Abstract
Strålebehandling er behandling av valget for solide tumorer inkludert kreft i bukspyttkjertelen, men effekten av behandlingen er begrenset av stråling motstand. Motstand mot cellegift eller strålebehandling er assosiert med redusert mitokondrie respirasjon og medikamenter som stimulerer mitokondrielle respirasjonen kan redusere stråling motstand. Formålet med denne studien var å vurdere potensialet av (-) – epicatechin for å stimulere mitokondriell respirasjon i kreftceller, og for selektivt å sensibilisere kreftceller for stråling. Vi har undersøkt den naturlige forbindelsen (-) – epicatechin for virkninger på mitokondriell respirasjon og strålingsmotstanden i bukspyttkjertelen og glioblastom cancerceller ved hjelp av en Clark typen oksygenelektrode, klonogene overlevelsesanalyser, og Western blot-analyser. (-) – Epicatechin stimulert mitokondriell respirasjon og oksygenforbruk i Panc-1 celler. Menneskelige normale fibroblaster ble ikke påvirket. (-) – Epicatechin sensibiliserte Panc-1, U87, og MIA PACA-2-celler med en gjennomsnittlig stråle forbedring faktor (REF) på 1,7, 1,5 og 1,2, respektivt. (-) – Epicatechin ikke sensibiliserer normale fibroblastceller for ioniserende stråling med en REF på 0,9, noe som tyder på kreftcelle selektivitet. (-) – Epicatechin forbedret Chk2 fosforylering og p21 induksjon når kombinert med stråling i kreft, men ikke normale celler. Til sammen (-) – epicatechin radiosensitized kreftceller, men ikke normale celler, og kan være en lovende kandidat for kreft i bukspyttkjertelen behandling når den kombineres med stråling
Citation: Elbaz HA, Lee jeg, Antwih DA, Liu. J, Hüttemann M, Zielske SP (2014) Epicatechin Stimulerer mitokondrie aktivitet og selektivt sensitizes kreftceller til å Radiation. PLoS ONE 9 (2): e88322. doi: 10,1371 /journal.pone.0088322
Redaktør: Gabriele Multhoff, Technische Universitaet Muenchen, Tyskland
mottatt: 7 august 2013; Godkjent: 13 januar 2014; Publisert: 06.02.2014
Copyright: © 2014 Elbaz et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet av Angelika Burger Joint postdoktorstipend fra Karmanos Cancer Institute (SPZ og MH), oppstart midler fra Department of Radiation Oncology, Wayne State University (SPZ), og NIH gi GM089900 (MH). Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:. Forfatterne hevder at en foreløpig patent (# 61/817 226, (-) – epicatechin som en kreftbehandling Styrking Compound) er sendt inn. Forfatterne har ingen andre konkurrerende interesser. Forfatterne bekrefte at dette faktisk ikke endrer sin tilslutning til alle PLoS ONE politikk på deling av data og materialer.
Innledning
Strålebehandling er ideell for mange solide svulster på grunn av sin lokaliserte cytotoksiske effekt. Stråling motstand, derimot, er et vanlig problem som er ansvarlige for tilbakevendende tumorer hos kreftpasienter [1]. Den Warburg effekt, der mitokondriell respirasjon undertrykkes, selv i nærvær av oksygen, og aerob glykolyse er stimulert, antas å mediere resistens mot kjemoterapi og radioterapi i faste tumorer [2], [3]. Behandling med ioniserende stråling stimulerer mitokondriell respirasjon og øker reaktive oksygenforbindelser (ROS) produksjon i kreftceller [4].
Tidligere rapporter har antydet en redusert risiko for kreft hos pasienter regelmessig inntak av frukt og grønnsaker [5]. Flavonoider er et allestedsnærværende klasse av polyfenoliske forbindelser som er tilstede i frukter og grønnsaker og omfatter flere grupper av forbindelser slik som flavanoler, flavoner, flavonoler, isoflavoner, flavanones, antocyaniner, og proantocyanidiner [4], [6]. En rekke gunstige helseeffekter, for eksempel forebyggelse kreft er knyttet til flavonoider i dietten [7]. Videre flavonoider ble vist til å sensibilisere kreftceller for å kjemoterapi og radioterapi, men oftere er blitt vist å utvise radiobeskyttende effekter på normale vev [8] – [11]. (-) – Epicatechin er et monomert flavonolinnhold som er en naturlig forbindelse som finnes i mange frukter og grønnsaker, spesielt i kakao og grønn te [6], [12], og den oppviser flere gunstige virkninger på menneskers helse [13]. En fersk undersøkelse utført av vår gruppe viste at (-) -. Epicatechin stimulert mitokondriell respirasjon og økt mitokondriell masse i mus [14]
Evnen til flavonolinnhold (-) – epicatechin å stimulere mitokondrie respirasjon og øke mitokondriemasse i en musemodell [14], sammen med en tidligere undersøkelse som viser at stråling stimulerer mitokondriell respirasjon i kreftceller [4], leder oss til hypoteser om at (-) – epicatechin kan sensibilisere kreftceller for strålebehandling, fordi begge motvirke Warburg metabolisme. Formålet med denne studien var å undersøke muligheten av (-) – epicatechin for å stimulere mitokondriell respirasjon i kreftceller og for å undersøke muligheten av (-) – epicatechin for selektivt å sensibilisere kreftceller for stråling. Vi her viser at (-) – epicatechin stimulert cytokrom
c
oksidase (COX) aktivitet og mitokondriell respirasjon i kreft i bukspyttkjertelen celler. I tillegg har (-) – Epicatechin sensibilisert kreft i bukspyttkjertelen og glioblastom celler, men ikke normale fibroblaster, til stråling. (-) – Epicatechin i kombinasjon med ioniserende stråling stimulert Chk2 (kontrollpunktet kinase 2) fosforylering, p21 ekspresjonen, og økt apoptose i kreftceller. Disse resultatene tyder på at (-) -. Epicatechin utstillinger potensial til å forbedre den terapeutiske utfallet for kreftpasienter ved å forsterke konvensjonell strålebehandling
Materialer og metoder
(-) – Epicatechin
(-) – Epicatechin ble oppnådd fra Sigma-Aldrich forbindelse HPLC-renset fra grønn te (≥98% renhet) (# E4018). En 2 mM forrådsoppløsning av (-) – epicatechin ble gjort i PBS og aliquoter ble lagret ved -80 ° C. Resultatene av nylagde (-) – epicatechin var i samsvar med -80 ° C aksjer i løpet av denne studien. Testing for generering av reaktive oksygenarter i celler ved hjelp av (-) – epicatechin-nedbrytningsprodukter etter lagring ved -80 ° C var negativ. Natriumpyruvat i DMEM benyttet for cellekultur tjener som en effektiv oppfanger av potensielle oksidanter fra kosttilskudd, som (-) -. Epicatechin [15]
Celler og cellekultur
PANC-1-celler, MIA PACA-2-celler, U87-celler og normale humane fibroblaster ble innkjøpt fra American Type Culture Collection, og som brukes ved lav passasje (Manassas, VA). U87-celler er en modell for human cellelinje glioblastom-astrocytom. Panc-1 celler og MIA PACA-2 celler er modell cellelinjer for human bukspyttkjertel epithelial karsinom. Fibroblaster er en modell cellelinje for normale humane celler. Celler ble dyrket og opprettholdt i Dulbeccos modifiserte Eagles medium (DMEM) (høy glukose, med pyruvate) supplert med 10% føtalt bovint serum (FBS) og 2 mM L-glutamin i fravær av antibiotika. Fibroblaster ble passert etter dissosiasjon med 0,05% trypsin /EDTA og andre cellelinjer ble dissosiert med 0,25% trypsin /EDTA. Cellelinjer ble rutinemessig testet for mycoplasma forurensning og funnet å være negative.
Oksygenforbruket
Oksygenforbruket ble undersøkt ved å måle COX aktivitet som står for 90% av all cellulær oksygenforbruk. COX-aktiviteten ble analysert i PANC-1-celler med en mikro-Clark-type oksygen-elektrode i et lukket kammer (Oxygraph system; Hansatech, Norfolk, UK) ved 25 ° C. Panc-1-celler ble sådd inn i T-150 kolber og på den neste dag ble cellene behandlet med forskjellige konsentrasjoner av (-) – epicatechin i 1 time, deretter høstet og oppløst i 10 mM HEPES (pH 7,4), 40 mM KCl, 1% Tween-20, 1 mM oligomycin, 1 mM PMSF, 10 mM KF, 2 mM EGTA og 1 mM Na
3VO
4. COX-aktiviteten ble målt i nærvær av 20 mM askorbat og 200 uM substrat cytokrom
c
fra ku hjerte (Sigma-Aldrich). Oksygenforbruk ble spilt inn på en datamaskin og analysert med Oxygraph programvare. Proteinkonsentrasjonen ble bestemt ved DC-proteinanalysesett (Bio-Rad, Hercules, CA,). COX aktivitet er definert som nanomols O
2 konsumert per minutt per milligram total protein.
klonogene overlevelse analyse
Celler ble sådd på T-25 kolber på 5 × 10
5 celler per flaske. På neste dag ble cellene eksponert for 0-200 uM (-) – epicatechin i 1 time og deretter bestrålt med 0-8 Gy med en Pantak 320 kV orthovoltage enhet på 0,86 Gy pr min og 10 mA. Tjuefire timer etter bestråling ble cellene trypsinert, telles, og sådd ut på forhåndsbestemte klonale tettheter. To uker senere ble cellene fiksert med en metanol /eddiksyre-blanding (07:01) og farget med krystallfiolett. Kolonitelling ble utført manuelt og dataene ble analysert ved å bestemme den overlevende fraksjon ved hver dose av stråling. Celleoverlevelseskurver ble tilpasset en lineær-kvadratiske modell og strålingsforbedringsfaktorer (REF) blir utledet som området under kontroll (intet medikament) kurve dividert med arealet under test (med medikament) kurve [16].
Western-blot-analyse
Celler ble utsatt for 0-200 uM (-) – epicatechin i 1 time og deretter bestrålt med 0 eller 6 Gy. Tjuefire timer etter bestråling ble cellene høstet og lysert i 1% SDS, Halt Protease og Phosphatase Inhibitor Cocktail, fosfatase Inhibitor Cocktail 3 (Sigma, kat. Nr P 0044), fosfatase Inhibitor Cocktail 2 (Sigma, Cat. No. P 5726), 10 mM, pH 7,4, 2 mM Na
3VO
4, 1 mM NaF, og 1,7 mM Na
4P
2o
7. Proteininnholdet ble bestemt ved hjelp av en BCA assay (Thermo Scientific). Prøver for fosfo-Chk2 (Thr68) og p21 ble denaturert ved koking med 2 x Laemmli-buffer supplert med 10% β-merkaptoetanol, mens prøver for mitokondrielle proteiner ble blandet med 2 x Laemmli-buffer supplert med 10% β-merkaptoetanol og ristet på en rocker ved romtemperatur i 30 min. Tretti ug protein ble applisert per brønn ved bruk av 4-20% mini-PROTEAN® TGX ™ prefabrikerte geler (Bio-Rad) og deretter overført til PVDF-membraner ved hjelp av en Trans-Blot Turbo Plus-system (Bio-Rad). Etter overføringen ble membranene blokkert med 5% ikke-fett tørrmelk i 1 time ved romtemperatur og deretter inkubert over natt med primært anti-P-Chk2 (Thr68), anti-p21, anti-kaspase 3 anti-β-actin, anti- GAPDH (1:1000-1:5000; cellesignalisering Technologies, Boston, MA), oksidativ fosforylering (OxPhos) kompleks jeg NDUFB6 subenhet, OxPhos kompleks II subenhet 70 kDa Fp, OxPhos kompleks III kjerne subenhet jeg, cytokrom c, OxPhox kompleks IV subenhet jeg, eller OxPhos kompleks V α-subenheten (1:2000-1:8000; MitoSciences, Eugene, Oregon). Membranene ble vasket med Tris-bufret saltoppløsning med 0,1% Tween-20 (TBS-T), ble inkubert med sekundær anti-mus eller anti-kanin-antistoffer (1:4000, cellesignalisering Technologies), vasket igjen og inkubert med SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate for eksponering for røntgenfilm. Proteinbånd ble kvantifisert ved hjelp av Mengde En versjon 4.6.7 (Bio-Rad).
Statistisk analyse
Alle forsøk ble gjentatt minst tre ganger. Klonogene eksperimenter ble utført in triplo. Resultatene er presentert som gjennomsnitt ± SEM. Statistiske analyser ble utført med GraphPad Prism versjon 6 (GraphPad programvare for Science, Inc, San Diego, California) med Mann-Whitney test, t-test, eller enveis ANOVA, der det er hensiktsmessig. Post-hoc Bonferroni er multiple sammenligninger testen ble utført på betydelige ANOVA resultater. Resultatene er betraktet som signifikant når p 0,05. Feilfelt representerer ± SEM
Resultater
. (-) – Epicatechin stimulerer mitokondriell respirasjon
Vi har tidligere vist at (-) – epicatechin stimulerer mitokondriell respirasjon i normal mus muskel vev [14]. For å undersøke om (-) – epicatechin kan stimulere mitokondrie respirasjon i kreftceller, undersøkte vi aktiviteten til COX ved å evaluere graden av oksygenforbruk i Panc-1 celler. COX overfører elektroner fra cytokrom
c product: (Cytc) til molekylært oksygen, og «gebyrer» mitokondriene ved å pumpe protoner over den indre mitokondriemembranen som brukes senere for ATP generasjon. Den Cytc /COX reaksjon er det foreslått hastighetsbegrensende trinn i elektrontransportkjeden in vivo [17], [18], og dermed kontrollere den totale frekvensen av cellulær respirasjon. (-) – Epicatechin stimulert COX-aktivitet på en doseavhengig måte i bukspyttkjertelcancerceller når det brukes i konsentrasjoner på opp til 200 pM (figur 1A, s 0,05). Ved 200 uM (-) -. Epicatechin, mitokondriell respirasjon ble øket med 59%, 15,7 til 25,0 nmol O
2 /min per milligram protein
(A) Oksygenforbruket av cytokrom c oksidase (COX) fra PANC-1 celler eksponert for forskjellige (-) – epicatechin konsentrasjoner. Omsetning er definert som forbrukes O
2 (nM) /(min · total protein (mg)). Respirasjonsmålinger er økt med (-) – epicatechin i en konsentrasjonsavhengig måte. * P 0,05, sammenlignet med 0 um (-) – epicatechin. (B) Oksygenforbruket av cytokrom c oksidase (COX) fra normalt humant fibroblast (HNF) celler eksponert for 0 eller 100 uM (-) – epicatechin. Respirasjonsmålinger ikke økt med 100 um (-) -. Epicatechin
For å finne ut om stimulering av mitokondriell respirasjon av (-) – epicatechin kan oppstå i normale, ikke-kreftcelletyper, behandlet vi menneske normale fibroblaster (HNF) med epicatechin og målt COX aktivitet. Ingen signifikant økning i O
2 forbruk ble observert etter 100 uM behandling (Fig. 1B). Disse dataene viser at (-) – epicatechin selektivitet stimulerer mitokondriell respirasjon i kreftceller
. (-) – Epicatechin sensitizes kreftceller for ioniserende stråling
Økt mitokondriell respirasjon grunn (-) – epicatechin behandling kan reversere Warburg metabolisme og således sensibilisere kreftceller for stråling. For å teste dette, undersøkte vi effekten av (-) – epicatechin på klonogene overlevelse av Panc-1, U87, og MIA PACA-2 kreftcellelinjer. (-) – Epicatechin betydelig forbedret radiosensitiviteten i Panc-1 celler ved doser fra 2 til 8 Gy (p = 0,0001, figur 2A.). I U87-celler, (-) – epicatechin også betydelig forbedret radiosensitiviteten i doser fra 2 til 8 Gy (p = 0,0001, figur 2B.). Lignende resultater ble funnet i MIA PACA-2-cellelinjen, hvor (-) – epicatechin produserte signifikant bestrålingssensibilisering ved hver dose som ble testet (p = 0,0001, figur 2C.). Celleoverlevelseskurver ble tilpasset en lineær kvadratisk modell. I Panc-1-celler, de overlevende fraksjon på 2 Gy var 98%, mens (-) – epicatechin behandling reduserte betydelig den overlevende fraksjon til 58% (p = 0,001). I U87-celler, de overlevende fraksjon på 2 Gy var 79%, og (-) – epicatechin betydelig redusert overlevelse til 51% (p = 0,021). I MIA PACA-2 celler, de overlevende fraksjon på 2 Gy var 67%, mens (-) – epicatechin behandling betydelig redusert de overlevende fraksjon på 2 Gy til 52% (p = 0,029). Forbedring av strålingsinduserte celledød eller stråling forbedring faktor (REF) var 1,7 for Panc-1, 1,5 til U87, og 1,2 for MIA PACA-2-celler. Disse data viser at (-) -. Epicatechin radiosensitizes kreft i flere typer in vitro
(A) (-) – Epicatechin sensitizes PANC-1 celler for stråling med en gjennomsnittlig NR = 1,7 (B) (-) -Epicatechin sensitizes U87-celler for stråling med et gjennomsnitt på 1,5 NR. (C) (-) -. Epicatechin sensitizes MIA Paca-2 celler til stråling med en gjennomsnittlig NR = 1,2
(-) – Epicatechin ikke bevisst HNF celler for stråling
for å teste om (-) – epicatechin bestrålingssensibilisering er selektiv for kreftceller, undersøkte vi effekten av (-) – epicatechin på HNF celler. (-) – Epicatechin 20 uM ikke sensibiliserer HNF celler for stråling med en NR 0,9 (figur 3A). Det gjorde heller ikke (-) – epicatechin alene reduksjon klonogene overlevelses av HNF celler (figur 3B). Disse data viser at (-) – epicatechin er selektiv for kreftceller og derved kan ikke øke normalt vev toksisitet når kombinert med stråling
(A) 20 uM. (-) – Epicatechin ikke sensitize HNF celler til stråling (REF = 0,9). (B) (-) – Epicatechin alene ikke hemmer kolonidannelse i HNF (p 0,05).
Effekt av (-) – epicatechin på elektrontransportkjeden (ETC) protein uttrykk
Tidligere studier viste at økt mitokondriell respirasjon via (-) – epicatechin søknad er forbundet med en liten, men signifikant oppregulering av ETC proteinkomplekser in vivo [14]. Vi utførte Western blot-analyse for alle OxPhos komplekser ved bruk av antistoffer for en nøkkel subenhet av hvert kompleks (NDUFP, 70 kDa FP, Core1, COX1, ATP syntase α) i PANC-1-celler behandlet med 0-200 uM (-) – epicatechin tidligere til eksponering for 0 eller 6 Gy. (-) – Epicatechin alene ikke vesentlig endrer ekspresjonen av noen av ETC-proteinene i Panc-1-celler (figur 4A-B). Kombinere (-) – epicatechin med 6 Gy hadde en beskjeden effekt på kompleks I (NDUFP) på 200 pM og kompleks III kjerne subenhet en 100 um (figur 4A og C, p = 0,0006). Disse dataene antyder at (-) -. Epicatechin, i denne kreftcellelinje, ikke utløser store endringer i mitokondrie OxPhos komplekser nivåer eller megle bestrålingssensibilisering gjennom store endringer i nivåene av ETC regulatoriske subenheter
(A) A representative blot for ETC protein ekspresjon i Panc-1-celler som ble behandlet med 0-200 uM (-) – epicatechin og 0 eller 6 Gy. (B) (-) – Epicatechin alene ikke i betydelig grad endrer ETC proteinekspresjon. Proteinnivåer blir normalisert til den ubehandlede kontroll. (B) (-) – Epicatechin induserte minimale endringer i ETC-proteinekspresjon når den kombineres med 6 Gy. Verdier ble normalisert til 6 Gy alene, og * p 0,05 i forhold til 6 Gy /0 um (-) – epicatechin
(-) – Epicatechin og stråling stimulerer sjekkpunkt kinase 2 fosforylering og p21 uttrykk. i Panc-1, men ikke HNF celler
Fosforylering av kontrollpunktet kinase protein 2 (p-Chk2) ved treonin 68 og overekspresjon av p21 er involvert i DNA-skade reaksjon og bestrålingssensibilisering [19], [20]. Vi analyserte p21 ekspresjon og Chk2 fosforylering i Panc-1-celler behandlet med 0 eller 20 uM (-) – epicatechin etter eksponering for 0 eller 6 Gy. (-) – Epicatechin alene ikke føre til noen endring i p21-nivåer eller Chk2 fosforylering 24 timer etter behandling. Men kombinasjonen av (-) – epicatechin og 6 Gy behandling stimulert p21 ekspresjon (figur 5A, p = 0,0005) og Chk2 fosforylering (figur 5B, p = 0,042). Ekspresjon av p21 ble økt 62% og P-Chk2 (Thr68) nivåer økte 43% i bestrålte celler behandlet med (-) – epicatechin, sammenlignet med celler som mottar stråling alene
(A). (-) – epicatechin stimulerer p21 uttrykk. Proteinnivåer i 20 uM (-) – Epicatechin behandlede prøver ble normalisert til prøvene som er behandlet med 6 Gy. (B) 20 uM (-) – epicatechin stimulerer Chk2 fosforylering. Protein nivåer i (-) – epicatechin behandlede prøver ble normalisert til prøvene som ble behandlet med 6 Gy, og * p 0,05
Vi deretter undersøkt P-Chk2 og p21 i HNF celler etter behandling med. (-) – epicatechin og stråling siden HNF cellene ikke radiosensitized (fig. 3). I motsetning til Panc-1 cancerceller, kombinasjon (-) – epicatechin pluss 6 Gy behandling redusert p21-ekspresjon ved 15% (Fig. 6A, p = 0,03). Chk2 fosforylering var uendret (fig. 6B). Disse dataene antyder at (-) -. Epicatechin radiosensitizes kreftceller ved forstyrrelser av cellesyklus og sjekkpunkt svar på stråling
(A) (-) – Epicatechin hemmer p21 uttrykk. Proteinnivåer i 20 uM (-) – Epicatechin behandlede prøver ble normalisert til prøvene som er behandlet med 6 Gy, og * p 0,05. (B) 20 uM (-) – epicatechin ikke stimulerer Chk2 fosforylering. Proteinnivåer i (-) – Epicatechin behandlede prøver ble normalisert til prøvene som ble behandlet med 6 Gy
. (-) – Epicatechin og stråling stimulerer spaltning av caspase 3 i PANC-1 celler
Caspase 3 er kritisk for gjennomføring av apoptose. For å undersøke muligheten av at (-) – epicatechin sensitizes kreftceller for stråling ved å indusere apoptose, vi utført Western blot-analyse for pro-kaspase 3 og spaltet caspase 3 i PANC-1 celler eksponert i 72 timer til 0 eller 20 μ (-) -epicatechin og 0 eller 6 Gy av stråling. PANC-1-celler utsatt for (-) – epicatechin viste økt pro-kaspase 3 ekspresjon og celler behandlet (-) – epicatechin og /eller 6 Gy viste økt caspase 3 spaltning sammenlignet med prøvene eksponert for 6 Gy alene (figur 7).. Disse data antyder at (-) -. Epicatechin radiosensitizes kreft i bukspyttkjertelen celler ved å stimulere caspase 3 ekspresjon og apoptose
Panc-1 celler ble eksponert for 0 eller 20 uM (-) – epicatechin i 1 time og deretter eksponert for 6 Gy av stråling, og inkubert i 72 timer. (-) – Epicatechin stimulerer pro-caspase 3 uttrykk og cleavage
Diskusjoner
. (-) – Epicatechin stimulert mitokondriell respirasjon i Panc-1 celler som tydelig av forbruk økte oksygen priser . Mens (-) – epicatechin sensibilisert glioblastom og kreft i bukspyttkjertelen celler for stråling, det ikke sensibilisere HNF-celler, noe som indikerer at bestrålingssensibilisering virkningen av (-) – epicatechin er spesifikk for kreftcellene. (-) – Epicatechin stimulert mitokondriell respirasjon og oppviste bestrålingssensibilisering i Panc-1-celler på en doseavhengig måte. Kombinere (-) – epicatechin med 6 Gy stimulert fosforylering Chk2, p21 ekspresjonen, og induserte større spalting av caspase 3. Disse effekter ble observert fortrinnsvis i kreftceller, men ikke normale celler (HNF)
Resultatene som er vist heri. er nye og betydningsfulle i tre henseender. For det første, (-) – epicatechin sensibiliserte kreft i bukspyttkjertelen celler for stråling. Kreft i bukspyttkjertelen er vanligvis resistente mot vanlige terapeutiske intervensjoner [21] og radiosensitizing medikamenter kan derfor være nyttig å overvinne denne terapeutiske hinder. For det andre, er de fleste typer kreft i bukspyttkjertelen, karakterisert ved Kras mutasjoner [22] og resultatene viste at (-) – epicatechin radiosensitizes Kras mutant Panc-1 og MIA PACA-2-cellelinjer. For det tredje viste vi at (-) – epicatechin sensibiliserte kreftcellene, men ikke HNF celler for stråling, noe som er i overensstemmelse med tidligere studier, og angir kreftcelle-selektivitet [9], [10], [23]. Videre er nyheten av våre resultater tydelig i viser stimulert mitokondriell respirasjon i kreftceller ved konsentrasjoner som er mer terapeutisk relevante og som ikke er testet i kreft i bukspyttkjertelen celler. Biotilgjengeligheten av (-) – epicatechin når de administreres oralt som en del av en mat ekstrakt som grønn te eller kakao kan være et problem på grunn av begrenset absorbsjon i tarmene. I denne studien brukte vi renset (-) – epicatechin sammensatte og se for seg en mer direkte rute av terapeutisk administrasjon in vivo som kan gi rom for større plasmakonsentrasjoner. Spesielt, har våre tidligere studier har funnet biologiske effekter etter oral administrasjon av ren forbindelse [14]. Selv om denne studien viste en effekt av (-) – epicatechin på normalt vev, mens denne studien ikke, forskjeller i modellene og celletyper studert er dyp og kan forklare dette avviket. Metabolisme, signalanlegg og ETC isoformer er sannsynligvis forskjellig mellom muskelceller og fibroblaster.
Stimulere mitokondriell respirasjon i kreft i bukspyttkjertelen celler kan ikke nødvendigvis kreve økt ETC protein uttrykk. Tallrike studier har vist at COX er avgjørende regulert ved fosforylering på både katalytiske og regulatoriske underenheter [24]. Derfor, stimulering av mitokondriell respirasjon av (-) – epicatechin i kreftceller kan bli formidlet av en signaleringsmekanisme som gjenstår å bli belyst. (-) – Epicatechin ble vist å hemme MAPK /Erk [25], [26] og MAPK ble vist å assosiere med EGFR og translocate til mitokondriene, hvor det binder seg til COX [27] som tyder på en potensiell signalmekanisme for (-) -epicatechin-mediert regulering av mitokondriell respirasjon
Ved å kombinere. (-) – epicatechin med stråleindusert Chk2 fosforylering i Panc-1 celler. Chk2 fosforylering på treonin- 68 oppstår etter eksponering for stråling som en del av DNA-skade reaksjon [28], [29]. Flere studier viser involvering av p21 i bestrålingssensibilisering i flere typer kreft [19], [20], [30]. Videre studier viser at fosforyleringen av Chk2 ved treonin 68 og økt p21 ekspresjon reduserer celleformering ved indusering av begynnende alderdom [31] – [33]. Evnen av (-) – epicatechin for å stimulere fosforylering Chk2 og p21 ekspresjon potensielt kan forklare, i det minste delvis, en mekanisme ved hvilken (-) – epicatechin bevirker bestrålingssensibilisering og hemming av klonogene overlevelses i Panc-1 celler. I tillegg, (-) – epicatechin stimulert kløyving av caspase 3 med eller uten stråling, og dette kan gi en annen forklaring på bestrålingssensibilisering i kreft i bukspyttkjertelen celler
. (-) – Epicatechin stimulert mitokondriell respirasjon og hemmet klonogene overlevelse i bukspyttkjertelen kreftceller. Når kombinert med stråling, (-) – Epicatechin radiosensitized bukspyttkjertelcancerceller og glioblastom-celler, men ikke HNF celler. (-) – Epicatechin stimulert Chk2 fosforylering og p21 ekspresjon over nivået som ble oppnådd ved stråling alene. Disse funnene tyder på at (-) – epicatechin er selektiv i allergikreftceller til stråling og gjør det til en lovende kandidat som en roman terapeutisk modalitet for behandling av bukspyttkjertel eller andre kreftformer
.
