Чтобы оценить влияние АСТ и РК11195 и их совместное действие на ЭР-стресс в клетках нейробластомы, было исследовано изменение экспрессии белков, связанных с ЭР- стрессом, таких как протеин-дисульфид-изомераза (PDI) и связывающий белок иммуноглобулина (BiP). Как видно из рисунка 3, АСТ снижал экспрессию BiP на 30%, в то время как РК11195 не оказывал влияния, однако при совместном действии АСТ и РК11195 уровень BiP снижался на 50% относительно контроля. Мы наблюдали схожие изменения и в экспрессии PDI. АСТ снижал уровень PDI на 25%, в присутствии РК11195, уровень PDI не отличался от контроля. При комбинированном действии АСТ и РК11195, экспрессия PDI снижалась на 40% относительно контроля. Присутствие РК11195 усиливало действие АСТ на изменение уровней экспрессии белков BiP и PDI, что является отражением снижения онкогенности клеток.
Так как уровень экспрессии транслокаторного белка (TSPO) тесно связан с уровнем экспрессии потенциал-зависимого анионного канала (VDAC) в опухолевых клетках, мы изучили изменение экспрессии TSPO и VDAC в присутствии АСТ и РК11195 (рис. 4).
Рис. 4. Изменение уровней VDAC и TSPO в лизатах клеток нейробластеры через 72 часа культивирования
Показано, что АСТ снижал уровень экспрессии VDAC на 20%, РК11195 не оказывал заметного влияния. При комбинированном действии АСТ и РК11195 экспрессия VDAC снижалась на 35% относительно контроля. Присутствие РК11195 значительно усиливало действие АСТ на уровень экспрессии VDAC. Уровень экспрессии TSPO под действием АСТ снижался на 50%, тогда как действие РК11195 повышало уровень экспрессии TSPO в два раза. При совместном действии АСТ и РК11195 экспрессия TSPO снижалась на 45%. Данные результаты говорят о неоднозначном действии веществ в различных комбинациях. При этом при совместном действии наблюдается общая тенденция снижения уровней экспрессии VDAC и TSPO, что отражает снижение онкогенности клеток в культуре.
Заключение
Таким образом, АСТ и РК11115 способны подавлять пролиферацию, вызывать дифференцировку и активацию сигнального пути апоптоза. Это показано в изменении экспрессии TSPO, VDAC и белков, связанных с апоптозом (Bcl-2, BAX и Chop). Совместное действие АСТ и РК11115 значительно усиливает торможение пролиферации, с последующей индукцией дифференцировки и запуском программируемой гибели клеток нейробластомы мыши N1E-115. Полученные результаты дают возможность рекомендовать использование АСТ и РК11115 и их сочетание при разработке препаратов противоопухолевого действия.
Список литературы
1. Caroline E. Nunes-Xavier, Laura Zaldumbide, Olaia Aurtenetxe, Ricardo Lopez-Almaraz, Jose I. Lopez, Rafael Pulido. Dual-Specificity Phosphatases in Neuroblastoma Cell Growth and Differentiation. Int. J. Mol Sci. 2019. №7. Р. 20.
2. Kovalevich J., Langford D. Considerations for the use of SH-SY5Y neuroblastoma cells in neurobiology. Methods Mol Biol. 2013. №1078. Р. 9-21.
3. Lee S.J., Bai S.K., Lee K.S., Namkoong S., Na H.J., Ha K.S., Han J.A., Yim S.V., Chang K., Kwon Y.G., Lee S.K., Kim Y.M. Astaxanthin inhibits nitric oxide production and inflammatory gene expression by suppressing I(kappa)B kinase-dependent NF-kappaB activation. Mol. Cells. 2003. V. 16. P. 97-105.
4. Ambati R.R., Phang S.M., Ravi S., Aswathanarayana R.G. Astaxanthin: sources, extraction, stability, biological activities and its commercial applications--a review. Mar Drugs. 2014. vol. 12. P. 128-152.
5. Christian Galasso, Ida Orefice, Paola Pellone, Paola Cirino, Roberta Miele, Adrianna Ianora, Christophe Brunet, and Clementina Sansone. On the Neuroprotective Role of Astaxanthin: New Perspectives? Drugs. 2018. №16 (8). Р. 247.
6. Мякишева С.Н., Бабурина Ю.Л., Крестинина О.В. Астаксантин может влиять на рост и развитие клеток мышиной нейробластомы ШЕ-115 (клон С-1300) // Современные проблемы науки и образования. 2020. №4. [Электронный ресурс].
7. Bethany Grimmig, Seol-Hee Kim, Kevin Nash, Paula C. Bickford, Douglas R. Shytle. Neuroprotective mechanisms of astaxanthin: a potential therapeutic role in preserving cognitive function in age and neurodegeneration", GeroScience. 2017. №39 (1). Р. 19-32.
8. Walter R.B., Pirga J.L., Cronk M.R., Mayer S., Appelbaum F.R., Banker D.E. PK11195, a peripheral benzodiazepine receptor (pBR) ligand, broadly blocks drug efflux to chemosensitize leukemia and myeloma cells by a pBR-independent, direct transporter-modulating mechanism. Blood. 2005. V. 106. P. 3584-3593.
9. Batarseh A., Papadopoulos V. Regulation of translocator protein 18 kDa (TSPO) expression in health and disease states. Mol. Cell Endocrinol. 2010. V. 327. P. 1-12.
10. Austin C.J., Kahlert J., Kassiou M., Rendina L.M. The translocator protein (TSPO): a novel target for cancer chemotherapy. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2013. V. 45. P. 1212-1216.
11. Wu X., Gallo K.A. The 18-kDa Translocator Protein (TSPO) Disrupts Mammary Epithelial Morphogenesis and Promotes Breast Cancer Cell Migration. PLoS One. 2013. V. 8. P. e71258.
12. Gogvadze V., Orrenius S., Zhivotovsky B. Mitochondria in cancer cells: what is so special about them? Trends Cell Biol. 2018. Р. 165-173.
13. Крестинина О.В., Мякишева С.Н., Бабурина Ю.Л., Фадеев Р.С., Азарашвили Т.С., Акатов В.С. Влияние карбоксиамид изохинолина и мелатонина на дифференцировку клеток мышиной нейробластомы ШЕ-115 (клон С-1300) и на экспрессию в них транслокаторного белка TSPO и 2',3'-циклонуклеотид-3'-фосфодиэстеразы // Нейрохимия. 2017. №34 (1). С. 41-48.
14. Nishitoh H. Chop is a multifunctional transcription factor in the ER stress response. J. Biochem. 2012. №151. Р. 217-219.
15. Hanbit Lee, Joo Weon Lim, and Hyeyoung Kim Effect of Astaxanthin on Activation of Autophagy and Inhibition of Apoptosis in Helicobacter pylori-Infected Gastric Epithelial Cell Line AGS. Nutrients. 2020. №12 (6). Р. 1750.