티오아세트아미드에 의한 쥐의 실험적으로 유도된 간세포 암종에서 산화 스트레스 및 Versican/PDGF/PKC 신호 전달 경로의 억제를 통한 Genistein의 화학 예방 및 간 보호 효과

Mar 16, 2022


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요약

목적: Genistein은 항산화, 항염, 항혈관신생, 항종양 활성을 갖는 대두에 존재하는 인지된 이소플라본입니다. 이 연구는 의 능력을 테스트하는 것을 목표로 했습니다.제니스테인HCC에서 베르시칸/혈소판 유래 성장 인자(PDGF) 축을 조절합니다.

행동 양식: 수컷 Sprague-Dawley 쥐에서 간세포암종을 실험적으로 유도한 후 genistein 25 또는 75 mg/kg을 처리했습니다. 제니스테인의 항산화 활성은 Nrf2의 유전자 발현과 말론디알데히드(MDA), 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD) 및 환원된 글루타티온의 간 수준을 측정하여 평가했습니다. versican, PDGF, protein kinase C(PKC) 및 ERK{4}} 단백질의 발현은 Western blotting과 면역염색으로 평가하였다.

결과: 간세포암종은 산화스트레스, PDGF, versican, PKC, ERK 단백질 발현량의 상승을 유도하였다. Genistein은 산화 스트레스의 HCC 유발 증가를 상당히 감소시켰습니다. 더욱이, 제니스테인은 PDGF, 베르시칸, PKC 및 ERK 단백질 발현 수준의 HCC 유도 상승을 용량 의존적으로 감소시켰다. 또한, 제니스테인은 특히 고용량에서 정상적인 간세포 구조를 유지하고 섬유 조직 침착을 감소시키는 데 도움이 되었습니다.

결론: 제니스테인은 항종양 작용을 하여항산화제영향을 미치므로 PDGF/versican 양방향 축의 억제를 통해 HCC 발달을 억제하여 다운스트림 조절자로서 ERK1과 PKC를 모두 억제합니다. 따라서 제니스테인은 간세포암종 환자의 결과를 개선할 수 있는 잠재적인 새로운 치료 후보입니다.

키워드: ERK; 제니스테인; 간세포 암; Nrf2; 혈소판 유래 성장 인자; 단백질 키나제 C; 베르시칸

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소개

간세포 암종(HCC)은 간경변증 환자의 주요 사망 원인입니다. 간세포암종은 다섯 번째로 많이 발생하는 간질환이며 예후가 좋지 않은 것이 특징이며 암 관련 사망의 두 번째로 흔한 원인입니다[1]. 간세포암종은 만성 C형 간염이나 B형 간염 바이러스 감염, 높은 알코올 섭취량, 당뇨병 등 다양한 요인에 노출되어 발생할 수 있습니다[2]. 간세포암종은 염증성 질환으로 간세포암종 환자의 90% 이상이 만성 간 손상으로 발전합니다[3,4]. 간세포암종은 전이율과 재발률이 높아 예후가 좋지 않다[5]. HCC 침범의 기초가 되는 분자 경로는 여전히 파악하기 어려워 새로운 치료법의 발견을 방해합니다. 몇몇 환자는 효과적인 치료법의 부족으로 인해 간세포암종에 굴복합니다. 따라서 HCC 결과를 개선하기 위해보다 효과적인 치료 전략을 찾는 것이 중요합니다.

이전에 혈소판 유래 성장 인자(PDGF)는 전염증 성장 인자 패밀리의 구성원으로서 베르시칸의 합성을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보고되었습니다. 또한 PDGF는 versican mRNA 발현을 상향 조절합니다. PDGF 발현 수준은 HCC 등급 및 침윤과 강한 상관관계가 있으며, 이는 HCC의 발병, 진행, 침습 및 전이에서 PDGF의 중요한 역할을 나타냅니다[6]. 더욱이, 단백질 키나제 C(PKC) 발현 수준은 PDGF 발현 수준과 강한 상관관계가 있으며; 따라서 PKC 억제제는 새로운 항암제로 사용될 수 있다[7]. 또한, ERK/PDGF 신호전달 경로는 간세포암종의 발암에 기여하며 암 통증 치료의 표적으로서 고위험 환자의 검출에 적합한 후보로 간주됩니다[8-10].

제니스테인신생혈관억제제와 식물성 에스트로겐의 역할을 하는 대두 이소플라본 제품입니다. 다음을 포함하여 광범위한 중요한 특성을 나타냅니다.항염증, 항산화제, 항증식 및 항혈관신생 효과가 있으며, 이 모두는 제니스테인 화학예방 잠재력을 부여합니다[11]. 또한, 제니스테인은 동물과 인간의 에스트로겐 수용체를 방해하여 에스트로겐[12]과 유사한 효과를 일으키고 안드로겐 수용체[13]에도 작용하는 것으로 보고되었습니다. Genistein은 또한 rotavirus 감염에 대한 항바이러스 활성을 나타내는 것으로 확인되었습니다[14].

Genistein은 G2/M 정지 및 apoptosis를 유도하여 HCC 세포보다 건강한 세포에 덜 해로운 것으로 보고되었습니다[15]. 그러나 우리가 아는 한, 간세포암종에서 제니스테인에 의한 베르시칸/PDGF/PKC 신호전달 경로 억제의 효과를 조사한 이전 연구는 없었습니다. 따라서, 본 연구의 목적은 versican/PDGF/PKC 및 ERK 신호 전달 경로에 대한 효과 조사를 통해 간세포암종에서 genistein의 화학 예방 및 간 보호 효과를 평가하는 것이었습니다. 쥐에서 간세포암종의 유도를 위해 thioacetamide가 사용되었다[3,4,16,17].

재료 및 방법

동물 실험. 총 50마리의 수컷 4주령 Sprague-Dawley 쥐(체중, 180-200 g)가 본 연구에 사용되었습니다. 실험 프로토콜과 모든 절차는 Mansoura University Research Ethics Committee(이집트 Mansoura, 승인 번호 2020-181)의 약학부의 승인을 받았습니다. 쥐는 12시간 명/12시간 암주기로 유지되었습니다. 쥐를 그룹당 10마리씩 5개 그룹으로 무작위로 나누었습니다. 동물은 연구 시작 시 케이지당 5마리의 래트로 유지되었습니다. 5개 그룹은 다음과 같습니다: (i) 대조군, 래트에 PBS, 10mM, pH 7.4를 복강내(ip) 주사했습니다; (i) 제니스테인 처리된 대조군, 래트에 75 mg/kg 제니스테인(Sigma-Aldrich; Merck KGaA) 경구 위관영양법으로 16주 동안 매일;(il)HCC 그룹, 쥐에게 200mg/kg thioacetamide(TAA; Tocris Bioscience)를 16주 동안 주 2회 복강내 주사;(iv) 제니스테인으로 치료한 HCC, 쥐에게 투여 16주 동안 매일 경구 위관 영양법에 의한 25 mg/kg 제니스테인; 및 (v) 제니스테인으로 처리된 HCC, 래트는 16주 동안 매일 경구 위관 영양법으로 제니스테인 75 mg/kg을 받았습니다. 첫날부터 제니스테인으로 처리된 두 HCC 그룹의 동물에게 매일 경구 제니스테인 처리와 함께 200mg/kg TAA를 16주 동안 ip로 주사했습니다. genistein의 농도와 투여 방법은 이전 연구에서 사용된 쥐의 암 치료에 따라 선택되었습니다[18,19]. 또한 암 치료에서 선택된 용량의 효과를 확인하기 위해 예비 연구가 수행되었습니다.

샘플 수집.티오펜탈 나트륨(40} mg/kg, ip)으로 마취된 각 쥐의 안와 뒤 신경총에서 혈액 샘플(2 ml을 안와 뒤 신경총의 천공을 통해 수집했습니다. 쥐의 혈액을 다음에서 원심분리했습니다. 5분 동안 3000rpm으로 유지하고 혈청은 간 기능 분석 전에{6}}C에 보관했습니다. 전체 쥐의 간을 새로 추출하고 생리 식염수로 헹구고 두 부분으로 해부했습니다. 한 부분은 10% 완충액으로 고정했습니다. 형태학적 및 조직병리학적 조사를 위한 포름알데히드. 두 번째는 10-배 부피의 0.01M 인산나트륨-칼륨 완충액(pH 7.4)에서 균질화하고 생화학적 분석을 위해 -80C에 보관했습니다.

형태 분석. 포르말린으로 고정된 간 샘플을 5-μm 섹션으로 절단하고 Masson's trichrome 및 Periodic acid Schiff(PAS) 염색으로 염색했습니다. 섹션은 익명으로 코딩되고 디지털 카메라 지원 컴퓨터 시스템(Nikon Corporation)을 사용하여 마스크 방식으로 검사되었습니다.

면역조직화학. 면역조직화학적 분석은 4C에서 밤새 1:500 희석된 versican, PDGF, PKC 및 ERK용 단일클론항체{1}}(Abcam)와 함께 배양된 {{0}um 파라핀 섹션을 사용하여 수행되었습니다. 섹션은 후속적으로 HRP에 접합된 이차 항체(Abcam)로 처리되었습니다. 그런 다음, 50mM Tris-완충액, pH 7.6 중 2% DAB를 발색원으로 첨가했습니다. 슬라이드를 헤마톡실린으로 대조염색하고 디지털 카메라 지원 컴퓨터 시스템(Nikon Corporation)을 사용하여 마스크 방식으로 검사했습니다[20].

간 보호 효과 평가. 간보호 효과를 평가하기 위해 알라닌 아미노전이효소(ALT), 아스파르테이트 아미노전이효소(AST, 알칼리성 인산분해효소, 감마글루타밀전이효소(GGT), 알부민(BioDiagnostic Co.))의 혈청 활성을 분광광도계로 정량화하였다.

항산화 활성. 말론디알데히드(MDA), 과산화수소, 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD) 및 환원된 글루타티온(GSH)의 간 조직 수준은 BioDiagnostic Co에서 구입한 상업적으로 이용 가능한 키트를 사용하여 정량화되었습니다.

EL/SA.a-태아단백(AFP) 수준은 시판되는 ELISA 키트(Wuhan USCN Business Co, Ltd.)를 사용하여 분석하였다.

정량적 실시간 중합효소 연쇄 반응(RT-PCR). PCR 분석은 이전에 우리 그룹에서 설명한 대로 수행되었습니다[4]. Nrf2의 서열은 정방향 프라이머 5'-GAGACGGCCATGACTGAT-3' 및 역방향 프라이머, 5'-GTGAGGGGATCGATGAGTAA-3' 및 GAPDH의 경우 정방향 프라이머 5'-CCATCAACGACCCCTTCATT-3' 및 역방향 프라이머 프라이머 5'- CACGACATACTCAGCACCAGC{15}}'.

웨스턴 블로팅. 간 샘플에서 PDGF, versican, PKC 및 ERK의 단백질 발현 수준은 이전에 설명한 대로 결정되었습니다[21]. 간단히 말해서, 단백질 분석(Bio-Rad Laboratories, Inc.)을 사용하여 총 단백질을 정량화했습니다. SDS-PAGE를 사용하여 총 단백질을 분리(20ug/레인)한 다음 니트로셀룰로오스 막으로 옮겼습니다. 1차 항체(1:500)는 Sigma-Aldrich(Merck KGaA)에서 구입하고 4C에서 밤새 멤브레인과 함께 인큐베이션했습니다. 막을 5% 무지방 우유를 함유한 PBST에서 실온에서 1:{9}}액틴(Sigma-Aldrich; Merck KGaA)으로 재탐색했습니다. 1:5000). 단백질 밴드는 향상된 화학발광을 사용하여 시각화되었습니다. 이 데이터는 상대 광학 밀도로 표현됩니다.

통계 분석. 데이터는 평균 ± SEM으로 표시됩니다. 표본 분포의 정규성은 Kolmogorov-Smirnov 테스트를 사용하여 조사되었습니다. Kaplan-Meier 방법을 사용하여 쥐의 생존을 평가했습니다. 그룹 간의 차이를 결정하기 위해 일원 ANOVA에 이어 Bonferroni 사후 테스트가 사용되었습니다. 통계 분석은 SPSS 버전 20(IBM Corp.)을 사용하여 수행되었습니다.P<0.05 was="" considered="" to="" indicate="" a="" statistically="" significant="">

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결과

간세포암종 유발에 대한 경구 제니스테인 치료의 효과산화 스트레스. HCC 쥐는 간 MDA와 과산화수소 수준이 각각 2.51배 및 2.{3}}배 증가했습니다. 또한 HCC 쥐는 대조군에 비해 간 Nrf2, GSH 및 SOD 수준이 각각 57%, 60% 및 63% 감소한 것으로 나타났습니다. 그러나 HCC 쥐를 제니스테인으로 치료하면 HCC 그룹과 비교하여 MDA 및 과산화수소 수준의 용량 ​​의존적 감소뿐만 아니라 GSH, SOD 및 Nrf2 수준의 용량 ​​의존적 증가가 나타났습니다(그림 1). 이러한 결과는 제니스테인이 HCC 쥐에서 항산화 효과를 가질 수 있음을 나타냅니다.

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on hepatic oxidative stress and antioxidant markers. (a) gene expression of Nrf2, (b) Malondialdehyde, (c) hydrogen peroxide, (d) superoxide dismutase and (e) reduced glutathione levels compared with the normal control in TAA-induced HCC rats. Data are expressed as the mean ± SEM, *P < 0.05 vs. control; #P < 0.05 vs. HCC group; and $P < 0.05 versus, HCC + 75 mg/kg genistein group. HCC, hepatocellular carcinoma; TAA, thioacetamide; C, control; G, genistein.

HCC 유발 사망률 및 AFP 상승에 대한 제니스테인의 효과. 간세포암종 쥐의 간 이미지는 대조군에 비해 결절 수가 증가한 것으로 나타났습니다. 간세포암종 쥐를 제니스테인으로 치료하면 쥐의 간에 있는 결절 수가 용량 의존적으로 감소합니다(그림 2). 또한 간세포암종 쥐를 25mg/kg의 제니스테인으로 치료하면 쥐의 생존율이 30%에서 30% 증가했습니다. HCC 그룹을 50%로 합니다. 또한, 75 mg/kg 제니스테인으로 처리된 HCC 쥐는 90%의 증가된 생존율을 보였습니다. 실험이 끝날 때 제니스테인 75mg/kg을 처리한 대조군 쥐와 대조군 쥐는 100% 생존을 보였습니다. 쥐의 생존은 또한 대조군과 비교하여 AFP 혈청 수준의 유의한 감소와 관련이 있었습니다(그림 3). 따라서 이러한 결과는 제니스테인이 사망률과 AFP 혈청 수준을 감소시켜 간세포암종에 대한 치료 효과를 나타낼 수 있음을 입증했습니다.

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on liver images in in (a) the control group, (b) the control group treated with 75 mg/kg genistein, (c) the HCC group, (d) the HCC group treated with 25 mg/kg genistein and (e) the HCC treated with 75 mg/kg genistein

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on survival rate and AFP serum levels in TAA-induced HCC rats. (a) Rat survival rate. (b) AFP serum levels were determined using ELISA. Data are presented as the mean ± SEM, *P < 0.05 vs. control; #P≤0.05 vs. HCC group; $P < 0.05 vs. HCC + 75 mg/kg genistein group. AFP, α-fetoprotein; TAA, thioacetamide; HCC, hepatocellular carcinoma; C, control; G, genistein.

간 기능 검사에 대한 제니스테인의 효과. 도 4에 나타난 바와 같이, 대조군과 비교하여 ALT, AST, 알칼리성 포스파타제 및 GGT 혈청 수준은 간세포암종에서 유의하게 상승한 반면, 혈청 알부민 수준은 유의하게 감소하였다. 간세포암종 랫트를 제니스테인으로 치료한 결과 특히 75mg/kg 제니스테인으로 치료한 그룹에서 HCC 그룹과 비교하여 ALT, AST, 알칼리성 포스파타제 및 GGT 혈청 수준이 유의하게 감소하고 혈청 알부민 수준이 상승했습니다. 이러한 결과는 HCC 쥐에 대한 제니스테인 생성 간 보호 효과를 시사했습니다.

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on serum liver markers levels in TAA-induced HCC rats. (a) ALT, (b) AST, (c) alkaline phosphatase, (d) GGT and (e) albumin levels. Data are expressed as the mean ± SEM, *P < 0.05 vs. control; #P < 0.05 vs. HCC group; and $P < 0.05 vs. HCC + 75 mg/kg genistein group. GPT, glutamine aminotransferase; TAA, thioacetamide; HCC, hepatocellular carcinoma; C, control; G, genistein.

간세포암종으로 인한 형태학적 변화에 대한 제니스테인의 영향. Masson's trichrome으로 염색한 대조군의 쥐 간 샘플을 검사한 결과 섬유증이 없는 것으로 나타났습니다. 그러나 간세포암종 그룹의 간 조직을 촬영한 이미지는 대조군에 비해 섬유질 격막이 심하게 염색된 것으로 나타났습니다. 간세포암종 쥐를 제니스테인으로 치료하면 특히 75mg/kg 제니스테인으로 치료한 후 섬유 조직 침착이 감소했습니다(그림 5). 또한, 그림 6에서 볼 수 있듯이 PAS로 염색된 샘플은 대조군에서 정상적인 모습을 보였습니다. PAS 염색은 대조군에 비해 간세포암종에서 감소하였고 제니스테인을 투여한 간세포암종 쥐에서 유의하게 증가하였다. 따라서 이러한 결과는 제니스테인이 간세포 구조를 개선할 수 있음을 시사한다.

Hepatic sections stained with Masson's trichrome stain. (a) No fibrosis was demonstrated in the control group or the (b) control group treated with 75 mg/kg genistein. (c) HCC displayed green stained broad fibrous septa (arrows). (d) HCC treated with 25 mg/kg genistein demonstrated a mild decrease in fibrous tissue deposition (arrow). (e) HCC treated with 75 mg/kg genistein displayed very mild fibrous tissue deposition (arrow). Scale bars, 100 µm. HCC, hepatocellular carcinoma.

Hepatic sections stained with PAS stain. Livers in (a) the control group and (b) the control group treated with 75 mg/kg genistein displayed a healthy appearance. (c) HCC rats displayed a decreased positivity in staining compared with the control group. (d) HCC rats treated with 25 mg/kg genistein displayed a slight increase in staining positivity compared with the untreated HCC group. (e) HCC treated with 75 mg/kg genistein displayed a markedly increased staining positivity compared with the untreated HCC group. Scale bars, 100 µm. PAS, periodic acid Schiff; HCC, hepatocellular carcinoma

간 조직에서 HCC 유도 PDGF 단백질 발현 수준 상승에 대한 제니스테인의 효과. HCC 쥐는 대조군과 비교하여 PDGF 단백질 발현 수준이 유의하게 상승한 것으로 나타났습니다. 그러나, 제니스테인의 경구 투여는 용량 의존적 방식으로 PDGF 단백질 발현 수준의 유의한 감소를 초래하였다. 더욱이, HCC 그룹의 간 절편은 대조군과 비교하여 항-PDGF 항체로 염색된 영역의 상당한 증가를 보여주었다. 그러나 더 높은 용량의 제니스테인을 투여한 간세포암종 쥐의 치료는 간세포암종에 비해 양성 염색 면적을 유의하게 감소시켰고 정상 대조군과 유사한 수준으로 나타났다(그림 7). 따라서 genistein은 대조군에 영향을 미치지 않으면서 PDGF의 HCC 유도 발현을 차단하였다.

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on hepatic PDGF protein expression levels in TAA-induced HCC rats. (a) PDGF protein expression levels were determined via western blotting. Photomicrographs of immunohistochemically stained hepatic sections using anti-PDGF antibodies in the following groups: (b) Control group; (c) control group treated with genistein at 75 mg/kg; (d) HCC group; (e) HCC rats treated with 25 mg/kg genistein; and (f) HCC rats treated with 75 mg/kg genistein. (g) Relative immune-staining score of PDGF showing increase in HCC sections that was reduced by genistein treatment. Scale bars, 50 µm. *P < 0.05 vs. control; #P≤0.05 vs. HCC group; and $P < .05 vs. HCC + 75 mg/kg genistein group. PDGF, platelet derived growth factor; TAA, thioacetamide; HCC, hepatocellular carcinoma; C, control; G, genistein.

간세포암종에 의한 베르시칸 단백질 발현 수준에 대한 제니스테인의 효과가 증가합니다. TAA 주입은 대조군과 비교하여 베르시칸 단백질 발현 수준에서 유의한 상승을 초래했습니다. 그러나 간세포암종 쥐를 제니스테인으로 치료하면 용량 의존적 방식으로 베르시칸 단백질 발현 수준이 감소했습니다. 또한, HCC 그룹의 간 절편은 항베르시칸항체로 염색된 영역에서 상당한 증가를 나타냈다. 그러나 제니스테인 처리는 더 높은 용량의 제니스테인을 처리한 쥐에서 양성 염색 영역을 정상 대조군과 유사한 수준으로 유의하게 감소시켰습니다(그림 8).

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on hepatic versican protein expression levels in TAA-induced HCC rats. (a) Versican protein expression levels were determined via western blotting. Photomicrographs of immunohistochemically stained hepatic sections using anti-versican antibodies in the following groups: (b) Control group; (c) control group treated with genistein at 75 mg/kg; (d) HCC group; (e) HCC rats treated with 25 mg/kg genistein; and (f) HCC rats treated with 75 mg/kg genistein. (g) Relative immune-staining score of versican showing increase in HCC sections that was reduced by genistein treatment. Scale bars, 50 µm. *P < 0.05 vs. control group; #P < 0.05 vs. HCC group; and $P < 0.05 vs. HCC + 75 mg/kg genistein group. TAA, thioacetamide; HCC, hepatocellular carcinoma; C, control; G, genistein

HCC 유발 PKC 단백질 발현 수준에 대한 제니스테인의 효과가 증가합니다. HCC 쥐는 대조군과 비교하여 PKC 단백질 발현 수준의 유의한 증가를 보여주었습니다. 항-PKC 항체로 염색된 간 절편은 대조군에 비해 간세포암종에서 염색 영역이 증가된 것으로 나타났다. 그러나 간세포암종 그룹을 제니스테인으로 처리하면 용량 의존적으로 PKC 단백질 발현 수준이 감소했습니다. 75 mg/kg genistein 처리군의 PKC 단백질 발현 수준은 대조군과 유사하였다(Figure 9).

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on hepatic PKC protein expression levels in TAA-induced HCC rats. (a) PKC protein expression levels were determined via western blotting. Photomicrographs of immunohistochemically stained hepatic sections using anti-PKC antibodies in the following groups: (b) Control group; (c) control group treated with genistein at 75 mg/kg; (d) HCC group; (e) HCC rats treated with 25 mg/kg genistein; and (f) HCC rats treated with 75 mg/kg genistein. (g) Relative immune-staining score of PKC showing increase in HCC sections that was reduced by genistein treatment. Scale bars, 50 µm. *P < 0.05 vs. control group; #P < 0.05 vs. HCC group; $P < 0.05 vs. HCC + 75 mg/kg genistein group. PKC; protein kinase C; TAA, thioacetamide; HCC, hepatocellular carcinoma; C, control; G, genistein.

HCC 유발 ERK{1}} 단백질 발현 수준에 대한 제니스테인의 효과가 증가합니다. HCC 그룹은 대조군과 비교하여 ERK-1 단백질 발현 수준의 유의한 상승을 보여주었습니다. 또한, HCC 쥐의 간 절편은 대조군에 비해 항-ERK{4}} 항체로 염색된 영역이 증가한 것으로 나타났습니다. 그러나 간세포암종 그룹을 제니스테인으로 처리하면 용량 의존적으로 ERK{5}} 단백질 발현 수준이 감소했습니다. 75 mg/kg 제니스테인을 처리한 그룹의 ERK-1 단백질 발현 수준은 대조군과 유사했습니다(그림 10).

Effect of genistein at 25 and 75 mg/kg on hepatic ERK-1 protein expression levels in TAA-induced HCC rats. (a) ERK-1 protein expression levels were determined via western blotting. (b) Photomicrographs of immunohistochemically stained hepatic sections using anti-ERK-1 antibodies in the following groups: (b) Control group; (c) control group treated with genistein at 75 mg/kg; (d) HCC group; (e) HCC rats treated with 25 mg/kg genistein; and (f) HCC rats treated with 75 mg/kg genistein respectively. (g) Relative immune-staining score of ERK-1 showing increase in HCC sections that was reduced by genistein treatment. Scale bars, 100 µm. *P < 0.05 vs. control group; #P < 0.05 vs. HCC group; $P < 0.05 vs. HCC + 75 mg/kg genistein group. TAA, thioacetamide; HCC, hepatocellular carcinoma; C, control; G, genistein

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논의

HCC는 원발성 간암으로 간주되며 전 세계적으로 암 관련 사망의 주요 원인입니다[22]. 간세포암종은 방사선 요법과 외과적 절제 절제 요법에 대한 내성이 매우 높다[23]. 간 미세환경은 세포외기질(ECM), 면역세포, 쿠퍼세포, 내피세포, 섬유아세포, 사이토카인 및 다양한 성장인자를 포함하는 여러 구성요소로 이루어져 있어 간암을 유발하는 조직 미세환경을 재발 및 간질환의 발병에 취약하게 만듭니다. 새로운 HCC 종양 [24]. 발암성 조직 미세 환경에서 프로테오글리칸 발현이 크게 변경되므로 프로테오글리칸은 HCC에서 매력적인 치료 표적으로 간주될 수 있습니다[6]. 본 연구에서 HCC는 베르시칸 단백질 발현 수준을 유의하게 증가시켰습니다. 이는 종양 세포 생존, 혈관 신생 및 전이에 변화를 일으키고 종양 진행을 촉진할 수 있습니다[25]. 종양 미세 환경에서 프로테오글리칸 중 하나인 베르시칸을 표적으로 하는 것은 암에 대한 새로운 치료 접근법을 제공할 수 있습니다. 이 연구의 목적은 생체 내에서 HCC 병원성에 대한 PDGF 조절 베르시칸 발현 차단 효과를 조사하는 것이었다.

지난 10년 동안 천연 자원에서 얻은 잠재적인 암 화학 예방제에 대한 관심이 증가했습니다[20]. 대두 이소플라본으로서의 제니스테인은 암을 포함한 퇴행성 질환에 대한 잠재적인 유익한 효과 때문에 주목을 받았습니다. 연구에 따르면 제니스테인은 수많은 중요한 분자 표적을 표적으로 할 수 있습니다. 이러한 연구는 또한 제니스테인이 세포사멸 촉진, 세포 주기 정지, 항혈관신생, 항전이, 항증식 및 항염증 특성을 가지고 있음을 입증했습니다[11]. 그러나 제니스테인은 시험관 내 간암 억제제로 간주됩니다[26]. 최근에, genistein의 화학 보호 효과는 AMP 활성화 단백질 키나아제와 관련된 메커니즘을 통한 pro-apoptotic 및 항염증 효과에 기인할 수 있음이 입증되었습니다[27]. 종양 형성, 증식, 침윤, 이동 및 전이와 관련된 경로를 발견하고, 따라서 암 치료를 위한 새로운 약물을 식별하기 위한 집중적인 연구의 대상이 되었습니다[37].

우리가 아는 한, 본 연구는 생체 내 HCC에서 제니스테인의 새롭고 유망한 화학 예방 기전을 처음으로 밝혀낸 것입니다. 본 연구의 결과는 수용체 티로신 키나제의 차단제인 제니스테인이 종양 세포에 영향을 미칠 뿐만 아니라 종양 미세 환경의 CAF에도 영향을 미친다는 것을 시사했습니다. Genistein은 PDGF 방출을 약화시키는 것으로 입증되었으며, 이는 차례로 베르시칸 단백질 발현 수준을 하향 조절하여 CAF에서 PDGF 방출을 감소시켰을 수 있습니다. 따라서 PDGF/베르시칸 양성 피드백 루프는 HCC 발달, 침습 및 혈관신생을 막고 종양 치료 내성을 극복하기 위한 유망한 표적으로 간주될 수 있습니다.

Ras/Raf/MEK/ERK 신호 네트워크는 HCC 진행에 중요한 역할을 한다고 보고되었습니다[38]. 우리가 아는 한, 본 연구는 제니스테인 투여가 MAPK 신호 전달 경로의 구성 요소인 ERK1 및 PKC 단백질 발현 수준의 용량 ​​의존적 하향 조절과 PDGF의 상당한 감소를 달성했음을 처음으로 입증했습니다. 및 HCC 그룹과 비교한 베르시칸 단백질 발현 수준. 이전 연구에서는 RTK와 결합된 업스트림 성장 인자로서 EGF, PDGF 및 VEGF의 과발현이 HCC에서 Ras/Raf/MEK/ERK 신호 전달 네트워크를 활성화하는 것으로 나타났습니다. 또한 ERK 활성화는 EGFR 리간드의 발현을 촉진하여 종양 성장에 중요한 자가분비 성장 루프를 촉진하는 것으로 밝혀졌습니다[39]. 이전 연구에서도 versican이 EGF와 유사한 모티프를 가지고 있음을 확인했습니다[35]. 따라서 PDGF와 베르시칸 모두 MAPK 신호 전달 경로의 하류 조절자로서 ERK1 및 PKC를 활성화할 수 있다는 가설을 세울 수 있습니다. 이러한 신호 전달 경로는 증식, 분화, 세포 이동 및 세포 생존을 포함한 많은 세포 이벤트를 유도하기 때문에 암 진행과 관련이 있습니다.

PKC isozymes는 증식, 이동, 침입, 종양 형성 및 전이와 관련된 여러 신호 경로의 교차점에 위치하므로 암에 대한 새로운 치료법을 식별하기 위한 집중적인 연구 대상이 되었습니다[40]. 예를 들어, PKC 동종효소는 암 세포의 생존과 증식에 중요한 역할을 하는 Ras/Raf/MEK/ERK 신호 전달 경로를 자극합니다[41].

종양 세포에서 PDGF 수용체를 통한 신호 전달은 엄격하게 조절되고 통제됩니다. 특정 연구에 따르면 종양 세포에서 PDGF 하류 신호 전달 경로의 증폭으로 이어지는 두 가지 주요 메커니즘이 있습니다. 첫째, PDGF에 의해 자극된 세포는 활성산소종(ROS)을 생성하는데, 이는 티로신 포스파타제의 활성 부위에 있는 시스테인 잔기와 반응하여 억제됩니다. 둘째, 유비퀴틴화 과정의 결과로 MAP-kinase phosphatase 3 분해가 ERK의 탈인산화 및 비활성화를 담당하여 종양 증식 및 진행을 증가시킵니다[33]. 이러한 결과는 또한 HCC 그룹이 간 MDA 수준의 상당한 증가와 함께 PDGF 단백질 발현 수준의 상당한 상향 조절을 나타냄을 입증한 본 연구의 데이터를 뒷받침합니다. 또한, 웨스턴 블로팅 데이터는 ERK1 단백질 발현 수준에서 상당한 상향 조절을 입증했습니다.

PDGF 매개 증가와 PDGF 치료에 관련된 신호 전달 경로는 버시칸 코어 단백질 합성을 증가시켰습니다. Versican mRNA에 대한 PDGF의 효과는 PKC 또는 ERK 신호 전달 경로의 억제에 의해 차단됩니다. 그러나 PDGF의 효과는 PKC 억제에 의해 차단될 수 있지만 ERK 억제에 의해 차단될 수는 없다[42]. 베르시칸 mRNA 코어 단백질 발현에는 PKC 및 ERK 활성화가 모두 필요합니다. 이전 연구에서는 서로 다른 신호 전달 경로가 PDGF로 자극된 베르시칸 생합성의 서로 다른 측면을 제어한다고 밝혔습니다[43].

산화 스트레스 동안 ROS는 지속적으로 생성되고 모든 신체 세포에 해로운 영향을 미칩니다. 산화 스트레스는 만성 간 질환 및 간암의 진행에 중요한 역할을 한다고 보고되었습니다[44]. 현재의 연구는 경구 제니스테인 투여가 간 Nrf2, GSH 및 SOD 수준의 상당한 증가와 MDA 수준의 현저한 억제에 의해 반영되는 용량 의존적 항산화 활성을 초래한다는 것을 입증했습니다. Genistein은 catalase 및 superoxide dismutase와 같은 항산화 효소 발현의 유도를 통해 시험관 내 전립선암 세포에서 항산화 활성을 생성하는 것으로 보고되었으며, 이는 집합적으로 ROS 수준을 상당히 감소시킵니다[45].

본 연구는 또한 제니스테인, 특히 75mg/kg의 용량에서 혈청 GPT, 알칼리성 포스파타제 및 알부민 수준을 정상 대조군에서 볼 수 있는 수준으로 회복시켰음을 입증했습니다. 또한, 제니스테인 처리군의 간 샘플은 간세포암종(HCC)군에 비해 섬유 조직 및 콜라겐 침착의 감소를 나타냈다. Genistein은 비알코올성 지방간 질환에서 간 보호 효과를 발휘하는 것으로 입증되었습니다[46]. 또한, 본 연구에서 제니스테인은 AFP 수치를 현저히 감소시켜 쥐의 생존율을 최대 90%까지 크게 증가시키는 것으로 나타났습니다.

결론적으로 genistein은 항산화 활성만으로는 항종양 활성을 나타내기 어려울 뿐만 아니라 versican, PDGF, PKC, ERK 발현을 억제하는 것으로 나타났다. Genistein은 또한 HCC 환자의 결과를 개선하는 잠재적인 치료 후보가 될 수 있습니다.

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참고문헌

[1] Foglia B, Parola M. Of FACT 복합 및 산화 스트레스 반응: 간세포 암종 진행을 유지하는 KEAP1/NRF{2}}의존적인 새로운 메커니즘. 배짱. 2020;69(2):195–196.

[2] McGlynn KA, Petrick JL, El-Serag HB. 간세포암의 역학. 간학. 2020;73(보충 1):4–13.

[3] El-Far YM, Khodir AE, Noor AO 등. 생체 내 및 생체 외에서 산화 스트레스 및 세포 사멸에 미치는 영향을 통한 간세포 암종에 대한 아스코르빈산 나트륨의 선택적 세포 독성 활성 및 보호 효과. 레독스 대표 2020;25(1):17–25.

[4] El-Far YM, Khodir AE, Emarah ZA, et al. 후코이단은 쥐에서 유도된 간세포 암종을 개선합니다: miR143 및 염증에 대한 영향. 뉴트 암. 2020;28:1–13.

[5] Flynn MJ, Sayed AA, Sharma R, et al. 간세포 암종에 대한 면역 관문 억제제의 임상 개발에서의 도전과 기회. 간학. 2019;69(5):2258–2270.

[6] Tanaka Y, Tateishi R, Koike K. Proteoglycans는 간세포 암종의 매력적인 바이오마커이자 치료 표적입니다. Int J Mol Sci. 2018;19(10):3070.

[7] 괴지안PG, 지로섹 MR. 새로운 항암제로서의 단백질 키나제 C 억제제. Expert Opin Investig Drugs. 2001;10(12):2117–2140.

[8] Schmitz KJ, Wohlschlaeger J, Lang H, et al. ERK 및 AKT 신호 전달 경로의 활성화는 간세포 암종에서 불량한 예후를 예측하고 암 조직에서 ERK 활성화는 C형 간염 바이러스 감염과 관련이 있습니다. J 헤파톨. 2008;48(1):83–90. 도이:10. 1016/j.jhep.2007.08.018.

[9] Kim ST, Hong JY, Park SH, et al. 난치성 고형암 환자를 대상으로 한 항간세포 성장인자 항체(YYB101)의 인간 최초 임상 1상 시험. The Adv Med Oncol. 2020;12:1758835920926796. 도이:10.1177/1758835920926796.

[10] Wu XP, Yang YP, She RX, et al. microRNA-329는 마우스에서 LPAR1-의존성 LPAR1/ERK 신호 전달 경로를 통해 골암 통증을 감소시킵니다. The Adv Med Oncol. 2019;11:1758835919875319.


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