O presente protocolo descreve uma estratégia abrangente para avaliar a ação farmacológica e o mecanismo do salidrosídeo na inibição da proliferação e migração de células MCF-7.
Salidrosídeo (Sal) contém atividades farmacológicas anticarcinogênicas, anti-hipóxicas e anti-inflamatórias. No entanto, seus mecanismos subjacentes contra o câncer de mama foram apenas incompletamente elucidados. Assim, este protocolo pretendeu decodificar o potencial do Sal na regulação da via PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 na proliferação maligna de células MCF-7 de câncer de mama humano. Primeiramente, a atividade farmacológica do Sal contra MCF-7 foi avaliada por CCK-8 e ensaios de arranhão celular. Além disso, a resistência das células MCF-7 foi medida por ensaios de migração e invasão de Matrigel. Para ensaios de apoptose celular e ciclo, as células MCF-7 foram processadas em etapas com anexina V-FITC/PI e kits de detecção de ciclo celular para análises por citometria de fluxo, respectivamente. Os níveis de espécies reativas de oxigênio (EROs) e Ca2+ foram examinados pelas colorações de imunofluorescência DCFH-DA e Fluo-4 AM. As atividades da Na+-K+-ATPase e da Ca2+-ATPase foram determinadas utilizando os kits comerciais correspondentes. Os níveis de expressão gênica e proteica na apoptose e na via PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 foram posteriormente determinados usando análises de western blot e qRT-PCR, respectivamente. Descobrimos que o tratamento com Sal restringiu significativamente a proliferação, migração e invasão de células MCF-7 com efeitos dose-dependentes. Enquanto isso, a administração do Sal também forçou dramaticamente as células MCF-7 a sofrer apoptose e parada do ciclo celular. Os testes de imunofluorescência mostraram que o Sal estimulou observavelmente a produção de ROS e Ca2+ em células MCF-7. Dados adicionais confirmaram que Sal promoveu os níveis de expressão de proteínas pró-apoptóticas, Bax, Bim, caspase-9/7/3 clivada e seus genes correspondentes. Consistentemente, a intervenção com Sal reduziu proeminentemente a expressão das proteínas Bcl-2, p-PI3K/PI3K, p-AKT/AKT, mTOR, HIF-1α e FoxO1 e seus genes correspondentes. Em conclusão, o Sal pode ser usado como um potencial composto derivado de ervas para o tratamento do câncer de mama, pois pode reduzir a proliferação, migração e invasão malignas de células MCF-7 inibindo a via PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1.
Como um dos cânceres mais comumente diagnosticados e malignidades mais comuns, as estatísticas mais recentes indicam que 2,3 milhões de casos de câncer de mama surgiram em todo o mundo até 2020, representando 11,7% de todos os casos de câncer1. Os sintomas comuns do câncer de mama incluem sensibilidade mamária e formigamento, nódulos e dor mamária, secreção mamilar, erosão ou pele afundada e linfonodos axilares aumentados 1,2. Ainda mais alarmante, o número de novos casos e a incidência geral de câncer de mama continuam a aumentar a uma taxa avassaladora a cada ano, sendo responsáveis por 6,9% das mortes relacionadas ao câncer1. Atualmente, a intervenção contra o câncer de mama ainda envolve principalmente quimioterapia, cirurgia, radioterapia e tratamento abrangente. Embora o tratamento possa efetivamente reduzir a taxa de recorrência e a taxa de mortalidade dos pacientes, a aplicação do tratamento em longo prazo frequentemente produz resistência a múltiplas drogas, queda de cabelo em grandes áreas, náuseas e vômitos e grave sobrecarga mental e psicológica 2,3. Notavelmente, o risco potencial de metástases de múltiplos órgãos do câncer de mama também força as pessoas a procurar novas fontes fitoterápicas de terapia medicamentosa 4,5.
A sinalização mediada pela fosfoinositida 3 quinase (PI3K) está implicada no crescimento, proliferação e sobrevida do câncer de mama por meio de splicing que afeta a expressão de múltiplos genes6. Como uma proteína sensível ao sinal a jusante da PI3K, numerosas evidências sugerem que a proteína quinase B (AKT) poderia acoplar-se ao alvo mamífero da proteína rapamicina (mTOR) para aumentar ainda mais o câncer de mama 7,8,9. Além disso, a desativação da sinalização PI3K/AKT/mTOR também tem sido reivindicada como um componente-chave em drogas que inibem a proliferação maligna e estimulam a apoptose no câncer de mama10,11,12. Sabe-se que a hipóxia extrema no microambiente tumoral força um aumento maciço do fator 1 alfa induzível por hipóxia (HIF-1α), o que piora ainda mais a progressão do câncer de mama13,14,15. Paralelamente, a estimulação com AKT também leva ao acúmulo excessivo de HIF-1α, limitando a apoptose em amostras de câncer de mama16,17. Curiosamente, a ativação da sinalização PI3K-AKT-HIF-1α foi confirmada como envolvida na progressão patológica e metástase em uma variedade de cânceres, incluindo câncer de pulmão18, câncer colorretal19, câncer de ovário20 e câncer de próstata21. Além de ser orquestrada pelo HIF-1α, a superexpressão do fator de transcrição cabeça bifurcada 1 (FoxO1) também é desencadeada pela estimulação da sinalização AKT, que promove a parada do ciclo e a inibição da apoptose em células do câncer de mama22,23. Juntas, as evidências sólidas acima sugerem que a inibição da cascata da sinalização PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 pode ser um novo alvo potencial para a terapia medicamentosa no câncer de mama.
O salidrosídeo (Sal) tem demonstrado amplamente exercer atividades farmacológicas antineoplásicas 24,25, anti-hipóxia26,27,28,29 e imunoestimulantes 30. É um pó marrom claro ou marrom que é facilmente solúvel em água, é um tipo de glicosídeo feniletanóide, e tem uma fórmula de estrutura química de C14H 20 O7 e um peso molecular de300,331,32. Investigações farmacológicas modernas têm demonstrado que o Sal pode promover a apoptose de células do câncer gástrico restringindo a sinalização PI3K-AKT-mTOR24. Outras evidências também sugerem que a supressão da sinalização PI3K-AKT-HIF-1α pelo tratamento com Sal pode contribuir para a apoptose de células cancerosas, aumentando sua sensibilidade a agentes quimioterápicos25. Evidências também sugerem que o Sal restringe a migração e invasão celular e causa a parada do ciclo por promover apoptose nas células MCF-7 do câncer de mama humano33,34. No entanto, resta saber se o Sal pode regular a sinalização PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1 e inibir a proliferação maligna de células MCF-7. Portanto, este protocolo teve como objetivo explorar os efeitos do Sal na migração, invasão, ciclo celular e apoptose de células MCF-7 via via PI3K-AKT-HIF-1α-FoxO1. As estratégias de pesquisa integradas que incluem experimentos convencionais, de baixo custo e independentes, como avaliações de migração e invasão celular, apoptose e detecção do ciclo celular por citometria de fluxo, determinação de espécies reativas de oxigênio (ROS) e fluorescência de Ca2+, etc., podem fornecer uma referência para o planejamento geral de experimentos para pesquisa anticâncer com a medicina fitoterápica tradicional. O processo experimental deste estudo é mostrado na Figura 1.
O câncer de mama acomete indivíduos de todas as idades e causa incalculável sobrecarga física e mental e grande pressão econômica1. O câncer de mama, com sua crescente morbidade e mortalidade a cada ano, também tem atraído a atenção mundial na busca de terapias compostas fitoterápicas eficazes além dos tratamentos convencionais 4,5. De forma promissora, um grande corpo de evidências tem revelado os efeitos anticancerígenos d…
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi apoiado pela Comissão de Saúde da Província de Sichuan (120025).
1% penicillin/streptomycin | HyClone | SV30010 | |
AKT antibody | ImmunoWay Biotechnology Company | YT0185 | |
Annexin V-FITC/PI kit | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | AP101 | |
Automatic microplate reader | Molecular Devices | SpectraMax iD5 | |
Bax antibody | Cell Signaling Technology, Inc. | #5023 | |
BCA kit | Biosharp Life Sciences | BL521A | |
Bcl-2 antibody | Cell Signaling Technology, Inc. | #15071 | |
Bim antibody | Cell Signaling Technology, Inc. | #2933 | |
Ca2+–ATPase assay kit | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A070-4-2 | |
Cell counting kit-8 | Biosharp Life Sciences | BS350B | |
Cell cycle staining kit | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | CCS012 | |
cleaved caspase-3 | Cell Signaling Technology, Inc. | #9661 | |
cleaved caspase-7 | Cell Signaling Technology, Inc. | #8438 | |
cleaved caspase-9 | Cell Signaling Technology, Inc. | #20750 | |
Crystal violet solution | Beyotime Biotechnology | C0121 | |
DMEM high glucose culture medium | Servicebio Technology Co., Ltd. | G4510 | |
Doxorubicin hydrochloride | MedChemExpress | HY-15142 | |
ECL chemiluminescent solution | Biosharp Life Sciences | BL520B | |
Fetal bovine serum | Procell Life Science & Technology Co., Ltd. | 164210 | |
Flow cytometer | BD | FACSCanto ![]() |
|
Fluo-4 AM | Beyotime Biotechnology | S1060 | |
FoxO1 antibody | ImmunoWay Biotechnology Company | YT1758 | |
Goat anti-rabbit IgG secondary antibody | MultiSciences Biotech Co., Ltd. | 70-GAR0072 | |
GraphPad Prism software | La Jolla | Version 6.0 | |
HIF-1α antibody | Affinity Biosciences | BF8002 | |
Human breast cancer cell line MCF-7 | Procell Life Science & Technology Co., Ltd. | CL-0149 | |
Loading buffer | Biosharp Life Sciences | BL502B | |
LY294002 | MedChemExpress | HY-10108 | |
Matrigel | Thermo | 356234 | |
mTOR antibody | Servicebio Technology Co., Ltd. | GB11405 | |
Na+–K+–ATPase assay kit | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A070-2-2 | |
Optical microscope | Olympus | IX71PH | |
p-AKT antibody | ImmunoWay Biotechnology Company | YP0006 | |
PI3K antibody | Servicebio Technology Co., Ltd. | GB11525 | |
p-PI3K antibody | Affinity Biosciences | AF3241 | |
Quantitative western blot imaging system | Touch Image Pro | eBlot | |
Reverse transcription first strand cDNA synthesis kit | Servicebio Technology Co., Ltd. | G3330-100 | |
ROS assay kit | Beyotime Biotechnology | S0033S | DCFH-DA fluorescence probe is included here |
Salidroside | Chengdu Herbpurify Co., Ltd. | H-040 | |
SDS-PAGE kit | Servicebio Technology Co., Ltd. | G2003-50T | |
Total RNA isolation kit | Foregene | RE-03014 | |
Trypsin | HyClone | SH30042.01 | |
β-actin | Affinity Biosciences | AF7018 |