アポトーシスとオートファージに基づくヘレブリゲニンの抗膵臓癌効果

Hellebrigenin anti-pancreatic cancer effects based on apoptosis and autophage.

• Xiaolu Wei
• Jing He
• Bo Gao
• Lingyu Han
• Yingqiu Mao
• Haiyu Zhao
• Nan Si
• Hongjie Wang
• Jian Yang
• Baolin Bian

抄録

ヘレブリゲニンは、ヒキガエルの皮膚分泌物やウルギニアの植物（ヘレボア属、カランコエ属を含む）に含まれる天然物です。また、ライシュマニア・チャガシ・プロマスティゴートやトリパノソーマ・クルジ・トリポマスティゴートに対しても活性を示すことが示されており、膵臓癌を含むいくつかの癌細胞株に対してもin vitroで抗腫瘍効果を示すことが報告されています。本研究では、ヘレブリゲニンの膵臓癌細胞（SW1990、BxPC-3）に対するin vitroでの効果と抗腫瘍活性に関与する分子機構を調べることを目的としています。その結果、ヘレブリゲニンはSW1990およびBxPC-3細胞の増殖を用量および時間依存的に効果的に抑制することが示された。フローサイトメトリーの結果、ヘレブリゲニンは SW1990 細胞および BxPC-3 細胞のいずれにおいても G0/G1 停 止を誘導し、形態学的観察により細胞の早期アポトーシスおよびオートファジーを促進することが示された。また、免疫蛍光染色の結果、ヘレブリゲニン処理により細胞のアポトーシスやオートファジーが増加することが確認された。さらに、ヘレブリゲニンの高用量投与により細胞のアポトーシス率はさらに上昇し、ミトコンドリア膜電位は投与24時間後に低下した。また、オートファジー率は投与48時間後に有意な差をもって上昇した（<0.05）。ウェスタンブロット解析の結果、ヘレブリゲニン処理後のSW1990細胞では、カスパーゼ3, 7, カスパーゼ7, 切断カスパーゼ7, Atg 12, LC3タンパク質の発現が増加していた。また、BxPC-3細胞をヘレブリゲニンで処理すると、カスパーゼ3, 7, 9, PARP、開裂カスパーゼ3, 7, 9, PARP、PI3Kファミリーのサブベーシックタンパク質であるBeclin-1、LC3、Atg3、5, 12, 16 Lの発現が増加することも確認された。以上のことから、本研究では、ヘレブリゲニンがSW1990細胞およびBxPC-3細胞において、オートファジーおよびアポトーシス、特に初期アポトーシスを効果的に誘導することを初めて報告した。

Hellebrigenin is a natural product found in the toad skin secretions and plants of Urginea, including Hellebores and Kalanchoe genera. It has been shown to be active against Leishmania chagasi promastigotes and Trypanosoma cruzi trypomastigotes and also reported to play an anti-tumor effect on several cancer cell lines in vitro, including pancreatic cancer. This study is aimed to investigate the effects of Hellebrigenin on pancreatic carcinoma cells, SW1990 and BxPC-3 in vitro and its molecular mechanism involved in antitumor activities. Our results showed that Hellebrigenin effectively inhibited the proliferation of SW1990 and BxPC-3 cells in dose- and time-dependent manner. Flow cytometry results showed that Hellebrigenin induced the G0/G1 arrest in both of SW1990 and BxPC-3 cells and promoted cell early apoptosis and autophagy according to morphological observation. Immunofluorescence staining results further confirmed that cell apoptosis and autophagy also increased upon the Hellebrigenin treatment. Moreover, higher dose of Hellebrigenin further increased the cell apoptosis rate while decrease the mitochondrial membrane potential 24 h after treatment. The autophagy rate increased 48 h after treatment with significant difference ( < 0.05). Western blot analysis showed that the expression of caspase 3, 7, cleaved caspase 7, Atg 12, LC3 proteins were increased in SW1990 cell after treatment with Hellebrigenin. In addition, increasing expression of caspase 3, 7, 9, PARP, cleaved caspase 3, 7, 9, PARP, the sub basic protein of the PI3K family, Beclin-1, LC 3, Atg 3, 5, 12, 16 L were also observed after BxPC-3 cells treated with Hellebrigenin. In summary, this study reported for the first time that Hellebrigenin effectively induced autophagy and apoptosis especially the early apoptosis in SW1990 and BxPC-3 cells.

© 2020 Wei et al.