Сяона Го

1 Държавна ключова лаборатория по наука и технологии за храните, Университет Дзяннан, 1800 Lihu Road, Wuxi-214122, Дзянсу, Китай; Имейли: moc.liamtoh@8791xkz (K.Z.); moc.liamtoh@3001iuh (H.Z.); nc.ude.nangnaij@oayyh (H.Y.)

протеин

2 Училище за хранителни науки и технологии, Университет Дзяннан, 1800 Лиху Роуд, Уси 214122, Дзянсу, Китай

Kexue Zhu

1 Държавна ключова лаборатория по наука и технологии за храните, Университет Дзяннан, 1800 Lihu Road, Wuxi-214122, Дзянсу, Китай; Имейли: moc.liamtoh@8791xkz (K.Z.); moc.liamtoh@3001iuh (H.Z.); nc.ude.nangnaij@oayyh (H.Y.)

2 Училище за хранителни науки и технологии, Университет Дзяннан, 1800 Лиху Роуд, Уси 214122, Дзянсу, Китай

Хуей Жанг

1 Държавна ключова лаборатория по наука и технологии за храните, Университет Дзяннан, 1800 Lihu Road, Wuxi-214122, Дзянсу, Китай; Имейли: moc.liamtoh@8791xkz (K.Z.); moc.liamtoh@3001iuh (H.Z.); nc.ude.nangnaij@oayyh (H.Y.)

2 Училище за хранителни науки и технологии, Университет Дзяннан, 1800 Лиху Роуд, Уси 214122, Дзянсу, Китай

Huiyuan Yao

1 Държавна ключова лаборатория по наука и технологии за храните, Университет Дзяннан, 1800 Lihu Road, Wuxi-214122, Дзянсу, Китай; Имейли: moc.liamtoh@8791xkz (K.Z.); moc.liamtoh@3001iuh (H.Z.); nc.ude.nangnaij@oayyh (H.Y.)

2 Училище за хранителни науки и технологии, Университет Дзяннан, 1800 Лиху Роуд, Уси 214122, Дзянсу, Китай

Резюме

TBWSP31 е нов антитуморен протеин, който е изолиран от водоразтворими екстракти от елда тартар. Целта на тази статия е да изследва анти-пролиферативните ефекти на TBWSP31 върху Bcap37 клетки на рак на гърдата и да изследва възможния му механизъм. След третиране на Bcap37 клетки с TBWSP31, типични апоптотични морфологични промени се наблюдават чрез обърната микроскопия и сканираща електронна микроскопия (SEM), като отделяне от културалната плоча, промяна в кръгла форма, свиване на клетките, липса на очевидни микровили, плазмена мембрана обезцветяване и образуване на апоптотични тела. Анализът на клетъчния цикъл разкрива, че лечението с TBWSP31 води до спиране на G0/G1 и предотвратява растежа на клетките от фаза G0/G1 до S фаза, която е най-забележима на 48 часа. Експресията на bcl-2 и Fas бяха открити количествено чрез FCM, което показа, че индуцирана TBWSP31-апоптоза може да бъде включена с участието на Fas и bcl-2. Тези резултати предполагат, че TBWSP31 е потенциално антитуморно съединение и че апоптозата, индуцирана от TBWSP31, е ключов антитуморен механизъм.

1. Въведение

Родът Fagopyrum има около 15 вида, разпространени в различни части на света [1]. Сред тези видове само два вида елда се използват като храна по целия свят: обикновена елда (Fagopyrum esculentum Moench) и тартарна елда (Fagopyrum tataricum Gaertn.) [2].

Татарската елда, като важен функционален хранителен материал, обикновено се приема в храната в страните от Източна Азия [3]. Добре известно е, че тартарната елда съдържа по-високо съдържание на рутин и витамини В1, В2 и В6, отколкото обикновената елда [4,5]. В Китай тартарната елда се отглежда главно в някои планински региони, като автономната област Liang Shan Yi в провинция Съчуан и Jing Zhou в провинция Gui Zhou [6].

Протеините от елда имат висока биологична стойност поради добре балансиран аминокиселинен модел и са богати на лизин и аргинин. Напоследък се изследват и физиологичните свойства на протеините от елда. При експерименти с хранене на плъхове, проучвания са доказали, че екстрактът от елда протеин има хипохолестеролемична [7–10], антиконстипация [11] и антидебелна активност [12]. Освен това Liu et al. [13] съобщават, че протеиновият продукт от елда има защитен ефект срещу индуцирана от 1,2-диметихидразин (DMH) карциногенеза на дебелото черво при плъхове чрез намаляване на клетъчната пролиферация. Каяшита и др. съобщава, че консумацията на екстракт от елда протеин забавя 7,12-диметилбенз (α) антрацен (DMBA) -индуцирана карциногенеза на млечната жлеза при плъхове [14].

Туморът е болестно състояние, характеризиращо се с неконтролирана пролиферация и загуба на апоптоза. Клетъчната пролиферация и смърт участват в поддържането на хомеостазата в нормалните тъкани, а клетъчната смърт често се инхибира при тумори с по-висока скорост на клетъчна пролиферация [15]. Апоптозата е процес на програмирана клетъчна смърт чрез строго контролирана програма, която играе важна роля в много нормални процеси, вариращи от развитието на плода до хомеостазата на тъканите при възрастни [16]. По този начин модулиращата апоптоза може да бъде полезна при лечението и терапията или профилактиката на рака. Апоптотичната индукция е нова цел за откриване на лекарства, базирани на иновативен механизъм. Счита се, че съединенията, които блокират или потискат пролиферацията на туморни клетки чрез индуциране на апоптоза, имат потенциал като противотуморни агенти [17]. Апоптозата и некрозата са два различни вида клетъчна смърт чрез различни морфологични и биохимични процеси [18,19].

Ракът на гърдата е най-често срещаният рак, засягащ жените в световен мащаб. Той представлява приблизително 25% от всички женски злокачествени заболявания с по-високо разпространение в развитите страни. Процентът на заболеваемост продължава да нараства, особено в САЩ, Канада, скандинавските страни, Сингапур и Япония, като всяка година по света се отчитат над един милион нови случая [20]. Атрактивен метод за химиотерапия на карцинома на гърдата е използването на фармацевтични агенти, които предизвикват смърт на туморните клетки на гърдата за преодоляване на пролиферацията. Важно е да се скринират апоптотичните индуктори от растения под формата на сурови екстракти или като компоненти, изолирани от тях.

В нашето предишно проучване ефективният антитуморен протеин (кодиран като TBWSP31) беше изолиран и пречистен от водоразтворими екстракти от китайска тарта елда, а антитуморният механизъм на TBWSP31 не беше ясно изяснен [21]. Антитуморният ефект на TBWSP31 беше определен чрез MTT анализ и ние тествахме редица различни клетъчни линии, като Bel-7402 (човешки ракови клетки на черния дроб), SGC-7901 (човешки стомашни ракови клетки), MDA-MB-231 (човешка гърда ракови клетки), Bcap37 (човешки ракови клетки на гърдата), MCF-7 (човешки ракови клетки на гърдата) и KB (клетки на човешкия карцином в устата). От тестваните ракови клетки, най-чувствителната туморна клетка към TBWSP31 е човешката ракова клетка на млечната жлеза (непубликувани данни). Основната цел на това проучване е да изследва механизма, лежащ в основата на антитуморния ефект на TBWSP31 върху клетъчната линия на човешкия рак на гърдата Bcap37 и да изследва дали ефектът се медиира чрез апоптотичен механизъм. В тази статия се наблюдават морфологични промени на Bcap37 клетки чрез обърната микроскопия и сканираща електронна микроскопия (SEM). Освен това клетъчният цикъл и експресията на bcl-2 и Fas бяха анализирани с помощта на поточна цитометрия.

2. Резултати и дискусия

2.1. Тест за изключване на Trypan Blue