بررسی اثر فرکشن های حلال چای کامبوچا بر تکثیر و القای آپوپتوز در سلول های سرطان کلورکتال رده ی HT-29

فصلنامه زیست شناسی جانوری

دوره 13، شماره 1، آذر 1399، صفحه 85-100   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

نویسندگان

الهام قدوسی دهنوی¹؛ محمد ارجمند^{* 2}؛ رضا حاجی حسینی³؛ زهرا زمانی²؛ سیما نصری³

¹گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

²بخش بیوشیمی، انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران

³گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، مرکز تهران شرق، تهران، ایران

چکیده

نوشیدنی تخمیری که به طور سنتی حاصل  تخمیر چای شیرین توسط قارچ کامبوچا است، دارای اثرات سودمندی در درمان بسیاری از بیماری­ها به ویژه سرطان است. هدف از مطالعه­ی حاضر بررسی اثرات فرکشن­های مختلف چای بر میزان تکثیر و آپوپیتوز بر سلول­های سرطان کلون، HT-29 است. در مطالعه تجربی حاضر، میزان بقاء و تکثیر سلولی فرکشن­های حلال چای کامبوچا شامل فرکشن­های کلروفرم، اتیل استات، بوتانول، هگزان و فاز آبی نهایی در غلظت­های ( 0-900 میکروگرم بر میلی لیتر) بوسیله روش MTT و تست کلوژنیک مورد بررسی قرار گرفت. میزان آلقاء آپوپتوز توسط تست قطعه قطعه شدن DNA و روش فلوسایتومتری بررسی گردید. فرکشن­های آبی و بوتانولی فاقد اثرات سمیت سلولی بودند. IC50 تعیین شده برای فرکشن­های اتیل استات، کلروفرم و هگزان بعد از 24 ساعت به ترتیب 63/49 ± 1/213، 11/70 ± 2/296 و 29/83 ± 2/563 میکروگرم بر میلی­لیتر تعیین شد. نتایج نشان داد که مهار رشد سلولی وابسته به دوز است. غلظت IC50 از این فرکشن­ها سبب قطعه قطعه شدن DNA شد. با بررسی آپوپتوز به روش فلوسیتومتری با این غلظت­ها نشان داد که جزء اتیل استات باعث بروز آپوپتوز سلولی شد، در حالی که مرگی که غلظت­های IC50 از فرکشن­های کلروفرم و هگزان ایجاد کرده بودند بیشتر از نوع نکروز بود. فرکشن اتیل استات چای کامبوچا به صورت وابسته به دوز باعث  القاء مرگ سلولی از طریق مسیر آپوپتوز شد و ممکن است مسئول خاصیت ضد آپوپتوز و ضدتکثیر مشاهده شده باشند و به نظر می­رسد می­تواند کاندیدای مناسبی برای جلوگیری از تکثیر سلول­های سرطانی کلورکتال باشد. 

کلیدواژه‌ها

چای کامبوچا؛ آپوپتوز؛ قطعه قطعه شدن DNA؛ کلوژنیک؛ ضد تکثیر

مراجع

1. Aggarwal B.B., Harikumar K.B. 2009. Potential therapeutic effects of curcumin, the anti-inflammatory agent, against neurodegenerative, cardiovascular, pulmonary, metabolic, autoimmune and neoplastic diseases. The International Journal of Biochemistry and Cell Biology, 41(1): 40-59.
2. Alshatwi A.A. 2010. Catechin hydrate suppresses MCF-7 proliferation through TP53/Caspase-mediated apoptosis. Journal of Experimental and Clinical Cancer Research, 29(1): 1-9.
3. Anboutaleb A., Soheir S., Abdel Salam N.M. 2017. Antimicrobial and antiproliferative, pro-apopiotic actions of kumbucha fermented solution against colon and hepato cancer line. World Journal of Pharmaceutical and Life Sciences, 32(3): 120-132
4. Antoni S., Ferlay J., Soerjomataram I., Znaor A., Jemal A., Bray F. 2017. Bladder cancer incidence and mortality: a global overview and recent trends. European Urology, 71(1): 96-108.
5. Arnold M., Sierra M.S., Laversanne M., Soerjomataram I., Jemal A., Bray F. 2017. Global patterns and trends in colorectal cancer incidence and mortality. Gut, 66(4): 683-691.
6. Benarba B., Pandiella A. 2018. Colorectal cancer and medicinal plants: Principle findings from recent studies. Biomedicine and Pharmacotherapy, 107: 408-423.
7. Bhardwaj M., Paul S., Jakhar R., Kang S.C. 2015. Potential role of vitexin in alleviating heat stress-induced cytotoxicity: Regulatory effect of Hsp90 on ER stress-mediated autophagy. Life sciences, 142: 36-48.
8. Cetojevic-Simin D.D., Bogdanovic G.M., Cvetkovic D.D., Velicanski A.S. 2008. Antiproliferative and antimicrobial activity of traditional Kombucha and Satureja montana L. Kombucha. J. BUON, 13(3): 395-401.
9. Četojević-Simin D.D., Velićanski A.S., Cvetković D.D., Markov S.L., Mrđanović J.Ž., Bogdanović V.V., Šolajić S.V. 2012. Bioactivity of lemon balm kombucha. Food and Bioprocess Technology, 5(5): 1756-1765.
10. Chakravorty S., Bhattacharya S., Chatzinotas A., Chakraborty W., Bhattacharya, D., Gachhui R. 2016. Kombucha tea fermentation: Microbial and biochemical dynamics. International Journal of Food Microbiology, 220: 63-72.
11. Choi H.J., Eun J. S., Kim B.G., Kim S. Y., Jeon H., Soh Y. 2006. Vitexin, an HIF-1α Inhibitor, Has Anti-Metastatic Potential in PC12 Cells. Molecules and Cells, 22(3):
12. De Roos J., De Vuyst L. 2018. Acetic acid bacteria in fermented foods and beverages. Current opinion in biotechnology, 49: 115-119.
13. Dickson M.A., Schwartz, G.K. 2009. Development of cell-cycle inhibitors for cancer therapy. Current Oncology, 16(2): 36.
14. Dufresne C., Farnworth E. 2000. Tea, Kombucha, and health: a review. Food research international, 33(6): 409-421.
15. Elmore S. 2007. Apoptosis: a review of programmed cell death. Toxicologic Pathology, 35(4): 495-516.
16. Engelhardt U.H., Finger A., Kuhr S. 1993. Determination of flavone C-glycosides in tea. Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung, 197(3): 239-244.
17. Focaccetti C., Bruno A., Magnani E., Bartolini D., Principi E., Dallaglio K., Albini A. 2015. Effects of 5-fluorouracil on morphology, cell cycle, proliferation, apoptosis, autophagy and ROS production in endothelial cells and cardiomyocytes. PloS one, 10(2): e0115686.
18. Frankfurt O.S., Krishan A. 2003. Apoptosis-based drug screening and detection of selective toxicity to cancer cells. Anti-cancer drugs, 14(7): 555-561.
19. Fulda S. 2010. Modulation of apoptosis by natural products for cancer therapy. Planta medica, 76(11): 1075-1079.
20. Li G., Lou H.X. 2018. Strategies to diversify natural products for drug discovery. Medicinal Research Reviews, 38(4): 1255-1294.
21. Gandomani H.S., Yousefi S.M., Aghajani M., Mohammadian-Hafshejani A., Tarazoj A.A., Pouyesh V., Salehiniya H. 2017. Colorectal cancer in the world: incidence, mortality and risk factors. Biomedical Research and Therapy, 4(10): 1656-1675.
22. Honardoost M., Soleimanjahi H., Rajaei F. 2013. Apoptosis: programmed cell death. Journal of Qazvin University of Medical Sciences, 17(3): 48-57.
23. Huang X.M., Yang Z.J., Xie Q., Zhang Z.K., Zhang H., Ma J.Y. 2019. Natural products for treating colorectal cancer: A mechanistic review. Biomedicine and Pharmacotherapy, 117:109-142.
24. Huh S.W., Bae S.M., Kim Y.W., Lee J.M., Namkoong S.E., Lee I.P., Ahn W.S. 2004. Anticancer effects of (−)-epigallocatechin-3-gallate on ovarian carcinoma cell lines. Gynecologic oncology, 94(3): 760-768.
25. Jayabalan R., Malbaša R.V., Lončar E.S., Vitas J.S., Sathishkumar M. 2014. A review on kombucha tea-microbiology, composition, fermentation, beneficial effects, toxicity, and tea fungus. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13(4): 538-550.
26. Jayabalan R., Chen P. N., Hsieh Y.S., Prabhakaran K., Pitchai P., Marimuthu S., Yun S.E. 2011. Effect of solvent fractions of kombucha tea on viability and invasiveness of cancer cells—characterization of dimethyl 2-(2-hydroxy-2-methoxypropylidine) malonate and vitexin. Indian Journal of Biotechnology, 10(1): 75-82.
27. Kemp K., Griffiths J., Campbell S., Lovell K. 2013. An exploration of the follow-up up needs of patients with inflammatory bowel disease. Journal of Crohn's and Colitis, 7(9): e386-e395.
28. Kim C.I., Shin S.S., Park S.S. 2016. Growth inhibition and induction of apoptosis in human bladder cancer cells induced by fermented citrus Kombucha. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 45(10): 1422-1429.
29. Koosha S., Alshawsh M.A., Looi C. Y., Seyedan A., Mohamed Z. 2016. An association map on the effect of flavonoids on the signaling pathways in colorectal cancer. International Journal of Medical Sciences, 13(5): 374.
30. Koosha S., Mohamed Z., Sinniah A., Alshawsh M.A. 2019. Investigation into the Molecular Mechanisms underlying the Anti-proliferative and Anti-tumorigenesis activities of Diosmetin against HCT-116 Human Colorectal Cancer. Scientific Reports, 9(1): 1-17.
31. Korir M.W., Wachira F.N., Wanyoko J.K., Ngure R.M., Khalid R. 2014. The fortification of tea with sweeteners and milk and its effect on in vitro antioxidant potential of tea product and glutathione levels in an animal model. Food Chemistry, 145: 145-153.
32. Leal J.M., Suárez L.V., Jayabalan R., Oros J.H., Escalante-Aburto A. 2018. A review on health benefits of kombucha nutritional compounds and metabolites. CyTA-Journal of Food, 16(1): 390-399.
33. Liang Y.C., Chen Y.C., Lin Y.L., Lin-Shiau S.Y., Ho C.T., Lin J.K. 1999. Suppression of extracellular signals and cell proliferation by the black tea polyphenol, theaflavin-3, 3′-digallate. Carcinogenesis, 20(4): 733-736.
34. Mann J. 2002. Natural Products in Cancer Chemotherapy: past, present and future–Nature Reviews. Cancer, 2: 145.
35. Meadows G.G. 2012. Diet, nutrients, phytochemicals, and cancer metastasis suppressor genes. Cancer and Metastasis Reviews, 31(3-4): 441-454.
36. Newman D.J., Cragg G.M. 2012. Natural products as sources of new drugs over the 30 years from 1981 to 2010. Journal of natural products, 75(3): 311-335.
37. Palozza P., Serini S., Maggiano N., Angelini M., Boninsegna A., Di Nicuolo F., Calviello G. 2002. Induction of cell cycle arrest and apoptosis in human colon adenocarcinoma cell lines by β-carotene through down-regulation of cyclin A and Bcl-2 family proteins. Carcinogenesis, 23(1): 11-18.
38. Paterson I., Anderson E.A. 2005. The renaissance of natural products as drug candidates. Science, 310(5747): 451-453.
39. Sreeramulu G., Zhu Y., Knol W. 2000. Kombucha fermentation and its antimicrobial activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48(6): 2589-2594.
40. Srihari T., Arunkumar R., Arunakaran J., Satyanarayana U. 2013. Downregulation of signalling molecules involved in angiogenesis of prostate cancer cell line (PC-3) by kombucha (lyophilized). Biomedicine and Preventive Nutrition, 3(1): 53-58.
41. Tan W., Lu J., Huang M., Li Y., Chen M., Wu G., Guo J. 2011. Anti-cancer natural products isolated from chinese medicinal herbs. Chinese Medicine, 6(1):27.
42. Tan Z., Zhang Y., Deng J., Zeng G., Zhang Y. 2012. Purified vitexin compound 1 suppresses tumor growth and induces cell apoptosis in a mouse model of human choriocarcinoma. International Journal of Gynecologic Cancer, 22(3): 360-366.
43. Tournigand C., André T., Bonnetain F., Chibaudel B., Lledo G., Hickish T., De Gramont A. 2012. Adjuvant therapy with fluorouracil and oxaliplatin in stage II and elderly patients (between ages 70 and 75 years) with colon cancer: subgroup analyses of the Multicenter International Study of Oxaliplatin, Fluorouracil, and Leucovorin in the Adjuvant Treatment of Colon Cancer trial. Journal of Clinical Oncology, 30(27: 3353-3360.
44. Troiani T., Martinelli E., Napolitano S., Vitagliano D., Ciuffreda L.P., Costantino S., De Palma R. 2013. Increased TGF-α as a mechanism of acquired resistance to the anti-EGFR inhibitor cetuximab through EGFR–MET interaction and activation of MET signaling in colon cancer cells. Clinical Cancer Research, 19(24): 6751-6765.
45. Vermeulen K., Van Bockstaele D.R., Berneman Z.N. 2005. Apoptosis: mechanisms and relevance in cancer. Annals of hematology, 84(10): 627-639.
46. Vīna I., Semjonovs P., Linde R., Deniņa I. 2014. Current evidence on physiological activity and expected health effects of kombucha fermented beverage. Journal of Medicinal Food, 17(2): 179-188.
47. Watson, A.J. M. 2004. Apoptosis and colorectal cancer. Gut, 53(11): 1701-1709.
48. Yang G.Y., Liao J., Li C., Chung J., Yurkow E.J., Ho C.T., Yang C.S. 2000. Effect of black and green tea polyphenols on c-jun phosphorylation and H2O2 production in transformed and non-transformed human bronchial cell lines: possible mechanisms of cell growth inhibition and apoptosis induction. Carcinogenesis, 21(11): 2035-2039.
49. Yang Z.W., Ji B.P., Zhou F., Li B., Luo Y., Yang L., Li T. 2009. Hypocholesterolaemic and antioxidant effects of kombucha tea in high‐cholesterol fed mice. Journal of the Science of Food and Agriculture, 89(1): 150-156.