Krooninen sairaus

tiivistelmä

Aineenvaihdunta syöpäsolujen kanssa pyruvaattikinaasia M2 (PKM2) sen keskustassa vaiheessa on omaksunut prime merkitystä syöpätutkimuksessa viime aikoina. Syöpä solujen aineenvaihduntaa, luonnehtii vahvistunut glukoosin oton, laktaatin ja anaboliaa pidetään ihanteellinen kohde hoitotoimenpiteiden. Expression of PKM2 kytkimet aineenvaihdunnan hyväksi syöpäsolujen siis tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään tähän asti tuntemattoman vaikutusta resveratrolin, joka on fytoaleksiinin puolesta PKM2 ilmaisun ja tuloksena vaikutuksia syövän aineenvaihduntaan. Havaitsimme, että resveratroli alassäädetty PKM2 ilmentymisen estämällä mTOR signalointi ja tukahdutetaan syöpä aineenvaihduntaa, tuomittu vähentynyt glukoosin oton, laktaattituotanto (aerobinen Glykolyysivaiheen) ja vähensi anaboliaa (makromolekyyli synteesi) erilaisissa syöpäsolun linjat. Ehdollinen lasku solunsisäisiä tasoja riboosi-5-fosfaattia (R 5p), kriittinen välituote pentoosifosfaattireitin, osuus oli pienempi anaboliaa. Näin ollen tila tukahdutetaan syövän aineenvaihdunnan seurauksena vähentynyt solujen lisääntymistä. Mielenkiintoista, shRNA välittämää vaiennettu PKM2 estetty glukoosin sisäänoton ja laktaatintuotto, jotka osoittavat, että kriittinen rooli PKM2 ja sen välitys havaitut vaikutukset resveratrol syövän aineenvaihduntaan. Edelleen, yli-ilmentyminen PKM2 poistettiin havaitut vaikutukset resveratrolin, merkitsee rooli PKM2 downregulation kriittinen funktiona resveratrol. Tutkimus kertoo uusi PKM2 välittämä resveratrolilla syövän aineenvaihduntaa ja antaa uuden ulottuvuuden sen terapeuttista potentiaalia.

Citation: Iqbal MA, Bamezai RNK (2012) Resveratrol Estää Cancer Cell Metabolism Down sääntely pyruvaattikinaasia M2 kautta esto Nisäkkäiden rapamysiinin kohde. PLoS ONE 7 (5): e36764. doi: 10,1371 /journal.pone.0036764

Toimittaja: Surinder K. Batra, University of Nebraska Medical Center, Yhdysvallat

vastaanotettu: 15 heinäkuu 2011; Hyväksytty: 06 huhtikuu 2012; Julkaistu: 4. toukokuuta 2012

Copyright: © 2012 Iqbal, Bamezai. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoittajat: Tutkimus oli rahoittama yliopisto myöntää komissiolle, Intian hallitukselle. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Syöpäsolut luottaa prosessin metabolisen transformaation ylläpitämään leviämisen. Nämä solut ohittavat mitokondrion oksidatiivinen fosforylaatio, joka kanavoi glukoosin ATP-tuottamista (kataboliaa), ja sen sijaan käyttää glukoosin makromolekyyli (anaboliaa) ja tytär soluihin [1]. Syöpäsolut myös muuntaa useimmat pyruvaatin (terminaalin tuote Glykolyysivaiheen) osaksi laktaattia, kautta suurelta osin tuntemattomia mekanismi; ja siten estää sen pääsyn mitokondriot [2]. Lisääntynyt glukoosin oton ja laktaatintuotto ovat tunnusmerkkejä syövän aineenvaihdunnan (Warburg vaikutus tai Aerobinen Glykolyysivaiheen) [2], joka tarjoaa syöpäsolujen etua kasvaa jopa alueilla, joilla on hyvin alhainen happipitoisuus [1], [2]. Kasvutekijä signalointi välittyy nisäkkään rapamysiinin kohde (mTOR) ajaa aineenvaihduntaa syöpäsolujen säätelemällä ilmentymistä avainentsyymien metaboliareitteihin [3]. Erityisesti mutaatiot aiheuttavat hyper-aktivointi mTOR ovat yleisiä syöpiä [4], [5].

pyruvaattikinaasia M2 (PKM2) on osoitettu olevan erittäin tärkeää syövän aineenvaihduntaa ja kriittistä kasvaimen kasvu [6]. Neljästä isomuotojen pyruvaattikinaasin L, R, M1 ja M2 [7], [8], jakautuvat alkion ja tuumorisolut pääasiallisesti ilmentävät M2 [1]. Tämä isoformi kytkin on edellytys aerobinen Glykolyysivaiheen esiintyy [9].

PKM2, allosteerisessa isoformi pyruvaattikinaasin, katalysoi viimeinen vaihe Glykolyysivaiheen eli konversio phosphoenol-pyruvaatin pyruvaatti [10], [11]. Koska PKM2 on pienempi aktiivisuus verrattuna konstitutiivisesti aktiivinen isomuotojen [1], sen tukahduttaminen vuonna toiminta aiheuttaa kertymiseen ylävirran glykolyyttisten välituotteita. Minkä seurauksena Tuloksena on lisääntynyt saatavuus glykolyyttisten välituotteita biosynteesireiteissä kuten pentoosifosfaattireitin (PPP), joka nopeuttaa makromolekyylin biosynteesiä (Riboosi-5-fosfaatti, 5p) ja kasvaimen kasvua [1]. R 5p on tärkeä välituote pentoosifosfaattireitin ja toimii esiasteena synteesiä makromolekyylien [12]. Ilmentymistä PKM2 kasvaimissa on riittävän korkea hyödynnetty markkerina syövän ennustetta [13], [14], [15]. Meidän laboratorio on raportoitu luonnollinen mutaatioita PKM2 liittyy lisääntynyt solujen lisääntymisen ja polyploidia [16]; rooli korostuu PKM2 solujen lisääntymistä. Siksi seulonta lääkkeitä, jotka tehokkaasti estävät PKM2 ilmaisun ja estää metaboliasta tulee olennainen [17].

resveratrolin (3, 4 ’, 5-trihydroksistilbeeni) on fytoaleksiinin, läsnä ihon punainen viinirypäleet ja muut hedelmät [18]. Resveratrol on raportoitu aiheuttavan kasvainten vastainen toiminta eri vaiheissa kasvain aloittamista, edistäminen ja eteneminen [19]. Tätä tukee raportit chemo-ennaltaehkäisevän vaikutuksen resveratrolin eri syöpäsolulinjoissa kuten HeLa, A549 ja MCF-7 [20], [21], [22]. Erilaiset mekanismit antiproliferatiivinen toiminta resveratrolin on ehdotettu myös kasvaimen vaimennin proteiineja kuten p53 [22], BRCA1 2 [23], fosforylaatiota Rb-proteiinin ja transkriptiotekijöiden, kuten NF-kB ja AP-1 [24 ]. Tuoreessa raportissa, resveratrol oli osoitettu moduloivan soluproliferaatioon kautta SIRT1 riippuvaisen AMPK aktivointi [25]. Resveratrol on raportoitu estävän PI3K polku ja vaikuttaa glykolyysistä aiheuttaa solukierron pysähtymisen B solulymfooma [26]. Resveratroli-välitteisen mTOR tunnetaan myös [27]. Nämä löydökset eivät selitä roolin resveratrolin metabolisen transformaation, varsinkin kun kytkettynä PKM2 ilme. Raportoimme tässä tutkimuksessa vaikutusta resveratrolin PKM2 ilmaisutapoja seurauksena vaikutuksia syövän aineenvaihduntaan. Ensimmäistä kertaa, tuloksemme osoittavat novel PKM2 välittämää resveratrolilla syövän aineenvaihduntaan että vahvistavat sen terapeuttista potentiaalia.

Materiaalit ja menetelmät

A) Soluviljely, lääkehoitoa, PKM2 knockdown transfektiot ja soluproliferaatiota tutkimukset

HeLa-, HepG2 ja MCF-7 solulinjat hankittiin National Centre for Cell Science, Pune, Intia. Kaikki solulinjat pidettiin korkean glukoosin Dulbeccon modifioitu Eaglen väliaine (DMEM, Sigma, MO, USA), jossa oli 10% naudan sikiön seerumia (FBS) (Biowest, Ranska), 1% penisilliini /streptomysiiniä (Sigma) 37 ° C: ssa ja 5% CO

2: ssa kosteutetussa ilmakehässä. Soluja kasvatettiin yksikerroksisessa ja siirrostettiin rutiininomaisesti 2-3 kertaa viikossa. Huumehoitopalvelujen, resveratroli (Sigma) ja rapamysiini (Sigma) liuotettiin etanoliin ja dimetyylisulfoksidia (DMSO) vastaavasti; alikvootteja säilytettiin -80 ° C: ssa. Solut ympättiin kolmena kappaleena tiheydellä +0,1-0200000 /kuoppa kuusikuoppaisille levyille. Ennen lääkehoitoa, soluja inkuboitiin 24 tuntia ja sen jälkeen korvataan resveratrol sisältävällä elatusaineella, minkä jälkeen 48 tunnin inkuboinnin jälkeen. Etanoli ja DMSO-käsiteltyjä soluja käytettiin mock-ohjaus. Lentiviruksen pGIPZ (Open Biosystems, USA) käytettiin shRNA-välitteisen hiljentäminen PKM2. Sillä PKM2 yliekspressio tutkimuksissa pCDNA-myc ja pCDNA-myc-PKM2 merkitty vektoreita käytettiin. Lipofectamine LTX (Invitrogen, USA) käytettiin transfektioreagenssia. Sillä leviämisen tutkimuksia solut laskettiin, kylvetään ja sitten ne trypsinoitiin eri ajankohtina sen jälkeen toista laskemalla arvioida proliferaationopeus.

B) RNA: n eristys, cDNA valmistelu ja reaaliaikainen analyysi

Yhteensä-RNA uutettiin solulinjoista käyttämällä TRIzol (Sigma) valmistajan protokollan. RNA laatu analysoitiin

260 /A

280 absorbanssi tasapainoa ja elektroforeesilla 1,2% aga- formaldehydiä geelillä. 1-2 ug kokonais-RNA käänteiskopioitiin yksijuosteiseksi DNA: ksi käyttäen cDNA kittiä (Applied Biosystems, USA). Kaupallisesti saatavilla Taqman geeniekspression määritystä (Applied Biosystems), jossa osanumero Hs00987621_g1 on kvantitointiin käytetty mRNA tasoilla PKM2. Aktiini käytettiin endogeeninen kontrolli (osa nro 4333762F, Applied Biosystems, USA). Primer koettimet valittiin saastuta genomista DNA vahvistusta. Reaaliaikainen PCR suoritettiin ABI Prism 7000 Sequence Detection System (Applied Biosystems, USA). ΔΔC

t (Cycle kynnys) menetelmää suhteellisen kvantifioinnin avulla laskettiin kertainen muutos geenien ilmentyminen SDS 1,1 RQ ohjelmisto (Applied Biosystems, USA).

C) Solulysaattia valmistelu, proteiini arviointi ja Länsi blotting

Kokosolulysaatti valmistettiin inkuboimalla soluja jäissä 30 minuutin ajan puskurissa, joka sisälsi 50 mM Tris, pH 7,2, 150 mM NaCl, 0,5% natriumdeoksikolaatti, 10% glyserolia, 1% Triton X-100, 0,1 % SDS: ää, 1 mM ditiotreitolia (DTT), 1 mM fenyylimetyylisulfonyylifluoridia (PMSF), 5 mM natriumfluoridia (NaF), 1 mM natriumvanadaattia (nAV), fosfataasinestäjällä cocktail (Sigma), 4 ug /ml aprotiniini, 4 ug /ml leupeptiiniä ja 4 ug /ml pepstatiini (Sigma). Lysaattia sentrifugoitiin 12000 rpm jäähdytys sentrifugissa (CM 12, Remi, Intia) 15 minuutin ajan ja supernatantti kerättiin jäillä jäähdytetty tuore putket. Proteiinipitoisuus arvioitiin käyttäen Piercen BCA (bikinkoniini- happo) proteiinimääritykset kohti valmistajan protokollaa. Proteiinit erotettiin 10% SDS-PAGE, siirrettiin nitroselluloosamembraanille (MDI, USA) yön yli 4 ° C: ssa (märkä siirto), ja tutkittiin primaaristen vasta-aineiden. Membraania inkuboitiin sopivan sekundäärisen vasta-aineen kanssa 1 tunnin ajan huoneenlämpötilassa ja proteiinit havaittiin käyttäen tehostettua kemiluminesenssia kit Thermo Scientific, USA. Käytetyt ensisijaiset vasta-olivat: anti-PKM2, anti-myc, anti-p-p70S6K, anti-p70S6K ja anti-β-aktiini (Cell Signaling Technology, USA).

D) glukoosin soluunottoa ja laktaatin tuotannon määritys

Media kerättiin kaivoista ja glukoosin soluunottoa analysoitiin glukoosi (heksokinaasin) iinianalyysikitissä (Sigma) kohti valmistajan ohjeiden mukaisesti. Laktaattituotanto analysoitiin laktaattia määritystä (BioVision, USA) seuraamalla valmistajan ohjeiden mukaisesti. Kaikki mittaukset normalisoitiin solujen määrä.

E) Metabolinen uuttamalla ja arvioinnin LC-MS

Metabolinen uute valmistettiin 5000000 soluista käyttäen 0,5 ml 90%: jäähdytettyä etanolia, joka sisältää 0,5% muurahaishappoa ja sentrifugoitiin 30 minuutin ajan suurella nopeudella jäähdytetyssä sentrifugissa. Tämän jälkeen supernatantti kuivataan typpivirrassa ja liuotetaan 0,2 ml: ssa MilliQ vettä. LC-MS suoritettiin per tekniset aiemmin on kuvattu [28]. Prosentuaalinen muutos signaalin (voimakkuus) laskettiin ottamalla mock käsitelty kontrolli viitteenä; negatiivisen muutoksen signaalin kuvattu lasku tasoilla aineenvaihduntatuotteiden.

F) Tilastollinen analyysi

Kaikki kokeet toistettiin 3 kertaa ja ilmaistaan ​​keskiarvona ± SE.

p

arvot laskettiin käyttäen

t-testiä

ja

p 0,05

katsottiin merkitseväksi.

Tulokset

Resveratrol pienenee PKM2 mRNA ja proteiini ilmaisun kautta mTOR eston

PKM2 mRNA ja proteiini tasoilla analysoitiin käyttäen reaaliaikaista PCR ja Western blotting, resveratrol käsitelty HeLa, HepG2 ja MCF-7-soluissa. Valitsimme 50gM resveratroli 48 tunnin altistuksen jälkeen tämä hoito lisää solujen prosenttiosuus estetty S-vaiheessa [20]. On myös todettu, että PKM2 ilme on maksimissaan S-vaiheessa [29]. Mielenkiintoista, resveratroli alassäädetty PKM2 mRNA ja proteiinin ~ 2 kertaiseksi kaikissa solulinjoissa tutkittiin (kuvio 1A-D). Nämä tulokset tarjoavat ensimmäiset todisteet PKM2 ilmaisun sairastumatta resveratrol.

resveratrolin käsittely vähenee PKM2 mRNA (A), HeLa; (B), HepG2 ja (C), MCF-7; noin kahden taittuu. β-aktiini otettiin endogeeninen ohjaus ja normalisoitiin PKM2 mRNA. Suhteellinen kvantifiointi analyysi tehtiin käyttämällä SDS 1.1 RQ-ohjelmisto. Western blot, joka osoittaa vähentynyt PKM2 proteiinin kaikissa solulinjoissa tutkittiin käsittelemällä 50 uM resveratrolin (D).

C- Mock käsitellään ohjaus ja R- resveratrolin käsitelty.

Kaikki kokeet toistettiin 3 kertaa ja data ilmaistaan ​​keskiarvona ± SE.

* p 0,05

.

Tutkiakseen, miten resveratrol on alaspäin säätelemällä PKM2 ilmaisua, me tutkinut mTOR-signalointireitin, joka on usein väärin säädellystä syövät [30], [31], [32], [33]. mTOR reitti tunnetaan myös säätelemään ilmentymistä eri glykolyyttisten entsyymien, kuten PKM2 [3], [34]. Kun resveratrol hoito, havaitsimme mTOR-signaloinnin kaikissa solulinjoissa tutkittiin (kuvio 2A). MTOR sen hyvin tunnetun inhibiittorin rapamysiini (20 nM 24 tuntia) pienenee myös PKM2 ilmentymistä (kuvio 2B). Nämä tulokset osoittivat, että resveratroli alassäädetty PKM2 ilmentymisen mTOR esto.

resveratrolin (50 uM) esti mTOR signalointi kaikissa kolmessa solulinjoissa tutkittu ilmenee vähentynyt fosforylaatio p-p70S6K upon resveratrolin hoito (A) ;

C- Mock käsitellään ohjaus ja R- resveratrolin käsitelty

. mTOR esto 20 nM rapamysiini vähennetään PKM2 ilmentymistä kaikissa kokeellinen solulinjoissa (B);

C- Mock käsitellään ohjaus ja Rapa- 20 nM Rapamysiini

.

Vähentynyt glukoosin otto ja laktaatintuotto resveratroliin hoidon

Syöpäsolut vaativat paljon ja jatkuva tarjonta glukoosia anabolisia prosesseja. Laktaatintuotto syöpäsolut estää pääsyn pyruvaatin osaksi mitokondrioita [2]. Siten lisääntynyt glukoosin otto ja laktaatintuotto ovat tunnusmerkkejä syöpä aineenvaihduntaa. Resveratrolilla syövän aineenvaihduntaan tutkittiin arvioimalla muutoksia glukoosin otto ja laktaatin tuotantoa. Mielenkiintoista, havaitsimme huomattavaa laskua glukoosin otto ja laktaatintuotto resveratroliin hoitoon (Kuva 3A-B), jotka osoittavat, että resveratroli inhiboi aerobinen Glykolyysivaiheen, joka tuo mieleen tukahdutetaan syövän aineenvaihduntaan.

pienenee merkittävästi glukoosin oton (A) ja laktaatintuotto (B), havaittiin HeLa ja HepG2 (

* p 0,05

), seuraavat 48 tuntia resveratroli hoitoa. Kuitenkin MCF-7 aerobinen Glykolyysivaiheen eivät osoittaneet merkittäviä merkkejä eston (

p 0,05

). Kaikki kokeet toistettiin 3 kertaa ja data ilmaistaan ​​keskiarvona ± SE.

vaiennettu PKM2 johtaa laski aerobinen Glykolyysivaiheen ja soluproliferaatiota

olettaisi, että havaitut lasku aerobinen Glykolyysivaiheen johtui osittain vähentynyt PKM2 ilme. Voit testata tämän oletuksen, me vaiennetaan PKM2 avulla shRNA. PKM2 kaataa saavutettu (~60-70%) arvioitiin reaaliaikainen PCR (kuvio 4A). Sen jälkeen Knockdown, glukoosin otto ja laktaatin tuotantoa mitattiin. Solut, joissa vaiennetaan PKM2 osoittivat merkittävää vähenemistä glukoosin otto ja laktaatintuotto, mikä viittaa siihen, että PKM2 tarvitaan aerobista Glykolyysivaiheen (kuva 4B-C). Vähentynyt aerobinen Glykolyysivaiheen johti solun proliferaation inhibitio (kuvio 4D). Nämä tulokset vahvistivat, että PKM2 on kriittinen syöpä aineenvaihduntaa ja solujen lisääntymistä. Tulokset vahvistivat, että resveratroli estää syöpää metabolia PKM2.

PKM2 pudotettiin (lähes 60% – käyttää lentiviraalinen pGIPZ sisältävä vektori PKM2 shRNA) analysoituna: reaaliaikainen PCR (A), laski glukoosin otto (B) , laktaattituotanto (C), ja solujen lisääntymistä (D) seuraavat kaataa. Kaikki kokeet toistettiin 3 kertaa, ja tiedot ilmoitetaan keskiarvona ± SE.

* p 0,05

.

Resveratrol pienenee anabolia syöpäsoluissa

riboosia-5-fosfaatti, anabolinen merkki, tarvitaan makromolekyylin synteesiin. Se on välituote pentoosifosfaattireitin [12]. Sen tutkimiseksi jos resveratroli vaikuttaa kielteisesti anabolia syöpäsoluissa, mittasimme solunsisäisiä tasoja R 5p solulinjoissa käsitelty resveratrol. Metaboliitit uutettiin käsiteltiin solulinjojen seurasi LC-MS-analyysillä. Mielenkiintoista on, vähentäminen ~20-25% havaittiin 5p tasoilla resveratrol käsitellyissä soluissa, mikä viittaa siihen, esti anaboliaa (kuvio 5). MCF 7-soluissa oli suhteellisen pieni lasku R 5p tasoilla ilmaisee heikosti tukahdutetaan anabolism.

R 5p on pentoosifosfaattireitistä väli- tärkeä merkki anaboliaa (nukleotidibiosynteesiin). Noin 20-25% lasku solunsisäisiä tasoja R 5p HeLa ja HepG2 havaittiin upon 50pM resveratroli hoitoa. Oli kuitenkin merkityksetön lasku oli noin 5% MCF-7-soluissa (katso teksti). Tulokset osoittivat esti anabolism seuraavat resveratroli hoitoa. Kaikki kokeet toistettiin 3 kertaa. Arvot ilmaistaan ​​keskiarvona ± SE.

* p 0,05

.

Tukahdetut syöpä aineenvaihdunta estää solujen lisääntymisen

tarkoitus selvittää, miten leviämisen nopeus erilaisten solulinjojen vaikuttavat seuraavat resveratroli hoidon, käsittelimme HeLa, HepG2 ja MCF7-solujen kanssa 50 uM resveratrolia 0, 24, 48, 72 ja 96 tuntia ja laskettiin solut. Vaikutus oli merkittävä HeLa ja HepG2 mutta oli voimaton MCF7 (kuvio 6A-C) solut. Kuitenkin, resveratroli inhiboi solujen proliferaatiota, viittaa siihen, että suppressio syövän aineenvaihdunnan hidastumista soluproliferaatiota samoin.

tarkastella, miten inhibitio syövän metabolia vaikuttaa leviämisen solulinjojen, me trypsinoitiin ja laskettiin solut 0, 24, 48, 72 ja 96 tuntia. Oli laskun proliferaatiossa korko kaikissa kolmessa solulinjoissa tutkittu merkittävässä väheneminen HeLa (A), HepG2 (B) ja vähiten ulkoneva MCF -7 (C). Kaikki kokeet toistettiin 3 kertaa, ja tiedot ilmoitetaan keskiarvona ± SE.

* p 0,05

.

Yli-ilmentyminen PKM2 kumoaa vaikutuksia resveratrol

Vahvista havaintomme resveratrol syövän aineenvaihduntaa ja siten leviämisen kohdistamalla PKM2, me ohimenevästi yliekspressoitujen PKM2 HeLa-soluissa altistuneet jotka sisälsivät 50 uM resveratrol. Solut transfektoitiin joko pCDNA-myc (Mock transfektio) tai pCDNA-myc-PKM2 (PKM2 transfektio). 48 tunnin jälkeen transfektion (ja samanaikaisesti resveratrolin hoito), solut laskettiin, kerättiin ja lyysattiin proteiinin uuttamalla. Transfektio vahvistettiin käyttäen anti-myc ja anti-PKM2 vasta-aineita (kuvio 7A); niin oli mTOR (kuvio 7A). Kuten odotettua, yli-ilmentyminen PKM2 lisännyt soluproliferaatioon verrattuna valetransfektoituihin soluja edes, kun läsnä on 50 uM resveratrolin (kuvio 7B). Lisäksi PKM2 yli-ilmentyminen aiheutti lisätyn glukoosin otto ja laktaatintuotto (kuvio 7C ja D) HeLa-soluissa altistuvat resveratrol; torjua kielteisiä vaikutuksia resveratrol. Nämä tulokset edelleen perusteltuja, että PKM2 on kriittinen kohde resveratrolin ja sen ilmentyminen määritetään syövän aineenvaihduntaa ja näin ollen solujen lisääntymistä.

yli-ilmentyminen PKM2 käyttäen myc merkitty pCDNA-vektoria (katso teksti) vahvistettiin käyttäen anti myc ja anti PKM2 vasta-aineet (A). Lisääntynyt solujen proliferaatio PKM2 transfektoiduissa soluissa, verrattuna vale- transfektoituja soluja, jatkuvasti läsnä estävät pitoisuudet resveratrolin (B). Glukoosin oton (C) ja laktaatin tuotannon (D) on olennaisesti parannettu PKM2 transfektoiduissa soluissa osoittaa, että PKM2 yli-ilmentyminen kumotaan vaikutuksia resveratrol syövän aineenvaihduntaa ja solujen lisääntymistä. Nämä tulokset edelleen vahvistaa PKM2 kriittisiksi kohteena resveratrol. Kaikki kokeet toistettiin 3 kertaa, ja tiedot ilmoitetaan keskiarvona ± SE.

* p 0,05

.

PKM2 – ilmaisee valetransfektoidut soluissa, kun taas PKM2 + ilmaisee PKM2 transfektoiduista soluista

.

Keskustelu

metabolinen transformaatio pidetään välttämättömänä muutos osti syöpäsolujen viihtyvät . Tutkimus metabolisen riippuvuudet syöpäsolujen on kiihtynyt viime vuosina. Metabolinen fenotyyppi syöpäsolujen uskotaan sitoutua entsyymien sopivia kohteita syövän vastaista strategioita. Lääkkeet, jotka estävät metaboliaa syöpäsolujen kohdentamalla erilaisia ​​molekyylejä (mukaan lukien entsyymit) suoraan tai välillisesti, alle kliinisissä tutkimuksissa [17]. Siksi on olennainen seuloa lääkeaineita, joilla on potentiaalia kohdistaa kriittisen molekyylejä mukana metaboliasta.

resveratrolin, vaikka tunnettu syövän vastaisia ​​ominaisuuksia, ei ole koskaan liittynyt ratkaiseva metabolisia entsyymejä kuten PKM2. Sen suhde syöpä aineenvaihdunta tunnetaan huonosti. Meillä on ensimmäistä kertaa esitetty resveratroli vaikuttaa PKM2 tila, estäen näin syövän aineenvaihduntaa.

On raportoitu aikaisemmin, että resveratroli vaikuttaa glukoosiaineenvaihdunnan munasarjasyöpäsoluja [35]. Faber

et al

ovat osoittaneet vähentynyt kuvaamaan joitakin glykolyyttisten entsyymien resveratroliin hoito [27], mutta niiden havainnot eivät osoita resveratrol muuttavaa syövän aineenvaihduntaa vaikuttamalla tila kriittinen molekyylien kuten PKM2. Koska PKM2 on hiljattain todettu olevan avainasemassa edistettäessä syövän aineenvaihduntaa ja kasvaimen kasvua [6], oli välttämätöntä tutkia, resveratrol voisi muuttaa PKM2 vaikuttaa aineenvaihduntaan syöpäsoluja.

PKM2, koska sen asema glykolyysissä, edistää biosynteesireiteissä (esim PPP) vaaditaan makromolekyyliyhdisteiden synteesiin [2], [6], [12]; ja siksi sen ilme on suurin S (synteesi) vaihe solusyklin [29]. Olemme osoittaneet, että säätelyä alaspäin PKM2, jonka resveratrol, estää biosynteesireiteissä vaaditaan synteesiin makromolekyylien (kuvio 5). Nämä tulokset mahdollisesti selittää havaitun kertyminen solujen G0 /G1 vaiheessa resveratroliin hoito [26]; ja ehdottaa miten resveratrolin estää syövän aineenvaihduntaa kohdistamalla PKM2.

väheneminen glukoosin otto ja laktaatintuotto (aerobinen Glykolyysivaiheen) mukaan resveratroli laajentaa sen chemopreventive spektri ja korostaa sen terapeuttista arvoa, sillä aerobinen Glykolyysivaiheen tarjoaa elämän-line syövän solut. Osoittamalla, että syöpä aineenvaihduntaa estäviä vaikutuksia resveratrol välittyvät PKM2, tuloksemme antavat kuvan molekyyliperustan resveratrolin toimintaa. MCF-7-soluissa, vaikkakin resveratroli vähentynyt PKM2 ilme, syöpä aineenvaihdunta oli merkityksettömän muuttunut. Tämä havainto korreloi aiempien raporttien alempien aerobista Glykolyysivaiheen ei-invasiivisia MCF-7 rintasyöpäsolujen [36]. Erityisesti muissa erittäin invasiivisen rintasyövän soluja, kuten MDA-MB-231, korkea aerobinen Glykolyysivaiheen vahvistaa, että havaintomme MCF-7 on solulinja erityinen eikä sitä voida yleistää rintasyöpiä [36]. Tuloksemme ovat myös lisänneet mekanistinen käsityksen PKM2 ilmentymisen säätelyä alaspäin osoittamalla, että mTOR signalointi vastaa prosessin (kuva 2). Tingityksi tutkimukset osoittivat, että PKM2 on kriittinen aerobista Glykolyysivaiheen ja soluproliferaatiota (kuvio 4) samoin. Nämä tulokset ovat yhdenmukaisia ​​aiempien havaintojen osoittaa, että PKM2 on tärkeää syöpäsolujen Glykolyysivaiheen ja kasvu [6], [12]. Havainto laski solunsisäisten R 5p tasoilla edelleen laajentaa vaikutusta resveratrolin estämällä biosynteettisten aineenvaihdunnan (anaboliaa). Pohjimmiltaan osoitimme, että resveratroli estää aineenvaihduntaa syöpäsoluja, mikä puolestaan ​​hidastaa solujen lisääntymistä.

lasku PKM2 ilmaisu (kuvio 1), seuraava resveratroli hoito, tarjoaa resveratroli terapeuttisen reuna [6]. Lisäksi käänteinen vaikutusten resveratrolin PKM2 yliekspressio (kuvio 7) tarkoittaa sitä, että PKM2 on ratkaiseva merkitys aineenvaihdunnan syöpäsolujen ja on kriittinen kohde resveratrol.

Tuloksemme ovat luoneet aiemmin tuntemattomia linkki välillä resveratroli ja PKM2; lisäten uuden ulottuvuuden terapeuttista potentiaalia resveratrol. Tulokset myös kannattaa resveratrol lupaavana solunsalpaajaksi in estää pro-syöpä aineenvaihdunnan kautta PKM2 alas asetuksella. Meidän havainnot viittaavat siihen, että resveratrol voidaan käyttää kliinisissä tutkimuksissa sen vasta vaikutus syövän aineenvaihduntaan kautta PKM2. Tuloksemme tarkoita, että luonnollisia yhdisteitä olisi seulottava hoidollisista mahdollisuuksista ja niitä tiedetään olevan syövän vastaisia ​​ominaisuuksia pitäisi tutkia niiden sisältävän vaikutuksia syövän aineenvaihduntaan.

Kiitokset

RNKB kuittaa antamaa tukea University Grants komissio (UGC) keskukselle (NCAHG) ja MA Iqbal tunnustaa tuella UGC, Intian hallitus, tutkimuksen apurahan.