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Characterization and phytochemical constituents of Periploca hydaspidis Falc crude extract and its anticancer activities
Saudi Journal of Biological Sciences Pub Date : 2021-08-12 , DOI: 10.1016/j.sjbs.2021.08.020
Saima Ali 1 , Muhammad Rashid Khan 1 , Riffat Batool 1 , Sayed Afzal Shah 2 , Javed Iqbal 3 , Banzeer Ahsan Abbasi 4 , Tabassum Yaseen 3 , Nida Zahra 4 , Adil Aldhahrani 5 , Fayez Althobaiti 6
Affiliation  

The current study aims to investigate the anticancer potential of Periploca hydaspidis extracts against HCCLM3 and MDA-MB 231 cell lines with invasive properties and to identify molecular targets underlying its action mechanism. Cytotoxic screening of plant extracts was done via MTT assay against liver and breast cancer cell lines and GC/MS of the best cytotoxic fraction was performed to identify its chemical composition. Flow cytometry detected apoptosis and cell-cycle changes after drug treatment. The specified cells were studied for migration and invasion potential along with performing western blot analysis of proteins involved in apoptosis, cell-cycle, metastasis, and MAPK (Mitogen-activated protein kinase) cell-signaling pathway. The results revealed the crude methanol (PHM) fraction of P. hydaspidis shown dose and time dependent cell-proliferative inhibition response. GC/MS analysis detected 54 compounds of which fatty acids (29.8%), benzenoids (15.7%), and esters (14.3%) constituted the bulk. The inhibitory effect against cancer cells was linked with cell-cycle arrest at G0/G1 phase, induction of apoptosis, reduced migration and invasion capabilities post treatment. PHM induced apoptosis via downregulation of anti-apoptotic (survivin, B-cell lymphoma Extra-large; BCL-XL, X-linked inhibitor of apoptosis protein; XIAP, Myelocytomatosis; C-myc), metastatic (Matrix metallopeptidases 9/2; MMP9/2), and cell-cycle regulatory (cyclin D1 and E) proteins, whereas upregulation of pro-apoptotic proteins (Bcl-2 homologous antagonist/killer; BAK, Bcl-2-Associate X protein; BAX, cleaved caspases; 3,7,8,9, and PARP) and activation of MAPK (Jun amino-terminal kinase; JNK and P38) pathway. P38 was needed for PHM-induced apoptosis, where the inhibition of P38 by pharmacological inhibitor (SB239063) diminished the apoptotic effects. Overall, our results conclude that PHM can inhibit cell-proliferation and induce apoptotic effects by activation of P38 MAPK cell-signaling pathway. This suggests the methanol fraction of P. hydaspidis (PHM) to have anticancer compounds, potentially useful for treating liver and breast cancer. In future, one-step advance studies of PHM regarding its role in metastatic inhibition, immune response modulation for reducing tumor, and inducing apoptosis in suitable animal models would be an interesting and promising research area.



中文翻译:

Periploca hydaspidis Falc 粗提物的表征和植物化学成分及其抗癌活性

目前的研究旨在研究 Periploca hydaspidis 提取物对具有侵袭性的 HCCLM3 和 MDA-MB 231 细胞系的抗癌潜力,并确定其作用机制背后的分子靶点。通过针对肝癌和乳腺癌细胞系的 MTT 分析对植物提取物进行细胞毒性筛选,并对最佳细胞毒性部分进行 GC/MS 以鉴定其化学成分。流式细胞术检测药物治疗后细胞凋亡和细胞周期变化。研究了指定细胞的迁移和侵袭潜力,同时对参与细胞凋亡、细胞周期、转移和 MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)细胞信号通路的蛋白质进行蛋白质印迹分析。结果显示了 P. 的粗甲醇 (PHM) 馏分。hydaspidis 显示剂量和时间依赖性细胞增殖抑制反应。GC/MS 分析检测到 54 种化合物,其中脂肪酸 (29.8%)、苯类 (15.7%) 和酯 (14.3%) 构成主体。对癌细胞的抑制作用与细胞周期停滞在 G0/G1 期、诱导细胞凋亡、治疗后迁移和侵袭能力降低有关。PHM 通过下调抗细胞凋亡(存活蛋白,B 细胞淋巴瘤超大;BCL-XL,细胞凋亡蛋白的 X 连锁抑制剂;XIAP,骨髓细胞瘤病;C-myc)、转移性(基质金属肽酶 9/2;MMP9)诱导细胞凋亡/2) 和细胞周期调节蛋白(细胞周期蛋白 D1 和 E),而促凋亡蛋白(Bcl-2 同源拮抗剂/杀伤剂;BAK,Bcl-2-Associate X 蛋白;BAX,裂解的半胱天冬酶;3, 7,8,9, 和 PARP)和激活 MAPK(Jun 氨基末端激酶;JNK 和 P38)途径。P38 是 PHM 诱导的细胞凋亡所必需的,其中药理学抑制剂 (SB239063) 对 P38 的抑制减弱了细胞凋亡作用。总的来说,我们的结果得出结论,PHM 可以通过激活 P38 MAPK 细胞信号通路来抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡作用。这表明 P. hydaspidis (PHM) 的甲醇部分具有抗癌化合物,可能对治疗肝癌和乳腺癌有用。未来,关于 PHM 在转移抑制、免疫反应调节以减少肿瘤和在合适的动物模型中诱导细胞凋亡的作用的一步推进研究将是一个有趣且有前景的研究领域。其中药理学抑制剂 (SB239063) 对 P38 的抑制减少了细胞凋亡作用。总的来说,我们的结果得出结论,PHM 可以通过激活 P38 MAPK 细胞信号通路来抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡作用。这表明 P. hydaspidis (PHM) 的甲醇部分具有抗癌化合物,可能对治疗肝癌和乳腺癌有用。未来,关于 PHM 在转移抑制、免疫反应调节以减少肿瘤和在合适的动物模型中诱导细胞凋亡的作用的一步推进研究将是一个有趣且有前景的研究领域。其中药理学抑制剂 (SB239063) 对 P38 的抑制减少了细胞凋亡作用。总的来说,我们的结果得出结论,PHM 可以通过激活 P38 MAPK 细胞信号通路来抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡作用。这表明 P. hydaspidis (PHM) 的甲醇部分具有抗癌化合物,可能对治疗肝癌和乳腺癌有用。未来,关于 PHM 在转移抑制、免疫反应调节以减少肿瘤和在合适的动物模型中诱导细胞凋亡的作用的一步推进研究将是一个有趣且有前景的研究领域。我们的结果得出结论,PHM 可以通过激活 P38 MAPK 细胞信号通路来抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡作用。这表明 P. hydaspidis (PHM) 的甲醇部分具有抗癌化合物,可能对治疗肝癌和乳腺癌有用。未来,关于 PHM 在转移抑制、免疫反应调节以减少肿瘤和在合适的动物模型中诱导细胞凋亡的作用的一步推进研究将是一个有趣且有前景的研究领域。我们的结果得出结论,PHM 可以通过激活 P38 MAPK 细胞信号通路来抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡作用。这表明 P. hydaspidis (PHM) 的甲醇部分具有抗癌化合物,可能对治疗肝癌和乳腺癌有用。未来,关于 PHM 在转移抑制、免疫反应调节以减少肿瘤和在合适的动物模型中诱导细胞凋亡的作用的一步推进研究将是一个有趣且有前景的研究领域。

更新日期:2021-09-19
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