Elucidation of apoptotic pathway in human breast cancer, MCF-7 cell, induced by VR-3848 isolated from euphobiaceae

การศึกษาวิถีการชักนำให้เกิดการตายแบบ apoptosis ของสารสกัดจากพืชในวงศ์ยูโฟบีเอซีกับเซลล์มะเร็งเต้านมของมนุษย์

Name: Jarin Kramyu

LCSH: Euphobiaceae

MeSH: Apoptosis

MeSH: Apoptosis Inducing Factor

MeSH: Breast Neoplasms

MeSH: DNA, Complementary

Abstract: VR-3848 is a plant-derived active compound purified from Euphobiaceae. Previous studies reported that this compound could inhibit various cancer cell proliferation such as lung (LU-1), breast (BCA-1), colon (COL-1), mouth epidermoid carcinoma (KB), and mouse lymphoid neoplasm (P388). VR-3848 also inhibits the growth of human breast cancer cell, MCF-7. This cancerous cell lacks functional caspase-3, which is believed to act as principal caspase. Lack of this enzyme significantly contributes to chemotherapeutic resistance. Growth of MCF-7 cells was inhibited by VR-3848 in a dose-dependent manner. The GI50 value was 8.20 nM. VR- 3848 treated MCF-7 displayed elevated levels of apoptosis as demonstrated by DAPI staining and DNA fragmentation pattern. The DAPI nuclear-stained count showed 6.12%, 16.86%, 31.02%, and 49.06% of apoptosis at 6, 12, 18, and 24 hours, respectively, after drug treatment. In addition, DNA laddering patterns were shown at 18 hours and more clearly visualized at 24, 36, and 48 hours. To elucidate the apoptosis cell death pathway induced by VR-3848, we used cDNA analysis as a tool. The result from 205 apoptosis-related gene expression patterns of VR-3848 treated MCF-7 cell revealed that apoptosis was mediated via three different pathways, which were the receptor-mediated, the mitochondria-dependent and the ER-stress pathways. The mitochondrial pathway was confirmed by detection of the high level of AIF released from the mitochondria. The up-regulation of caspase-10 and caspase-8 at the initial time point was also observed. Moreover, it was shown that treatment of VR- 3848-treated cells with caspase-10 and caspase-8 specific inhibitor can protect cell death by apoptosis so that these data support the idea of receptor-ligand mediated pathway. Moreover, the array results suggested ER-stress associated apoptosis gene. This ER-stress associated apoptosis pathway was confirmed by the upregulation of GADD153 gene and caspase-12 in the drug treatment group by PCR and western blot analysis. These mechanistic studies provide evidence that VR-3848 may be one of an anticancer lead compound targeting human breast cancer cells.

Abstract: จากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่าสารวี อาร์ 3848 ซึ่งสกัดได้จากพืชในวงศ์ Euphobiaceae ให้ผลยับยั้งการเจริญ ของเซลล์มะเร็งในหลอดทดลองหลายชนิด เช่น เซลล์มะเร็งปอด (LU-1), เต้านม (BCA-1), ลำไส้ใหญ่ (COL-1), ปาก (KB) รวมทั้งมะเร็งในระบบน้ำเหลืองของหนู (P388) ในการวิจัยครั้งนี้มุ่งศึกษาผลยับยั้งการเจริญของ เซลล์มะเร็งเต้านมมนุษย์ (MCF-7) กับสารวี อาร์ 3848 เนื่องจากเซลล์มะเร็งชนิดนี้เป็นเซลล์ชนิดที่พบในผู้ป่วยที่ มีภาวะดื้อยารักษาโรคมะเร็ง ผู้ศึกษาก่อนหน้านี้ตั้งข้อสันนิษฐานว่าอาจเป็นผลจากเซลล์ MCF-7 มียีน caspase-3 ที่ไม่สมบูรณ์ โดยยีนชนิดนี้จำเป็นต่อการชักนำให้เกิดการตายแบบ apoptosis จากผลการทดลองพบว่า สารวี อาร์ 3848 สามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งชนิดนี้ได้โดยชักนำให้เซลล์เกิดการตายแบบ apoptosis พิสูจน์ได้จาก การนับจำนวนลักษณะนิวเคลียสที่ผิดปกติ ได้แก่ nuclear condensation และ nuclear fragmentation เปอร์เซ็นต์ apoptosis เทียบกับตัวอย่างที่ไม่ใส่ยาที่ระยะเวลา 6, 12, 18, 24 และ 36 ชั่วโมง ให้ผลดังนี้ 6.12 %, 16.86 %, 31.02 % และ 49.06 % ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบ DNA fragmentation ในตัวอย่างที่ใส่ยาในชั่วโมงที่ 18, 24, 36 และ 48 ชั่วโมงเช่นกัน จากการศึกษาต่อในระดับกลไกการชักนำให้เกิดการตายแบบ apoptosis โดยใช้เทคนิค cDNA analysis พบว่าสาร วี.อาร์ 3848 สามารถชักนำให้เซลล์ MCF-7 ตายแบบ apoptosis ได้ 3 แบบ คือ การ ชักนำโปรตีน AIF จากไมโตคอนเดรียออกมาทำลาย DNA จนเกิดการตายแบบ apoptosis ยืนยันได้จากการตรวจ พบโปรตีน AIF มากขึ้นหลังจากเลี้ยงเซลล์ในอาหารที่มี สาร วี.อาร์ 3848 นานขึ้น นอกจากนี้พบว่ามีการ แสดงออกของยีนต่อไปนี้ในระหว่างทดสอบยา ได้แก่ TNFR1, caspase-8 และ caspase-10 โดยพบว่าเมื่อเลี้ยง เซลล์ในอาหารที่มี caspase-8 และ caspase-10 inhibitor ขณะทดสอบยา พบว่าเปอร์เซ็นต์การเกิด apoptosis ลดลงเมื่อเทียบกับตัวควบคุมที่ใส่เฉพาะสารวี.อาร์ 3848 จากข้อมูลที่ได้อธิบายได้ว่าการเกิด apoptosis อาจได้รับ สัญญาณผ่านทางตัวรับสัญญาณที่ผิวเซลล์และส่งผ่านมายัง initiator caspase ซึ่งสามารถกระตุ้นให้เอ็นไซม์ใน กลุ่ม effector caspase ตัวอื่นๆ ทำงานได้ จากผล cDNA analysis ยังพบการแสดงออกของยีนที่ตอบสนองต่อ ความผิดปกติของ Endoplasmic reticulum (ER) รวมทั้งปริมาณโปรตีน caspase-12 ที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากผลของ สาร วี.อาร์ 3848 แสดงให้เห็นว่า สารวี.อาร์ 3848 สามารถกระตุ้นให้เซลล์ตายแบบ apoptosis ได้โดยใช้เส้นทาง ผ่านทาง Endoplasmic reticulum (ER) จากผลที่ได้รับทั้งหมดสามารถสรุปได้ว่าสารวี.อาร์ 3848 มีศักยภาพใน การยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งเต้านมชนิดนี้ได้โดยกระตุ้นกระบวนการตายแบบ apoptosis อย่างน้อย 3 กระบวนการ ตามชนิดของสารตัวกลาง (mediators) ที่พบในการศึกษานี้

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Sukathida Ubol

Role: Thesis Advisors

Created: 2006

Modified: 2553-06-15

Issued: 2010-06-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740472516

CallNumber: TH J37el 2006

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Microbiology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4536220.pdf	12.24 MB	100	2022-04-11 14:00:01

ใช้เวลา

0.275993 วินาที