Abstract
Bakgrunn
Tykktarmskreft er vanlig. Flerumettede fettsyrer (PUFA) utøve vekst-hemmende og pro-apoptotiske virkninger på tykktarmskreftceller. Metabolitter av flerumettede fettsyrer som prostaglandiner (PGS), leukotriener (LTS) og lipoxiner (LXS) spiller en betydelig rolle i tykktarm kreft.
Metoder
Menneskelig tykktarmskreft LoVo og RKO celler ble dyrket med forskjellig konsentrasjon av flerumettede fettsyrer og 5-fluorouracil (5-FU)
in vitro
. Celle morfologiske endringer, fettsyresammensetning, dannelsen av PGE2, LTB4 og LXA4 og uttrykk for COX-2, ALOX5, PGD syntase (PGDS), ble mikrosomale prostaglandin E-syntase (mPGES) vurderes i LoVo og RKO celler når supplert med flerumettede fettsyrer og 5 -FU.
Resultater
flerumettede fettsyrer og 5-FU hemmet veksten av LoVo og RKO celler i samme grad ved doser brukt og produsert betydelige endringer i sin form. Som forventet ble høyere konsentrasjoner av supplert PUFA bemerket i cellene i forhold til å styre. LA, GLA, AA, ALA og EPA tilskudd til LoVo celler undertrykt produksjonen av PGE
2, LTB
4, og ALOX5, mPGES uttrykk, men forsterket at av LXA
4; mens DHA forbedret PGE
2 og LXA
4 syntese men redusert LTB
4 dannelse og COX-2, ALOX5, mPGES uttrykk. I motsetning til 5-FU forbedret dannelse av PGE
2, LTB
4 og mPGES uttrykk, men undertrykkes LXA
4 syntese og COX-2 ekspresjon. PGE
2, LTB
4 syntese og ALOX5 uttrykk ble undertrykt av LA, GLA, ALA og DHA; mens AA, EPA og 5-FU forbedret PGE
2, men paradoksalt AA redusert og EPA og 5-FU forbedret LTB4 syntese i RKO celler. Alle de flerumettede fettsyrer testet forbedret, mens 5-FU redusert LXA
4-formasjonen i RKO celler; mens GLA, AA, og 5-FU utvidet mens LA, ALA, EPA og DHA forbedret COX-2 uttrykk i RKO celler.
Konklusjoner
tumorici-dal handling av flerumettede fettsyrer på tykktarms LoVo og RKO kreft celler
in vitro
var assosiert med økt dannelse av LXA
4, nedsatt syntese av PGE
2 og LTB
4 og undertrykte uttrykk for COX-2, ALOX5, mPGES, mens 5- FU produsert kontrasterende handlinger på disse indeksene
Citation. Zhang C, Yu H, Ni X, Shen S, Das FN (2015) veksthemmende virkning av flerumettede fettsyrer (PUFA) på Colon kreft celler via deres vekst hemmende metabolitter og fettsyresammensetning endringer. PLoS ONE 10 (4): e0123256. doi: 10,1371 /journal.pone.0123256
Academic Redaktør: Surinder K. Batra, University of Nebraska Medical Center, UNITED STATES
mottatt: 29 juli 2014; Godkjent: 21 februar 2015; Publisert: 17 april 2015
Copyright: © 2015 Zhang 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
Data Tilgjengelighet: All relevant data er innenfor papir
Finansiering:. UND er i mottak av Ramalingaswami fellesskap av Institutt for bioteknologi, New Delhi i løpet av tiden av denne studien. Dette arbeidet ble støttet delvis med tilskudd fra Institutt for bioteknologi (DBT No. BT /PR11627 /MED /30/157/2010), Institutt for vitenskap og teknologi (No. IR /SO /LU /03/2008 /1) under Intensivering av Research in Høye Prioriterte områder (IRPHA) til UND. Forfatter UND er president og CEO i UND biovitenskap uten økonomisk kompensasjon. Finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser. UND er president og CEO i UND biovitenskap uten økonomisk kompensasjon. UND Life Sciences utfører forskning på området av essensielle fettsyrer og deres metabolitter og deres rolle i forskjellige fysiologiske og patologiske prosesser. UND biovitenskap har ingen produkter i markedet knyttet til arbeidet rapportert i den nåværende manuskriptet. Andre forfattere har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer. Dette endrer ikke forfatternes tilslutning til PLoS ONE politikk på deling av data og materialer. De spesifikke roller denne forfatteren er artikulert i seksjon «Forfatter bidrag».
Innledning
Tykktarmskreft er vanlig både hos menn og kvinner, med høyest forekomst i Australia og New Zealand, Europa og Nord-Amerika [1]. Vestlig kosthold er rikt på mettet fett og inneholder tilstrekkelige mengder av totalt flerumettede fettsyrer (PUFA) med forholdet mellom n-3 og n-6 velvære ~ 1: 20 som anses å fremme utvikling av tykktarmskreft. Tidligere har vi og andre har vist at flerumettede fettsyrer (LA, GLA, AA, ALA, EPA og DHA) har inhiberende virkning på veksten av tumorceller med liten eller ingen cytotoksisk effekt på normale celler [2-5].
LA (linolsyre = 9-cis, 12-cis-oktadekadiensyre, 18: 2 n-6) og ALA (α-linolensyre = 9-cis, 12-cis, 15-cis-oktadekatriensyre, 18: 3 n-3) er essensielle fettsyrer (EFA) som danner forløpere for de respektive langkjedede metabolitter nemlig γ-linolensyre (GLA, 18: 3 n-6), dihomo-γ-linolensyre (DGLA; 20: 3 n- 6) og arakidonsyre (AA, 20: 4 n-6) og eikosapentaensyre (EPA, 20% n-3) og dokosaheksaensyre (DHA, 22: 6 n-3) respektivt. Det antas at Δ
6 og Δ
5 desaturaser og respektive elongases omdanne LA og ALA til sine respektive langkjedede metabolitter [6]. Tumorceller er kjent for å være mangelfull i flerumettede fettsyrer, spesielt i AA, EPA og DHA på grunn av redusert aktivitet av enzymer Δ
6 og Δ
5 desaturaser [7]. Det kan bemerkes at DGLA, AA og EPA skjema forløpere til ulike prostaglandiner (PGS), thromboxanes (TXS) og leukotriener (LTS), mens AA, EPA og DHA skjema forløpere til lipoxiner (LXS) (fra AA), resolviner (fra EPA og DHA) og protektiner og maresins (fra DHA) som spiller en betydelig rolle i betennelse og kreft [8]. Generelt, PG-er, TXS, og LTs er pro-inflammatorisk natur, produserer immunsuppresjon og fremme tumorcelle-proliferasjon. LXS, resolviner, protektiner og maresins har potent anti-inflammatorisk handlinger [9, 10], men deres eksakte rolle i spredning av tumorceller er ikke godt dokumentert selv om noen studier gjorde antyder at LXS kan undertrykke deres vekst [6-8]. Selv om det antas at økt dannelse av ulike PGS, LTs og TXS fra ulike flerumettede fettsyrer kan være ansvarlig for den cytotoksiske virkningen av flerumettede fettsyrer, er det ingen generell enighet om dette på grunn av kontroversielle resultater rapportert [6-8]. I motsetning til de cytotoksiske virkninger av flerumettede fettsyrer på tumorceller, noen av disse fettsyrene, spesielt, GLA, PGE
1 og PGI
2 har vist seg å besitte cytoprotektive og genoprotective handlinger [11-13]. På den annen side, overekspresjon av syklooksygenase-2 (COX-2), noe som fører til dannelsen av overskudd av PGE
2, er blitt assosiert med pro-inflammatoriske hendelser og høyere forekomst av kolorektal kreft [14-16]. Disse bevis indikerer at COX-2 er et potensielt mål for anti-kreft-behandling. Dette støttes av den observasjon at n-3 PUFA: DHA og EPA i kombinasjon med radioterapi undertrykt veksten av HT29 kolon kreftceller som er forbundet med nedsatt COX-2 ekspresjon [17]. I tillegg er det mikrosomale PGE2-syntase (mPGES) funksjonelt koblet til COX-2, som formidler den endelige reguleringstrinnet av PGE
2-biosyntese, og er overuttrykt i forskjellige krefttyper [18, 19].
i denne studien, vurderte vi effekten av ulike PUFA (LA, GLA, AA n-6-serien og ALA, EPA, DHA av n-3-serien) på veksten av tykktarmskreft LoVo og RKO celler
in vitro
og sammenlignes disse resultatene med de kjente anti-kreft legemiddel 5-fluorouracil (5-FU). I tillegg studerte vi effekten av ulike PUFA og 5-FU på forandringer i fettsyresammensetningen, dannelse av PGE
2, LTB
4 og LXA
4 og ekspresjon av COX-2 som har ikke blitt rapportert tidligere.
Materialer og metoder
Material
kolorektal kreft cellelinjer, LoVo (udifferensiert) og RKO (semi-differensiert) ble innhentet fra institutt for biokjemi og cellebiologi Shanghai Institute for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences. ALA, EPA, DHA, LA, GLA, AA og 5-FU ble kjøpt fra Sigma (St. Louis, Missouri, USA). RPMI1640 medium ble innkjøpt fra GIBCO (Grand Island, NY, USA).
Cellekultur
LoVo og RKO celler ble dyrket i RPMI Medium1640 (GIBCO) supplert med 10% føtalt bovint serum, penicillin (100 U /ml), streptomycin (100 U /ml) og dyrket i en 5% CO2 fuktet inkubator ved 37 ° C. Forrådsløsningene av ALA, EPA, DHA, LA, GLA, og AA ble fremstilt som tidligere beskrevet [20]. Imidlertid, ble 5-FU ble oppløst i vann av høy renhet som stamoppløsning med konsentrasjon på 50 mM. Forrådsløsningene av fettsyrer og 5-FU ble filter-sterilisert og friskt fortynnet med cellekulturmedium når de brukes. I alle studiene dosene av fettsyrer og 5-FU benyttes for LoVo var som følger: 5-FU 10 pm, ALA 150 um /ml, DHA 150 um /ml, EPA 150 um /ml, LA 150 um /ml, AA 150 uM /ml og GLA 300 uM /ml, og celletettheten ble anvendt var: 1 x 10
5 celler /ml; mens tettheten av RKO var 5 x 10
4 celler /ml, og den dose av 5-FU, ALA, DHA, EPA, LA, AA, og GLA som ble anvendt var 0.4μM, 140μM /ml, 120μM /ml, 120μM /ml, 120μM /ml, 120μM /ml, 200 uM /ml henholdsvis
MTT-analysen og cellemorfologi bestemmelse
MTT (3- (4,5-dimetyltiazol-2-yl). – 2,5-diphenylte-trazolium bromid (Sigma, USA)) assay ble anvendt for å bestemme virkningen av ALA, EPA, DHA, LA, GLA, AA og 5-FU på proliferasjonen av LoVo og RKO celler. MTT-analysen ble utført som beskrevet tidligere [21].
LoVo-celler ble sådd ut i 24-brønners plater med et volum på 1 ml ved en tetthet på 1 x 10
5 celler /ml, mens tettheten av RKO var 5 × 10
4 celler /ml. 24 timer etter utsåing ble cellene supplert med forskjellige doser av forskjellige fettsyrer og 5-FU i 48 timer. Ved slutten av inkubasjonen ble celle morfologiske endringer observert ved anvendelse av et invertert mikroskop lys (Nikon, Tokyo, Japan).
Fettsyreanalyse av cellene
LoVo og RKO celler sådd ut i 50 ml celle kulturflasker supplert med ulike flerumettede fettsyrer og 5-FU for 48t ble deretter høstet ved hjelp av trypsin. Deretter ble cellene vasket to ganger med PBS, på nytt oppslemmet i 0,5 ml vann av høy renhet. Fettsyrene ble forestret som anbefalt av Seppänen-Laakso T [22], og Cellular innhold av fettsyrer ble målt ved gass-kromatografi som beskrevet i detalj tidligere [20]. Toppene ble identifisert ved å sammenligne retensjonstider med kjente methyl ester standarder (FAME Mix, Supelco) og fettsyrer ble kvantifisert ved en ekstern standard metode.
LTB
4, PGE
2 og LXA
4 målingen
for bestemmelse av LTB
4, PGE
2, og LXA
4-nivåer i LoVo og RKO kulturmedium, ble cellene sådd ut i en 6-brønns plate for over natten og behandlet med forutbestemte doser av flerumettede fettsyrer og 5-FU i 48 timer. Ved slutten av behandlingsperioden, ble mediet høstet ved sentrifugering ved 2000 x g i 5 min for å fjerne flytende celler. Deretter ble supernatanten samlet og analysert ved hjelp av LTB
4, PGE
2, og LXA
4 ELISA kits følgende produsentens instruksjoner (WESTANG Bio-TECH, Shanghai, Kina). Resultatene ble korrigert ved proteinnivået før uttrykke som prosent av kontrollen.
Bestemmelse av COX-2 og ALOX5 aktivitet
LoVo og RKO celler ble dyrket i 6-brønners plater og behandlet med forskjellige flerumettede fettsyrer og 5-FU i 48 timer, ved enden av hvilken den kulturelle supernatanten innsamlet ved sentrifugering ved 2000 x g i 5 min ble anvendt for COX-2 og ALOX5 nivåer analyse ved konkurrerende enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) innkjøpt fra Xitang (Shanghai, Kina) og CUSABIO (Wuhan, Kina), henholdsvis. Resultatene ble korrigert ved proteinnivået før uttrykke verdiene som prosent av kontrollen.
mRNA-analyse
Total RNA ble ekstrahert fra dyrkede LoVo og RKO celler supplert med forskjellige flerumettede fettsyrer og 5-FU for 48 timer med 500 ul TRIzol reagens (Haogene Biotech, Hangzhou, Kina). cDNA ble syntetisert ved en omvendt transkripsjon reaksjon med første-Strand cDNA Synthesis Kit (Haogene Biotech, Hangzhou, Kina) fra 500 ng av total RNA i henhold til produsentens instruksjoner. Real-time kvantitativ PCR (RT-PCR) ble utført ved hjelp av Power SYBR Master Mix (Invitrogen). For hver reaksjon, 12,5 ul of Power SYBR Master Mix, 0,5 ul av hver PCR-primer, 1 ul DNA-templat, 10.5μl destillert vann ble tilsatt. Human18S rRNA ble valgt som en referanse for genekspresjonsanalyser, og videre analysert i henhold til 2
-ΔΔCT metode
Grunning (Sangon Biotech) brukte var:. Menneske 18s (F; GACTCAACACGGG-AAACCTCAC, R ; CCAGACAAATCGCTCCACCAAC), human PGDS (F; CCTGCCCCAAACCGATAAGTG, R; GCTCGGGGAAGGAACAGAGCAG), human mPGES (F; CCCCAGTATTGCAGGAGCGAC, R,. GCATCCAGGCGACA-AAAGGGTTAG)
Statistisk analyse
Hver forsøket ble gjentatt minst tre ganger, og de oppnådde data ble analysert med SAS 8,0 programvare og SPSS programvareversjon 16,0. Resultatene er uttrykt som gjennomsnitt ± SD. Alle data ble analysert ved bruk av ANOVA prosedyren med betydning analyse på
p
0,05 nivå.
Resultater
PUFA indusert morfologiske endringer i LoVo og RKO celler
De morfologiske endringer av LoVo og RKO celler i respons til ulike doser av flerumettede fettsyrer og 5-FU behandling ble analysert under lys-mikroskopi og resultatene er vist i figurene 1 og 2. resultatene viser at ubehandlede celler vokste godt med en normal form, som kan bli funnet ved deres jevne fordeling med intensiv forbindelser og konfluens. Men sammenlignet med kontrollgruppen, flerumettede fettsyrer og 5-FU behandling av LoVo-celler og RKO redusert deres antall, og celleformen var forvrengt med avrunding opp, noe som antyder at PUFA og 5-FU inhiberte proliferasjonen av disse cellene.
Effekt av flerumettede fettsyrer på fettsyrer sammensetningen av tykktarm kreft celler
i denne studien analyserte vi fettsyresammensetning i LoVo og RKO celler som respons på tilskudd av ulike PUFA og 5-FU i 48 timer og er vist i tabell 1 og figurene 3 og 4. forholdet mellom umettede fettsyrer /mettede fettsyrer (S /U) og forholdet av n-6 PUFAer /n-3 PUFA (n-6 /n-3) ble også beregnet. Disse resultatene indikerte at når supplert med flerumettede fettsyrer, fettsyreprofiler av LoVo og RKO celler var signifikant forskjellig i forhold til kontrollgruppen. Som vist i tabell 1, er det bemerkelsesverdig at nivåene av supplementert fettsyrer var signifikant økt i LoVo og RKO celler. For eksempel, LoVo-celler supplert med ALA, DHA, EPA, LA, AA, GLA viste en 54,9-ganger, 12,32 ganger, 16,6 ganger, 13,95 ganger, 3,17 ganger og 39.88 ganger høyere konsentrasjoner henholdsvis sammenlignet med kontrollen . På den annen side, RKO celler behandlet med ALA, DHA, EPA, LA, AA, viste GLA en 14,09-fold, 54,81-fold, 225,95-fold, 31,71-fold, 44,46-fold og 18,41-ganger økning i konsentrasjonene av disse fettsyrene henholdsvis. Det er bemerkelsesverdig at både i LoVo og RKO celler viste en betydelig økning i EPA og DHA når supplert med EPA som tyder på at EPA er omdannet til sitt langkjede-metabolitt DHA. I tillegg supplering av AA forbedret innhold av AA og EPA i begge LoVo og RKO celler. Overraskende, LoVo-celler supplert med GLA resulterte i ikke bare en betydelig økning i deres GLA-innhold, men også en økning av ALA, EPA, DHA, LA og AA. I kontrast, RKO celler supplert med GLA viste en nedgang i ALA, EPA, DHA og LA innhold i forhold til kontroll.
Mens vurdere forholdet mellom umettede fettsyrer /mettet fettsyrer (U /S), ble det bemerket at både LoVo og RKO celler viste en høyere andel av U /S i alle PUFA behandlinger sammenlignet med kontrollen som er tydelig formen resultatene er vist i tabell 1 og figurene 3 og 4. LoVo celler supplert med n-6 PUFA (LA, AA og GLA) resulterte i en 17,52, 10,09 og 29,68% økning for summen av n-6 PUFA og 1,13, 0,1, 1,46% nedgang for summen av n-3 PUFA i forhold til kontroll. Tilsvarende kosttilskudd med n-3 PUFA (ALA, DHA og EPA) til LoVo celler resulterte i en 34.52, 17.22, 16.83% økning i den totale mengden av n-3 PUFA og 14,78, 14,73, 12,12% nedgang for summen av n -6 flerumettede fettsyrer sammenlignet med kontroll. RKO celler som ble supplert med LA, AA og GLA viste et 30,69, 53,33 og 35,84% økning i konsentrasjonen av n-6 PUFAer sammenlignet med kontrollen respektivt. På den annen side, RKO celler som ble supplert med ALA, DHA og EPA viste en økning i nivåene av disse n-3-fettsyrer ved henholdsvis 49,21, 35,83 og 15,18% i forhold til kontrollen.
Tilskudd av 5-FU til LoVo og RKO celler som produseres mye noen endringer i sammensetningen av n-6 PUFA og n-3 PUFA i sammenligning med kontrollen. På den annen side, LoVo-celler viste en signifikant økning i innholdet n-9 PUFA og redusert innhold av mettede fettsyrer. I motsetning til dette tilskudd av 5FU ga en signifikant økning i den mettede fettsyreinnhold og en betydelig reduksjon i sin N-9-PUFA i RKO celler.
Effekter av flerumettede fettsyrer på PGE
2, LTB
4 og LXA
4 nivå
PGE
2 og LTB
4 har vist seg å besitter pro-inflammatorisk handlinger, fremme tumorcelle invasjon, forbedre deres metastaser, oppregulere VEGF uttrykk, hemme tumor celle apoptose og undertrykke immunfunksjon [13, 23]. Således, både PGE
2 og LTB
4 kan virke som anti-apoptotiske molekyler og forbedre tumorvekst. I motsetning til dette lipoxin A
4 er et potent anti-inflammatorisk molekyl og motvirker virkningene av PGE
2 og således kunne undertrykke tumorcelleformering, invasivitet og metastase [13]. I lys av dette, bestemte vi utskillelsen av PGE
2, LTB
4 og LXA
4 av LoVo og RKO celler følgende tilskudd med ulike flerumettede fettsyrer og 5-FU i 48 timer.
Som det fremgår av disse resultatene er vist i figur 5, når PGE
2 sekresjon av LoVo-celler supplert med LA, GLA, AA, ALA, EPA og 5-FU ble undertrykket, mens DHA forbedret dens sekresjon sammenlignet med kontrollen. På den annen side, LA, GLA, AA, ALA, EPA og DHA (alle testede PUFA) ble redusert LTB
4 sekresjon i betydelig grad av LoVo-celler, mens 5-FU forbedret den samme. Resultatene vist i figur 6 viser at RKO celler supplert med LA, GLA, DHA og ALA produsert reduserte mengder av PGE
2, mens AA, EPA og 5-FU-indusert en betydelig økning i produksjonen. I kontrast viste RKO cellene redusert produksjon av LTB
4 når supplert med LA, GLA, AA, ALA og DHA og viste økt produksjon i respons til EPA og 5-FU utfordring.
Verdier i samme kolonne med ulike bokstaver er signifikant forskjellige (p 0,05).
Verdier i samme kolonne med forskjellige bokstaver er signifikant forskjellige (p 0,05).
i sammenligning til disse resultatene, er alle flerumettede fettsyrer testede forbedret produksjon av LXA
4 ved hjelp av LoVo og RKO celler, mens 5-FU behandling inhiberte LXA
4 sekresjon i begge disse cellene som vist i figurene 6 og 7.
Verdier i samme kolonne med ulike bokstaver er signifikant forskjellige (p 0,05).
Effekter av flerumettede fettsyrer på ekspresjon av COX-2 og ALOX5
COX-2 spiller en viktig rolle i både inflammasjon og tykktarm karsinogenese og følgelig er det blitt foreslått at midler som hemmer ekspresjonen kan være anvendbare ved inhibering av disse to prosessene [24]. På den annen side, økende mengde av bevis indikerer at arachidonat 5-lipoksygenase (ALOX5) er en viktig regulator av betennelse og kreft patogenesen [25]. I den foreliggende undersøkelse har vi målt ekspresjon av COX-2 etter tilskudd av PUFA og 5-FU, som viste at, generelt, flerumettede fettsyrer (med unntak av AA på LoVo og GLA og AA på RKO celler) nedregulert ekspresjon av COX-2 i forhold til kontrollen som er tydelig fra resultatene vist i figurene 6 og 7, mens flerumettede fettsyrer (med unntak av EPA for RKO celler) nedregulert ekspresjonen av ALOX5 sammenlignet med kontrollen som fremgår fra resultatene som er vist i figurene 7 og 8 . på den annen side er 5-FU hemmet ekspresjon av COX-2 og ALOX5 i LoVo-celler, men forsterkes i RKO celler
Verdier i den samme kolonne med forskjellige bokstaver er signifikant forskjellige (p 0,05)..
Effekter av flerumettede fettsyrer på uttrykk for PGDS og mPGES
mikrosomale prostaglandin E-syntase (mPGES) og PGD syntase (PGDS) megle den endelige reguleringstrinn av PGE
2 og prostaglandin D
2 henholdsvis biosyntese og har vært implisert i patogenesen tumor [26, 27]. Derfor undersøkte vi uttrykket av PGE syntase og PGD syntase med real-time PCR følgende tilskudd av flerumettede fettsyrer og 5-FU. Resultatene av denne studien er vist i tabell 2 viste at PGE
2-syntase-ekspresjon i LoVo ble øket sammenlignet med kontrollgruppen, mens flerumettede fettsyrer (med unntak av EPA og GLA på LoVo) oppregulert ekspresjonen av PGD-syntase sammenlignet med kontrollen. I tillegg verken uttrykk for PGE
2 syntase eller PGD syntase ble oppdaget i RKO celler på grunn av deres lave uttrykk i disse cellene.
Diskusjoner
Det er bevis som tyder at flerumettede fettsyrer, spesielt EPA og DHA har anti-kreft aktivitet både
in vitro Hotell og
in vivo
. Tidligere rapporterte vi at flerumettede fettsyrer har vesentlig cytotoksisk virkning på tumorceller ved å øke fri radikal generering, lipidperoksidering, endre membran sammensetning og indusering av mitokondriell dysfunksjon [2, 3, 20, 28]. I forlengelsen av denne studien, nå evaluert vi om tilskudd av PUFA kunne produsere endringer i dannelsen av deres metabolitter som kan ha en rolle i å bringe om deres veksthemmende virkning. Endringene i den morfologiske utseende, fettsyresammensetning, PGE
2, LTB
4 og LXA
4 sekresjon og COX-2, ALOX5, mPGES, PGDS ekspresjon bemerket i LoVo og RKO cellene i respons til supplementation av ulike PUFA indikerer at det kan oppstå betydelige endringer i måten disse fettsyrene metaboliseres av kreftceller som kunne stå for deres tumorici-dal handling. Det er bemerkelsesverdig at semi-differensiert tykktarmskreft RKO celler mer følsomme for virkningene av flerumettede fettsyrer og 5-FU enn udifferensiert kolon LoVo kreftceller.
Tumorceller er kjent for å være mangelfull i aktiviteten av Δ
6 og Δ
5 desaturaser [29, 30] og dermed kan inneholde vesentlig lavere mengder av GLA, AA, EPA og DHA, sammenlignet med normale celler. Den eksakte årsaken til den lave aktiviteten til desaturasene i kreftceller er ikke kjent. Siden flerumettede fettsyrer kan gjennomgå peroxidation enkelt og generere frie radikaler som er giftige for celler [2, 3], er det sannsynlig redusert aktivitet av desaturasene er en forsvarsmekanisme som ble vedtatt av kreftceller til å beskytte seg mot disse giftige molekyler. Som forventet, supplert fettsyrer trykkes spredning av LoVo og RKO celler på grunn av deres inkorporering i til cellemembranen i betydelig grad. Men, hva som er overraskende er den observasjon at tilskudd av AA forbedret EPA-innhold i betydelig grad både i LoVo og RKO celler som tyder på at en tett interaksjon eksisterer mellom n-3 og n-6 fettsyrer [9, 20]. Tidligere ingen beskrevet eksistensen av en slik interaksjon mellom n-3 og n-6 PUFA påvirke dannelsen av PGS, LTs og andre metabolitter. Faktisk tidligere studier viste at tilskudd av EPA og DHA ble redusert AA-innhold i cellemembranen lipid basseng av tumorceller [14-16, 23].
AA, EPA og DHA danner forløpere ikke bare til pro- inflammatoriske molekyler PGS, TXS og LTs men også gi opphav til potente anti-inflammatoriske molekyler LXS, resolviner, protektiner, maresins og nitrolipids [9, 31, 32]. PGE
2 og PGF
2α og LTA
4 og LTB
4 er kjent for å bli produsert i vesentlig høyere mengder av tumorceller, noe som kan forbedre deres motilitet og invasive kapasitet [33]. I motsetning til dette, LXA
4 induserer apoptose og hemmer vekst av tumorer ved å undertrykke tumor angiogenese ved å hemme produksjonen av VEGF [34]. Dette tyder på at balansen mellom pro-inflammatoriske PGS, LTs og TXS og anti-inflammatorisk LXS, resolviner, protektiner, maresins og nitrolipids (som er dannet på grunn av reaksjon mellom ulike flerumettede fettsyrer og nitrogenoksid og disse forbindelsene har anti-inflammatoriske handlinger) kan avgjøre graden av spredning og invasiv kapasitet av tumorceller [8]. I tillegg, PGD
2 kan også hemme celleproliferasjon og indusere apoptose i forskjellige celletyper, inkludert tykktarmskreftceller [35]. I denne studien ble det uttrykk for PGD syntase (en hastighetsbegrensende enzym som regulerer syntesen av prostaglandin D2) funnet å være oppregulert av flerumettede fettsyrer (unntatt for EPA og GLA) sammenlignet med kontroll i LoVo. På den annen side ble det observert at mesteparten av flerumettede fettsyrer, bortsett fra DHA hemmet frigjøringen av PGE
2, mens alle flerumettede fettsyrer inhibert LTB
4 produksjon, men forbedret syntese og frigjøring av LXA
4 i LoVo-celler . Tilsvarende alle PUFA unntatt AA og EPA inhibert av PGE
2 og LTB
4 (bortsett fra EPA), men forbedret produksjon av LXA
4 i RKO-celler (se figurene 5 og 6). Dessuten er det bemerkelsesverdig at DHA, EPA og AA-induserte signifikant økning i utskillelsen av LXA
4 i forhold til andre flerumettede fettsyrer som tyder på at anticancer virkninger av disse tre flerumettede fettsyrer kan på grunn av deres evne til å øke dannelsen av LXA
4 i tillegg til å undertrykke PGE
2 og LTB
4 syntese
. Dette fremgår av de data som er vist i figur 9, hvor vi beregnet PGE
2 /LXA
4-forhold. Alle PUFAer redusert dette forholdet i LoVo-celler sammenlignet med kontroll bortsett fra 5-FU, mens AA, EPA (AA EPA) og 5-FU økte dette forholdet i RKO celler. Således, generelt, alle flerumettede fettsyrer forbedret dannelse av LXA
4 og reduserte syntesen av PGE
2 og LTB
4 vipping av balansen mer mot anti-inflammatorisk status. (Fig 9: Effekt av ALA, DHA, EPA, LA, AA, GLA og 5-FU på ekspresjon av PGE
2 /LXA
4 i LoVo og RKO celler in vitro, Verdier i den samme kolonne med forskjellige bokstaver er signifikant forskjellige (p 0,05). et sammendrag av dataene oppnådd i den foreliggende undersøkelse viser de endringer som oppstod som et resultat av virkningen av forskjellige PUFA og 5-FU på utskillelsen av PGE
2, LTB
4, LXA
4, ALOX5, COX-2, PGDS og mPGES aktivitet i LoVo og RKO er gitt i tabell 3 for enkel referanse (tabell 3:. oppsummering av effekten av ulike PUFA og 5-FU på utskillelsen av PGE
2, LTB
4, LXA
4, ALOX5, COX-2, PGDS og mPGES aktivitet i LoVo og RKO celler
in vitro
. N /D = Nedenfor . påvisbare grenser)
Verdier i samme kolonne med ulike bokstaver er signifikant forskjellige (p. 0,05)
COX-2 er nødvendig for syntesen av PG, LTs, TXS og LXS. Flere studier rapporterte at COX-2 uttrykk er forhøyet i tykktarmssvulster i forhold til normal kolorektal vev [36]. Våre resultater rapporteres her indikerte at alle flerumettede fettsyrer, unntatt AA (i LoVo) og GLA og AA (i RKO) trykkes uttrykk for COX-2. Dette er i samsvar med resultatene som PGE
2 og LTB
4 sekresjonen inhiberes av slike flerumettede fettsyrer som kan, i sin tur, hemmer tumorcelle-proliferasjon. Det kan nevnes her at COX-2 er også nødvendig for syntese av LXA
4 som kan forklare hvorfor AA forbedret sin (COX-2) aktiviteten i LoVo og RKO celler som samsvarer med øket produksjon av LXA
4 sett i disse cellene. Det er bemerkelsesverdig at utskillelsen av PGE
2 og LTB
4 korresponderte med aktiviteten av mPGES og ALOX5, noe som indikerer at oppregulert aktivitet av mPGES og ALOX5 kan være ansvarlig for den forbedrede sekresjon av PGE
2 og LTB
4 sett i lovo og RKO celler.
for første gang viste vi at veksten hemmende virkning av flerumettede fettsyrer skyldes en økning i produksjonen av LXA
4 i tykktarmskreft celler. Tidligere har flere studier vist at EPA og DHA undertrykke proliferasjonen av tumorceller ved å hemme ekspresjon av COX-2. I motsetning til disse studiene, ble det registrert i den foreliggende studie som AA undertrykkes veksten av tykktarmskreftceller, og samtidig oppregulert den for COX-2 ekspresjon likevel forbedret produksjon av LXA
4 som forklarer dens vekst undertrykkende virkning. Derfor foreslår vi at nedgangen i produksjonen av PGE
2, leukotriene B
4 og en økning i LXA
4 er mer avgjørende for veksthemmende handlingene til flerumettede fettsyrer i stedet for undertrykkelse av COX-2.
det er bemerkelsesverdig at selv om alle PUFA testet og 5-FU indusert samme grad av vekst inhibering av både LoVo og RKO celler, endringer observert i utskillelsen av PGE
2, LTB
4 og LXA
4 og COX-2 ekspresjon ble funnet å være variabel. Til tross for dette, visse generaliseringer er mulig. Lave mengder av AA, EPA og DHA i tumorceller, på grunn av redusert aktivitet av Δ
6 og Δ
5 desaturaser, kan utløse å øke PGE
2 syntese som en kompenserende mekanisme [37]. Dette støttes av den observasjon at plasma og /eller annen kroppsvæske PGE
2 nivåer er forhøyet i inflammatoriske tilstander lupus, reumatoid artritt og multippel sklerose [38-40] (og kreft er også en inflammatorisk tilstand) i hvilken mangel av PUFA er blitt beskrevet [41, 42]. På den annen side, viste oral administrering av AA og DHA til dyr med inflammatorisk kolitt forbedret LXA
4 syntese med liten eller ingen endring i PGE-dannelse i AA
2 supplert dyr, mens DHA redusert PGE
2 ferd med ingen endring i LXA
4 [43]. Disse resultater antyder at når AA, EPA og DHA er lave, administrering av disse fettsyrene forsterker produksjonen av LXA
4 (og muligens for andre anti-inflammatoriske molekyler som resolviner, protektiner og maresins) med marginale endringer i PGE
2 syntese. I tillegg er LXA
4 kjent for å undertrykke PGE
2 syntese [44, 45]. Det er sannsynlig at økt LXA
4 produksjon oppveier endringer i PGE
2 nivåer, slik som til slutt inflammatoriske prosessen er undertrykt. Siden LXA
4 hemmet veksten av LoVo og RKO kreftceller [29, 46], økt produksjon av LXA
4 på tilskudd av AA, EPA og DHA og andre flerumettede fettsyrer, er det sannsynlig at utvidet dannelsen av LXA
4 (i tillegg til redusert dannelse av PGE
2 og LTB
4) kan være ansvarlig for den reduserte veksten av LoVo og RKO celler bemerket i denne studien.
i konklusjonen, våre funn tyder på at flerumettede fettsyrer indusere giftighet på 48t av tykktarmskreft LoVo og RKO celler
in vitro
. Den cytotoksiske virkningen til PUFA kan være forbundet med nedgang i produksjonen av pro-inflammatoriske PGE
2 og LTB
4, COX-2, mPGES og ALOX5 ekspresjon og forbedret dannelse av anti-inflammatorisk LXA
4 (tabell 2).
