[14].

Genisteiinin on raportoitu olevan vähemmän haitallinen terveille soluille kuin HCC-solut indusoimalla G2/M-pysähdyksen ja apoptoosin [15]. Tietojemme mukaan ei kuitenkaan ole tehty aikaisempia tutkimuksia, joissa olisi tutkittu genisteiinin versikaanin/PDGF/PKC-signalointireitin estämisen vaikutusta HCC:ssä. Siksi tämän tutkimuksen tavoitteena oli arvioida genisteiinin kemopreventiivisiä ja hepatoprotektiivisia vaikutuksia HCC:ssä tutkimalla sen vaikutusta versikaanin/PDGF/PKC- ja ERK-signalointireitteihin. HCC:n induktioon rotilla käytettiin tioasetamidia [3,4,16,17].

Materiaalit ja menetelmät

Eläinkokeet. Yhteensä 50 neljän viikon ikäistä Sprague-Dawley-urosrottaa (paino, 180-200 g) käytettiin tässä tutkimuksessa. Mansouran yliopiston tutkimuseettisen komitean farmasian tiedekunta (Mansoura, Egypti; hyväksyntänumero 2020-181) hyväksyi kokeelliset protokollat ​​ja kaikki menettelyt. Rottia pidettiin 12 tunnin valo/12 tunnin pimeässä syklissä. Rotat jaettiin satunnaisesti viiteen ryhmään, joissa oli 10 eläintä ryhmää kohden. Eläimiä pidettiin 5 rottaa per häkki tutkimuksen alussa. Viisi ryhmää olivat seuraavat: (i) Kontrolliryhmä, rotille injektoitiin intraperitoneaalisesti (ip) PBS, 10 mM, pH 7,4; (i) genisteiinikäsitelty kontrolliryhmä, rotat saivat 75 mg/kg genisteiiniä (Sigma-Aldrich; Merck KGaA) päivittäin 16 viikon ajan oraalisella letkulla; (il)HCC-ryhmä, rotat saivat 200 mg/kg tioasetamidia (TAA; Tocris Bioscience), ip-injektoituna kahdesti viikossa 16 viikon ajan; (iv) HCC:tä käsitelty genisteiinillä, rotat saivat 25 mg/kg genisteiiniä suun kautta letkulla päivittäin 16 viikon ajan; ja (v) genisteiinillä käsitellyt HCC:t, rotat saivat 75 mg/kg genisteiiniä suun kautta letkulla päivittäin 16 viikon ajan. Ensimmäisestä päivästä alkaen kummankin HCC-ryhmän eläimille, joita hoidettiin genisteiinillä, injektoitiin 200 mg/kg TAA:ta ip, kahdesti viikossa 16 viikon ajan, yhdessä päivittäisen oraalisen genisteiinihoidon kanssa. Genisteiinin pitoisuudet ja antotapa valittiin niiden pitoisuuksien mukaan, joita on käytetty aiemmissa tutkimuksissa syövän hoitoon rotilla [18,19]. Lisäksi tehtiin esitutkimuksia valittujen annosten tehokkuuden varmistamiseksi syövän hoidossa.

Näytekokoelma.Verinäytteet (2 ml otettiin jokaisen rotan retro-orbitaalipunoksesta, joka oli nukutettu tiopentaalinatriumilla (40 mg/kg, ip) retro-orbitaalipunoksen puhkaisun kautta. Rottien verta sentrifugoitiin 3000 rpm 5 minuuttia ja seerumi säilytettiin tämän jälkeen -80C:ssa ennen maksan toimintaanalyysiä. Koko rotan maksat uutettiin, huuhdeltiin normaalilla suolaliuoksella ja leikattiin kahteen osaan. Yksi osa kiinnitettiin 10 % puskuroituun formaldehydiä morfologiseen ja histopatologiseen tutkimukseen. Toinen homogenoitiin 10--kertaisessa tilavuudessa 0,01 M natrium-kaliumfosfaattipuskuria, pH 7,4, ja säilytettiin -80C:ssa biokemiallista analyysiä varten.

Morfologinen analyysi. Formaliinikiinnitetyt maksanäytteet leikattiin 5-μm:n paloiksi ja värjättiin Massonin trikromi- ja Periodic acid Schiff(PAS)-väreillä. Osat koodattiin anonyymisti ja tutkittiin peitettynä digitaalikameraavusteisella tietokonejärjestelmällä (Nikon Corporation).

Immunohistokemia. Immunohistokemialliset analyysit suoritettiin käyttämällä {{0}um parafiinileikkeitä, joita inkuboitiin monoklonaalisten vasta-aineiden kanssa versikaanille, PDGF:lle, PKC:lle ja ERK:lle-1 (Abcam) 1:500 laimennoksessa 4 °C:ssa yön yli. Tämän jälkeen leikkeitä käsiteltiin sekundaarisilla vasta-aineilla (Abcam), jotka oli konjugoitu HRP:hen. Sitten lisättiin kromogeeniksi 2 % DAB:ta 50 mM Tris-puskurissa, pH 7,6. Objektilasit vastavärjättiin hematoksyliinillä ja tutkittiin peitettynä digitaalikameraavusteisella tietokonejärjestelmällä (Nikon Corporation) [20].

Maksaa suojaavien vaikutusten arviointi. Alaniiniaminotransferaasin (ALT), aspartaattiaminotransferaasin (AST, alkalinen fosfataasi, gamma-glutamyylitransferaasi (GGT) ja albumiinin (BioDiagnostic Co.) seerumiaktiivisuus kvantifioitiin spektrofotometrisesti hepatoprotektiivisten vaikutusten arvioimiseksi.

Antioksidanttiaktiivisuus. Maksakudoksen malondialdehydin (MDA), vetyperoksidin, superoksididismutaasin (SOD) ja pelkistyneen glutationin (GSH) tasot määritettiin käyttämällä kaupallisesti saatavia sarjoja, jotka ostettiin BioDiagnostic Co:lta.

EL/SA.a-fetoproteiinin (AFP) tasot analysoitiin käyttämällä kaupallisesti saatavia ELISA-pakkauksia (Wuhan USCN Business Co, Ltd.).

Kvantitatiivinen reaaliaikainen polymeraasiketjureaktio (RT-PCR). PCR-analyysi suoritettiin ryhmämme aiemmin kuvaamalla tavalla [4]. Nrf2:n sekvenssi: eteenpäin aluke 5'-GAGACGGCCATGACTGAT-3' ja käänteinen aluke, 5'-GTGAGGGGATCGATGAGTAA-3' ja GAPDH:lle eteenpäin suuntautuva aluke 5'-CCATCAACGACCCCTTCATT-3' ja käänteinen aluke 5'- CACGACATACTCAGCACCAGC-3'.

Western blottaus. PDGF:n, versikaanin, PKC:n ja ERK:n proteiinin ilmentymistasot maksanäytteissä määritettiin aiemmin kuvatulla tavalla [21]. Lyhyesti sanottuna kokonaisproteiinin määrä määritettiin käyttämällä proteiinimääritystä (Bio-Rad Laboratories, Inc.). Kokonaisproteiini erotettiin (20 ug/kaista) käyttämällä SDS-PAGE:ta ja siirrettiin sen jälkeen nitroselluloosakalvolle. Primääriset vasta-aineet (1:500) ostettiin Sigma-Aldrichilta (Merck KGaA) ja niitä inkuboitiin kalvojen kanssa 4 °C:ssa yön yli. Kalvot tutkittiin uudelleen 1:2000 --aktiinilla huoneenlämpötilassa (Sigma-Aldrich; Merck KGaA) PBST:ssä, joka sisälsi 5 prosenttia rasvatonta maitoa. Primaarisen inkubaation jälkeen kalvoja inkuboitiin HRP-konjugoitujen lampaiden anti-kanin sekundaaristen vasta-aineiden kanssa ( 1:5000). Proteiinijuovat visualisoitiin käyttämällä tehostettua kemiluminesenssia. Nämä tiedot ilmaistaan ​​suhteellisena optisena tiheytenä.

Tilastollinen analyysi. Tiedot ilmaistaan ​​keskiarvona ± SEM. Näytteen jakauman normaalia tutkittiin Kolmogorov-Smirnov-testillä. Rotan eloonjäämisen arvioimiseen käytettiin Kaplan-Meier-menetelmää. Ryhmien välisten erojen määrittämiseksi käytettiin yksisuuntaista ANOVA:ta, jota seurasi Bonferroni post hoc -testi. Tilastollinen analyysi suoritettiin käyttämällä SPSS-versiota 20 (IBM Corp.).P<0.05 was="" considered="" to="" indicate="" a="" statistically="" significant="">

Tulokset

Oraalisen genisteiinihoidon vaikutus HCC-indusoituunoksidatiivista stressiä. HCC-rottien maksan MDA- ja vetyperoksiditasot kasvoivat 2,51-kertaisesti ja 2{3}-kertaiset. Lisäksi HCC-rotilla havaittiin 57 prosentin, 60 prosentin ja 63 prosentin lasku maksan Nrf2-, GSH- ja SOD-tasoissa, vastaavasti, verrattuna kontrolliryhmään. Kuitenkin HCC-rottien hoito genisteiinillä johti annoksesta riippuvaiseen MDA- ja vetyperoksiditasojen laskuun sekä GSH-, SOD- ja Nrf2-tasojen annoksesta riippuvaiseen nousuun verrattuna HCC-ryhmään (kuva 1). Nämä tulokset osoittivat, että genisteiinillä voi olla antioksidanttisia vaikutuksia HCC-rotissa.

Genisteiinin vaikutus HCC:n aiheuttamaan kuolleisuuteen ja AFP:n nousuun. Maksakuvat HCC-rotista osoittivat lisääntynyttä kyhmyjen määrää verrokkiryhmään verrattuna. HCC-rottien hoito genisteiinillä johtaa annoksesta riippuvaiseen kyhmyjen määrän vähenemiseen rottien maksassa (kuva 2). Lisäksi HCC-rottien hoito 25 mg/kg genisteiinillä nosti rotan eloonjäämisastetta 30 prosentista vuonna HCC - konserni 50 prosenttiin . Lisäksi HCC-rotilla, joita käsiteltiin 75 mg/kg genisteiinillä, oli 90 prosentin lisääntynyt eloonjäämisaste. Kokeen lopussa kontrollirotilla ja kontrollirotilla, joita hoidettiin genisteiinillä 75 mg/kg, eloonjääminen oli 100 prosenttia. Rotan eloonjäämiseen liittyi myös AFP-seerumitasojen merkittävä lasku verrokkiryhmään verrattuna (kuvio 3). Nämä tulokset osoittivat siksi, että genisteiini voi tuottaa terapeuttisia vaikutuksia HCC:tä vastaan ​​vähentämällä kuolleisuutta ja AFP-seerumin tasoja.

Genisteiinin vaikutus maksan toimintakokeisiin. Kuten kuviossa 4 osoitetaan, ALT-, AST-, alkalinen fosfataasi- ja GGT- seerumipitoisuudet olivat merkittävästi kohonneet HCC-ryhmässä, kun taas seerumin albumiinitasot laskivat merkittävästi. HCC-rottien hoito genisteiinillä johti ALT-, AST-, alkalisen fosfataasi- ja GGT- seerumipitoisuuksien merkittävään laskuun ja kohonneisiin seerumin albumiinitasoihin verrattuna HCC-ryhmään, erityisesti ryhmässä, jota hoidettiin 75 mg/kg genisteiinillä. Nämä tulokset viittasivat genisteiinin tuottamiin hepatoprotektiivisiin vaikutuksiin HCC-rottia vastaan.

Genisteiinin vaikutus HCC:n aiheuttamiin morfologisiin muutoksiin. Massonin trikromilla värjättyjen kontrolliryhmien rotan maksanäytteiden tutkiminen paljasti fibroosin puuttumisen. Maksakudoksesta otetut kuvat HCC-ryhmässä osoittivat kuitenkin erittäin värjäytyneitä kuituisia väliseiniä verrattuna kontrolliryhmään. HCC-rottien hoitaminen genisteiinillä vähensi kuitukudoksen kertymistä, erityisesti 75 mg/kg genisteiinihoidon jälkeen (kuvio 5). Lisäksi, kuten kuviossa 6 esitetään, PAS:lla värjätyillä näytteillä oli normaali ulkonäkö kontrolliryhmissä. PAS-värjäys väheni HCC-ryhmässä kontrolliryhmään verrattuna ja lisääntyi merkittävästi genisteiinillä käsitellyissä HCC-rotissa. Siksi nämä tulokset viittasivat siihen, että genisteiini voi parantaa hepatosyyttien rakennetta.

Genisteiinin vaikutus HCC:n aiheuttamaan PDGF-proteiinin ilmentymistason nousuun maksakudoksessa. HCC-rotat paljastivat merkittävän nousun PDGF-proteiinin ilmentymistasoissa verrattuna kontrolliryhmiin. Genisteiinin oraalinen antaminen johti kuitenkin PDGF-proteiinin ilmentymistasojen merkittävään laskuun annoksesta riippuvalla tavalla. Lisäksi HCC-ryhmän maksaleikkeet osoittivat merkittävää kasvua anti-PDGF-vasta-aineilla värjäytyneillä alueilla verrattuna kontrolliryhmään. Kuitenkin HCC-rottien käsittely suuremmalla genisteiiniannoksella vähensi merkittävästi positiivisesti värjäytyneitä alueita verrattuna HCC:hen ja oli samanlainen kuin normaalissa kontrolliryhmässä (kuvio 7). Siksi genisteiini esti HCC-indusoidun PDGF:n ilmentymisen vaikuttamatta kontrolliryhmään.

Genisteiinin vaikutus HCC:n aiheuttamaan versikaanisen proteiinin ilmentymistasoon kasvaa. TAA-injektio johti merkittävään nousuun versikaanisen proteiinin ilmentymistasoissa verrattuna kontrolliryhmiin. Kuitenkin HCC-rottien hoito genisteiinillä johti versikaanisen proteiinin ilmentymistasojen laskuun annoksesta riippuvaisella tavalla. Lisäksi HCC-ryhmän maksaleikkeissä oli merkittävä lisäys versikaanin vastaisilla vasta-aineilla värjäytyneillä alueilla. Kuitenkin hoito genisteiinillä vähensi merkittävästi positiivisesti värjäytyneitä alueita tasoille, jotka olivat samankaltaisia ​​kuin normaalilla kontrolliryhmällä rotilla, joita hoidettiin suuremmalla annoksella genisteiiniä (kuvio 8).

Genisteiinin vaikutus HCC:n aiheuttamaan PKC-proteiinin ilmentymistasoon kasvaa. HCC-rotat osoittivat merkittävää nousua PKC-proteiinin ilmentymistasoissa verrattuna kontrolliryhmiin. Anti-PKC-vasta-aineella värjätyt maksaleikkeet paljastivat lisääntyneen värjäytymisalueen HCC-ryhmässä verrokkiryhmiin verrattuna. Kuitenkin HCC-ryhmän käsitteleminen genisteiinillä johti PKC-proteiinin ilmentymistasoon annoksesta riippuvaisella tavalla. PKC-proteiinin ilmentymistasot ryhmässä, jota käsiteltiin 75 mg/kg genisteiinillä, olivat samanlaiset kuin kontrolliryhmän (kuvio 9).

Genisteiinin vaikutus HCC-indusoituun ERK{1}}-proteiinin ilmentymistasoon kasvaa. HCC-ryhmä osoitti merkittävää nousua ERK-1-proteiinin ilmentymistasoissa verrattuna kontrolliryhmiin. Lisäksi HCC-rottien maksaosissa anti-ERK-1-vasta-aineilla värjäytyneet alueet lisääntyivät kontrolliryhmiin verrattuna. HCC-ryhmän hoitaminen genisteiinillä johti kuitenkin ERK-1-proteiinin ilmentymistasojen laskuun annoksesta riippuvaisella tavalla. ERK-1-proteiinin ilmentymistasot ryhmässä, jota käsiteltiin 75 mg/kg genisteiinillä, olivat samanlaiset kuin kontrolliryhmän (kuvio 10).

Keskustelu

HCC:tä pidetään ensisijaisena maksan pahanlaatuisena kasvaimena, ja se on johtava syöpäkuolleisuuden syy maailmanlaajuisesti [22]. HCC on erittäin vastustuskykyinen sädehoidolle ja kirurgiselle resektioablaatiohoidolle [23]. Maksan mikroympäristö koostuu useista komponenteista, mukaan lukien solunulkoinen matriisi (ECM), immuunisolut, Kupffer-solut, endoteelisolut, fibroblastit, sytokiinit ja erilaiset kasvutekijät, mikä tekee maksan karsinogeenisen kudoksen mikroympäristön alttiiksi uusiutumiselle ja de novo HCC-kasvaimet [24]. Syöpää aiheuttavassa kudosmikroympäristössä proteoglykaanien ilmentyminen muuttuu merkittävästi, ja siksi proteoglykaaneja voidaan pitää houkuttelevina terapeuttisina kohteina HCC:ssä [6]. Tässä tutkimuksessa HCC lisäsi merkittävästi versikaanisten proteiinien ilmentymistasoja, mikä voi johtaa muutoksiin kasvainsolujen eloonjäämisessä, angiogeneesissä ja etäpesäkkeissä ja edistää kasvaimen etenemistä [25]. Versikaanin kohdistaminen, yksi kasvaimen mikroympäristön proteoglykaaneista, voi tarjota uudenlaisen terapeuttisen lähestymistavan syöpään. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia PDGF-moduloidun versikaanin ilmentymisen estämisen vaikutusta HCC:n patogeenisuuteen in vivo.

Kuluneen vuosikymmenen aikana on ollut kasvava kiinnostus luonnollisista lähteistä saatavia mahdollisia syöpää ehkäiseviä aineita kohtaan [20]. Genisteiini soija-isoflavonina on kiinnittänyt huomiota sen mahdollisten hyödyllisten vaikutusten vuoksi rappeuttaviin sairauksiin, mukaan lukien syöpä. Tutkimus on raportoinut, että genisteiini voi kohdistaa lukuisia kriittisiä molekyylikohteita. Nämä tutkimukset ovat myös osoittaneet, että genisteiinillä on myös proapoptoottisia, solusykliä pysäyttäviä, antiangiogeenisiä, antimetastaattisia, antiproliferatiivisia ja anti-inflammatorisia ominaisuuksia [11]. Genisteiiniä pidetään kuitenkin maksasyövän suppressorina in vitro [26]. Äskettäin on osoitettu, että genisteiinin kemoprotektiivinen vaikutus voidaan katsoa johtuvan sen apoptoottisista ja anti-inflammatorisista vaikutuksista AMP-aktivoituun proteiinikinaasiin liittyvien mekanismien kautta [27]. tuumorin muodostumiseen, proliferaatioon, invaasioon, migraatioon ja etäpesäkkeisiin liittyvät reitit, ja siksi niitä on tutkittu intensiivisesti uusien syövän hoitoon tarkoitettujen lääkkeiden tunnistamiseksi [37].

Tietojemme mukaan tämä tutkimus on ensimmäinen, joka paljastaa genisteiinin uuden ja lupaavan kemopreventiivisen mekanismin HCC:ssä in vivo. Tämän tutkimuksen tulokset viittasivat siihen, että genisteiini reseptorityrosiinikinaasin salpaajana ei vaikuta vain kasvainsoluihin, vaan myös CAF:eihin kasvaimen mikroympäristössä. Genisteiinin osoitettiin heikentävän PDGF:n vapautumista, mikä puolestaan ​​alensi versikaanisen proteiinin ilmentymistasoja, mikä on saattanut johtaa PDGF:n vähentyneeseen vapautumiseen CAF:ista. Siksi PDGF/versikaanin positiivista palautesilmukkaa voidaan pitää lupaavana kohteena torjuttaessa HCC:n kehittymistä, invaasiota ja angiogeneesiä sekä voittamalla tuumorihoitoresistenssi.

On myös raportoitu, että Ras/Raf/MEK/ERK-signalointiverkolla on merkittävä rooli HCC:n etenemisessä [38]. Tietojemme mukaan tämä tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että genisteiinin antaminen saavutti annoksesta riippuvan ERK1:n, MAPK-signalointireitin komponentin, ja PKC-proteiinin ilmentymistasojen alenemisen sekä merkittävän laskun PDGF:ssä. ja versikaanisen proteiinin ilmentymistasot verrattuna HCC-ryhmään. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että EGF:n, PDGF:n ja VEGF:n yli-ilmentyminen ylävirran kasvutekijöinä yhdessä RTK:n kanssa aktivoi Ras/Raf/MEK/ERK-signalointiverkon HCC:ssä. Lisäksi on paljastunut, että ERK-aktivaatio edistää myös EGFR-ligandien ilmentymistä edistäen kasvaimen kasvulle kriittistä autokriinistä kasvusilmukkaa [39]. Edellisessä tutkimuksessa todettiin myös, että versikaanilla on EGF:n kaltaisia ​​aiheita [35]. Siksi voidaan olettaa, että sekä PDGF että versikaan voivat aktivoida ERK1:n MAPK-signalointireitin ja PKC:n alavirran säätelijänä. Nämä signalointireitit ovat osallisena syövän etenemisessä, koska ne indusoivat useita solutapahtumia, mukaan lukien proliferaatio, erilaistuminen, solujen migraatio ja solujen eloonjääminen.

PKC-isotsyymit sijaitsevat useiden signalointireittien risteyksessä, jotka liittyvät proliferaatioon, migraatioon, invaasioon, kasvainten muodostumiseen ja etäpesäkkeisiin, ja siksi niitä on tutkittu intensiivisesti uusien syövän hoitomuotojen tunnistamiseksi [40]. Esimerkiksi PKC-isotsyymit stimuloivat Ras/Raf/MEK/ERK-signalointireittiä, jolla on ratkaiseva rooli syöpäsolujen selviytymisessä ja lisääntymisessä [41].

Signalointi PDGF-reseptorien kautta kasvainsoluissa on tiukasti säädeltyä ja kontrolloitua. Tietyt tutkimukset ovat ehdottaneet, että on olemassa kaksi päämekanismia, jotka johtavat PDGF:n alavirran signalointireittien vahvistumiseen kasvainsoluissa. Ensinnäkin PDGF-stimuloidut solut tuottavat reaktiivisia happilajeja (ROS), jotka reagoivat kysteiinitähteiden kanssa tyrosiinifosfataasien aktiivisissa kohdissa, mikä johtaa niiden estoon. Toiseksi MAP-kinaasifosfataasi 3:n hajoaminen ubikvitinaatioprosessin seurauksena on vastuussa ERK:n defosforylaatiosta ja inaktivaatiosta, mikä johtaa kasvaimen lisääntymiseen ja etenemiseen [33]. Nämä tulokset tukevat myös tämän tutkimuksen tietoja, jotka osoittivat, että HCC-ryhmä osoitti merkittävää noususäätelyä PDGF-proteiinin ilmentymistasoissa, johon liittyi merkittävä maksan MDA-tasojen nousu. Lisäksi Western blot -tulokset osoittivat merkittävän ERK1-proteiinin ilmentymistasojen lisääntymisen.

Signalointireitit, jotka liittyvät PDGF-välitteiseen lisääntymiseen ja PDGF-hoitoihin, ovat johtaneet versikaanisen ydinproteiinisynteesin lisääntymiseen. PDGF:n vaikutukset versikaaniseen mRNA:han estävät joko PKC- tai ERK-signalointireittien esto. PDGF:n vaikutus voidaan kuitenkin estää PKC:n estämisellä, mutta ei ERK:n estämisellä [42]. Sekä PKC- että ERK-aktivaatio tarvitaan versikaanisen mRNA-ydinproteiinin ilmentymiseen. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että erilaiset signalointireitit ohjaavat PDGF-stimuloidun versikaanisen biosynteesin eri näkökohtia [43].

Oksidatiivisen stressin aikana ROS-yhdisteitä tuotetaan jatkuvasti ja niillä on haitallisia vaikutuksia kaikkiin kehon soluihin. On raportoitu, että oksidatiivisella stressillä on keskeinen rooli kroonisen maksasairauden ja hepatokarsinogeneesin etenemisessä [44]. Tämä tutkimus osoitti, että oraalinen genisteiinin antaminen johti annoksesta riippuvaiseen antioksidanttiaktiivisuuteen, mikä heijastuu maksan Nrf2-, GSH- ja SOD-tasojen merkittävänä nousuna ja merkittävänä MDA-tasojen suppressiona. Genisteiinin on raportoitu tuottavan antioksidanttiaktiivisuutta eturauhassyöpäsoluissa in vitro indusoimalla antioksidanttientsyymien, kuten katalaasin ja superoksididismutaasin, ilmentymistä, jotka yhdessä johtavat merkittävään ROS-tasojen laskuun [45].

Tämä tutkimus osoitti myös, että genisteiini, erityisesti annoksella 75 mg/kg, palautti seerumin GPT-, alkalisen fosfataasin ja albumiinin tasot normaalin kontrolliryhmän tasolle. Lisäksi genisteiinikäsiteltyjen ryhmien maksanäytteissä havaittiin vähentynyt kuitukudos ja kollageenikertymä verrattuna HCC-ryhmään. Genisteiinin on osoitettu sisältävän hepatoprotektiivisia vaikutuksia alkoholittomassa rasvamaksasairauksissa [46]. Lisäksi tässä tutkimuksessa genisteiinin osoitettiin alentavan merkittävästi AFP-tasoja ja siten merkittävästi lisännyt rottien eloonjäämisastetta jopa 90 prosenttiin.

Yhteenvetona voidaan todeta, että genisteiini osoitti kasvainten vastaista aktiivisuutta, jota ei voitu lukea pelkästään sen antioksidanttiaktiivisuudesta, vaan myös sen versikaanin, PDGF:n, PKC:n ja ERK:n ilmentymisen estämisestä. Genisteiini voisi myös olla mahdollinen terapeuttinen ehdokas, joka parantaa HCC-potilaiden tuloksia.

Viitteet

[1] Foglia B, Parola M. FACT-kompleksista ja oksidatiivisesta stressivasteesta: KEAP1/NRF2--riippuvainen uusi mekanismi, joka ylläpitää hepatosellulaarisen karsinooman etenemistä. Gut. 2020;69(2):195–196.

[2] McGlynn KA, Petrick JL, El-Serag HB. Hepatosellulaarisen karsinooman epidemiologia. Hepatologia. 2020;73 (Lisäosa 1):4–13.

[3] El-Far YM, Khodir AE, Noor AO, et ai. Natriumaskorbaatin selektiivinen sytotoksinen aktiivisuus ja suojaavat vaikutukset hepatosellulaarista karsinoomaa vastaan ​​sen vaikutuksen kautta oksidatiiviseen stressiin ja apoptoosiin in vivo ja in vitro. Redox Rep. 2020;25(1):17–25.

[4] El-Far YM, Khodir AE, Emarah ZA, et ai. Fukoidaani parantaa rotilla indusoitua hepatosellulaarista karsinoomaa: vaikutus miR143:een ja tulehdukseen. Nutr Syöpä. 2020; 28:1–13.

[5] Flynn MJ, Sayed AA, Sharma R, et ai. Haasteet ja mahdollisuudet maksasolukarsinooman immuunitarkastuspisteestäjien kliinisen kehityksen yhteydessä. Hepatologia. 2019;69(5):2258–2270.

[6] Tanaka Y, Tateishi R, Koike K. Proteoglykaanit ovat houkuttelevia biomarkkereita ja terapeuttisia kohteita hepatosellulaarisessa karsinoomassa. Int J Mol Sei. 2018;19(10):3070.

[7] Goekjian PG, Jirousek MR. Proteiinikinaasi C:n estäjät uusina syöpälääkkeinä. Asiantuntija Opin Investig Drugs. 2001;10(12):2117–2140.

[8] Schmitz KJ, Wohlschlaeger J, Lang H, et ai. ERK- ja AKT-signalointireitin aktivoituminen ennustaa hepatosellulaarisen karsinooman huonoa ennustetta ja ERK-aktivaatio syöpäkudoksessa liittyy hepatiitti C -virusinfektioon. J Hepatol. 2008;48(1):83–90. doi:10. 1016/j.jhep.2007.08.018.

[9] Kim ST, Hong JY, Park SH, et ai. Ensimmäinen ihmisen vaiheen I koe hepatosyyttikasvutekijävasta-aineesta (YYB101) refraktorisilla kiinteillä kasvainpotilailla. Ther Adv Med Oncol. 2020;12:1758835920926796. doi: 10.1177/1758835920926796.

[10] Wu XP, Yang YP, She RX, et ai. microRNA-329 vähentää luusyöpäkipua LPAR1--riippuvaisen LPAR1/ERK-signaalin välitysreitin kautta hiirillä. Ther Adv Med Oncol. 2019;11:1758835919875319.