Част 2: Противоракова активност на естествени и синтетични халкони

Кликнете върху връзката, за да получите част 1:https://www.xjcistanche.com/news/part1-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54977104.html

За повече информация, свържете се сtina.xiang@wecistanche.com

3. Противоракова активност

Халконпроизводните действат върху различни мишени, като ароматаза, член 2 на подсемейство G на ATP свързваща касета (ABCG2), резистентен протеин на рак на гърдата (BCRP), активиран ядрен В клетъчен растежен фактор (NF-kB), васкуларен ендотелен растежен фактор (VEGF) и тирозин киназни рецептори (рецептор на епидермален растежен фактор (EGFR) и мезенхимно-епителен преходен фактор (MET), показващи важна активност in vitro и in vivo при чувствителни и резистентни на терапия ракови заболявания [161,162]. Важен механизъм на антипролиферативната активност на халконите е инхибирането на тубулин и намесата на тези съединения в сглобяването на микротубули, елементи, които са от съществено значение за поддържане на формата и функцията на клетките в процесите на митоза и клетъчна репликация.Халконите блокират клетъчния цикъл и индуциратапоптоза. Наличието на триметоксифенилов остатък в молекулите на халкон е благоприятно за необратимата антимитотична активност на тези съединения, които имат способността да взаимодействат с цистеиновите остатъци в тубулина чрез реакция на присъединяване тип Michael [163]. В допълнение, заместването на триметоксифениловия остатък в халконите с хинолин или хиназолин е благоприятно за антитубулинова активност. Тези хетероциклични халкони образуват водородни връзки с останалата част от Cys241 и се свързват силно към мястото на свързване на колхицин (подобно на комбретастатин A-4, Фигура 7) [164,165].

3.1. Естествени халкони с противоракови свойства 3.1.1. Ликохалкони (AD)

Корените и коренищата на някои видове Glycyrrhiza се използват в традиционната медицина за лечение на стомашни язви, астма и възпаления. Изолирани са повече от 600 съединения от женско биле, като основните биологично активни съставки са сапонини ифлавоноиди. Сред флавоноидите бяха идентифицирани серия от ретрохалкони, ликохалкони A, B, C, D, E и G и схематизиране. Съществуват множество изследвания върху биологичните ефекти на активните съединения на женско биле, като най-важното епротивовъзпалително, антимикробни, антиоксидантни, противоязвени, цитопротективни и цитотоксични свойства [166,167].

3.1.2. Ликохалкон А

Ликохалкон А (LA, таблици S1 и S2, съединение 1) е флавоноид, изолиран от Glycyrrhiza urakensis, G.glabra и G.inflata (Fabaceae). То имапротивотуморен, противовъзпалителни, антимикробни, антипаразитни, против затлъстяване, антиоксидантни и антиостеопорозни свойства,Противораковиефектът на LA е демонстриран за различни видове ракови клетки, включително ракови клетки на стомаха BCG-823, HepG2, OVCAR-3 и SK-OV-3 (ракови клетки на яйчниците) MCF{{ 5}} и A549 [168-171]. Проучванията показват, че LA индуцира апоптоза на U87 глиомни клетки, назофарингеални ракови клетки, епителни клетки на карцином на яйчниците и ракови клетки на пикочния мехур. Халконът също има способността да увеличава аутофагията и да блокира клетъчния цикъл в клетките на рака на гърдата. В допълнение, той индуцира апоптоза чрез потискане на специфичен протеин 1 при рак на гърдата [172]. LA има ниска цитотоксичност върху ембрионални белодробни фибробластни клетки. В допълнение, той има способността да инхибира растежа на тумора и да намалява индуцираната от цис-платина токсичност [173]. Механизмите, чрез които флавоноидите действат като противоракови агенти, включват инхибиране на активността на Akt чрез потискане на хексокиназа-2-медиираната туморна гликолиза при рак на стомаха, понижаване на експресията на металопротеиназа 2 и индуциране на апоптоза в орални ракови клетки, повишен капацитет на miR{{16} }p за индуциране на стрес в ендоплазмения ретикулум и индуциране на апоптоза в човешки белодробни клетки, намалено активиране на PI3K/Akt/mTor и намалена аутофагия при рак на гърдата, блокиране на G2/M фазата на клетъчния цикъл, потискане на клетъчната инвазия от MEK/ERK и ADAM9 сигнализиращи пътища в човешки глиомни клетки и индуциране на зависима от каспаза апоптоза в човешки чернодробни клетки [174]. Друг механизъм, чрез който LA проявява силен цитотоксичен ефект, е ROS-индуцирана апоптоза. Например, халконът индуцира оксидативен стрес и, следователно, апоптоза на Т24 клетки (клетъчни линии, получени от карцином на човешкия пикочен мехур) чрез митохондриално-зависими пътища и чрез индуциране на окислителни процеси в ендоплазмения ретикулум [175]. Друго проучване за цитотоксичността и генотоксичността на LA е разработено от Bortolotto et al. LA беше сравнен с транс-халкон (Таблици S1 и S2, съединение 2). Цитотоксичността на естествени халкони (LA и транс-халкон) върху MCF-7 и 3T3 (ембрионални фибробластни клетъчни линии) се определя на 24 и 48 h. Резултатите показват изразена цитотоксична активност след 48 часа лечение. Анализ на цитотоксичност MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) показва дозозависим отговор на MCF{ {45}} клетки, третирани с транс-халкон и LA. За анализираните съединения бе установено, че генотоксичността е по-добра при MCF-7 клетки в сравнение с 3T3 клетки. Изкривяването на ДНК причиняваимунна системада се активира, за да се елиминират разрушените клетки. Въпреки това, активирането на имунната система за намаляване на разградените ДНК клетки допринася за хроничен възпалителен процес. Освен това, клетъчният отговор към разградена ДНК може да бъде коригиран чрез индуциране на присъщ апоптотичен път. G1 фазата е състояние, което предшества репликацията на ДНК, при което фактори като клетъчни условия (метаболизъм, сигнализация и размер на клетката) влияят върху прогресията на клетъчния цикъл, причинявайки възстановяване на ДНК в клетките или иницииране на процеса на апоптоза. IC50 на LA е 60.46 uM. Трансхалконът индуцира блокада на клетъчния цикъл във фазата G1 и засилва клетъчната апоптоза. Предполага се, че лечението с LA и транс-халкон индуцира апоптоза през митохондриалния път, като се има предвид, че индукцията на ключови гени на този път настъпва след 24 часа, като протеазен активатор фактор 1 на протеинова апоптоза и протеин X, свързан с Bcl{{ 9}}. Въпреки че е известно, че клетъчните линии MCF-7 имат дефицит на каспаза 3, проучване показа, че лечението с тези халкони предизвиква разцепване на поли (ADP-рибоза) полимераза (PARP), полимераза, чието разцепване на два фрагмента е индикатор на апоптоза. Репресия

на гена Bcl-2 от LA и транс-халкон в експериментален PCR анализ показа, на ниво протеин, зависимо от дозата приложение към MCF-7 клетки и медиация на вътрешния път. Циклин D1 е друг протеин, потиснат върху клетъчни линии MCF-7 в присъствието на халкони. Този протеин е от решаващо значение за прогресията от G1 към S фаза и е важен биомаркер за някои видове рак, включително рак на гърдата. Поради тези причини разграждането на циклин D1 е привлекателна цел за идентифициране на нови антитуморни средства и е свързано с блокадата на клетъчния цикъл [176].

Qui et al. също изследва ефекта на LA върху белодробни ракови клетки in vitro. Третирането с флавоноид значително намалява жизнеспособността на клетките A549 и H460 (човешки недребноклетъчен белодробен карцином), тази промяна е силно повлияна от дозата. Общо 40 μM ликохалкон потиска растежа на раковите клетки на белия дроб с 45-80 процента след 24 или 48 часа лечение.В допълнение, съединението проявява ниска цитотоксичност върху нормалните човешки белодробни епителни клетки.За да се подчертае дали един от механизмите за инхибиране на растежа на белодробни ракови клетки от LA е блокада на клетъчния цикъл, клетъчните линии бяха третирани с различни концентрации на съединението за 16 часа, след което клетъчният цикъл се анализира чрез поточна цитометрия. Резултатите показват, че в зависимост от дозата халконът блокира G2/M фазата на A549 и H460 клетки. Впоследствие ролята на LAin, индуцираща апоптоза, беше оценена с помощта на анексин /пропидиев йодид колориметричен метод. Резултатите показват, че има натрупване на апоптотични клетки в групата, третирана с LA, което зависи от използваната концентрация. В допълнение, нивата на протеини асоц. с апоптоза са изследвани чрез Western blot метода. Нивата на разцепен PARP и разцепена каспаза 3 са повишени, а пре-каспаза 3 антиапоптозни протеини, PARP, Bcl-xL и Bcl-2 са намалени 20 часа след третиране с халкон. Тези резултати предполагат, че индуцираната от LA апоптоза е свързана с пътя PARP/Bcl-2 [177]. Молекулярните модели показват, че LA е закачен в ATP свързващи джобове на EGFR, включително мутация на делеция на екзон 19, L858R едноместна мутация, L858R/T790M двойна мутация и див тип. При L858R/790M мутации, LA има способността да взаимодейства с Lys745 чрез взаимодействие с катион-II. Водородните връзки се образуват между WT EGFR и ликохалкон на Met793, Lvs745 и Asp 855. Изтриването на екзон 19 има способността да промени формата на джоба, в който се счита, че възниква взаимодействие с ликохалкон, образувайки водородни връзки с Met793, Thr790 и Glu762 . Данните, получени чрез in silico анализи на LA, са важна точка за идентифицирането на нови, селективни инхибитори на EGFR върху различни видове мутации [178].

Кликнете, за да получите повече информация. върху имунитета

3.1.3. Ликохалкон Б

Противораковиефектите на ликохалкон B (LB, таблици S1 и S2, съединение 3) са демонстрирани чрез анализ на различни клетъчни линии, включително човешки клетки от рак на пикочния мехур T24 и EJ, орални ракови клетки HN22 и HSC4, MCF-7, A375 (клетъчна линия на човешки меланом) и A431 (сквамозноклетъчен карцином). Проучванията показват, че LB влияе върху растежа на раковите клетки, инхибира образуването на метастази, блокира клетъчния цикъл и индуцира апоптоза [161]. Kang et al. изследват молекулярния механизъм, чрез който LB индуцира апоптоза в човешки меланом и клетки в плоскоклетъчен карцином. Доказано е, че ликохалкон индуцира апоптоза на клетки А375 и А431 както по вътрешни, така и по външни пътища. В случай на тестване на антипролиферативния ефект на халкона с оцветяване с трипаново синьо, беше наблюдавано, че LB индуцира значително намаляване на жизнеспособността на клетките, това намаление корелира с концентрацията. След добавянето на LB бяха наблюдавани значителни промени в клетъчните характеристики, включително клетъчна контракция, разкъсване на клетъчните мембрани и увеличаване на процента на фрагментирани ядрени клетки. Бяха отбелязани също повишени проценти на клетки преди G1-фаза и апоптотични клетки [38]. Друго проучване показа, че LB значително блокира клетъчния цикъл във фазата G2/M в случай на ракови клетъчни линии тип HepG2-, а в случай на туморни клетки на пикочния мехур и гърдата съединението блокира S фаза [179]. Song et al. подчертават потискащия ефект на LB върху растежа на сквамозни клетки от езофагеален карцином тип JAK2-. Проучванията за докинг бяха извършени със софтуера Autodock Vina, който беше използван за прогнозиране на режима на свързване. Структурата на JAK2 рецептора с инхибиторен потенциал е достъпна в Protein Data Bank (PDB запис 2B7A, остатъци 840-1.132). IAK2 играе важна роля, като е вътреклетъчен медиатор на цитокиновото сигнализиране и е тирозин киназен протеин от JAK семейството. АТФ се свързва силно с

магнезиеви йони в каталитичния домен на тирозин киназите. В докинг параметъра размерът на изследваното пространство включва място за свързване на ATP, характеризиращо се с остатъци 855-863 и 822, където ATP е изчислен с различни потенциални JAK2 инхибитори. В направените прогнози LB лигандът е направен със софтуера Marvin Sketch. След докинг бяха събрани най-добрите три възможни варианта на свързване, които имат подобни афинитети. Заключенията на прогнозите бяха благоприятни по отношение на взаимодействието на LB с ATP свързващия джоб при JAK2 [180,181].

3.1.4. Ликохалкон С

Известно е, че ликохалкон С (LC, таблици S1 и S2, съединение 4) намалява възпалителния отговор на моноцитни клетъчни линии. Това се дължи на намаляване на експресията на iNOS и възстановяване на активността на антиоксидантната мрежа на супероксид дисмутаза, каталаза и глутатион пероксидаза. Kwak и др. проведе проучване, за да опише връзката между ROS, c-Jun NH2 терминална киназа (INK) и p38mitogen-активирана протеин киназа (MAPK) и установи влиянието на LC при индуциране на апоптоза върху KYSE 30 и KYSE450 клетъчни линии на рак на хранопровода. Предишни проучвания са определили стойности на IC50 за лечение с LC (45 ug/mL) след 24 часа за инхибиране на пролиферацията на A549, MCF-7 и T24 клетъчни линии. Инхибиране от 40, 47 и 68 процента бяха получени за три клетъчни линии. Kwak и др. получиха зависимо от дозата и времето in vitro инхибиране на пролиферацията на ракови клетки на хранопровода. От петте анализирани типа клетки, KYSE30 и KYSE450, които имат обща генетична подкрепа, имат подобен отговор на лечението с LC. При анализ на независим от закрепването растеж в мек агар резултатите показват значително намаляване на способността на клетките KYSE30 и KYSE450 да образуват колонии. В зависимост от концентрацията, халконите индуцират апоптоза и в двете клетъчни линии. Съединението също индуцира възходяща регулация на p24 и p27 (регулатори на отрицателния преход в G1 и S фазите на клетъчния цикъл) и регулира циклин D надолу по веригата. LC също повишава генерирането на ROS в клетките KYSE30 и KYSE450. ROS активират пътя на митоген-активирана протеин киназа (MAPK) и индуциратклетъчна апоптоза. В допълнение, съединението повишава нивото на JNK, c-Jun и p38 фосфорилиране и активира апоптотичните пътища [182]. Подобно на докинг проучването от Song et al. за LB[180], Oh et al. подчертават взаимодействията на свързване между LC и човешки JAK2 клетки. Симулацията на скачване беше извършена с помощта на Autodock Vina. За да започне докинг изследването, структурата на JAK2 рецептора, който беше солватиран чрез рентгенов експеримент, беше получена от Protein Data Bank (PDB запис 2B7A). Структурата на LC лиганда беше моделирана от софтуера Marvin Sketch и оптимизирана от софтуера Chimera. Каталитичното място на JAK2 е свързано с шарнирна област (остатъци 929-935), DFGloop (остатъци 994-996) и Ploop (остатъци 858-865). Шарнирната област с форма на бримка е от съществено значение за разпознаването на АТФ и образува водородни връзки с веществата. DFGloop съдържа три аминокиселини (аспарагинова киселина, фенилаланин и глицин) и се свързва със свързването на метал, необходим за каталитично фосфорилиране. Ploop е полезен за стабилизиране и формиране на взаимодействия с лиганди. Както може да се види, прогнозата за възможно обвързване е направена на три функционални места. Проучването на Docking показа, че LC взаимодейства с ATP свързващия сайт към JAK2 и посочи, че JAK2 е негова директна цел. Халконът също потиска автофосфорилирането на JAK2 чрез свързване към ATP джоба на p-JAK2 [183,184].

3.1.5. Ликохалкон Д

Ликохалкон D (LD, таблици S1 и S2, съединение 5) е активен флавоноид, изолиран от Glycyrrhiza inflata. Проведено е проучване за оценка на способността на LD да инхибира клетъчната пролиферация от две мишени за белодробни ракови клетки (EGFR и MET), като се използват чувствителни и устойчиви на гефитиниб човешки клетки. За да се разбере директното свързване на халкона с EGFR и MET, бяха използвани гефитиниб-чувствителни клетъчни линии (HCC827) и гефитиниб-резистентни клетъчни линии (HCC827GR). Резултатите от оценките показват, че флавоноидът се свързва с два рецептора, потискайки активността на EGFR и MET киназите като конкурентен инхибитор на АТФ. В EGFR комплекса халконът има две водородни връзки, образувани от Met793 като основна точка и страничен ъгъл на Asp855 в DFG примката.4-Хидрокси-3-(3-метил но{{13} }енил)фенилова група и 3,4-дихидрокси-2-метоксифенилова група са фиксирани в една и съща равнина и блокирани между хидрофобни остатъци Leu718, Val726 и Ala743 на P loop и Leu 844. В комплекса Met, кето

групата на халкона образува водородна връзка с Met1160. Tyr1159 като основна точка и le1084, Vall092, Ala1108 и Lys1110 на Ploop бяха покрити по подобен начин с капачка. Luis също е силно поддържан от странични хидрофобни вериги на основната точка на Met1160 и Leu1140, Met1211 и Ala1221 на долния ATP джоб. Позицията на свързване на EGFR много прилича на позицията на свързване на MET, образувайки водородни връзки и хидрофобно взаимодействие. Халконът е разположен идентично в областта на свързване на двата рецептора. Стабилизирането на комплекса може да се увеличи чрез хидрофобно взаимодействие. Прогнозираните резултати бяха сравнени с експериментални данни, показващи, че флавоноидът конкурентно инхибира двата рецептора [185].

3.1.6. Ксантохумол

Пренил халконите, поради тяхното структурно разнообразие, имат различни биологични свойства, включително противовъзпалителни, противоракови и антимутагенни действия [186]. Проучванията показват, че естествените халкони с пренилови групи имат потенциала да пречат на p53. Например, третирането на A549 клетки с пренил халкон ксантохумол (XN, таблици S1 и S2, съединение 6) предизвиква апоптотична клетъчна смърт и блокира клетъчния цикъл във фазата G1. Тези дейности се дължат на регулацията на р53 и р21 от клетъчния цикъл и на регулацията на циклин D1. Апоптозата се индуцира от активирането на каспаза 3 [187].

XN((3'-(3,3-диметилалил)-2',A',4-трихидрокси-6'метоксихалкон) е най-разпространеният пренилиран флавоноид ({{7 }}.1-1 процента от сухо тегло) от женски съцветия на хмел (Humulus lupulus) [180]. XN също е съставна част на бирата, основен хранителен източник на пренилатфлавоноиди, където присъства в концентрации над 0.96 mg/L. Благодарение на уникалните си биологични дейности и благоприятното си въздействие върху здравето, пренилхалконът е широко изследван напоследък [188]. Съединението има терапевтична безопасност и различни биоактивности, включително противоракови, антидиабетни, противовъзпалителни, антиоксидантни и антибактериални свойства. През последните години увеличен брой проучвания демонстрират широк спектър от противоракова активност на XN при рак на белия дроб, хепатоцелуларен карцином, рак на гърдата, левкемия, рак на простатата, рак на панкреаса, рак на дебелото черво, рак на панкреаса и рак на глиобластома. Излагането на ракови клетки на XN инхибира тяхната пролиферация, миграция и инвазия и модулира автофагията. Халконът също има способността да индуцира апоптоза и да блокира клетъчния цикъл [189-193]. В допълнение, халконът индуцира апоптоза, зависима от и независимо от каспазната активност и инхибира инвазията на раковите клетки и ангиогенезата [194]. Неговите противовъзпалителни, антиоксидантни и противоракови свойства са свързани с химиопревантивния ефект на съединението [195]. Пренилхалконът също се метаболизира до 8-пренилнарингенин, най-мощният фитоестроген, известен до момента [196].

Akt (наричан още протеин киназа B или PKB) е специфична серин/треонин-протеин киназа и важна точка в клетъчните сигнални пътища. Активността на Akt се променя при много видове рак и участва в различни биологични процеси, включително клетъчна пролиферация, апоптоза, транскрипция, миграция и инвазия. За да се потвърди способността на XN да се свързва с Akt, беше проведено in silico докинг изследване с помощта на софтуера Schrodinger Suite 2015. Водните молекули бяха отстранени и pH за разглежданите водородни атоми беше 7. Беше генерирано място за свързване на ATP за докинг изследването. XN беше подготвен за докинг при липса на параметри с помощта на програмата LigPrep. След това докинг проучванията на XN с Aktl и Akt2 бяха придружени от липсващи параметри, използвайки метода на допълнителна прецизност с програмата Glide, за да се получат най-добрите структурни представяния. Резултатите от докинг изследването показват, че XN образува водородни връзки с Ala230, Glu228, Glu234 и Lys158 на Akt1 и с Glu236, Thr213 и Lvs181 на Akt2. Бяха идентифицирани модели на ксенотрансплантат (PDX) за превеждане на основни изследвания в клинични приложения. В по-голяма степен се счита, че биологичните и генетичните характеристики на пациентите донори са запазени от PDX моделите, което е основното предимство пред моделите, базирани на клетъчни линии. PDX моделите бяха използвани за анализиране на биомаркери и за прогнозиране на отговора на XN терапията в клинични изпитвания. Химиопревантивните ефекти на пренилхалкона бяха сравнени въз основа на нивата на Akt. Резултатите показват, че туморни модели, експресиращи високо ниво на Akt, имат значително намаление на обема и теглото на тумора, когато са третирани с XN [197]. Гуо и др. изследва in vitro и in vivo ефекта на XN при рак на стомаха, показвайки, че пренилхалконът индуцира апоптоза чрез активиране на каспази, регулиране на Bcl-2 и повлияване на PI3K/Akt/mTOR киназата. XN инхибира жизнеспособността на раковите клетки на стомаха по начин, зависим от концентрацията. Върху клетъчните линии флавоноидът оказва най-добър ефект върху жизнеспособността на клетките SGC-7901 и не влияе върху този параметър върху клетките GES-1 при 6, 8 и 10 ug/mL халкон. От поточен цитометричен анализ се наблюдава, че пренилхалон значително увеличава броя на апоптотичните клетки при рак на стомаха. Ефектът на XN върху про- и антиапоптотичните протеини беше подчертан чрез Western blot анализ. Нивата на протеини Bcl-2 и Bcl-XL намаляват след прилагане на флавоноиди, това намаление корелира с приложената концентрация. XN също повишава нивата на Bax и Bid протеин, като най-добра активност се наблюдава при 10 uM/mL халкон. В допълнение, нивата на разцепена каспаза 3 и разцепен PARP протеин се повишават значително в присъствието на халкон. Поради тези причини може да се каже, че флавоноидите благоприятно и значително влияят върху нивата на про- и антиапоптозните протеини. Общо 10 uM/mL XN индуцира значителна апоптоза на SGC-7901 клетки. Общо 8 и 6 uM/mL халкон индуцира апоптоза съответно на 34±3% клетки и 23±2% клетки. Освен това флавоноидът значително модифицира фосфорилирането на PI3K, Akt и mTOR, повишава нивото на p-PTEM и намалява нивото на p-Akt (Thr308), p-Akt (Ser473) и m-Tor (Ser2448). Получените данни показват, че пренилхалконът не повлиява значително нивата на Akt, PTEN, GSK-3 и mTOR. Определянията при SGC7901 ксенотрансплантирани мишки показват, че лечението с XN намалява обема на тумора по относително зависим от концентрацията начин. За да се потвърди потискането на PI3K/Akt сигнализирането in vivo, беше оценена фосфорилираната Akt и mTOR експресия върху ксенографски тумори. Патологичното изследване на срезове с хематоксилин и еозин разкрива значителни морфологични аномалии. Въпреки това, XN намалява зависимите от концентрацията нива на фосфорилиран Akt и mTOR. Лечението с пренилхалкон значително намалява клетъчната пролиферация и увеличава апоптозата на туморните клетки в сравнение с контролните клетки [198].

XN, при концентрации по-високи от 10 umol/L, инхибира пролиферацията на ракови клетки на панкреаса in vitro. При концентрации, по-ниски от 5 umol/L, халконът инхибира NF-kB-зависимата ангиогенна активност в раковите клетки на панкреаса. При тази концентрация не се наблюдава цитотоксичност върху клетките на панкреаса чрез метода WST-1. Заключението от проучването обаче е, че XN влияе върху индуцираната от рак на панкреаса ангиогенеза чрез понижаване на производството на VEGF и IL-8 (интерлевкин), което е специфично и медиирано от инактивиране на NF-kB [194]. за оценка на противораковата активност на XN, HepG2 клетъчните линии бяха подложени на МТТ анализ за определяне на клетъчната пролиферация. Пренилхалконът намалява клетъчната пролиферация в зависимост от концентрацията и времето. Джао и др. наблюдава, че излагането на клетъчни линии на 200 μM XN за един ден е по-малко ефективно в сравнение с третирането им с 100-200 μM халкон за 2-3 дни. При 50 uM халкон се наблюдава значително инхибиране на HepG2 клетъчната пролиферация след 3 дни. В същото проучване беше показано, че пренилхалконът причинява значително повишаване на активността на каспаза 3. Освен това чрез Western blot анализ беше показано, че 100-150 uM XN значително инхибира експресията на NF-kBпротеин върху клетъчни линии. Чрез този анализ беше също така наблюдавано, че пренилхалконът има способността да повишава експресията на протеин p53 и 20 uM от XN определят интензификация на Bax сигнализирането, което е свързано с времето [199]. Проучванията на профила на безопасност на XN показват, че 1000 mg/kg от съединението не променят функционирането на жизненоважни органи и хомеостазата при мишки. Пренилхалконът има способността да увеличава производството на IL-2 в Т-клетките, което демонстрира неговата способност да насърчава медиирания от The-медииран имунен отговор. XN също инхибира -12. който индиректно предизвиква диференциация на клетките в имунната система чрез активиране на транскрипционни молекули. Цитотоксичните лимфоцити са вид клетъчен ефектор, който е от решаващо значение за клетъчния имунитет и играе важна роля в процеса на антитуморна имунология. CD8 плюс Т цитотоксичните лимфоцити съществуват като CTL-P, неактивен клетъчен прекурсор in vivo. Този прекурсор се активира от антиген в присъствието на Th1 цитокини и след това се развива в зрели цитотоксични Т лимфоцити. Беше демонстрирано значително увеличение на CD8 плюс /CD25 плюс, последвано от прехода на Th2 към Th1 в туморния микроклимат. Съотношението CD8 плюс /CD25* на Т клетките се увеличава значително, когато цитотоксичните Т лимфоцити се активират от CoCl2 върху 4T1 клетъчни линии. Функцията на Th1 и Th2 клетките зависи от секрецията на различни цитокини. За да изследват ефектите на XN върху Th1 и Th2 цитокините, Zhang et al. определя серумните нива на Th1l и Th2-свързаните цитокини с помощта на комплекти ELISA. Доказано е, че прениловото производно повишава значително експресията на Th1 цитокини (включително IL-2 и IFN-y) и намалява нивата на Th2 цитокини (включително IL-4 и IL-10). Това заключение се обяснява с факта, че Th1 и Th2 са взаимни инхибитори. В допълнение, съотношението Th1/Th2 се определя чрез поточна цитометрия, показвайки, че то е значително повишено от XN. Подобни проучвания съобщават за това откритие за различни тумори. Пациентите с напреднал плоскоклетъчен карцином на шията и главата имат ниски нива на Th1 цитокини в сравнение с пациенти, които са по-леки и имат високи нива на Th2 цитокини. Комбинираната терапия води до преминаване на Th2 към Th1 цитокини в туморната среда. Резултатите от проучвания показват нарушение на съотношението Th1/Th2 цитокини, като тази промяна се наблюдава при няколко вида тумори, най-често в терминални стадии на рак. За да се потвърди потенциалният механизъм на XN върху съотношението Thl/'Th2 цитокини, беше определена експресията на ключови фактори в пътя на Th1 и Th2 диференциация. Физиологично Th0 клетките са пропорционално диференцирани в Thl и Th2 клетки. В допълнение, активирането на транскрипционните молекули 4 и 6 играе жизненоважна роля в диференцирането на Th0 към Th1 и Th2 клетки. T-bet и GATA-3 също играят две основни роли. CpG-ODN (цитозин-фосфоротиоат-гуанин, съдържащ олигодезоксинуклеотид), мощен Th1 адювант, намалява експресията на GATA-3 и активирането на транскрипционна молекула 6 чрез активиране на T-bet и транскрипционни молекули 1 и 4 в модели на рак на белия дроб. XN увеличава експресията на T-bet и намалява експресията на GATA-3. Активирането на транскрипционна молекула 4 се увеличава в присъствието на XN, но не влияе върху активирането на транскрипционна молекула 6. Поради тази причина може да се каже, че активирането на транскрипционна молекула 4 играе положителна роля в регулирането на Th1/Th2 цитокина съотношение по XN [200].

Сигналният път на notch играе важна роля при рак на гърдата, който е терапевтична цел за неговото лечение. Той участва в инициирането и прогресирането на рака на гърдата, като анормалната активност на този път е свързана с тази патология. Инхибирането на сигналния път на Notch от инхибитори на гама-секретаза и от анти-делта-подобно моноклонално антитяло 4 е благоприятно за лечение на остра лимфобластна левкемия и солидни тумори. Механизмите на тези средства включват блокиране на клетъчния цикъл или апоптоза и нарушаване на ангиогенезата. Сън и др. изследва терапевтичния потенциал на XN върху клетъчни линии на рак на гърдата, подчертавайки способността му да инхибира клетъчната пролиферация, да блокира клетъчния цикъл и да индуцира апоптоза in vitro. Беше определено и намаляване на туморния растеж in vivo. Освен това е изследвана възможността пренилхалконът да инхибира растежа на човешки ракови клетки на гърдата чрез сигналния път на Notch. За да се определи дали XN е насочен към сигналния път на Notch, беше използван функционализиран метод Notch 1, като се използва инхибитор на гама-секретаза (DAPT) като контрола. Целта на изследването беше да се оцени възможността пренилхалконът да намали активността на свързване на Notch1 към CBF1 трансгена. Доказано е, че XN инхибира пролиферацията и индуцира апоптоза чрез инхибиране на пътя Notch 1. Освен това, чрез метода MTT и светлинна микроскопия, беше показано, че пренилхалконът инхибира клетъчната пролиферация върху клетъчни линии на рак на гърдата. Предишни проучвания показват, че инхибиторите на пътя на Notch също са инхибитори на експресията на EGFR, друг инкриминиращ елемент при рак на гърдата. В допълнение, XN действа върху протеини, свързани с туморни метастази, и инхибира клетъчната миграция чрез увеличаване на експресията на тези протеини. Проучване подчертава блокирането на клетъчния цикъл във фазата G0/G1 и индуцирането на апоптоза за MCF-7 и MDA-MB-231 клетки от XN [201].

3.1.7. Пандуретин А

Противораковие изследвана активността на пандурат А (PA, таблици S1 и S2, съединение 7), циклохексанилхалкон, изолиран от Boesenbergia pandurate. Растението съдържа пренил халкони и други флавоноиди като основни биоактивни молекули, за които е описано в литературата, че имат преференциални цитотоксични свойства върху човешката клетъчна линия на панкреаса PANC-1. [202,203] РА е активен при меланом, аденокарцином на дебелото черво и рак на простатата. Протеомните анализи показват, че PA има цитотоксичност върху меланомните клетки, която зависи от денатурацията на митохондриалния процес на окислително фосфорилиране, с активността на секреторния път и апоптозата, индуцирана от окислителни процеси. В това отношение е доказано, че оксидативният стрес може да бъде резултат от стимулиране на аутофагията като вторичен отговор на повишените ROS [204]. Литературата показва, че концентрация от 9 ug/mL PA напълно инхибира растежа на MCF-7 клетки и HT-29 клетки (клетъчна линия на човешки рак на дебелото черво)[205]. Халконът има противоракови свойства върху различни видове клетки, включително меланом, аденокарцином на дебелото черво и рак на простатата [204]. Liu и др. подчерта цитотоксичния ефект на халкона върху клетъчни линии MCF-7, T47D (рак на гърдата при хора) и MCF-10A (нетуморни клетки на гърдата). Стойностите на IC50 на PA върху MCF-7 клетки бяха 15 uM на 24 часа и 11,5 μM на 48 часа. В случая на T47D клетки, IC50 беше 17,5 μM на 24 часа и 14,5 μM на 48 часа. PA не влияе върху пролиферацията на MCF-10A клетки. За идентифициране на механизми, чрез които халконът индуцира блокада на клетъчния цикъл в MCF-7 клетки в GO/G1 фазата, беше използван Western blot анализ, който имаше за цел да оцени модулацията на регулаторните протеини в клетъчния цикъл. Резултатите показват, че лечението с РА индуцира намаляване на експресията на циклин D1 и CDK4 и повишава експресията на p21Cip1 и p27, като по този начин обяснява блокадата в G0/Gl фазата. Изолиран PA от Kaempferia pandurate индуцира блокада на клетъчния цикъл в андроген-независими PC-3 (простатен аденокарцином) клетки и в човешки DU145 (клетъчна линия на човешки рак на простатата) клетки. Интернуклеозомната фрагментация на ДНК е маркер за апоптоза. Тъй като ДНК фрагменти с ниско молекулно тегло се екстрахират чрез оцветяване на клетки във водни разтвори, апоптотичните клетки могат да бъдат идентифицирани чрез честотни хистограми на съдържанието на ДНК под формата на клетки с фракционирано съдържание на ДНК. Беше анализирана клетъчна популация от суб-G1 фаза MCF-7. Съдържанието на G1 фаза в клетките е 1,17 ±0,11, а в клетките, третирани с PA（10, 15 и 20 μM） е съответно 1,84 ± 0,18, 2,62 ± 0,21 и 4,52 ± 0,28. Увеличаването на третирането с халкон се дължи на интензификацията на фрагментацията на ДНК върху MCF-7 линии, факт, потвърден от клетъчната популация на суб-G1 фаза [206].

Сред ключовите протеини на инвазията на раковите клетки и метастазите, индукцията е матрични металопротеинази. Те разграждат компонентите на извънклетъчния матрикс и улесняват инвазията и миграцията на клетките. В допълнение, свръхекспресията на металопротеинази може да индуцира епителен-мезенхимален преход. PA потиска секрецията и активирането на металопротеиназа 2, причинявайки инхибиране на миграцията на ендотелните клетки, инвазията и морфогенезата на клетките на ендотелните клетки на човешката пъпна вена (HUVEC). В допълнение, субтоксични дози от халкони са достатъчни, за да регулират надолу металопротеиназа 2 в раковите клетки на белия дроб [207].

3.1.8. Кардамонин

Кардамон (CD, таблици S1 и S2, съединение 8), халкон от Campomanesia adamantium (Myrtaceae), увеличава фрагментацията на ДНК и намалява активността на NF-kB в PC-3 клетки. Тези резултати показват терапевтичния потенциал на халкона при лечението на рак на простатата [20]. CD се счита за едно от най-активните антитуморни съединения, в които участва активирането на вируса Epstein-Barr [208]. Противораковите ефекти на CD са свързани с индукция на апоптоза, инхибиране на клетъчната пролиферация и миграция и влияние върху клетъчния цикъл. Халконът също има способността да намалява устойчивостта на раковите клетки към терапия. В комбинация с 5-флуороурацил или цис-платина се получават повишени антитуморни активности. Например, CD има способността значително да инхибира резистентността към химиотерапия на ракови клетки на дебелото черво, индуцира апоптоза, активира каспази 3 и 9, улеснява експресията на Bax протеин, значително инхибира c-myc и носи специфични 50 и NF-kB [209 ]. Hou и др. изследва терапевтичния потенциал и молекулярните механизми на CD върху 5-резистентни на флуороурацил стомашни ракови клетки. Чувствителността на BGC-823/5-флуороурацил към 5-флуороурацил се потвърждава чрез увеличаване на апоптозата и блокиране на клетъчния цикъл в присъствието на CD. Халконът повишава чувствителността на раковите клетки към 5-флуороурацил чрез потискане на сигналния път на Wnt/-катенин (който играе важна роля в туморогенезата), а активираните мутации в гените на Wnt/-катенин се свързват с резистентност към противоракова терапия . Той инхибира експресията на P-гликопротеин, -катенин и TCF-4. Освен това, CD специфично блокира образуването на комплекса -catenin/TCF-4, като по този начин причинява анормално Wnt/-catenin сигнализиране [210]. Спалня и др. изследва антипролиферативните и апоптотичните ефекти на CD върху HepG2 клетки. Инхибиращото действие на

халконът върху клетъчната пролиферация на HepG2 е значителен след 72 часа, като цитотоксичността е подобна на тази на 5-флуороурацил. Стойностите, определени за други химиотерапевтични средства, използвани като стандарти (напр. сорафениб), са много по-ниски. В допълнение, цитотоксичният ефект на съединението е селективен върху туморните клетки и не влияе отрицателно върху нормалните клетки, което е предимство на CD в сравнение с 5-fluorouracil. Натрупването на CD в G1 фазата на клетъчния цикъл се наблюдава след 72 часа и показва инхибиране на HepG2 клетъчния растеж чрез предотвратяване на клетъчното делене [211].

Сравнителни докинг проучвания на CD и5-флуороурацил и неговото взаимодействие с BaxBH3 показват, че 5-флуороурацил има по-висока енергия на свързване от CD. Халконът образува три водородни връзки (Phe30, Val50 и Gln52). Взаимодействието между CD и Bcl се постига чрез три водородни връзки (Asp15, Gln18 и Ser28), а в случая на 5-флуороурацил се постига чрез четири връзки. Освен това, в случай на това взаимодействие, енергията на свързване на CD е по-ниска, отколкото в случая на 5-флуороурацил. Това може да се отдаде на ароматни остатъци в структурата на халкона, които участват в II връзки, които имат способността да стабилизират активния джоб и да причинят намаляване на енергията на свързване. Резултатите от проучвания in silico показват, че 5-флуороурацилът има по-високи енергии на свързване от каспаза 3 в сравнение с CD. CD показва две водородни връзки при взаимодействие с каспаза 3 (Cys163 и Arg64). Халконът също има II-II връзки с TYR204. Свободната енергия на свързване на 5-флуороурацил е по-добра от тази на CD, което се обяснява със стабилизирането на активния джоб от два ароматни остатъка в структурата на халкона [212].

3.1.9. Лонхокарпин

Лонхокарпин (таблици S1 и S2, съединение 9) е естествен халкон, извлечен от Lonchiocarpus sericeus. Цитотоксичните ефекти на този халкон са описани върху клетъчни линии на невробластом и левкемия. Известно е, че 24 часа след третиране с 50 uM лонхокарпин върху SK-N-SH невробластомни линии се осъществява индукция на AMPK фосфорилиране, което повишава абсорбцията на глюкоза и инхибира протеиновия синтез. Халконът също има способността да намалява жизнеспособността на клетките. При клетъчни линии на колоректален рак HCT116, SW480 и DLD лонхокарпинът намалява клетъчната жизнеспособност с 20 μM. Проучванията показват, че лонхокарпин има способността да инхибира H292 белодробни ракови клетки in vitro чрез индуцирана от каспаза-3-клетъчна смърт, която предшества апоптозата. Освен това е наблюдавано, че лонхокарпин инхибира сигнализирането на Wnt/-катенин in vivo в ембрионални модели на Xenopus laevis. Инжектирането на халкон в съвместно инжектиран Wnt8-специфичен рецепторен модел (SO1234) доведе до 82% потискане на Wnt/-катенин сигнализиращо рецепторно генно активиране [213].

В проучване на Chen et al. резултатите от 3D-QSAR анализа показват хидрофобни C-4, C-5, C-11, C-1/ и C -2 взаимодействие в лонхокарпин. Това взаимодействие увеличава цитотоксичния капацитет на това съединение, с принос от 23 процента в модела. Докинг проучванията за лонхокарпин дават същите резултати като хидрофобния 3D-QSAR модел, с хидрофобна повърхност в C-4, C-5, C-11, C-1' , и C-2'области на лонкокарпин, взаимодействащи с Bcl-2 комплекса. Хидрофобната верига на протеина Bcl-2 образува комплекс с пептида BaxBH3, който може да бъде прекъснат от синтетични съединения навитоклакс или лонхокарпин. Това показва, че хидрофобната верига на членовете на семейството Bcl-2 е мишена за индуцирана от лонкокарпин апоптоза върху H292 клетки и по този начин за активиране на каспаза 3 [214].

Други естествени халкони с противоракови свойства са бутеин (Таблици S1 и S2, съединение 10), изоликвиритигенин (Таблици S1 и S2, съединение 11), флавокаваин (Таблици S1 и S2, съединение 12) и изобавахалкон (Таблици S1 и S2, съединение 13) [155].

Кликнете върху връзката, за да получите част 3:https://www.xjcistanche.com/news/part3-anticancer-activity-of-natural-and-synt-54978140.html