Часть 2: Противораковая активность природных и синтетических халконов

Нажмите на ссылку, чтобы получить часть 1:https://www.xjcistanche.com/news/part1-антираковая активность-of-natural-and-synt-54977104.html

Для получения дополнительной информации свяжитесь сtina.xiang@wecistanche.com

3. Противораковая активность

Чалконпроизводные действуют на различные мишени, такие как ароматаза, член 2 подсемейства G АТФ-связывающей кассеты (ABCG2), белок, устойчивый к раку молочной железы (BCRP), фактор роста активированных ядерных В-клеток (NF-kB), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и тирозинкиназные рецепторы (рецептор эпидермального фактора роста (EGFR) и мезенхимально-эпителиальный переходный фактор (MET), проявляющие важную активность in vitro и in vivo при чувствительных и резистентных к терапии опухолях [161, 162]. Важным механизмом антипролиферативной активности халконов является ингибирование тубулина и вмешательство этих соединений в сборку микротрубочек, элементов, необходимых для поддержания формы и функции клеток в процессах митоза и клеточной репликации.Халконы блокируют клеточный цикл и индуцируютапоптоз. Наличие в молекулах халкона остатка триметоксифенила способствует необратимой антимитотической активности этих соединений, обладающих способностью взаимодействовать с остатками цистеина в тубулине по реакции присоединения по типу Михаэля [163]. Кроме того, замена триметоксифенильного остатка в халконах хинолином или хиназолином способствует антитубулиновой активности. Эти гетероциклические халконы образуют водородные связи с остальной частью Cys241 и прочно связываются с сайтом связывания колхицина (аналогично комбретастатину A-4, рис. 7) [164, 165].

3.1. Природные халконы с противораковыми свойствами 3.1.1. Ликохалконы (AD)

Корни и корневища некоторых видов солодки используются в народной медицине для лечения язвы желудка, астмы, воспалений. Из солодки выделено более 600 соединений, основными биологически активными компонентами которых являются сапонины ифлавоноиды. Среди флавоноидов выделен ряд ретрохалконов, ликохалконов А, В, С, D, Е, G и схематиз. Существует множество исследований биологических эффектов активных соединений солодки, наиболее важным из которых являетсяпротивовоспалительное средство, противомикробные, антиоксидантные, противоязвенные, цитопротекторные и цитотоксические свойства [166,167].

3.1.2. Ликохалкон А

Ликохалкон А (LA, таблицы S1 и S2, соединение 1) представляет собой флавоноид, выделенный из Glycyrrhiza urakensis, G.glabra и G.inflata (Fabaceae). Оно имеетпротивоопухолевый, противовоспалительные, противомикробные, противопаразитарные, против ожирения, антиоксидантные и антиостеопоротические свойства,противораковыйЭффект МА был продемонстрирован для различных типов раковых клеток, включая клетки рака желудка BCG-823, HepG2, OVCAR-3 и SK-OV-3 (клетки рака яичников) MCF{{ 5}} и A549 [168-171]. Исследования показывают, что LA индуцирует апоптоз клеток глиомы U87, клеток рака носоглотки, клеток эпителиальной карциномы яичников и клеток рака мочевого пузыря. Халкон также обладает способностью усиливать аутофагию и блокировать клеточный цикл в клетках рака молочной железы. Кроме того, он индуцирует апоптоз путем подавления специфического белка 1 при раке молочной железы [172]. LA обладает низкой цитотоксичностью в отношении клеток эмбриональных фибробластов легких. Кроме того, он обладает способностью ингибировать рост опухоли и ослаблять токсичность, вызванную цисплатином [173]. Механизмы, с помощью которых флавоноиды действуют как противораковые агенты, включают ингибирование активности Akt путем подавления опосредованного гексокиназой-2-гликолиза опухоли при раке желудка, подавление экспрессии металлопротеиназы 2 и индукцию апоптоза в раковых клетках ротовой полости, увеличение емкости миР{{16} }p, чтобы вызвать стресс в эндоплазматическом ретикулуме и вызвать апоптоз в клетках легких человека, снизить активацию PI3K/Akt/mTor и уменьшить аутофагию при раке молочной железы, блокировать фазу G2/M клеточного цикла, подавлять инвазию клеток MEK/ERK и сигнальные пути ADAM9 в клетках глиомы человека и индукцию зависимого от каспазы апоптоза в клетках печени человека [174]. Другим механизмом сильного цитотоксического действия МА является АФК-индуцированный апоптоз. Например, халкон индуцирует окислительный стресс и, следовательно, апоптоз клеток Т24 (клеточные линии, полученные из карциномы мочевого пузыря человека) через митохондриально-зависимые пути и за счет индукции окислительных процессов в эндоплазматическом ретикулуме [175]. Другое исследование цитотоксичности и генотоксичности липоевой кислоты было проведено Bortolotto et al. LA сравнивали с транс-халконом (таблицы S1 и S2, соединение 2). Цитотоксичность природных халконов (LA и транс-халконов) на MCF-7 и 3T3 (клеточные линии эмбриональных фибробластов) определяли через 24 и 48 часов. Результаты указывают на заметную цитотоксическую активность после 48 часов лечения. Анализ цитотоксичности МТТ (3-[4,5-диметилтиазол-2-ил]-2,5-дифенилтетразолия бромид) показал дозозависимый ответ на MCF{ {45}} клеток, обработанных трансхалконом и LA. Было обнаружено, что для проанализированных соединений генотоксичность была лучше на клетках MCF-7 по сравнению с клетками 3T3. Искажение ДНК вызываетиммунная системаактивировать, чтобы устранить разрушенные клетки. Однако активация иммунной системы для уменьшения деградировавших клеток ДНК способствует хроническому воспалительному процессу. Кроме того, клеточный ответ на деградированную ДНК можно скорректировать, индуцируя внутренний путь апоптоза. Фаза G1 — это состояние, предшествующее репликации ДНК, при котором такие факторы, как клеточные условия (метаболизм, передача сигналов и размер клеток), влияют на ход клеточного цикла, вызывая перестройку ДНК в клетках или инициируя процесс апоптоза. IC50 LA. составляет 60,46 мкм. Трансхалкон вызывает блокаду клеточного цикла в фазе G1 и усиливает клеточный апоптоз. Было высказано предположение, что обработка LA и транс-халконом индуцирует апоптоз по митохондриальному пути, учитывая, что индукция важнейших генов этого пути происходит через 24 часа, таких как протеазный активатор фактора 1 белкового апоптоза и белок X, связанный с Bcl{{ 9}}. Хотя известно, что клеточные линии MCF-7 имеют дефицит каспазы 3, исследование показало, что обработка этими халконами индуцирует расщепление поли(АДФ-рибозо)полимеразы (PARP), полимеразы, расщепление которой на два фрагмента является индикатором апоптоза. Репрессии

гена Bcl-2 с помощью LA и транс-халкона в экспериментальном ПЦР-анализе на уровне белка показано дозозависимое введение в клетки MCF-7 и опосредование внутреннего пути. Циклин D1 — еще один белок, который подавляется на клеточных линиях MCF-7 в присутствии халконов. Этот белок имеет решающее значение для перехода от G1 к S-фазе и является важным биомаркером некоторых видов рака, включая рак молочной железы. По этим причинам деградация циклина D1 является привлекательной мишенью для идентификации новых противоопухолевых агентов и коррелирует с блокадой клеточного цикла [176].

Куи и др. также исследовали влияние LA на клетки рака легких in vitro. Обработка флавоноидами значительно снизила жизнеспособность клеток A549 и H460 (немелкоклеточная карцинома легкого человека), это изменение сильно зависит от дозы. В общей сложности 40 мкМ ликохалкона подавляет рост клеток рака легкого на 45-80 процентов после 24 или 48 ч обработки.Кроме того, соединение проявляет низкую цитотоксичность в отношении нормальных эпителиальных клеток легкого человека.Чтобы выявить, является ли одним из механизмов ингибирования роста клеток рака легкого с помощью LA блокада клеточного цикла, клеточные линии обрабатывали различными концентрации соединения в течение 16 ч, затем клеточный цикл анализировали с помощью проточной цитометрии.Результаты показывают, что, в зависимости от дозы, халкон блокирует фазу G2/M на клетках A549 и H460.Впоследствии роль LAin, индуцирующего апоптоз, оценивали с использованием аннексина. /пропидий йодид колориметрический.Результаты показывают, что в группе, получавшей LA, происходит накопление апоптотических клеток, которое зависит от используемой концентрации.Кроме того, уровни белков, ассоциированных с с апоптозом исследовали методом вестерн-блоттинга. Уровни расщепленного PARP и расщепленной каспазы 3 повышаются, а антиапоптотические белки прекаспазы 3, PARP, Bcl-xL и Bcl-2 снижаются через 20 ч после обработки халконом. Эти результаты позволяют предположить, что индуцированный LA апоптоз связан с путем PARP/Bcl-2 [177]. Молекулярные модели показали, что LA была закреплена в АТФ-связывающих карманах EGFR, включая мутацию делеции экзона 19, мутацию одного сайта L858R, двойную мутацию L858R/T790M и дикий тип. В мутациях L858R/790M LA обладает способностью взаимодействовать с Lys745 посредством взаимодействия с катионом-II. Водородные связи образуются между EGFR WT и ликохалконом на Met793, Lvs745 и Asp 855. Делеция экзона 19 обладает способностью изменять форму кармана, в котором, как считается, происходит взаимодействие с ликохалконом, образуя водородные связи с Met793, Thr790 и Glu762. . Данные, полученные с помощью анализа LA in silico, являются важным моментом для идентификации новых селективных ингибиторов EGFR при различных типах мутаций [178].

Нажмите, чтобы получить дополнительную информацию. на иммунитет

3.1.3. Ликохалкон Б

противораковыйэффекты ликохалкона B (LB, таблицы S1 и S2, соединение 3) были продемонстрированы анализом на различных клеточных линиях, включая человеческие клетки рака мочевого пузыря T24 и EJ, клетки рака полости рта HN22 и HSC4, MCF-7, A375 (линия клеток меланомы человека) и A431 (плоскоклеточная карцинома). Исследования показали, что ЛБ влияет на рост раковых клеток, тормозит образование метастазов, блокирует клеточный цикл и индуцирует апоптоз [161]. Kang et al. исследовали молекулярный механизм, с помощью которого LB индуцирует апоптоз в меланоме человека и в клетках плоскоклеточного рака. Было показано, что ликохалкон индуцирует апоптоз клеток A375 и A431 как внутренним, так и внешним путем. В случае тестирования антипролиферативного действия халкона с окрашиванием трипановым синим было замечено, что ЛБ вызывает значительное снижение жизнеспособности клеток, это снижение коррелирует с концентрацией. После добавления ЛБ наблюдались значительные изменения характеристик клеток, в том числе сокращение клеток, разрыв клеточных мембран и увеличение процента клеток с фрагментированным ядром. Также был отмечен повышенный процент клеток пре-G1-фазы и апоптотических клеток [38]. Другое исследование показало, что LB значительно блокирует клеточный цикл в фазе G2/M в случае линий раковых клеток типа HepG2-, а в случае клеток опухоли мочевого пузыря и молочной железы соединение блокирует S-фазу [179]. Song и соавт. подчеркнули подавляющий эффект LB на рост плоскоклеточных клеток карциномы пищевода типа JAK2-. Исследования стыковки проводили с помощью программного обеспечения Autodock Vina, которое использовали для прогнозирования режима связывания. Структура рецептора JAK2 с ингибирующим потенциалом доступна в базе данных белков (запись PDB 2B7A, остатки 840-1.132). IAK2 играет важную роль, будучи внутриклеточным медиатором передачи сигналов цитокинов, и представляет собой тирозинкиназный белок семейства JAK. АТФ прочно связывается с

ионы магния в каталитическом домене тирозинкиназ. В параметре докинга размер исследуемого пространства включает сайт связывания АТФ, характеризующийся остатками 855-863 и 822, где АТФ рассчитывали с различными потенциальными ингибиторами JAK2. Согласно сделанным прогнозам, лиганд LB был получен с помощью программного обеспечения Marvin Sketch. После докинга были собраны три лучших возможных варианта связывания, имеющих сходную аффинность. Выводы прогнозов были благоприятными в отношении взаимодействия LB с карманом связывания АТФ в JAK2 [180,181].

3.1.4. Ликохалкон С

Известно, что ликохалкон С (LC, таблицы S1 и S2, соединение 4) снижает воспалительную реакцию на клеточных линиях моноцитов. Это связано со снижением экспрессии iNOS и восстановлением активности антиоксидантной сети супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы. Квак и др. провели исследование для описания взаимосвязи между АФК, терминальной киназой c-Jun NH2 (INK) и митоген-активируемой протеинкиназой p38 (MAPK) и установили влияние LC на индукцию апоптоза на клеточных линиях рака пищевода KYSE 30 и KYSE450. В предыдущих исследованиях были определены значения IC50 для обработки LC (45 мкг/мл) через 24 часа для ингибирования пролиферации клеточных линий A549, MCF-7 и T24. Ингибирование 40, 47 и 68 процентов было получено для трех клеточных линий. Квак и др. получили дозозависимое и времязависимое ингибирование in vitro пролиферации раковых клеток пищевода. Из пяти проанализированных типов клеток KYSE30 и KYSE450, которые имеют общую генетическую поддержку, имели сходный ответ на лечение LC. Результаты анализа независимого от прикрепления роста в мягком агаре указывают на значительное снижение способности клеток KYSE30 и KYSE450 образовывать колонии. В зависимости от концентрации халконы индуцировали апоптоз в обеих клеточных линиях. Соединение также индуцировало повышающую регуляцию p24 и p27 (регуляторы отрицательного перехода в фазах G1 и S клеточного цикла) и регулировало нижестоящий циклин D. LC также увеличивал образование АФК в клетках KYSE30 и KYSE450. АФК активируют путь митоген-активируемой протеинкиназы (МАРК) и индуцируютклеточный апоптоз. Кроме того, соединение повышало уровень фосфорилирования JNK, c-Jun и p38 и активировало пути апоптоза [182]. Подобно исследованию докинга, проведенному Song et al. для LB[180] Oh et al. подчеркнули связывающие взаимодействия между LC и клетками JAK2 человека. Моделирование стыковки выполнялось с помощью Autodock Vina. Чтобы начать исследование стыковки, структура рецептора JAK2, которая была сольватирована с помощью рентгеновского эксперимента, была получена из банка данных белков (запись PDB 2B7A). Структура лиганда LC была смоделирована с помощью программного обеспечения Marvin Sketch и оптимизирована с помощью программного обеспечения Chimera. Каталитический сайт JAK2 коррелировал с шарнирной областью (остатки 929-935), DFGloop (остатки 994-996) и Ploop (остатки 858-865). Шарнирная область в форме петли необходима для распознавания АТФ и образует водородные связи с веществами. DFGloop содержит три аминокислоты (аспарагиновую кислоту, фенилаланин и глицин) и связан со связыванием металла, необходимого для каталитического фосфорилирования. Ploop полезен для стабилизации и формирования взаимодействий с лигандами. Как видно, предсказание возможной завязки было сделано в трех функциональных местах. Исследование Докинга показало, что LC взаимодействует с сайтом связывания АТФ с JAK2, и указало, что JAK2 является его прямой мишенью. Халкон также подавлял аутофосфорилирование JAK2, связываясь с АТФ-карманом p-JAK2 [183,184].

3.1.5. Ликохалкон Д

Ликохалкон D (LD, таблицы S1 и S2, соединение 5) представляет собой активный флавоноид, выделенный из Glycyrrhiza inflata. Было проведено исследование для оценки способности ЛД ингибировать пролиферацию клеток двумя мишенями для клеток рака легких (EGFR и МЕТ), используя чувствительные и устойчивые к гефитинибу клетки человека. Чтобы понять прямое связывание халкона с EGFR и MET, использовали чувствительные к гефитинибу клеточные линии (HCC827) и устойчивые к гефитинибу клеточные линии (HCC827GR). Результаты оценок показывают, что флавоноид связывается с двумя рецепторами, подавляя активность киназ EGFR и MET в качестве конкурентного ингибитора АТФ. В комплексе EGFR халкон имеет две водородные связи, образованные Met793 в качестве основной точки и бокового угла Asp855 в петле DFG. 4-Гидрокси-3-(3-метилбут{{13} }енил)фенильная группа и 3,4-дигидрокси-2-метоксифенильная группа закреплены в одной плоскости и заблокированы между гидрофобными остатками Leu718, Val726 и Ala743 петли P и Leu 844. В комплексе Met кето

группа халкона образует водородную связь с Met1160. Tyr1159 в качестве основной точки и le1084, Vall092, Ala1108 и Lys1110 Ploop закрывались аналогичным образом колпачком. Luis также сильно поддерживается боковыми гидрофобными цепями основной точки Met1160 и Leu1140, Met1211 и Ala1221 нижнего кармана АТФ. Положение связывания EGFR очень похоже на положение связывания MET, образуя водородные связи и гидрофобное взаимодействие. Халкон одинаково расположен в области связывания двух рецепторов. Стабилизация комплекса может быть усилена гидрофобным взаимодействием. Прогнозируемые результаты сравнивали с экспериментальными данными, показывая, что флавоноиды конкурентно ингибируют два рецептора [185].

3.1.6. Ксантогумол

Пренилхалконы в силу своего структурного разнообразия обладают различными биологическими свойствами, включая противовоспалительную, противораковую и антимутагенную активность [186]. Исследования показали, что природные халконы с пренильными группами могут мешать p53. Например, обработка клеток A549 пренилхалконом ксантогумолом (XN, таблицы S1 и S2, соединение 6) вызывает апоптозную гибель клеток и блокирует клеточный цикл в фазе G1. Эта активность связана с активацией p53 и p21 в клеточном цикле и подавлением циклина D1. Апоптоз индуцируется активацией каспазы 3 [187].

XN((3'-(3,3-диметилаллил)-2',A',4-тригидрокси-6'метоксихалкон) является наиболее распространенным пренилированным флавоноидом({{7 }}.1-1 процентов по сухому весу) женских соцветий хмеля (Humulus lupulus)[180]. XN также входит в состав пива, основного диетического источника пренилированныхфлавоноиды, где он присутствует в концентрациях выше 0,96 мг/л. Благодаря своей уникальной биологической активности и благоприятному влиянию на здоровье пренилхалкон в последнее время широко изучается [188]. Соединение обладает терапевтической безопасностью и различной биологической активностью, включая противораковые, антидиабетические, противовоспалительные, антиоксидантные и антибактериальные свойства. В последние годы все больше исследований продемонстрировали широкий спектр противоопухолевой активности XN при раке легкого, гепатоцеллюлярной карциноме, раке молочной железы, лейкемии, раке предстательной железы, раке поджелудочной железы, раке толстой кишки, раке поджелудочной железы и раке глиобластомы. Воздействие XN на раковые клетки подавляет их пролиферацию, миграцию и инвазию и модулирует аутофагию. Халкон также обладает способностью вызывать апоптоз и блокировать клеточный цикл [189-193]. Кроме того, халкон индуцирует апоптоз независимо от активности каспаз и ингибирует инвазию раковых клеток и ангиогенез [194]. Его противовоспалительные, антиоксидантные и противораковые свойства коррелируют с химиопрофилактическим действием соединения [195]. Пренилхалкон также метаболизируется в 8-пренилнарингенин, самый мощный из известных на сегодняшний день фитоэстрогенов [196].

Akt (также называемая протеинкиназой B или PKB) представляет собой специфическую серин/треонин-протеинкиназу и важный элемент клеточных сигнальных путей. Активность Akt изменяется при многих типах рака и участвует в различных биологических процессах, включая пролиферацию клеток, апоптоз, транскрипцию, миграцию и инвазию. Чтобы подтвердить способность XN связываться с Akt, было проведено исследование стыковки in silico с использованием программного обеспечения Schrodinger Suite 2015. Молекулы воды удаляли, а рН рассматриваемых атомов водорода составлял 7. Для исследования докинга создавали сайт связывания АТФ. XN готовили к докингу в отсутствие параметров с помощью программы LigPrep. В дальнейшем исследования докинга XN с Aktl и Akt2 сопровождались отсутствующими параметрами с использованием метода дополнительной точности с программой Glide для получения наилучших структурных представлений. Результаты изучения докинга показывают, что XN образует водородные связи с Ala230, Glu228, Glu234 и Lys158 Akt1 и с Glu236, Thr213 и Lvs181 Akt2. Модели Xenograft (PDX) были выбраны для перевода фундаментальных исследований в клиническое применение. Считается, что модели PDX в большей степени сохраняют биологические и генетические характеристики пациентов-доноров, что является основным преимуществом перед моделями на основе клеточных линий. Модели PDX использовались для анализа биомаркеров и прогнозирования ответа на терапию XN в клинических испытаниях. Химиопрофилактические эффекты пренилхалкона сравнивались на основе уровней Akt. Результаты показывают, что модели опухолей, экспрессирующие высокий уровень Akt, имеют значительное уменьшение объема и массы опухоли при лечении XN [197]. Гуо и др. изучали in vitro и in vivo влияние XN на рак желудка, показав, что пренилхалкон индуцирует апоптоз путем активации каспаз, регулирования Bcl-2 и влияния на киназу PI3K/Akt/mTOR. XN ингибирует жизнеспособность клеток рака желудка в зависимости от концентрации. На клеточных линиях флавоноид лучше всего влияет на жизнеспособность клеток SGC-7901 и не влияет на этот показатель на клетках GES-1 при 6, 8 и 10 мкг/мл халкона. Анализ методом проточной цитометрии показал, что пренилхалон значительно увеличивает количество апоптотических клеток при раке желудка. Влияние XN на про- и антиапоптотические белки было выявлено с помощью вестерн-блоттинга. Уровни белка Bcl-2 и Bcl-XL снизились после введения флавоноидов, это снижение коррелирует с введенной концентрацией. XN также увеличивал уровни белков Bax и Bid, при этом наилучшая активность наблюдалась для 10 мкМ/мл халкона. Кроме того, уровни расщепленной каспазы 3 и расщепленного белка PARP значительно увеличивались в присутствии халкона. По этим причинам можно констатировать, что флавоноиды благоприятно и существенно влияют на уровни про- и антиапоптотических белков. Всего 10 мкМ/мл XN вызывает значительный апоптоз клеток SGC-7901. Всего 8 и 6 мкМ/мл халкона индуцируют апоптоз 34±3% клеток и 23±2% клеток соответственно. Кроме того, флавоноид значительно изменяет фосфорилирование PI3K, Akt и mTOR, повышает уровень p-PTEM и снижает уровень p-Akt (Thr308), p-Akt (Ser473) и m-Tor (Ser2448). Полученные данные показывают, что пренилхалкон не оказывает существенного влияния на уровни Akt, PTEN, GSK-3 и mTOR. Исследования на мышах с ксенотрансплантатом SGC7901 показали, что лечение XN уменьшало объем опухоли относительно зависимым от концентрации образом. Для подтверждения подавления передачи сигналов PI3K/Akt in vivo оценивали экспрессию фосфорилированного Akt и mTOR на ксенографических опухолях. Патоморфологическое исследование срезов с гематоксилином и эозином выявило значительные морфологические нарушения. Однако XN снижает зависящие от концентрации уровни фосфорилированного Akt и mTOR. Лечение пренилхалконом значительно снижало пролиферацию клеток и увеличивало апоптоз опухолевых клеток по сравнению с контрольными клетками [198].

XN в концентрациях выше 10 мкмоль/л ингибирует пролиферацию клеток рака поджелудочной железы in vitro. В концентрациях ниже 5 мкмоль/л халкон ингибирует NF-kB-зависимую ангиогенную активность в клетках рака поджелудочной железы. При этой концентрации не наблюдалось цитотоксичности на клетках поджелудочной железы по методу WST-1. Однако вывод исследования заключался в том, что XN влияет на ангиогенез, вызванный раком поджелудочной железы, путем подавления продукции VEGF и IL-8 (интерлейкина), что является специфичным и опосредуется инактивацией NF-kB [194]. оценивали противораковую активность XN, клеточные линии HepG2 подвергали МТТ-анализу для определения клеточной пролиферации. Пренилхалкон уменьшал пролиферацию клеток в зависимости от концентрации и времени. Чжао и др. обнаружили, что воздействие на клеточные линии 200 мкМ XN в течение одного дня менее эффективно по сравнению с обработкой их 100-200 мкМ халкона в течение 2-3 дней. При 50 мкМ халкона через 3 дня наблюдали значительное ингибирование пролиферации клеток HepG2. В том же исследовании было показано, что пренилхалкон вызывает значительное повышение активности каспазы 3. Кроме того, вестерн-блоттинг показал, что 100-150 мкМ XN значительно ингибирует экспрессию белка NF-kB в клеточных линиях. С помощью этого анализа также было обнаружено, что пренилхалкон обладает способностью повышать экспрессию белка р53, а 20 мкМ XN определяют усиление передачи сигнала Bax, что коррелирует со временем [199]. Исследования профиля безопасности XN показывают, что 1000 мг/кг соединения не изменяют функционирование жизненно важных органов и гомеостаз у мышей. Пренилхалкон обладает способностью увеличивать выработку IL-2 в Т-клетках, что демонстрирует его способность стимулировать опосредованный The иммунный ответ. XN также ингибирует -12. который косвенно производит дифференцировку клеток в иммунной системе путем активации молекул транскрипции. Цитотоксические лимфоциты представляют собой тип клеточных эффекторов, имеющих решающее значение для клеточного иммунитета, и играют важную роль в процессе противоопухолевой иммунологии. CD8 плюс Т-цитотоксические лимфоциты существуют в виде CTL-P, неактивного предшественника клеток in vivo. Этот предшественник активируется антигеном в присутствии цитокинов Th1 и затем развивается в зрелые цитотоксические Т-лимфоциты. Было продемонстрировано значительное увеличение CD8 плюс/CD25 плюс с последующим переходом Th2 в Th1 в микроклимате опухоли. Соотношение CD8 плюс /CD25* Т-клеток значительно увеличивается, когда цитотоксические Т-лимфоциты активируются CoCl2 на клеточных линиях 4T1. Функция клеток Th1 и Th2 зависит от секреции различных цитокинов. Чтобы исследовать влияние XN на цитокины Th1 и Th2, Zhang et al. определяли сывороточные уровни Th11 и Th2-ассоциированных цитокинов с использованием наборов ELISA. Было показано, что производное пренила значительно увеличивает экспрессию цитокинов Th1 (включая IL-2 и IFN-γ) и снижает уровни цитокинов Th2 (включая IL-4 и IL-10). Этот вывод объясняется тем, что Th1 и Th2 являются взаимными ингибиторами. Кроме того, с помощью проточной цитометрии определяли отношение Th1/Th2, показывая, что оно значительно увеличивается под действием XN. Подобные исследования сообщили об этом открытии для различных опухолей. Пациенты с распространенным плоскоклеточным раком шеи и головы имеют низкие уровни цитокинов Th1 по сравнению с пациентами, которые менее тяжелы и имеют высокие уровни цитокинов Th2. Комбинированная терапия вызывает переход цитокинов Th2 в Th1 в опухолевой среде. Результаты исследований свидетельствуют о нарушении соотношения цитокинов Th1/Th2, причем это изменение наблюдается при нескольких видах опухолей, чаще всего в терминальных стадиях рака. Для подтверждения потенциального механизма XN на соотношение цитокинов Th1/Th2 была определена экспрессия ключевых факторов на пути дифференцировки Th1 и Th2. Физиологически клетки Th0 пропорционально дифференцируются в клетки Th1 и Th2. Кроме того, активация транскрипционных молекул 4 и 6 играет жизненно важную роль в дифференцировке клеток Th0 в клетки Th1 и Th2. T-bet и GATA-3 также играют две ключевые роли. CpG-ODN (цитозин-фосфоротиоат-гуанин, содержащий олигодезоксинуклеотид), мощный адъювант Th1, снижает экспрессию GATA-3 и активацию транскрипционной молекулы 6 путем активации T-bet и транскрипционных молекул 1 и 4 в моделях рака легких. XN увеличивает экспрессию T-bet и снижает экспрессию GATA-3. Активация транскрипционной молекулы 4 усиливается в присутствии XN, но не влияет на активацию транскрипционной молекулы 6. По этой причине можно утверждать, что активация транскрипционной молекулы 4 играет положительную роль в регуляции цитокинов Th1/Th2. соотношение по XN [200].

Сигнальный путь Notch играет важную роль при раке молочной железы, который является терапевтической мишенью для его лечения. Он участвует в инициации и прогрессировании рака молочной железы, аберрантная активность этого пути связана с этой патологией. Ингибирование сигнального пути Notch ингибиторами гамма-секретазы и анти-дельта-подобным моноклональным антителом 4 благоприятно для лечения острого лимфобластного лейкоза и солидных опухолей. Механизмы действия этих агентов включают блокировку клеточного цикла или апоптоз и нарушение ангиогенеза. Сан и др. исследовали терапевтический потенциал XN на клеточных линиях рака молочной железы, подчеркнув его способность ингибировать пролиферацию клеток, блокировать клеточный цикл и индуцировать апоптоз in vitro. Также было определено снижение роста опухоли in vivo. Кроме того, была исследована способность пренилхалкона ингибировать рост клеток рака молочной железы человека посредством сигнального пути Notch. Чтобы определить, нацелен ли XN на сигнальный путь Notch, использовали функционализированный метод Notch 1 с использованием ингибитора гамма-секретазы (DAPT) в качестве контроля. Цель исследования состояла в том, чтобы оценить возможность того, что пренилхалкон снижает активность связывания Notch1 с трансгеном CBF1. Было показано, что XN ингибирует пролиферацию и индуцирует апоптоз путем ингибирования пути Notch 1. Кроме того, методом МТТ и световой микроскопией показано, что пренилхалкон ингибирует пролиферацию клеток на клеточных линиях рака молочной железы. Предыдущие исследования показали, что ингибиторы Notch-пути также являются ингибиторами экспрессии EGFR, еще одного криминального элемента рака молочной железы. Кроме того, XN действует на белки, связанные с метастазами опухоли, и ингибирует миграцию клеток за счет увеличения экспрессии этих белков. Исследование выявило блокаду клеточного цикла в фазе G0/G1 и индукцию апоптоза клеток MCF-7 и MDA-MB-231 с помощью XN [201].

3.1.7.Пандуретин А

противораковыйизучена активность пандурата А (ПА, табл. S1 и S2, соединение 7) — циклогексанилхалкона, выделенного из Boesenbergia pandurate. Растение содержит пренилхалконы и другие флавоноиды в качестве основных биологически активных молекул, которые, как описано в литературе, обладают преимущественными цитотоксическими свойствами в отношении линии клеток поджелудочной железы человека PANC-1. [202,203] PA активен при меланоме, аденокарциноме толстой кишки и раке предстательной железы. Протеомные анализы показывают, что ПА обладает цитотоксичностью в отношении клеток меланомы, которая зависит от денатурации митохондриального процесса окислительного фосфорилирования, с активностью секреторного пути и апоптозом, индуцированным окислительными процессами. В связи с этим было показано, что окислительный стресс может быть результатом стимуляции аутофагии как вторичного ответа на повышенный уровень АФК [204]. В литературе указано, что концентрация 9 мкг/мл PA полностью ингибирует рост клеток MCF-7 и клеток HT-29 (клеточная линия рака толстой кишки человека)[205]. Халкон обладает противораковыми свойствами в отношении различных типов клеток, включая меланому, аденокарциному толстой кишки и рак предстательной железы [204]. Лю и др. подчеркнул цитотоксическое действие халкона на клеточные линии MCF-7, T47D (рак молочной железы человека) и MCF-10A (неопухолевые клетки молочной железы). Значения IC50 PA для клеток MCF-7 составляли 15 мкМ через 24 часа и 11,5 мкМ через 48 часов. В случае клеток T47D IC50 составляло 17,5 мкМ через 24 часа и 14,5 мкМ через 48 часов. PA не влияет на пролиферацию клеток MCF-10A. Для выявления механизмов, с помощью которых халкон индуцирует блокаду клеточного цикла в клетках MCF-7 в фазе GO/G1, использовали вестерн-блоттинг, целью которого было оценить модуляцию регуляторных белков в клеточном цикле. Результаты показывают, что обработка PA вызывает снижение экспрессии циклина D1 и CDK4 и увеличивает экспрессию p21Cip1 и p27, что объясняет блокаду в фазе G0/G1. Изолированный PA из Kaempferia pandurate индуцирует блокаду клеточного цикла в андроген-независимых клетках PC-3 (аденокарцинома предстательной железы) и в клетках DU145 человека (клеточная линия рака предстательной железы человека). Фрагментация межнуклеосомной ДНК является маркером апоптоза. Поскольку низкомолекулярные фрагменты ДНК извлекаются путем окрашивания клеток в водных растворах, апоптотические клетки можно идентифицировать по частотным гистограммам содержания ДНК в виде клеток с фракционированным содержанием ДНК. Была проанализирована популяция клеток MCF-7 фазы суб-G1. Содержание фазы G1 в клетках составило 1,17 ± 0,11, а в клетках, обработанных ПА (10, 15 и 20 мкМ), — 1,84 ± 0,18, 2,62 ± 0,21 и 4,52 ± 0,28 соответственно. Увеличение обработки халконом было связано с усилением фрагментации ДНК на линиях MCF-7, что подтверждается клеточной популяцией суб-G1 фазы [206].

Среди ключевых белков инвазии и метастазирования раковых клеток индукционными являются матриксные металлопротеиназы. Они разрушают компоненты внеклеточного матрикса и облегчают инвазию и миграцию клеток. Кроме того, гиперэкспрессия металлопротеиназ может индуцировать эпителиально-мезенхимальный переход. PA подавляет секрецию и активацию металлопротеиназы 2, вызывая ингибирование миграции, инвазии и морфогенеза эндотелиальных клеток в клетках эндотелиальных клеток пупочной вены человека (HUVEC). Кроме того, субтоксических доз халконов достаточно для подавления металлопротеиназы 2 в клетках рака легкого [207].

3.1.8. Кардамонин

Кардамон (CD, таблицы S1 и S2, соединение 8), халкон из Campomanesia adamantium (Myrtaceae), увеличивает фрагментацию ДНК и снижает активность NF-kB в клетках PC-3. Эти результаты указывают на терапевтический потенциал халкона при лечении рака предстательной железы [20]. ЦД считается одним из наиболее активных противоопухолевых соединений, в котором участвует активация вируса Эпштейна-Барр [208]. Противораковые эффекты CD коррелируют с индукцией апоптоза, ингибированием пролиферации и миграции клеток и влиянием на клеточный цикл. Халкон также обладает способностью снижать устойчивость раковых клеток к терапии. В сочетании с 5-фторурацилом или цис-платином достигается усиление противоопухолевой активности. Например, CD обладает способностью значительно подавлять устойчивость к химиотерапии клеток рака толстой кишки, индуцировать апоптоз, активировать каспазы 3 и 9, способствовать экспрессии белка Bax, значительно ингибировать c-myc и нести специфические 50 и NF-kB [209]. ]. Хоу и др. исследовали терапевтический потенциал и молекулярные механизмы БК на 5-резистентных к фторурацилу клетках рака желудка. Чувствительность BGC-823/5-фторурацила к 5-фторурацилу подтверждалась усилением апоптоза и блокированием клеточного цикла в присутствии CD. Халкон повышает чувствительность раковых клеток к 5-фторурацилу за счет подавления сигнального пути Wnt/-catenin (играющего значительную роль в онкогенезе), а активированные мутации в генах Wnt/-catenin связаны с резистентностью к противоопухолевой терапии. . Он ингибирует экспрессию Р-гликопротеина, -катенина и TCF-4. Кроме того, CD специфически блокирует образование комплекса -catenin/TCF-4, тем самым вызывая аберрантную передачу сигналов Wnt/-catenin [210]. Спальня и др. исследовали антипролиферативное и апоптотическое действие ЦД на клетки HepG2. Ингибирующее действие

халкон на пролиферацию клеток HepG2 был значительным через 72 часа, цитотоксичность была аналогична таковой у 5-фторурацила. Значения, определенные для других химиотерапевтических агентов, используемых в качестве стандартов (например, сорафениба), были намного ниже. Кроме того, цитотоксическое действие соединения селективно по отношению к опухолевым клеткам и не оказывает негативного влияния на нормальные клетки, что является преимуществом ЦД по сравнению с 5-фторурацилом. Накопление ЦД в фазе G1 клеточного цикла наблюдалось через 72 ч и свидетельствует об ингибировании роста клеток HepG2 за счет предотвращения клеточного деления [211].

Сравнительные исследования стыковки CD и 5-фторурацила и его взаимодействия с BaxBH3 показывают, что 5-фторурацил имеет более высокую энергию связи, чем CD. Халкон образует три водородные связи (Phe30, Val50 и Gln52). Взаимодействие CD и Bcl осуществляется тремя водородными связями (Asp15, Gln18 и Ser28), а в случае 5-фторурацила – четырьмя связями. Кроме того, в случае этого взаимодействия энергия связи ЦД ниже, чем в случае 5-фторурацила. Это можно объяснить ароматическими остатками в структуре халкона, участвующими в связях II, которые обладают способностью стабилизировать активный карман и вызывать снижение энергии связи. Результаты исследований in silico показывают, что 5-фторурацил имеет более высокие энергии связи, чем каспаза 3, по сравнению с CD. CD показывает две водородные связи при взаимодействии с каспазой 3 (Cys163 и Arg64). Халкон также имеет связи II-II с TYR204. Свободная энергия связи 5-фторурацила выше, чем у ЦД, что объясняется стабилизацией активного кармана двумя ароматическими остатками в структуре халкона [212].

3.1.9. Лонхокарпин

Лонхокарпин (таблицы S1 и S2, соединение 9) представляет собой природный халкон, экстрагированный из Lonchiocarpus sericeus. Цитотоксические эффекты этого халкона были описаны на клеточных линиях нейробластомы и лейкемии. Известно, что через 24 ч после обработки 50 мкМ лонхокарпина на линиях нейробластомы SK-N-SH происходит индукция фосфорилирования AMPK, что увеличивает абсорбцию глюкозы и ингибирует синтез белка. Халкон также обладает способностью снижать жизнеспособность клеток. В клеточных линиях колоректального рака HCT116, SW480 и DLD лонхокарпин снижает жизнеспособность клеток на 20 мкм. Исследования показывают, что лонхокарпин обладает способностью ингибировать клетки рака легких H292 in vitro за счет гибели клеток, вызываемой каспазой, которая предшествует апоптозу. Кроме того, было обнаружено, что lonchocarpin ингибирует передачу сигналов Wnt/-catenin in vivo в эмбриональных моделях Xenopus laevis. Инъекция халкона в совместно инъецированную модель Wnt8-специфического рецептора (SO1234) приводила к 82-процентному подавлению активации гена сигнального рецептора Wnt/-catenin [213].

В исследовании Chen et al. результаты анализа 3D-QSAR указывают на гидрофобные C-4, C-5, C-11, C-1/ и C -2 взаимодействие в лонхокарпине. Это взаимодействие увеличивает цитотоксическую способность этого соединения, вклад которой в модели составляет 23 процента. Исследования стыковки лонхокарпина дали те же результаты, что и гидрофобная модель 3D-QSAR, с гидрофобной поверхностью в C-4, C-5, C-11, C-1' , и C-2'области лонкокарпина, взаимодействующие с комплексом Bcl-2. Гидрофобная петля белка Bcl-2 образует комплекс с пептидом BaxBH3, который может быть прерван синтетическими соединениями навитоклакса или лонхокарпина. Это показывает, что гидрофобная петля членов семейства Bcl-2 является мишенью для loncocarpine-индуцированного апоптоза на клетках H292 и, таким образом, для активации caspase 3 [214].

Другими природными халконами с противораковыми свойствами являются бутеин (таблицы S1 и S2, соединение 10), изоликвиритигенин (таблицы S1 и S2, соединение 11), флавокаван (таблицы S1 и S2, соединение 12) и изобавахалкон (таблицы S1 и S2, соединение 13). [155].

Нажмите на ссылку, чтобы получить часть 3:https://www.xjcistanche.com/news/part3-антираковая активность-of-natural-and-synt-54978140.html