ヒト肺癌細胞NCI-H460に対する銅(II)錯体のin vitroおよびin vivoでの抗増殖活性と超微細構造の検討

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J. Inorg. Biochem..2020 Jun;210:111166. S0162-0134(20)30194-X. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2020.111166.Epub 2020-06-30.

ヒト肺癌細胞NCI-H460に対する銅(II)錯体のin vitroおよびin vivoでの抗増殖活性と超微細構造の検討

In vitro and in vivo anti-proliferative activity and ultrastructure investigations of a copper(II) complex toward human lung cancer cell NCI-H460.

Leide Laura Figueiredo Maciel
William Rodrigues de Freitas
Erika Soares Bull
Christiane Fernandes
Adolfo Horn
João Carlos de Aquino Almeida
Milton Masahiko Kanashiro

PMID: 32673843 DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2020.111166.

抄録

本研究の目的は、肺癌細胞NCI-H460に対する錯体(2) [Cu (L1)Cl]Cl.2HO（L1=1-[2-ヒドロキシベンジル(2-ピリジルメチル)アミノ]-3-(1-ナフチルオキシ)-2-プロパノール）のin vitro及びin vivoでの抗増殖能を評価することであった。3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロマイド(MTT)比色法による細胞生存率測定では、(2)の複合体はNCI-H460細胞に対して高い活性を示し、シスプラチン(26.5μM±1.1、203±1.2μM)よりも低いIC値を示した。アポトーシスによる細胞死は、細胞周期におけるサブG1集団のフローサイトメーター分析とアネキシンV/ヨウ化プロピジウムアッセイにより調べた。走査型電子顕微鏡及び透過型電子顕微鏡を用いて、細胞表面の変化を検出した。その結果、複合体(2)がアポトーシスに関連した変化、例えば、細胞膜の出血や微小球量の減少、クロマチンの断片化や縮合、ミトコンドリアの変化、小胞体の肥大などを誘導することが明らかになりました。NCI-H460細胞のミトコンドリア機能を5,5',6,6'-テトラクロロ1,1',3,3'テトラエチルベンズイミダゾリルカルボシアニンヨード(JC-1)プローブで評価したところ、複合体(2)で処理するとミトコンドリア膜電位が大きく低下することがわかった。さらに、カスパーゼ12の測定では、小胞体ストレスと関連した発現活性化レベルを示した。また、ヒト肺癌細胞のマウスモデルを用いたin vivo試験では、複合体(2)とシスプラチンが同様の抗腫瘍活性を有することが示された。

The aim of our study was to evaluate the in vitro and in vivo anti-proliferative potential of complex (2) [Cu (L1)Cl]Cl.2HO, where L1 = 1-[2-hydroxybenzyl(2-pyridylmethyl)amino]-3-(1-naphthyloxy)-2-propanol on lung carcinoma cell NCI-H460. Cell viability assay determined by the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) colorimetric assay demonstrated that the complex (2) exhibits higher activity against the NCI-H460 cell, with an IC value lower than cisplatin (26.5 μM ± 1.1 and 203 ± 1.2 μM respectively). Cell death by apoptosis was investigated by flow cytometer analysis of sub-G1 populations in the cell cycle and Annexin V/Propidium Iodide assay. Changes on the cell surface and ultrastructure were detected by scanning and transmission electron microscopy. Our work revealed that complex (2) induced changes associated with apoptosis, such as plasma membrane blebbing and a lower microvilli amount, fragmentation and condensation of chromatin, alterations in mitochondria, and enlargement of the endoplasmic reticulum. Mitochondrial function of NCI-H460 cells evaluated by 5,5',6,6'-tetrachloro 1,1',3,3' tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine iodide (JC-1) probes showed high loss of mitochondrial membrane potential when treated with complex (2). Moreover, caspase-12 measurement showed an expressive activation level, which is related to endoplasmic reticulum stress. In vivo assay using the murine model of human lung cancer cell showed that complex (2) and cisplatin has similar antineoplastic activity.