Похідне коричної кислоти зменшує пухлинне зростання за рахунок зниження експресії Hif-1α та пригнічення ефекту Варбурга
ARTICLE PDF

Ключові слова

пухлинний ріст
ефект Варбурга
гліколіз
Hif-1α
похідні коричної кислоти

Як цитувати

Поздняков, Д., & Корянова, К. (2021). Похідне коричної кислоти зменшує пухлинне зростання за рахунок зниження експресії Hif-1α та пригнічення ефекту Варбурга. Український радіологічний та онкологічний журнал, 29(4), 26-38. https://doi.org/10.46879/ukroj.4.2021.26-38

Анотація

Актуальність. Зростання пухлини характеризується наявністю специфічних особливостей, які можуть бути основою для раціонального лікування. Однією з таких особливостей є парадокс Варбурга, який проявляється у превалюванні гліколітичних реакцій окиснення над аеробним метаболізмом при адекватних внутрішньоклітинних концентраціях кисню. Мета роботи – в умовах експерименту оцінити можливість корекції метаболічних гліколітичних аномалій пухлинних клітин за допомогою курсової терапії 4-гідрокси3,5-ди-трет-бутил коричною кислотою. Матеріали та методи. Дослідження виконано на щурах-самцях лінії Вістар, яким у головний мозок імплантували пухлинні клітини лінії С6-BU-1. Досліджувану сполуку 4-гідрокси-3,5-ди-трет-бутил коричну кислоту і референт – ресвератрол вводили per os у дозах 100 мг/кг і 20 мг/кг відповідно протягом 14 днів з моменту інокуляції пухлини. Після закінчення зазначеного часу щурів декапітували, вилучали пухлинну тканину. Під час роботи визначали обсяг пухлини, активність ана/аеробних реакцій клітинного метаболізму, зміну мітохондріального біогенезу та концентрації Hif-1α. Результати та їх обговорення. Дослідження показало, що курсове введення ресвератролу та 4-гідрокси-3,5-ди-трет-бутил коричної кислоти сприяло зниженню обсягу пухлини порівняно з нелікованими тваринами на 22,9 % (p < 0,05) та на 34,3 % (p < 0,05) відповідно. На фоні застосування досліджуваної сполуки відзначено також зменшення вмісту Hif-1α на 27,4 % (p < 0,05) відповідно, підвищення активності ензиматичних маркерів мітохондріального біогенезу – сукцинатдегідрогенази та цитохром-с-оксидази на 166,7 % (p < 0, 05) та 125,0 % (p < 0,05). Інтенсивність анаеробних реакцій метаболізму у щурів, які отримували досліджувану сполуку і ресвератрол, була значно нижчою, ніж у нелікованих щурів, тоді як активність аеробних процесів значно зросла. Висновки. Проведене дослідження показало, що застосування 4-гідрокси-3,5-дитрет-бутил коричної кислоти сприяє зниженню інтенсивності анаеробного обміну в пухлинних клітинах за рахунок зменшення експресії Hif-1α, що пригнічує зростання пухлини.

https://doi.org/10.46879/ukroj.4.2021.26-38
ARTICLE PDF

Посилання

Mattiuzzi C, Lippi G. Current Cancer Epidemiology. Journal of epidemiology and global health. 2019;9(4):217–22. (In English). DOI: https://doi.org/10.2991/jegh.k.191008.001

Kolpaksidi IP, Dmitrieva MV, Yarosh IV, Krasnyuk II. Antitumor drugs based on indolocarbazol derivatives. Pharmacy & Pharmacology. 2021;9(4):252–65. (In English). DOI: https://doi.org/10.19163/2307-9266-2021-9-4-252-265

Vaupel P, Schmidberger H, Mayer A. The Warburg effect: essential part of metabolic reprogramming and central contributor to cancer progression. International journal of radiation biology. 2019;95(7):912–9. (In English). DOI: https://doi.org/10.1080/09553002.2019

Vaupel P, Multhoff G. Revisiting the Warburg effect: historical dogma versus current understanding. The Journal of physiology. 2021;599(6):1745–57. (In English). DOI: https://doi.org/10.1113/JP278810

Albadari N, Deng S, Li W. The transcriptional factors HIF-1 and HIF-2 and their novel inhibitors in cancer therapy. Expert opinion on drug discovery. 2019;14(7):667–82. (In English). DOI: https://doi.org/10.1080/17460441.2019.1613370

Datta K, Lauritzen MH, Merchant M et al. Reversed metabolic reprogramming as a measure of cancer treatment efficacy in rat C6 glioma model. PLoS One. 2019;14(12):e0225313. (In English). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225313

Lu J, Tan M, Cai Q. The Warburg effect in tumor progression: mitochondrial oxidative metabolism as an anti-metastasis mechanism. Cancer letters. 2015;356(2 Pt A.)156–64. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.canlet.2014.04.001

Fallah J, Rini BI. HIF Inhibitors: Status of Current Clinical Development. Current oncology reports. 2019;21(1):6. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s11912-019-0752-z

Srivani G, Behera SK, Dariya B, Aliya S, Alam A, Nagaraju GP. Resveratrol binds and inhibits transcription factor HIF-1α in pancreatic cancer. Experimental cell research. 2020;394(1):112126. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.yexcr.2020.112126

Pozdnyakov D. 4-Hydroxy-3,5-di-tret-butyl cinnamic acid restores the activity of the hippocampal mitochondria in rats under permanent focal cerebral ischemia. Iranian Journal of Basic Medical Sciences. 2021;24(11):1590–601. (In English). DOI https://doi.org/10.22038/IJBMS.2021.58435.12979

Paxinos G. The Rat Nervous System. Sydney, Australia: Academic Press; 1984. (In English).

Arteaga O, Revuelta M, Urigüen, Álvarez A, Montalvo H, Hilario E. Pretreatment with Resveratrol Prevents Neuronal Injury and Cognitive Deficits Induced by Perinatal Hypoxia-Ischemia in Rats. PLoS One. 2015;10(11):e0142424. (In English). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0142424

Pozdnyakov D, Voronkov A. Correction of Mitochondrial Dysfunction by 4-Hydroxy-3,5-Ditretbutyl Cinnamic Acid in Experimental Alzheimer’s Disease Induced by Aβ Injection in Rats. Pharmaceutical Sciences. 2021;27(3):313–25. (In English). DOI: https://doi.org/10.34172/PS.2020.92

Wang X, Leverin A., Han W. Isolation of brain mitochondria from neonatal mice. Journal of neurochemistry. 2011;119(6):1253–61. (In English). DOI: https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2011. 07525.x

Pozdnyakov DI, Voronkov AV, Miroshnichenko KA, Adzhiahmetova SL, Chervonnaya NM, Rukovitcina VM. Pyrimidine-4H-1OH derivatives restore mitochondrial function in experimental chronic traumatic encephalopathy. Pharmacologyonline. 2019;3:36–45. (In English).

Li Y, D'Aurelio M, Deng JH. An assembled complex IV maintains the stability and activity of complex I in mammalian mitochondria. The Journal of biological chemistry. 2007;282(24):17557–62. (In English). DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M701056200

Wang H, Huwaimel B, Verma K. Synthesis and Antineoplastic Evaluation of Mitochondrial Complex II (Succinate Dehydrogenase) Inhibitors Derived from Atpenin A5. ChemMedChem. 2017;12(13):1033–44. (In English). DOI: https://doi.org/10.1002/cmdc.201700196

Ryzhova OA, Moroz TL. Results of import substitution analysis of anti-cancer medications in the Russian Federation (2013–2018). Pharmacy & Pharmacology. 2019;7(2):105–11. (In English). DOI: https://doi.org/10.19163/2307-9266-2019-7-2-105-111

Hafeez U, Parakh S, Gan HK, Scott AM. Antibody-Drug Conjugates for Cancer Therapy. Molecules. 2020;25(20):4764. (In English). DOI: https://doi.org/10.3390/molecules25204764

Cai Z, Li CF, Han F, Liu C, Zhang A, Hsu CC et al. Phosphorylation of PDHA by AMPK Drives TCA Cycle to Promote Cancer Metastasis. Molecular cell. 2020;80(2):263–78.e7. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.09.018

Zhang Y, Zhang R, Ni H. Eriodictyol exerts potent anticancer activity against A549 human lung cancer cell line by inducing mitochondrial-mediated apoptosis, G2/M cell cycle arrest and inhibition of m-TOR/PI3K/Akt signalling pathway. Archives of medical science : AMS. 2019;16(2):446–52. (In English). DOI: https://doi.org/10.5114/aoms.2019.85152

Vaupel P, Multhoff G. Fatal Alliance of Hypoxia-/HIF-1α-Driven Microenvironmental Traits Promoting Cancer Progression. Advances in experimental medicine and biology. 2020;1232:169–76. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-34461-0_21

Li RL, He LY, Zhang Q, Liu J, Lu F et al. HIF-1α is a Potential Molecular Target for Herbal Medicine to Treat Diseases. Drug design, development and therapy. 2020;14:4915–49. (In English). DOI: https://doi.org/10.2147/DDDT.S274980

Zhu R., Liu H., Liu C., Wang L., Ma R., Chen B. et al. Cinnamaldehyde in diabetes: A review of pharmacology, pharmacokinetics and safety. Pharmacological research. 2017;122:78–89. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.phrs.2017.05.019

Zhou Y, Fu X, Guan Y, Gong M, He K, Huang B. 1,3-Dicaffeoylquinic acid targeting 14-3-3 tau suppresses human breast cancer cell proliferation and metastasis through IL6/JAK2/PI3K pathway. Biochemical pharmacology. 2020;172:113752. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.bcp.2019.113752

Hoxhaj G, Manning BD. The PI3K-AKT network at the interface of oncogenic signalling and cancer metabolism. Nature reviews. Cancer. 2020;20(2):74–88. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/s41568-019-0216-7

Flügel D, Görlach A, Michiels C, Kietzmann T. Glycogen synthase kinase 3 phosphorylates hypoxia-inducible factor 1alpha and mediates its destabilization in a VHL-independent manner. Molecular and cellular biology. 2007;27(9):3253–65. (In English). DOI: https://doi.org/10.1128/MCB.00015-07

Liu W, Li Y, Luo B. Current perspective on the regulation of FOXO4 and its role in disease progression. Cellular and molecular life science. 2020;77(4):651–63. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s00018-019-03297-w

Moloney JN, Cotter TG. ROS signalling in the biology of cancer. Seminars in cell & developmental biology. 2018;80:50–64. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2017.05.023

Voronkov AV, Pozdnyakov DI, Nigaryan SA, Khouri EI, Miroshnichenko KA, Sosnovskaya AV, Olokhova EA. Evaluation of the mitochondria respirometric function in the conditions of pathologies of various geneses. Pharmacy & Pharmacology. 2019.;7(1):20–31. (In English). DOI: https://doi.org/10.19163/2307-9266-2019-7-1-20-31

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.