بررسی القای آپوپتوزیس ناشی از تیمار با عصاره‌ی پوست انار سیاه در رده‌ی سلولی ملانوما در مقایسه با سلول‌های اندوتلیال بند ناف انسان

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی پژوهشی، مرکز تحقیقات فیزیولوژی کاربردی و پژوهشکده‌ی قلب و عروق، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشیار، گروه فیزیولوژی، دانشکده‌ی پزشکی و مرکز تحقیقات فیزیولوژی کاربردی و پژوهشکده‌ی قلب و عروق، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

مقدمه: نقص در آپوپتوزیس (Apoptosis) نقش مهمی در تشکیل تومورها بازی می‌کند و به هم خوردن تنظیم آن، باعث مقاومت به درمان می‌شود. تأثیرات انار در مهار آپوپتوزیس و تکثیر سلولى برخی از سرطان‌ها به اثبات رسیده است. در این مطالعه، به بررسی تأثیر عصاره‌ی پوست انار سیاه بر بقای سلولی، مورفولوژی و آپوپتوزیس سلول‌های ملانوما و اندوتلیال پرداخته شد.روش‌ها: عصاره‌ی هیدروالکلی انار پوست سیاه تهیه شد. آزمون سنجش سمیت MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) با دزهای (10، 100، 200 و 300 میکروگرم بر میلی‌لیتر) عصاره و گروه شاهد با دی‌متیل سولفوکساید 1/0 درصد، بر روی رده‌های ملانوما و اندوتلیال انجام شد. آپوپتوزیس با استفاده از کیت Annexin-V و دستگاه فلوسیتومتر و مورفولوژی سلول‌ها با میکروسکوپ بررسی گردید.یافته‌ها: عصاره‌ی انار در مدت زمان 48 ساعت به طور وابسته به دز، موجب کاهش معنی‌دار درصد بقای سلول‌های ملانوما شد (05/0 > P)، اما بر سلول‌های اندوتلیال اثر سمی نداشت. تیمار با دز (5/77 میکروگرم بر میلی‌لیتر) IC50 (Half maximal inhibitory concentration) منجر به القای آپوپتوزیس اولیه (05/43 درصد) و ثانویه‌ی (05/0 درصد) ملانوما گردیدکه نسبت به گروه شاهد افزایش معنی‌دار داشت (05/0 > P) و 9/56 درصد سلول‌های زنده سالم بودند. القای آپوپتوزیس در سلول‌های اندوتلیال مشاهده نشد؛ تنها سلول‌های ملانوما پس از تیمار، دچار تغییرات مورفولوژیک از جمله چروکیدگی و گرد شدن غشا شدند.نتیجه‌گیری: عصاره‌ی پوست انار سیاه، باعث القای آپوپتوزیس، مرگ و تغییر مورفولوژی سلول‌های ملانوما می‌شود، اما بر روی سلول‌های اندوتلیال اثر ندارد. به نظر می‌رسد که این عصاره، می‌تواند با آزمایش‌های بیشتر به عنوان گزینه‌ی مناسبی برای القای آپوپتوزیس سلول‌های سرطانی ملانوما به عنوان درمان کمکی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparison of the Apoptosis Induction Effect of Pomegranate Peel Extract on Human Umbilical Vein Endothelial Cells and Melanoma

نویسندگان [English]

  • Nasim Dana 1
  • Shaghayegh Haghjooy-Javanmard 2
  • Laleh Rafiee 1
1 PhD Student, Applied Physiology Research Center AND Cardiovascular Research Institute, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2 Associate Professor, Department of Physiology, School of Medicine AND Applied Physiology Research Center AND Cardiovascular Research Institute, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Background: Apoptosis defect plays an important role in the formation of tumors and its disruption causes resistance to treatment. The effects of pomegranate on the inhibition of apoptosis and cell proliferation of some cancer types have been demonstrated. The aim of this study was to investigate the effect of black pomegranate peel extract on cell survival, morphology, and apoptosis of melanoma cells and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs).Methods: The hydroalcoholic extract of black pomegranate pericarp was prepared. Toxicity of melanoma and HUVEC was evaluated through MTT assay (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) in the experimental group at different concentrations of the extract (10, 100, 200, 300 μg/ml) and dimethyl sulfoxide (DMSO) 0.1% in the control group. In addition, apoptosis was studied using Annexin-V test and flow cytometry. The morphology of the cells was examined under a microscope.Findings: After 48 hours, melanoma cell survival significantly decreased in a concentration-dependent manner (P < 0.05), but it had no effect on HUVEC proliferation. Exposure of cells to half maximal inhibitory concentration (IC50) at a dose of 77.5 μg/ml led to the induction of early apoptosis (43.05%) and late apoptosis (0.05%) in melanoma cells that was significantly increased compared to the control group (P < 0.05). In addition, 56.9% of cells were healthy. Apoptosis induction was not observed in HUVECs. Pomegranate peel extract only induced morphological changes such as cell shrinkage and rounding of cell membrane in melanoma cells.Conclusion: Pomegranate peel extract induces apoptosis, death, and morphological changes in melanoma cells. However, it has no effect on HUVECs. It seems that this extract can be a good candidate for apoptosis induction in melanoma cells as complementary therapy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Melanoma
  • Pomegranate peel extract
  • Apoptosis

مراجع

  1. Klein S, Levitzki A. Signal transduction therapy for cancer - Whither now? Curr Signal Transduct Ther 2006; 1(1): 1-12.
  2. Han SI, Kim YS, Kim TH. Role of apoptotic and necrotic cell death under physiologic conditions. BMB Rep 2008; 41(1): 1-10.
  3. Tait JF. Imaging of apoptosis. J Nucl Med 2008; 49(10): 1573-6.
  4. Bergmann A, Steller H. Apoptosis, stem cells, and tissue regeneration. Sci Signal 2010; 3(145): re8.
  5. Wong RS. Apoptosis in cancer: from pathogenesis to treatment. J Exp Clin Cancer Res 2011; 30: 87.
  6. Lowe SW, Lin AW. Apoptosis in cancer. Carcinogenesis 2000; 21(3): 485-95.
  7. Adachi S, Leoni LM, Carson DA, Nakahata T. Apoptosis induced by molecular targeting therapy in hematological malignancies. Acta Haematol 2004; 111(1-2): 107-23.
  8. Collins I, Workman P. Design and development of signal transduction inhibitors for cancer treatment: Experience and challenges with kinase targets. Curr Signal Transduct Ther 2006; 1(1): 13-23.
  9. Kashani-Sabet M, Shaikh L, Miller III JR, Nosrati M, Ferreira CMM, Debs RJ, et al. NF-kB in the Vascular Progression of Melanoma. J Clin Oncol 2004; 22(4): 617-23.
  10. Kashani-Sabet M, Liu Y, Fong S, Desprez PY, Liu S, Tu G, et al. Identification of gene function and functional pathways by systemic plasmid-based ribozyme targeting in adult mice. Proc Natl Acad Sci U S A 2002; 99(6): 3878-83.
  11. Yoshimura M, Watanabe Y, Kasai K, Yamakoshi J, Koga T. Inhibitory effect of an ellagic acid-rich pomegranate extract on tyrosinase activity and ultraviolet-induced pigmentation. Biosci Biotechnol Biochem 2005; 69(12): 2368-73.
  12. Bove SE, Calcaterra SL, Brooker RM, Huber CM, Guzman RE, Juneau PL, et al. Weight bearing as a measure of disease progression and efficacy of anti-inflammatory compounds in a model of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 2003; 11(11): 821-30.
  13. Gu L, Weng X. Antioxidant activity and components of Salvia plebeia R.Br._بG_¤ a Chinese herb. Food Chemistry 2001; 73(3): 299-305.
  14. Ahmed S, Wang N, Hafeez BB, Cheruvu VK, Haqqi TM. Punica granatum L. extract inhibits IL-1beta-induced expression of matrix metalloproteinases by inhibiting the activation of MAP kinases and NF-kappaB in human chondrocytes in vitro. J Nutr 2005; 135(9): 2096-102.
  15. Mori-Okamoto J, Otawara-Hamamoto Y, Yamato H, Yoshimura H. Pomegranate extract improves a depressive state and bone properties in menopausal syndrome model ovariectomized mice. J Ethnopharmacol 2004; 92(1): 93-101.
  16. Moghaddam Gh, Sharifzadeh M, Hassanzadeh Gh, Khanavi M, Hajimahmoodi M. Anti-ulcerogenic activity of the pomegranate peel (Punica granatum) methanol extract. Food Nutr Sci 2012; 4(10A): 43-8.
  17. Shams Ardekani MR, Hajimahmoodi M, Oveisi MR, Sadeghi N, Jannat B, Ranjbar AM, et al. Comparative antioxidant activity and total flavonoid content of Persian pomegranate (Punica granatum L.) cultivars. Iran J Pharm Res 2011; 10(3): 519-24.
  18. Dana N, Haghjooy Javanmard Sh, Fazilati M, Pilehvarian AA. Anti-angiogenic effects of pomegranate peel extract (Punica Granatum L.) on human umbilical vein endothelial cells. J Isfahan Med Sch 2012; 30(195): 913-21. [In Persian].
  19. Dana N, Javanmard S, Rafiee L. Antiangiogenic and antiproliferative effects of black pomegranate peel extract on melanoma cell line. Res Pharm Sci 2015; 10(2): 117-24.
  20. Zarfeshany A, Asgary S, Javanmard SH. Potent health effects of pomegranate. Adv Biomed Res 2014; 3: 100.
  21. Turrini E, Ferruzzi L, Fimognari C. Potential Effects of Pomegranate Polyphenols in Cancer Prevention and Therapy. Oxid Med Cell Longev 2015; 2015: 938475.
  22. Malik A, Mukhtar H. Prostate cancer prevention through pomegranate fruit. Cell Cycle 2006; 5(4): 371-3.
  23. Grabacka M, Plonka PM, Urbanska K, Reiss K. Peroxisome proliferator-activated receptor alpha activation decreases metastatic potential of melanoma cells in vitro via down-regulation of Akt. Clin Cancer Res 2006; 12(10): 3028-36.
  24. Zapata JM, Pawlowski K, Haas E, Ware CF, Godzik A, Reed JC. A diverse family of proteins containing tumor necrosis factor receptor-associated factor domains. J Biol Chem 2001; 276(26): 24242-52.
  25. Vaish M, Mandhani A, Mittal RD, Mittal B. Microsatellite instability as prognostic marker in bladder tumors: a clinical significance. BMC Urology 2005; 5(2).
  26. Guo M, Hay BA. Cell proliferation and apoptosis. Curr Opin Cell Biol 1999; 11(6): 745-52.
  27. Tao KY, Li XX, Xu WZ, Wang Y, Zhu SM, Xie HX, et al. Prognostic role of apoptosis-related gene functional variants in advanced non-small-cell lung cancer patients treated with first-line platinum-based chemotherapy. Onco Targets Ther 2015; 8: 147-55.
  28. Lansky EP, Jiang W, Mo H, Bravo L, Froom P, Yu W, et al. Possible synergistic prostate cancer suppression by anatomically discrete pomegranate fractions. Invest New Drugs 2005; 23(1): 11-20.
  29. Albrecht M, Jiang W, Kumi-Diaka J, Lansky EP, Gommersall LM, Patel A, et al. Pomegranate extracts potently suppress proliferation, xenograft growth, and invasion of human prostate cancer cells. J Med Food 2004; 7(3): 274-83.
  30. Malik A, Afaq F, Sarfaraz S, Adhami VM, Syed DN, Mukhtar H. Pomegranate fruit juice for chemoprevention and chemotherapy of prostate cancer. Proc Natl Acad Sci U S A 2005; 102(41): 14813-8.
  31. Pantuck AJ, Leppert JT, Zomorodian N, Aronson W, Hong J, Barnard RJ, et al. Phase II study of pomegranate juice for men with rising prostate-specific antigen following surgery or radiation for prostate cancer. Clin Cancer Res 2006; 12(13): 4018-26.
  32. Kim ND, Mehta R, Yu W, Neeman I, Livney T, Amichay A, et al. Chemopreventive and adjuvant therapeutic potential of pomegranate (Punica granatum) for human breast cancer. Breast Cancer Res Treat 2002; 71(3): 203-17.
  33. Jeune MA, Kumi-Diaka J, Brown J. Anticancer activities of pomegranate extracts and genistein in human breast cancer cells. J Med Food 2005; 8(4): 469-75.
  34. Dikmen M, Ozturk N, Ozturk Y. The antioxidant potency of Punica granatum L. Fruit peel reduces cell proliferation and induces apoptosis on breast cancer. J Med Food 2011; 14(12): 1638-46.
  35. Sangeetha J, Vijayalakshmi K. Apoptosis induction of Punica granatum extract on human lung cancer cells. Am J PharmTech Res 2015; 5(1): 479–85.
  36. Mohammed M, Saad Z. Low concentrations of pomegranate rind extract influence: proliferation, cytotoxicity and apoptosis in cancer cell lines. Iraqi J Comm Med 2011; 1: 1-5.
  37. Sineh SK, Baradaran B, Mazandarani M, Yousefi B, Abdollahpour AM, Khori V. Growth-Inhibitory and Apoptosis-Inducing Effects of Punica granatum L. var. spinosa (Apple Punice) on Fibrosarcoma Cell Lines. Adv Pharm Bull 2014; 4(Suppl 2): 583-90.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 33، شماره 368 - شماره پیاپی 368
بهمن و اسفند 1394
صفحه 2461-2468

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 27 مهر 1394
  • تاریخ بازنگری: 12 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار