ABSTRACT

Oncocalyxone A, a 1,4-benzoquinone derived from Cordia oncocalyx, exhibits anti-inflammatory, antimicrobial and antidiabetic properties. The aim of this study was to (1) examine the cytotoxic actions of oncocalyxone A on human normal and tumor cell lines and (2) determine mechanistic actions underlying effects upon leukemia cells using cellular and molecular techniques. Antiproliferative studies on cancer cell lines, peripheral blood mononuclear cells, and human erythrocytes were performed using colorimetric assays. To understand cytotoxicity, assessments were performed with HL-60 leukemia cells (8, 16.5, or 33 µM) after 24 hr incubation using light and fluorescence microscopy, trypan blue, flow cytometry, Comet assay, western blot of caspases and poly-ADP-ribose polymerase (PARP), and effects on topoisomerase I and II. Oncocalyxone A exhibited cytotoxic action upon HL-60 cells and dividing leukocytes, but minimal hemolytic action on erythrocytes. Mechanistic investigations demonstrated reduction of cell viability, loss of membrane integrity, cell shrinking, chromatin condensation, blebbings, externalization of phosphatidylserine, caspase activation, PARP cleavage, mitochondrial depolarization, and DNA damage. Pre-treatment with N-acetylcysteine 4 mM significantly reduced DNA damage and prevented membrane integrity loss. Oncocalyxone A displayed free radical dependent antileukemic activity via apoptotic pathways and induced DNA damage in HL-60 cells. Oncocalyxone A possesses structural chemical simplicity enabling it to be a cost-effective alternative. These properties justify further improvements to enhance activity and selectivity and the development of pharmaceutical formulations.

Abbreviations

Acridine orange, AO; ANOVA, analysis of variance; BSA, bovine serum albumin; DI, Damage Index; DMSO, dimethylsulfoxide; EC₅₀, effective concentration 50%; EDTA, ethylenediamine tetraacetic acid; EB, ethidium bromide; HCT-116, colon carcinoma line; HL-60, promyelocytic leukemia line; IC₅₀, inhibitory concentration 50%; MTT, 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide; OVCAR-8, ovarian carcinoma line; NAC, N-acetylcysteine, PBMC, peripheral blood mononuclear cells; PBS, phosphate-buffered saline; PI, propidium iodide; PARP, poly-ADP-ribose polymerase; RPMI-1640, Roswell Park Memorial Institute medium; SF-295, glioblastoma line; ROS, reactive oxygen species; 7-AAD, 7-amino-actinomycin D; H₂-DCF-DA, 7′-dichlorodihydrofluorescein diacetate.

摘要

Oncocalyxone A，一种源自Cordia oncocalyx的 1,4-苯醌, 具有抗炎、抗菌和抗糖尿病的特性。本研究的目的是 (1) 检查癌花萼酮 A 对人类正常和肿瘤细胞系的细胞毒性作用，以及 (2) 使用细胞和分子技术确定对白血病细胞产生潜在影响的机制作用。使用比色法对癌细胞系、外周血单核细胞和人红细胞进行抗增殖研究。为了了解细胞毒性，使用光和荧光显微镜、台盼蓝、流式细胞术、彗星测定、半胱天冬酶和聚 ADP 的蛋白质印迹法对 ​​HL-60 白血病细胞（8、16.5 或 33 μM）进行了评估，该细胞培养 24 小时后核糖聚合酶 (PARP)，以及对拓扑异构酶 I 和 II 的影响。Oncocalyxone A 对 HL-60 细胞和分裂的白细胞表现出细胞毒性作用，但对红细胞的溶血作用很小。机制研究表明细胞活力降低、膜完整性丧失、细胞收缩、染色质凝聚、起泡、磷脂酰丝氨酸外化、半胱天冬酶激活、PARP 裂解、线粒体去极化和 DNA 损伤。用 4 mM N-乙酰半胱氨酸预处理显着减少 DNA 损伤并防止膜完整性丧失。Oncocalyxone A 通过凋亡途径显示出自由基依赖性抗白血病活性，并在 HL-60 细胞中诱导 DNA 损伤。Oncocalyxone A 具有结构化学简单性，使其成为具有成本效益的替代品。这些特性证明进一步改进以提高活性和选择性以及药物制剂的开发是合理的。机制研究表明细胞活力降低、膜完整性丧失、细胞收缩、染色质凝聚、起泡、磷脂酰丝氨酸外化、半胱天冬酶激活、PARP 裂解、线粒体去极化和 DNA 损伤。用 4 mM N-乙酰半胱氨酸预处理显着减少 DNA 损伤并防止膜完整性丧失。Oncocalyxone A 通过凋亡途径显示出自由基依赖性抗白血病活性，并在 HL-60 细胞中诱导 DNA 损伤。Oncocalyxone A 具有结构化学简单性，使其成为具有成本效益的替代品。这些特性证明进一步改进以提高活性和选择性以及药物制剂的开发是合理的。机制研究表明细胞活力降低、膜完整性丧失、细胞收缩、染色质凝聚、起泡、磷脂酰丝氨酸外化、半胱天冬酶激活、PARP 裂解、线粒体去极化和 DNA 损伤。用 4 mM N-乙酰半胱氨酸预处理显着减少 DNA 损伤并防止膜完整性丧失。Oncocalyxone A 通过凋亡途径显示出自由基依赖性抗白血病活性，并在 HL-60 细胞中诱导 DNA 损伤。Oncocalyxone A 具有结构化学简单性，使其成为具有成本效益的替代品。这些特性证明进一步改进以提高活性和选择性以及药物制剂的开发是合理的。染色质凝聚、起泡、磷脂酰丝氨酸外化、半胱天冬酶激活、PARP 裂解、线粒体去极化和 DNA 损伤。用 4 mM N-乙酰半胱氨酸预处理显着减少 DNA 损伤并防止膜完整性丧失。Oncocalyxone A 通过凋亡途径显示出自由基依赖性抗白血病活性，并在 HL-60 细胞中诱导 DNA 损伤。Oncocalyxone A 具有结构化学简单性，使其成为具有成本效益的替代品。这些特性证明进一步改进以提高活性和选择性以及药物制剂的开发是合理的。染色质凝聚、起泡、磷脂酰丝氨酸外化、半胱天冬酶激活、PARP 裂解、线粒体去极化和 DNA 损伤。用 4 mM N-乙酰半胱氨酸预处理显着减少 DNA 损伤并防止膜完整性丧失。Oncocalyxone A 通过凋亡途径显示出自由基依赖性抗白血病活性，并在 HL-60 细胞中诱导 DNA 损伤。Oncocalyxone A 具有结构化学简单性，使其成为具有成本效益的替代品。这些特性证明进一步改进以提高活性和选择性以及药物制剂的开发是合理的。用 4 mM N-乙酰半胱氨酸预处理显着减少 DNA 损伤并防止膜完整性丧失。Oncocalyxone A 通过凋亡途径显示出自由基依赖性抗白血病活性，并在 HL-60 细胞中诱导 DNA 损伤。Oncocalyxone A 具有结构化学简单性，使其成为具有成本效益的替代品。这些特性证明进一步改进以提高活性和选择性以及药物制剂的开发是合理的。用 4 mM N-乙酰半胱氨酸预处理显着减少 DNA 损伤并防止膜完整性丧失。Oncocalyxone A 通过凋亡途径显示出自由基依赖性抗白血病活性，并在 HL-60 细胞中诱导 DNA 损伤。Oncocalyxone A 具有结构化学简单性，使其成为具有成本效益的替代品。这些特性证明进一步改进以提高活性和选择性以及药物制剂的开发是合理的。

缩写

吖啶橙，AO；ANOVA，方差分析；BSA，牛血清白蛋白；DI，损伤指数；DMSO，二甲亚砜；EC ₅₀，有效浓度50%；乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸；EB，溴化乙锭；HCT-116，结肠癌系；HL-60，早幼粒细胞白血病系；IC ₅₀，抑制浓度50%；MTT，3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基-2H-溴化四唑；OVCAR-8，卵巢癌系；NAC、N-乙酰半胱氨酸、PBMC、外周血单核细胞；PBS，磷酸盐缓冲盐水；PI，碘化丙啶；PARP，聚-ADP-核糖聚合酶；RPMI-1640，罗斯威尔公园纪念研究所中等；SF-295，胶质母细胞瘤系；ROS，活性氧；7-AAD，7-氨基-放线菌素 D；H ₂ -DCF-DA，7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯。