| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,871 |
| تعداد مقالات | 32,543 |
| تعداد مشاهده مقاله | 42,413,963 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,190,296 |
بررسی تأثیر عصاره متانولی برگ گیاه Pterocarya fraxinifolia (Poir) spach بر بازدارندگی تکثیر و بیان ژن‌های دخیل در آپوپتوز در رده سلول سرطان پستان انسان MCF-7 | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقاله 7، دوره 39، شماره 4، دی 1402، صفحه 589-603 اصل مقاله (1.01 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2023.361201.3277 | ||
| نویسندگان | ||
| سید حسن حسنی کومله* 1؛ ساناز اعتمادی شالکوهی2؛ محسن فرهاد پور3؛ محمد حسین رضادوست4 | ||
| 1گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
| 2دانشگاه گیلان | ||
| 3گروه فیتوشیمی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران | ||
| 4گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، گیلان، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: بیماری سرطان یکی از عوامل مهم مرگ و میر و سرطان سینه شایع‌ترین بدخیمی در بین زنان است. گیاهان دارویی می‌توانند نقش مهمی در درمان سرطان داشته باشند. امروزه بسیاری از داروهای مؤثر در درمان سرطان از فرآورده‌های طبیعی استخراج شده از گیاهان بدست می‌آید. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر سمّیت سلولی عصاره متانولی برگ درخت Pterocarya fraxinifolia و تأثیر آن بر بیان ژن‌های P21، BID، BCL-2، RB1 و MDM2 در رده سلولی سرطان پستان MCF-7 است. مواد و روش: عصاره‌گیری از 20 گرم برگ خشک شده و پودر شده در معرض هوا به روش خیس کردن (ماسراسیون) با استفاده از متانول خالص و پس از 24 ساعت در شیکر انکوباتور با سرعت 120 دور در دقیقه، دمای 25 درجه سانتی‌گراد و در تاریکی انجام شد. پس از فیلتراسیون و خشک کردن عصاره، 5 میلی‌گرم از ماده خشک حاصل در 1 میلی‌لیتر محیط RPMI-1640 حل شده و بعد از فیلتراسیون دوباره، به‌عنوان استوک برای تهیه غلظت‌های مختلف ذخیره شد. رده‌های سلولی سرطان سینه MCF-7 و HGF-1 به‌عنوان رده سلولی طبیعی در محیط کشت RPMI1640 همراه با FBS 10% (وزنی/حجمی)، آنتی‌بیوتیک‌های پنی‌سیلین، استرپتومایسین 1% (وزنی/حجمی)، در دمای 37 درجه سانتی‌گراد و فشار 5% دی‌اکسیدکربن در انکوباتور کشت شدند. این سلول‌ها به مدت 24 ساعت در مجاورت غلظت‌های مختلف از عصاره تام متانولی برگ گیاه لرگ قرار گرفتند. بقای سلولی با استفاده از آزمون رنگ‌سنجی MTT و بیان ژن‌های دخیل در آپوپتوز (P21، BID، BCL-2، RB1، MDM2) در سلول‌های سرطانی تحت تیمار با غلظت IC25 عصاره گیاه با استفاده از روش Real-Time PCR ارزیابی شد. استخراج RNA از سلول‌های MCF-7 و HGF-1، طبق دستورالعمل کیت RNX-plusTM انجام شد. سنتز cDNA با استفاده از کیت شرکت فرمنتاز (RevertAid First Strand CDNA Synthesis Kit) و طبق دستورالعمل آن انجام گردید. در این پژوهش از ژن GAPDH به‌عنوان کنترل داخلی استفاده شد. نتایج: نتایج حاصل از آزمون MTT نشان داد که عصاره متانولی برگ درخت لرگ، اثر سمّیت سلولی وابسته به غلظت بر روی سلول سرطان سینه رده MCF-7 داشته و در طی آزمایش با افزایش غلظت دارو اثر سمّیت سلولی در هر دو لاین سرطانی و نرمال افزایش یافت. بالاترین مهار در غلظت‌های 1000 و 1200 میکروگرم بر میلی‌لیتر مشاهده شد. مقدار IC50 عصاره متانولی برگ Pterocarya fraxinifolia برای رده سلولی MCF-7 و HGF-1، به‌ترتیب 452.1 و 479.2 میکروگرم بر میلی‌لیتر محاسبه شد. نتایج حاصل از آزمون بیان ژن نشان داد که بیان ژن P21 در سلول‌های MCF-7 در اثر تیمار عصاره گیاه Pterocarya fraxinifolia افزایش داشته و در سلول نرمال تحت تیمار عصاره تقریباً ثابت بوده است. بیان ژن BID در سلول‌های سرطانی تیمار شده با عصاره گیاه افزایش یافت، در صورتی که سلول‌های نرمال تحت تأثیر عصاره کاهش جزئی را در بیان این ژن نشان دادند. در سلول‌های سرطانی اعمال عصاره گیاه سبب کاهش بیان ژن BCL-2 شده اما بیان این ژن در سلول‌های نرمال تحت تأثیر عصاره تغییر چندانی نداشت. در سلول‌های نرمال میزان بیان ژن RB1 تحت تیمار عصاره گیاه تغییر چندانی نکرد اما در سلول‌های سرطانی MCF-7، تیمار عصاره موجب افزایش بیان این ژن شد. بیان ژن MDM2 در سلول‌های سرطانی تحت تیمار عصاره گیاه تقریباً بدون تغییر ماند، در صورتی که در سلول سالم تحت تیمار عصاره، بیان این ژن افزایش اندکی یافت. نتیجه‌گیری: این تحقیق مقدمه‌ای برای رسیدن به کاربرد گیاه Pterocarya fraxinifolia در مهار رشد سلول‌های سرطانی است. نتایج حاصل از این پژوهش مؤید اثر مهاری عصاره متانولی این گیاه بر سلول‌های سرطان پستان است. ازاین‌رو، به نظر می‌رسد با تحقیقات بیشتر در آینده، می‌توان از ترکیبات آن در درمان سرطان استفاده کرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| گیاهان دارویی؛ کشت سلولی؛ آپوپتوز؛ رده سلولی MCF-7؛ Real-Time PCR | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigating the effect of the alcoholic extract of Pterocarya fraxinifolia (Poir) spach leaves on inhibiting the proliferation and expression of genes involved in apoptosis in human breast cancer cell line | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hassan Hassani Kumleh1؛ Sanaz Etemadi Shalkouhi2؛ Mohsen Farhadpour3؛ Mohammad Hossein Rezadoost4 | ||
| 1Biotechnology group, faculty of agricultural sciences,, Guilan University, Rasht, Iran | ||
| 2university of guilan | ||
| 3Department of Phytochemistry, National Research Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran, Iran. | ||
| 4Department of Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, Guilan University, Guilan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Cancer is one of the most serious causes of death, and breast cancer is the most common malignancy among women. Medicinal plants can play a vital role in cancer treatment. Many effective cancer drugs today are derived from natural plant products. This study evaluates the cytotoxic effect of Pterocarya fraxinifolia leaf methanolic extract. It also evaluates its effect on the expression of the P21, BID, BCL-2, RB1, and MDM2 genes in the MCF-7 breast cancer cell line. Methodology: Extraction was done from 20 grams of dried and powdered leaves exposed to air by the soaking (maceration) method using pure methanol and after 24 hours in an incubator shaker at a speed of 120 rpm, temperature of 25°C and in the dark. After filtering and drying the extract, 5 mg of the resulting dry substance was dissolved in 1 ml of RPMI-1640 medium. After re-filtration, it was stored as a stock to prepare different concentrations. MCF-7 breast cancer cell lines and HGF-1 as a normal cell line were cultured in RPMI1640 medium containing FBS 10% (w/v), penicillin antibiotics, streptomycin 1% (w/v), and at 37°C temperature and 5% carbon dioxide pressure in an incubator. These cells were exposed to various concentrations of methanolic extract from Pterocarya fraxinifolia leaves for 24 hours. Cell survival rate was assessed with MTT colorimetric assay, and expression of genes involved in apoptosis (P21, BID, BCL-2, RB1, MDM2) in cancer cells treated with IC25 concentration of plant extract was evaluated by real-time PCR technique. RNA extraction from MCF-7 and HGF-1 cells was performed according to the RNX-plusTM kit instructions. cDNA synthesis was performed using Fermentase Company's kit (RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit) and according to its instructions. In this study, the GAPDH gene was used as an internal control. Results: The results of the MTT assay showed that the Pterocarya fraxinifolia (Poir) spach leaf methanolic extract had a concentration-dependent cytotoxic effect on MCF-7 breast cancer cells, and during the experiment, with increasing drug concentration, the effect of cytotoxicity increased in both cancer and normal lines and high inhibition was observed at concentrations of 1000 and 1200 μg.ml-1. The IC50 of Pterocarya fraxinifolia methanol extract against MCF-7 and HGF-1 cell lines was 452.1 and 479.2 μg.ml-1, respectively. Real-time PCR results showed that treatment with the Pterocarya fraxinifolia plant extract enhanced the expression of the P21 gene, while expression was nearly constant in extract-treated normal cells. The BID gene expression was increased in cancer cells treated with the plant extract. In contrast, normal cells under the influence of the extract showed a slight decrease in gene expression. The plant extract decreased the expression of the BCL-2 gene in cancer cells, whereas the expression of this gene in normal cells did not change significantly under the extract. The RB1 gene expression was not significantly altered in healthy cells after plant extract treatment but increased in the cancer cell line MCF-7. MDM2 gene expression in cancer cells treated with plant extract remained unchanged, whereas it slightly increased in healthy cells treated with extract. Conclusion: This study provides an overview of how Pterocarya fraxinifolia extract can inhibit cancer cell growth. This study confirms the inhibitory activity of the plant's methanolic extract on breast cancer cells. With further investigation, the plant compounds may one day be used to treat cancer. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| medicinal plants, cell culture, apoptosis, MCF-7 cell line, Real-Time PCR | ||
| مراجع | ||
|
- Abbas, T. and Dutta, A., 2009. p21 in cancer: intricate networks and multiple activities. Nature Reviews Cancer, 9: 400-414. - Abedigheshlaghi, Z., Monajemi, R. and Yahyaabadi, S., 2014. Cytotoxic effect of aqueous and alcoholic extracts of Pterocarya fraxinifolia leaves on K562 cell line. Zahedan Journal of Research in Medical Sciences, 16(3): 1-5. - Aghajani, Z., Engashte-Vahed, A.A. and Akhbari, M., 2015. Identification of Volatile Components and Biological Properties of the extracts of aerial parts of Pterocarya fraxinifolia L. In Biological Forum, - Akhbari, M., Tavakoli, S., Ghanbari, Z., Dadgarnia, M. and Mazoochi, A., 2017. Evaluation of Biological Activity and Analysis of Volatile Fraction from Pterocarya fraxinifolia in Vegetative Stage from Iran. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 28: 119-126. - Anto, R.J., Mukhopadhyay, A., Denning, K. and Aggarwal, B.B., 2002. Curcumin (diferuloylmethane) induces apoptosis through activation of caspase-8, BID cleavage and cytochrome c release: its suppression by ectopic expression of Bcl-2 and Bcl-xl. Carcinogenesis, - Balkrishna, A., Anjali, S., Neelam, RD., Ashwini, S. and Vedpriya, A., 2023. Leea indica (Burm.f.) Merr.: A Systematized Acquaint. World Journal of Surgery and Surgical Research, 6: 1468. - Ebrahimi, I. and Parvinzadeh Gashti, M., 2015. Extraction of juglone from Pterocarya fraxinifolia leaves for dyeing, anti‐fungal finishing, and solar UV protection of wool. Coloration Technology, - Ebrahimzadeh, M., Nabavi, S. and Nabavi, S., 2009. Essential oil Composition and Antioxidant Activity of Pterocaryafivaxinifolia. Pakistan Journal ofBiological Sciences, 12: 957-963. - Fathi, H., 2015. Comparison of the antimicrobial activity of caucasian wingnut leaf extract (Pterocarya fraxinifolia) and Walnut (Juglans regia L.) plants. Acta Biologica Indica, 4(1): 67-74. - Flores‐Romero, H., Hohorst, L., John, M., Albert, M. C., King, L. E., Beckmann, L., Szabo, T., Hertlein, V., Luo, X. and Villunger, A., 2022. BCL‐2‐family protein tBID can act as a BAX‐like effector of apoptosis. The EMBO journal, 41(2): e108690. - Foo, J.B., Yazan, L.S., Tor, Y.S., Wibowo, A., Ismail, N., How, C.W., Armania, N., Loh, S.P., Ismail, I.S. and Cheah, Y.K., 2015. Induction of cell cycle arrest and apoptosis by betulinic acid-rich fraction from Dillenia suffruticosa root in MCF-7 cells involved p53/p21 and mitochondrial signalling pathway. Journal of ethnopharmacology, 166: 270-278. - Geradts, J., Fong, K.M., Zimmerman, P.V., Maynard, R. and Minna, J.D., 1999. Correlation of abnormal RB, p16ink4a, and p53 expression with 3p loss of heterozygosity, other genetic abnormalities, and clinical features in 103 primary non-small cell lung cancers. Clinical cancer research, 5: 791-800. - Giacinti, C. and Giordano, A., 2006. RB and cell cycle progression. Oncogene, 25: 5220-5227. - Gómez-Navarro, J., Arafat, W. and Xiang, J., 1999. Gene therapy for carcinoma of the breast: - Goncharenko-Khaider, N., Lane, D., Matte, I., Rancourt, C. and Piche, A., 2010. The inhibition of Bid expression by Akt leads to resistance to TRAIL-induced apoptosis in ovarian cancer cells. Oncogene, 29: 5523-5536. - Ilic, V.K., Egorova, O., Tsang, E., Gatto, M., Wen, Y., Zhao, Y. and Sheng, Y., 2022. Hinokiflavone inhibits MDM2 activity by targeting the MDM2-MDMX RING domain. Biomolecules, 12: 643. - Jahanban-Esfahlan, R., Seidi, K., Monfaredan, A., Shafie-Irannejad, V., Abbasi, M.M., Karimian, A. and Yousefi, B., 2017. The herbal medicine Melissa officinalis extract effects on gene expression of p53, Bcl-2, Her2, VEGF-A and hTERT in human lung, breast and prostate cancer cell lines. Gene, 613: - Kim, M.S., Lee, C.W., Kim, J.H., Lee, J.C. and An, W.G., 2019. Extract of Rhus verniciflua Stokes induces p53-mediated apoptosis in MCF-7 breast cancer cells. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2019, Article ID 9407340. - Leibowitz, B., Qiu, W., Buchanan, M.E., Zou, F., Vernon, P., Moyer, M.P., Yin, X.M., Schoen, R.E., Yu, J. and Zhang, L., 2014. BID mediates selective killing of APC-deficient cells in intestinal tumor suppression by nonsteroidal antiinflammatory drugs. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111: 16520-16525. - Ochwang’i, D.O., Kimwele, C.N., Oduma, J.A., Gathumbi, P.K., Kiama, S.G. and Efferth, T., 2018. Cytotoxic activity of medicinal plants of the Kakamega County (Kenya) against drug-sensitive and multidrug-resistant cancer cells. Journal of ethnopharmacology, 215: 233-240. - Pammi, S.S.S., Suresh, B. and Giri, A., 2023. Antioxidant potential of medicinal plants. Journal of Crop Science and Biotechnology, 26: 13-26. doi: 10.1007/s12892-022-00159-z - Pang, Z., 2023. The main BH3-only proteins in BCL-2 family. Highlights in Science, Engineering and Technology, 36: 276-282. - Qin, J.J., Li, X., Hunt, C., Wang, W., Wang, H. and Zhang, R., 2018. Natural products targeting the p53-MDM2 pathway and mutant p53: recent advances and implications in cancer medicine. Genes & diseases, 5: 204-219. - Rajabi, S., Maresca, M., Yumashev, A.V., Choopani, R. and Hajimehdipoor, H., 2021. The most competent plant-derived natural products for targeting apoptosis in cancer therapy. Biomolecules, 11: 534. - Rayburn, E., Zhang, R., He, J. and Wang, H., 2005. MDM2 and human malignancies: expression, clinical pathology, prognostic markers, and implications for chemotherapy. Current cancer drug targets, 5: 27-41. - Sahu, N., Meena, S., Shukla, V., Chaturvedi, P., Kumar, B., Datta, D. and Arya, K., 2018. Extraction, fractionation and re-fractionation of Artemisia nilagirica for anticancer activity and HPLC-ESI-QTOF-MS/MS determination. Journal of Ethnopharmacology, 213: 72-80. - Shamloo, B. and Usluer, S., 2019. p21 in cancer research. Cancers, 11: 1178. - Sinicrope, F.A., Rego, R.L., Foster, N.R., Thibodeau, S.N., Alberts, S.R., Windschitl, H.E. and Sargent, D.J., 2008. Proapoptotic Bad and Bid protein expression predict survival in stages II and III colon cancers. Clinical cancer research, 14: 4128-4133. - Smolarz, B., Nowak, A.Z. and Romanowicz, H., 2022. Breast Cancer Epidemiology, Classification, Pathogenesis and Treatment (Review of Literature). Cancers, 14: 2569. - Subash-Babu, P., Alshammari, G.M., Ignacimuthu, S. and Alshatwi, A.A., 2017. Epoxy clerodane diterpene inhibits MCF-7 human breast cancer cell growth by regulating the expression of the functional apoptotic genes Cdkn2A, Rb1, mdm2 and p53. Biomedicine & Pharmacotherapy, 87: 388-396. - Ukwubile, C.A., Ikpefan, E.O., Malgwi, T.S., Bababe, A.B., Odugu, J.A., Angyu, A.N., Otalu, O., Bingari, M.S. and Nettey, H.I., 2020. Cytotoxic effects of new bioactive compounds isolated from a Nigerian anticancer plant Melastomastrum capitatum Fern. leaf extract. Scientific African, 8: e00421. - Wang, H., Yu, D., Agrawal, S. and Zhang, R., 2003. Experimental therapy of human prostate cancer by inhibiting MDM2 expression with novel mixed‐backbone antisense oligonucleotides: In vitro and in vivo activities and mechanisms. The Prostate, - Wong, R.S., 2011. Apoptosis in cancer: from pathogenesis to treatment. Journal of experimental & clinical cancer research, 30(1): 1-14. - Weinberg, R.A., 2013. The Biology of Cancer: Second International Student Edition. WW Norton & Company, Garland Science, USA, 875p.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 411 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 630 |
||