无籽黑葡萄多酚在体外和体内通过靶向凋亡、肿瘤干细胞和增殖抑制肝细胞癌

文摘   2024-08-12 20:19   陕西  


Biomedicine & Pharmacotherapy》(Q1,IF=6.9)是一本专注于生物医学和药理学领域的国际期刊,发表高质量的研究论文。该期刊由Elsevier Masson SAS出版,采用开放获取模式,遵循CC BY许可协议。期刊内容涵盖药物发现、药物作用机制、药物代谢与动力学、药物毒性、生物标志物、疾病模型及治疗方法等多个方面,为生物医学和药理学领域的学者提供了重要的交流平台。



导读


  

  肝细胞癌(HCC)是全球最常见的肝癌类型,其治疗极具挑战性,常因晚期诊断和耐药性而疗效有限。当前研究聚焦于探索新的治疗策略,以应对HCC的复杂病理和不良预后。本文研究了一种潜在的抗癌疗法—无籽黑葡萄(Vitis vinifera, VV)多酚。这些多酚具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎和抗癌等。通过提取无籽黑葡萄的粗提物(VVCE)并分离出三种多酚组分(VVF1、VVF2和VVF3),研究人员在体外和体内实验中评估了这些组分对HCC的抑制效果。结果显示,VVCE及其组分显著诱导HCC细胞凋亡,并抑制了癌干细胞(CSCs)的增殖,显示出比传统化疗药物5-氟尿嘧啶(5-FU)更高的抗癌效率。特别是VVF1和VVF2组分,在动物模型中也表现出显著改善肝脏形态和功能的效果,为HCC治疗提供了新的希望



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1.制备的VV馏分的酚类成分








表A的结果显示了VVCE及其馏分VVF1、VVF2和VVF3的酚含量。结果表明,VVF1提取物的酚类物质和花青素含量最高,分别为60.65mg GA eq和2.5 mg Cy-3-glc eq/g。VVF1和VVF2的酚类化合物和类黄酮化合物HPLC分析记录在表B中。数据显示,VVF1富含苯甲酸、芦丁、槲皮素、白藜芦醇、丁香酸、绿原酸、杨梅素、山奈酚和香草酸,以及其他较低水平的酚类化合物。然而,vf2富含槲皮素、白藜芦醇、柚皮素和香豆酸。


2.VV组分对HepG2和Huh7细胞系抗癌作用的体外评价


 

本研究旨在体外评估不同VV(可能指某种植物或药物提取物)组分对肝癌细胞系HepG2和Huh7的抗癌效果。研究通过多个方面探讨了这些组分的抗癌机制。研究发现VV组分对HepG2和Huh7细胞有显著抗癌活性,导致细胞形态明显变化,如失去正常纺锤体形状、缩小并脱落。荧光染色显示VVCE、VVF等处理显著减少活细胞,增加凋亡细胞数量。VVCE和VVF1对Huh7诱导更多晚期凋亡,而VVF2、VVF3和5-FU诱导早期凋亡(上图A、B)。细胞凋亡的流式细胞术分析也显示,HepG2和Huh7细胞经所研究的VV组分处理后,大多以凋亡依赖性死亡而崩溃(下图A、B)。首先,通过细胞毒性实验发现,所有VV组分在两种细胞系中的EC100(安全浓度)和IC50(半数抑制浓度)均高于参考药物5-FU,但VVF1组分表现出最低的IC50值,表明其抗癌活性较高,而VVF3则毒性最低。进一步,通过形态学观察和荧光染色实验,发现VV组分能显著诱导HepG2和Huh7细胞凋亡,表现为细胞形态改变、收缩、变小及与邻近细胞脱离。荧光显微镜结果显示,VVCE、VVF1等组分处理后,晚期凋亡细胞(橙红色荧光)数量增加,而VVF3和5-FU则主要诱导早期凋亡(黄绿色荧光)。流式细胞术分析进一步证实了VV组分诱导的凋亡作用,其中VVF1在两种细胞系中均表现出最强的凋亡诱导能力,凋亡细胞比例超过60%。相比之下,VVF3诱导的凋亡细胞比例最低。此外,研究还探讨了VV组分对肝癌干细胞(CSCs)的选择性杀伤作用。结果显示,VVF1和VVCE能显著减少表达CD133表面标志物的CSCs比例,而VVF3和5-FU则效果不显著。最后,通过基因表达分析发现,VV组分能显著上调TP53(肿瘤抑制基因)的表达,下调BCL2(抗凋亡基因)和NF-кB(炎症相关基因)的表达,从而促进细胞凋亡。特别是VVCE和VVF1在调控这些基因表达方面表现出较强的活性。综上所述,本研究揭示了VV组分在体外对肝癌细胞系具有显著的抗癌效果,主要通过诱导细胞凋亡和选择性杀伤CSCs来实现,且VVF1组分表现出最强的抗癌活性。这些发现为VV作为潜在抗癌药物的开发提供了科学依据。


3.VVF1和VVF2对p- daba诱导小鼠肝癌的抗癌作用


  本研究探讨了VVF1和VVF2对小鼠肝癌(HCC)的抗癌效果,并与5-FU进行了比较。结果显示,VVF1和VVF2显著上调了肝组织中caspase-3/7和Nrf2的表达,优于5-FU。在组织学和血清学检查中,VVF1和VVF2改善了肝脏形态,减少了氧化应激,并恢复了肝功能参数。此外,VVF1和VVF2抑制了细胞增殖标志物Ki-67和凋亡抑制蛋白BCL2的表达,其中VVF1效果最佳。这些发现表明,VVF1和VVF2在体内对HCC具有显著的抗癌效果,且VVF1效果更优。

如图本研究发现VVF1和VVF2对肝细胞癌(HCC)相关基因有显著调控作用。两者均能下调凋亡抑制基因、癌症干细胞标志物及其信号通路基因、肿瘤微环境(TME)相关基因和转移相关基因的表达,同时上调凋亡促进基因。相比之下,5-FU在某些基因调控上效果较弱。VVF1和VVF2在多数基因调控上效果相近,但在特定基因(如GLI1、cMYC和TGFβ1)上存在差异。这些发现表明VVF1和VVF2具有潜在的抗癌作用



结果



  本研究表明,VV及其组分(VVF1、VVF2、VVF3)在体外对HepG2和Huh7肝癌细胞的抗癌效果优于化疗药物5-FU。这些组分在安全剂量内展现出强大的细胞毒性,并能有效清除CD133+细胞群,表明其抗肝癌干细胞活性。VVF1和VVF2在小鼠模型中通过抑制癌症干细胞特性,如持续增殖、抗药性、血管生成、侵袭和转移,显示出对HCC的抗癌作用。这些效果可能归因于其酚类成分及其协同作用,具有凋亡、抗氧化、抗炎、抗转移和抗缺氧等多种功能。VVF1在多数研究参数中表现出比VVF2更高的抗癌潜力。然而,本研究在分子对接结果的验证、与5-FU的协同作用、VVF1和VVF2的急性毒性和药代动力学分析等方面存在局限性,需在未来工作中进一步研究。








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