İnsan Meme Adenokarsinom ve Tamoksifen Nöroblastom Hücreleri 7-deoxypancratistatin bir Roman Sentetik C-1 Analog tarafından Apoptotik ve Otofajik İndüksiyon Geliştirilmesi
Summary
Biz yerli pancratistatin olarak karşılaştırılabilir anti-kanser aktivitesi ile pancratistatin bir roman analog sentezledik; ilginci, tamoksifen ile kombinatoriyel tedavi noncancerous fibroblastlar üzerinde minimal etkisi ile hedef mitokondriyal tarafından apoptotik ve otofajik indüksiyon köklü bir iyileştirme sağlamıştır. Böylece, tamoksifen ile kombinasyon halinde JCTH-4 güvenli bir anti-kanser terapisi sağlayabilir.
Abstract
Göğüs kanseri, Kuzey Amerika'da kadınlar arasında yaygın kanserler biridir. Iyonizan radyasyon dahil olmak üzere birçok güncel anti-kanser tedavileri, DNA hasarı ile apoptoza yol. Ne yazık ki, bu tür tedavi kanser hücrelerine non-selektif ve normal hücrelerde benzer bir toksisite üretirler. Biz doğal bileşik pancratistatin (PST) tarafından kanser hücrelerinde apoptoz seçici indüksiyon bildirdin. Son zamanlarda, yeni bir PST analoğu, 7-deoxypancratistatin (JCTH-4) ve bir C-1 asetoksimetil türevi de novo sentezi tarafından üretilen ve bazı kanser hücresi hatlarında karşılaştırılabilir seçici apoptosis teşvik edici aktivite sergileyen edildi. Son zamanlarda, otofaji kemoterapiye yanıt yanlısı hayatta kalma ve pro-ölüm mekanizmaları hem olarak malignitelerde ortaya konmuştur. Tamoksifen (TAM) değişmez sayısız kanser yanlısı yaşam otofaji indüksiyonu göstermiştir. Bu çalışmada, tek başına Tam ile kombinasyon halinde JCTH-4 etkinliğini insan göğüs rak gerçekleştirildi hücre ölümü indüklemek içinr (MCF7) ve nöroblastom (SH-SY5Y) hücreleri değerlendirildi. Yalnız JCTH-4 otofaji bazı indüksiyon ile apoptozisi önemli indüksiyon neden ise yalnız TAM otofaji uyarılan, ancak önemsiz hücre ölümü. İlginçtir, kombinatoriyel tedavi apoptotik ve otofajik indüksiyon köklü bir artış sağlamıştır. Biz time-lapse mikroskopi kullanılarak kombinatoryal tedavi ile TAM bağlı otofaji geçiren MCF7 hücrelerinde zamana bağlı morfolojik değişiklikler, JCTH-4-apopitozu ve otofaji, ve hızlandırılmış hücre ölümü izlenir. Biz bu kanser hücrelerinde mitokondriyal hedefleme apoptoz / otofaji ikna etmek için bu bileşiklerin göstermiştir. Önemlisi, bu tedaviler kanserli olmayan insan fibroblast hayatta etkilemedi. Böylece, bu sonuçlar JCTH-4 Tam ile kombinasyon halinde meme kanseri ve nöroblastoma hücrelerine karşı güvenilir ve çok kuvvetli bir anti-kanser tedavisi olarak kullanılan kalabileceğini göstermiştir.
Protocol
Discussion
PST ve benzer bileşikler, anti-kanser özelliği 11-15,21 sahip olduğu gösterilmiştir. Biz daha önce böylece apoptogenic faktörler 12,14 salınımı ile apoptozis kanser hücreleri, seçici mitokondri istikrarsızlaştırmak için doğal PST bildirdin. Bu büyük olasılıkla aynı mekanizma yoluyla JCTH-4 eylemleri; JCTH-4 (TMRM boyama (Şekil 5a) ile birlikte görülen, ve SH-SY5Y hücreler izole edilen mitokondri ROS üretimi arttıkça MCF7 hücrelerinde MMP çökmesine …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Columbus Bölüm 9671 (Windsor, Ontario), ve bir CIHR Frederick Banting ve Dennis Ma verilen Charles Best Kanada Yüksek Lisans Bursu Şövalyeleri tarafından desteklenmiştir. Time-lapse mikroskobu ile yardım için Robert Hodge ve Elizabeth Fidalgo da Silva için teşekkür ederiz. Hızlandırılmış mikroskopi düzenleme için videoları Katie Facecchia için teşekkür ederiz. Biz de bu yazının eleştiri için Sudipa Haziran Chatterjee ve Phillip Tremblay teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma 2010 yılında kansere karşı verdiği savaşı kaybetti Kevin Couvillon anısına adanmıştır.
Materials
| Material Name | Company | Catalogue number |
| SH-SY5Y cell line | ATCC | CRL-2266 |
| Dulbecco’s Modified Eagles Medium F-12 HAM | Sigma-Aldrich | 51448C |
| Fetal bovine serum | Gibco BRL | 16000-044 |
| MCF7 cell line | ATCC | HTB-22 |
| RPMI-1640 medium | Sigma-Aldrich | R 0883 |
| Apparently normal human fetal fibroblast cell line (NFF) | Coriell Institute for Medical Research | AG04431B |
| Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium, High Glucose medium | Thermo Scientific | SH30022.01 |
| Tamoxifen citrate salt | Sigma-Aldrich | T9262 |
| 35 mm glass bottom culture dishes | MatTek | P35G-014-C |
| Leica DMI6000 B inverted microscope | Leica Microsystems | N/A |
| Hoechst 33342 dye | Molecular Probes | H3570 |
| Leica DM IRB inverted fluorescence microscope | Leica Microsystems | N/A |
| Annexin V AlexaFluor-488 | Invitrogen | A13201 |
| Trypan Blue solution | Sigma-Aldrich | T8154-20ML |
| Haemocytometer | Fisher Scientific | 267110 |
| WST-1 reagent | Roche Applied Science | 11644807001 |
| Wallac Victor3 1420 Multilabel Counter | PerkinElmer | 1420-011 |
| Tetramethylrhodamine methyl ester (TMRM) | Gibco BRL | T-668 |
| Glass tissue grinder | Fisher Scientific | K8885300-0002 |
| BioRad protein assay | Bio-Rad Laboratories | 500-0001Bottom of Form |
| Amplex Red | Invitrogen | A12222 |
| Horseradish peroxidase (HRP) | Sigma-Aldrich | P8125 |
| SpectraMax Gemini XPS | Molecular Devices | 3126666 |
| Anti-LC3 antibody raised in rabbit | Novus Biologicals | NB100-2220 |
| Anti-mouse HRP-conjugated secondary antibody | Abcam | ab6728 |
| Anti-rabbit HRP-conjugated secondary antibody | Abcam | ab6802 |
| Chemiluminescence peroxidase substrate | Sigma-Aldrich | CPS160 |
| Monodansylcadaverine | Sigma-Aldrich | 30432 |
References
- Earnshaw, W. C. Apoptosis. A cellular poison cupboard. Nature. 397, 387-389 (1999).
- Kroemer, G., Mariño, G., Levine, B. Autophagy and the integrated stress response. Mol. Cell. 40, 280-293 (2010).
- Dalby, K. N., Tekedereli, I., Lopez-Berestein, G., Ozpolat, B. Targeting the prodeath and prosurvival functions of autophagy as novel therapeutic strategies in cancer. Autophagy. 6, 322-329 (2010).
- Hanahan, D., Weinberg, R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 144, 646-674 (2011).
- Fearon, E. R. Human Cancer Syndromes: Clues to the Origin and Nature of Cancer. Science. 278, 1043-1050 (1997).
- Tsokos, M., Scarpa, S., Ross, R. A., Triche, T. J. Differentiation of human neuroblastoma recapitulates neural crest development. Study of morphology, neurotransmitter enzymes, and extracellular matrix proteins. The American Journal of Pathology. 128, 484-496 (1987).
- Schwab, M., Westermann, F., Hero, B., Berthold, F. Neuroblastoma: biology and molecular and chromosomal pathology. Lancet Oncol. 4, 472-480 (2003).
- Jemal, A., Siegel, R., Ward, E., Hao, Y., Xu, J., Thun, M. J. Cancer statistics, 2009. CA Cancer J. Clin. 59, 225-249 (2009).
- Howell, A. The endocrine prevention of breast cancer. Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 22, 615-623 (2008).
- Moreira, P., Custodio, J., Morena, A., Oliveira, C., Santos, M. Tamoxifen and estradiol interact with the flavin mononucleotide site of complex I leading to mitochondrial failure. J. Biol. Chem. 281, 10143-10152 (2006).
- Kekre, N., Griffin, C., McNulty, J., Pandey, S. Pancratistatin causes early activation of caspase-3 and the flipping of phosphatidyl serine followed by rapid apoptosis specifically in human lymphoma cells. Cancer Chemother. Pharmacol. 56, 29-38 (2005).
- McLachlan, A., Kekre, N., McNulty, J., Pandey, S. Pancratistatin: a natural anti-cancer compound that targets mitochondria specifically in cancer cells to induce apoptosis. Apoptosis. 10, 619-630 (2005).
- Griffin, C., Hamm, C., McNulty, J., Pandey, S. Pancratistatin induces apoptosis in clinical leukemia samples with minimal effect on noncancerous peripheral blood mononuclear cells. Cancer Cell Int. 10, 6 (2010).
- Griffin, C., Karnik, A., McNulty, J., Pandey, S. Pancratistatin selectively targets cancer cell mitochondria and reduces growth of human colon tumor xenografts. Molecular Cancer Therapeutics. 10, 57-68 (2011).
- Griffin, C., McNulty, J., Pandey, S. Pancratistatin induces apoptosis and autophagy in metastatic prostate cancer cells. Int. J. Oncol. 38, 1549-1556 (2011).
- Collins, J., Rinner, U., Moser, M., Hudlicky, T., Ghiviriga, I., Romero, A. E., Kornienko, A., Ma, D., Griffin, C., Pandey, S. Chemoenzymatic synthesis of Amaryllidaceae constituents and biological evaluation of their C-1 analogues. The next generation synthesis of 7-deoxypancratistatin and trans-dihydrolycoricidine. J. Org. Chem. 75, 3069-3084 (2010).
- Zhang, G., Gurtu, V., Kain, S. R., Yan, G. Early detection of apoptosis using a fluorescent conjugate of annexin V. Biotechniques. 23, 525-531 (1997).
- Madesh, M., Hajnóczky, G. VDAC-dependent permeabilization of the outer mitochondrial membrane by superoxide induces rapid and massive cytochrome c release. J. Cell Biol. 155, 1003-1015 (2001).
- Simon, H. U., Haj-Yehia, A., Levi-Schaffer, F. Role of reactive oxygen species (ROS) in apoptosis induction. Apoptosis. 5, 415-418 (2000).
- Batandier, C., Leverve, X., Fontaine, E. Opening of the mitochondrial permeability transition pore induces reactive oxygen species production at the level of the respiratory chain complex I. J Biol Chem. 279, 17197-17204 (2004).
- Lefranc, F., Sauvage, S., Goietsenoven, G. V. a. n., Mégalizzi, V., Lamoral-Theys, D., Debeir, O., Spiegl-Kreinecker, S., Berger, W., Mathieu, V., Decaestecker, C., Kiss, R. Narciclasine, a plant growth modulator, activates Rho and stress fibers in glioblastoma cells. Mol. Cancer Ther. 8, 1739-1750 (2009).
- Warburg, O. On the origin of cancer cells. Science. 123, 309-314 (1956).
- Heerdt, B. G., Houston, M. A., Augenlicht, L. H. Growth properties of colonic tumor cells are a function of the intrinsic mitochondrial membrane potential. Cancer Res. 66, 1591-1596 (2006).
- Green, D. R., Kroemer, G. The pathophysiology of mitochondrial cell death. Science. 305, 626-629 (2004).
- Casellas, P., Galiegue, S., Basile, A. S. Peripheral benzodiazepine receptors and mitochondrial function. Neurochem. Int. 40, 475-486 (2002).
- Mathupala, S. P., Rempel, A., Pedersen, P. L. Aberrant glycolytic metabolism of cancer cells: a remarkable coordination of genetic, transcriptional, post-translational, and mutational events that lead to a critical role for type II hexokinase. J. Bioenerg. Biomembr. 29, 339-343 (1997).
