بهینه‌سازی تخلیص اسپورامین سیب‌زمینی شیرین [Ipomoea Batatas (L.) Lam] و بررسی اثر ضد تکثیری آن بر سلول‌های سرطان پستان، رده‌ی MCF-7

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات زیست فن‌آوری پزشکی، دانشکده‌ی پرستاری، مامایی و پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران

2 مربی، مرکز تحقیقات زیست فن‌آوری پزشکی، دانشکده‌ی پرستاری، مامایی و پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران

3 دانشیار، مرکز تحقیقات زیست فن‌آوری پزشکی، دانشکده‌ی پرستاری، مامایی و پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران

4 استادیار، مرکز تحقیقات زیست فن‌آوری پزشکی، دانشکده‌ی پرستاری، مامایی و پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران

چکیده

مقدمه: از گذشته تا به امروز، یافتن درمان‌هایی با منشأ گیاهی و روش استخراج راحت و ارزان برای بیماری‌هایی نظیر سرطان مورد توجه بوده است. با توجه به این که پروتئازها در روند ایجاد و گسترش سلول‌های سرطانی دخیل هستند، مهار کنندگان پروتئازی را می‌توان به عنوان گزینه‌ای برای درمان در نظر گرفت. اسپورامین، از جمله مهار کنندگان تریپسینی است که در ریشه‌ی سیب‌زمینی شیرین وجود دارد. در این مطالعه، روش استخراج اسپورامین بهینه شد و برای اولین بار، اثر آن بر تکثیر سلول‌های سرطان پستان رده‌ی Michigan cancer foundation-7 (MCF-7) بررسی گردید.روش‌ها: عصاره‌ی آبی از سیب‌زمینی‌های شیرین استخراج شده، محلول شفاف شده وارد ستون کروماتوگرافی Diethylaminoethanol-Sepharose (DEAE-Sepharose) گردید. پس از شستشو با شیب نمکی پیوسته، بخش‌های خالص شده جداسازی شدند. برای تأیید خلوص پروتئین استخراج شده از روش Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE-SSD) استفاده گردید. فعالیت مهاری اسپورامین خالص شده، با استفاده از روش Laskowaski-Takanara اندازه‌گیری گردید و در انتها از روش 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT)، برای بررسی اثر ضد تکثیری اسپورامین استفاده گردید.یافته‌ها: تک باند 25 کیلودالتونی پس از انجام SDS-PAGE، نمایانگر اسپورامین بود. فعالیت مهاری آن نیز ۸۰۰ واحد مهاری در میلی‌گرم در دقیقه به دست آمد. نتایج روش MTT، میزان Inhibitory concentration50 (IC50) برای ۲۴ و ۴۸ ساعت دارای تفاوت معنی‌داری بود (010/0 > P).نتیجه‌گیری: روش تک ستونی تعویض یونی و شیب نمکی پیوسته برای خالص‌سازی اسپورامین موفقیت‌آمیز بود و با توجه به اثر ضد تکثیری آن بر روی سلول‌های MCF-7، امید است بتوان در آینده از این روش برای تخلیص و استفاده در درمان بهره برد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimization Sweet Potato [Ipomoea Batats (L.) Lam] Sporamin Extraction and Analyzing its Antiproliferative Effect on Breast Cancer Cells, MCF-7 Cell Line

نویسندگان [English]

  • Marzyeh Ghayoumian 1
  • Adeleh َAlihashemi 1
  • Maryam Omidioskuie 2
  • Iraj Nikokar 3
  • Azadeh Kabiri 4
1 Medical Biotechnology Research Center, School of Nursing, Midwifery and Paramedicine, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran
2 Instructor, Medical Biotechnology Research Center, School of Nursing, Midwifery and Paramedicine, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran
3 Associate Professor, Medical Biotechnology Research Center, School of Nursing, Midwifery and Paramedicine, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran
4 Assistant Professor, Medical Biotechnology Research Center, School of Nursing, Midwifery and Paramedicine, Guilan University of Medical Sciences, Rasht, Iran
چکیده [English]

Background: Finding cures with herbal origins with an easy and cost-effective way of extraction for treatment of diseases such as cancer is highly appreciated. Considering that proteases are involved in initiation and spreading of cancer cells, proteases inhibitors can be take into account as an option for treatment. Sporamin is belonging to trypsine inhibitors group which exists in sweet potato tuber. In this study, the method of sporamin extracting was optimized, and for the first time, its effect on proliferation of breast cancer, MCF-7 cell line, was examined.Methods: Aqueous extraction was obtained from sweet potato. Transparent extraction was inserted into chromatography diethylaminoethanol-Sepharose (DEAE-Sepharose) column. After washing with a linear salt gradient, fractions were separated. To determine protein purity, sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was performed. Sporamin inhibitory activity was measured using Laskowaski method, and eventually 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT method) was used to assess the antiproliferative effect of sporamin.Findings: A single band of 25 kDa sporamin was obtained via SDS-PAGE. Its inhibitory effect was measured 800 units in mg/minute. According to the results of MTT method, the amounts of inhibitory concentration 50 (IC50) for 24 and 48 hours were significantly different (P < 0.01).Conclusion: Using single-column ion exchange and linear salt gradient for sporamin purification was successful; and due to its antiproliferative effect on MCF-7 cells, there is hope that this technique could be used for the purification of drug and treatment of disease in future.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ipomoea batatas
  • Purification
  • Chromatography
  • Electrophoresis
  • Polyacrylamide gel
  • Breast Neoplasms

مراجع

  1. Koblinski JE, Ahram M, Sloane BF. Unraveling the role of proteases in cancer. Clin Chim Acta 2000; 291(2): 113-35.
  2. Farady CJ, Craik CS. Mechanisms of macromolecular protease inhibitors. Chembiochem 2010; 11(17): 2341-6.
  3. Levitsky DO, Dembitsky VM. Anti-breast cancer agents derived from plants. Nat Prod Bioprospect 2014.
  4. van der Hoorn RA, Jones JD. The plant proteolytic machinery and its role in defence. Curr Opin Plant Biol 2004; 7(4): 400-7.
  5. Meuriot F, Avice JC, Simon JC, Laine P, Decau ML, Ourry A. Influence of initial organic N reserves and residual leaf area on growth, N uptake, N partitioning and N storage in alfalfa (Medicago sativa) during post-cutting regrowth. Ann Bot 2004; 94(2): 311-21.
  6. Chen TE, Huang DJ, Lin YH. Isolation and characterization of a serine protease from the storage roots of sweet potato (Ipomoea batatas [L.] Lam). Plant Sci 2004; 166(4): 1019-26.
  7. Mu TH, Tan SS, Xue YL. The amino acid composition, solubility and emulsifying properties of sweet potato protein. Food Chem 2009; 112(4): 1002-5.
  8. Chen HJ, Wang SJ, Chen CC, Yeh KW. New gene construction strategy in T-DNA vector to enhance expression level of sweet potato sporamin and insect resistance in transgenic Brassica oleracea. Plant Sci 2006; 171(3): 367-74.
  9. Li PG, Mu TH, Deng L. Anticancer effects of sweet potato protein on human colorectal cancer cells. World J Gastroenterol 2013; 19(21): 3300-8.
  10. Yao J, Qian C. Sporamin induce apoptosis in human tongue carcinoma cells by down-regulating Akt/GSK-3 signaling. Fundam Clin Pharmacol 2011; 25(2): 229-36.
  11. Sun YL, Sun JM, Li QP. Purification and trypsin inhibitor activity of a sporamin B from sweet potato (Ipomoea batatas Lam. 55-2). Agr Sci China 2009; 8(7): 808-20.
  12. Huang GJ, Sheu MJ, Chen HJ, Chang YS, Lin YH. Growth inhibition and induction of apoptosis in NB4 promyelocytic leukemia cells by trypsin inhibitor from sweet potato storage roots. J Agric Food Chem 2007; 55(7): 2548-53.
  13. Laskowski M. Trypsinogen and trypsin. Methods Enzymol 1955; 2: 26-36.
  14. Wong-Riley MT. Cytochrome oxidase: an endogenous metabolic marker for neuronal activity. Trends Neurosci 1989; 12(3): 94-101.
  15. Maeshima M, Sasaki T, Asahi T. Characterization of major proteins in sweet potato tuberous roots. Phytochemistry 1985; 24(9): 1899-902.
  16. Saraswat M, Musante L, Ravida A, Shortt B, Byrne B, Holthofer H. Preparative purification of recombinant proteins: current status and future trends. Biomed Res Int 2013; 2013: 312709.
  17. Michalski R. Industrial applications of ion chromatography. Chemik 2014; 68(5): 478-85.
  18. Tugcu N, Song M, Breneman CM, Sukumar N, Bennett KP, Cramer SM. Prediction of the effect of mobile-phase salt type on protein retention and selectivity in anion exchange systems. Anal Chem 2003; 75(14): 3563-72.
مجله دانشکده پزشکی اصفهان
دوره 35، شماره 430 - شماره پیاپی 430
خرداد و تیر 1396
صفحه 565-570

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 خرداد 1396
  • تاریخ بازنگری: 11 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار