Протипухлинна активність нового білка, отриманого з гречаної крупи татарської

Сяона Го

1 Державна ключова лабораторія харчових наук і технологій, Університет Цзяньнань, 1800 Ліху-Роуд, Усі-214122, Цзянсу, Китай; Електронні листи: moc.liamtoh@8791xkz (K.Z.); moc.liamtoh@3001iuh (H.Z.); nc.ude.nangnaij@oayyh (H.Y.)

2 Школа харчових наук та технологій, Університет Цзяннан, 1800 Lihu Road, Wuxi 214122, Цзянсу, Китай

Кексуе Чжу

1 Державна ключова лабораторія харчових наук та технологій, Університет Цзяньнань, 1800 Ліху-Роуд, Усі-214122, Цзянсу, Китай; Електронні листи: moc.liamtoh@8791xkz (K.Z.); moc.liamtoh@3001iuh (H.Z.); nc.ude.nangnaij@oayyh (H.Y.)

2 Школа харчових наук та технологій, Університет Цзяннан, 1800 Lihu Road, Wuxi 214122, Цзянсу, Китай

Хуей Чжан

2 Школа харчових наук та технологій, Університет Цзяннан, 1800 Ліху-Роуд, Усі 214122, Цзянсу, Китай

Хуейюань Яо

2 Школа харчових наук та технологій, Університет Цзяннан, 1800 Ліху-Роуд, Усі 214122, Цзянсу, Китай

Анотація

TBWSP31 - це новий протипухлинний білок, який був виділений з водорозчинних екстрактів гречаної крупи. Метою даної роботи було дослідити антипроліферативні ефекти TBWSP31 на клітини Bcap37 раку молочної залози та дослідити його можливий механізм. Після обробки клітин Bcap37 TBWSP31 типові апоптотичні морфологічні зміни спостерігали за допомогою інвертованої мікроскопії та скануючої електронної мікроскопії (SEM), такі як відшарування від культуральної пластинки, зміна до округлої форми, усадка клітин, відсутність явних мікроворсинок, плазматична мембрана подрібнення та формування апоптотичних тіл. Аналіз клітинного циклу показав, що лікування TBWSP31 призводило до зупинки G0/G1 і перешкоджало зростанню клітин від фази G0/G1 до фази S, яка була найбільш помітною через 48 годин. Експресія bcl-2 та Fas була виявлена кількісно за допомогою FCM, який показав, що індукований апоптоз TBWSP31 може брати участь за участю Fas та bcl-2. Ці результати свідчать про те, що TBWSP31 є потенційною протипухлинною сполукою, а апоптоз, індукований TBWSP31, є ключовим протипухлинним механізмом.

1. Вступ

Рід Fagopyrum налічує близько 15 видів, поширених у різних частинах світу [1]. Серед цих видів лише два види гречки використовуються в якості їжі у всьому світі: гречка звичайна (Fagopyrum esculentum Moench) та тартарна гречка (Fagopyrum tataricum Gaertn.) [2].

Зерно гречки тартарної, як важливий функціональний харчовий матеріал, зазвичай приймають у раціон у країнах Східної Азії [3]. Загальновідомо, що гречана крупа містить вищий вміст рутину та вітамінів B1, B2 та B6, ніж гречка звичайна [4,5]. У Китаї гречану крупу вирощують переважно в деяких гірських регіонах, таких як автономний район Лян Шань І провінції Сичуань та Цзін Чжоу провінції Гуй Чжоу [6].

Гречаний білок має високу біологічну цінність завдяки добре збалансованому амінокислотному малюнку і багатий лізином та аргініном. Останнім часом також вивчаються фізіологічні властивості білка гречки. В експериментах з годуванням щурів дослідженнями було доведено, що екстракт білка гречки має гіпохолестеринемічну [7–10], протизапальну [11] та проти ожиріння активність [12]. Крім того, Liu та співавт. [13] повідомляв, що білковий продукт гречаної крупи мав захисну дію проти 1,2-диметигідразину (DMH) -індукованого канцерогенезу товстої кишки у щурів за рахунок зменшення проліферації клітин. Каяшіта та ін. повідомляли, що споживання екстракту гречаного білка сповільнює канцерогенез молочної залози у щурів, спричинений 7,12-диметилбенз (α) антраценом (DMBA) [14].

Пухлина - це хворобливий стан, що характеризується неконтрольованою проліферацією та втратою апоптозу. Клітинна проліферація та загибель беруть участь у підтримці гомеостазу в нормальних тканинах, а загибель клітин часто гальмується у пухлинах з вищою швидкістю проліферації клітин [15]. Апоптоз - це процес запрограмованої загибелі клітин за допомогою жорстко контрольованої програми, яка відіграє важливу роль у багатьох нормальних процесах, починаючи від розвитку плода і закінчуючи гомеостазом тканин дорослих [16]. Таким чином, модулюючий апоптоз може бути корисним у лікуванні та терапії або профілактиці раку. Апоптотична індукція стала новою метою для відкриття інноваційних механізмів, заснованих на механізмах. Вважається, що сполуки, які блокують або пригнічують проліферацію пухлинних клітин, викликаючи апоптоз, мають потенціал як протипухлинні агенти [17]. Апоптоз і некроз - це два різні типи загибелі клітин через різні морфологічні та біохімічні процеси [18,19].

Рак молочної залози - найпоширеніший рак, який вражає жінок у всьому світі. На нього припадає приблизно 25% усіх жіночих злоякісних захворювань з вищим рівнем поширеності в розвинених країнах. Рівень захворюваності продовжує зростати, особливо в США, Канаді, скандинавських країнах, Сінгапурі та Японії, щорічно у світі повідомляється про понад мільйон нових випадків [20]. Привабливим методом хіміотерапії раку молочної залози є використання фармацевтичних засобів, що викликають загибель клітин пухлини молочної залози для подолання проліферації. Важливо проводити скринінг апоптотичних індукторів з рослин або у вигляді сирих екстрактів, або у вигляді компонентів, виділених з них.

У нашому попередньому дослідженні ефективний протипухлинний білок (кодований як TBWSP31) був виділений та очищений з розчинних у воді екстрактів грецької татарської гречки, а протипухлинний механізм TBWSP31 чітко не з’ясовано [21]. Протипухлинний ефект TBWSP31 був визначений методом МТТ, і ми протестували ряд різних клітинних ліній, таких як Bel-7402 (клітини раку печінки людини), SGC-7901 (клітини раку шлунка людини), MDA-MB-231 (груди людини ракові клітини), Bcap37 (клітини раку молочної залози людини), MCF-7 (клітини раку молочної залози людини) і KB (клітини раку рота людини). Серед перевірених ракових клітин найбільш чутливою пухлинною клітиною до TBWSP31 була ракова клітина молочної залози людини (неопубліковані дані). Головною метою цього дослідження було дослідити механізм, що лежить в основі протипухлинного ефекту TBWSP31 на клітинній лінії Bcap37 раку молочної залози людини, та дослідити, чи не опосередковується ефект за допомогою апоптотичного механізму. У цій роботі морфологічні зміни клітин Bcap37 спостерігались за допомогою інвертованої мікроскопії та скануючої електронної мікроскопії (SEM). Крім того, клітинний цикл та експресія bcl-2 та Fas аналізували за допомогою проточної цитометрії.