بررسی اثر سیتوتوکسیک 10-جینجرول، از مشتقات گیاه دارویی زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe)، بر رده‌های ‌سلولی سرطان خون لنفوبلاستی حاد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زیست‌شناسی سلولی مولکولی و میکروبیولوژی، دانشکده علوم و فناوری‌های زیستی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشیار، گروه زیست‌شناسی سلولی مولکولی و میکروبیولوژی، دانشکده علوم و فناوری‌های زیستی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

3 استادیار، مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

4 کارشناس ارشد، گروه زیست‌شناسی سلولی مولکولی و میکروبیولوژی، دانشکده علوم و فناوری‌های زیستی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

شناسه دیجیتال (DOR):
98.1000/1735-0905.1400.37.1.105.1.1576.1583

شیمی درمانی به‌عنوان معمول‌ترین روش درمان سرطان دارای عوارض جانبی بسیاری می‌باشد که ادامه روند درمان را دشوار می‌سازد. مطالعات نشان می‌دهد استفاده از گیاهان دارویی به‌صورت منفرد یا در ترکیب با داروهای شیمی‌درمانی می‌تواند سبب کاهش اثرات مخرب ناشی از شیمی‌درمانی شود. هدف از این مطالعه بررسی اثر 10-جینجرول به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین مشتقات گیاه دارویی زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe) بر رده‌های سلولی سرطان خون لنفوبلاستی حاد بود. رده‌های سلولی لنفوبلاستی حاد (CCRF-CEM، R-CCRF-CEM، Nalm-6 و RN95) پس از رسم منحنی رشدشان، با غلظت‌های افزایشی 10-جینجرول تیمار شدند. درصد زنده‌مانی با روش آزمون MTT ارزیابی شد. علاوه‌بر این، جهت بررسی میزان مرگ سلولی و تأیید نتایج حاصل از آزمون MTT، از روش رنگ‌آمیزی با تریپان‌بلو استفاده شد. به‌منظور کشف فرآیندهای بیولوژیکی، عملکرد مولکولی و اجزای سلولی مرتبط با ژن‌های هدف 10-جینجرول، آنالیز تفسیر عملکردی با استفاده از منبع GO و پایگاه داده Enrichr (یک ابزار جامع آنالیز مجموعه ژن) انجام شد. جهت آنالیزهای آماری نیز از نرم‌افزار Graph Pad Prism 6 استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که 10-جینجرول به‌طور معنی‌دار بر رده‌های سلولی R-CCRF-CEM، Nalm-6 و RN95 اثر سیتوتوکسیک دارد (0.05 > p ). این اثر در غلظت‌های بالا، در رده R-CCRF-CEM و Nalm-6 بیشتر از رده CCRF-CEM بود. آنالیزهای GO نیز آپوپتوز را به‌عنوان مهمترین فرآیند بیولوژیکی مرتبط با 10-جینجرول تعیین نمود. در این پژوهش برای اولین بار اثر سیتوتوکسیک10-جینجرول بر سلول‌های سرطان خون لنفوبلاستی حاد نشان داده شد.

کلیدواژه‌ها


- Abdullah, S., Abidin, S.A.Z., Murad, N.A., Makpol, S., Ngah, W.Z.W. and Yusof, Y.A.M., 2010. Ginger extract (Zingiber officinale) triggers apoptosis and G0/G1 cells arrest in HCT 116 and HT 29 colon cancer cell lines. African Journal of Biochemistry Research, 4: 134-142.
- Abedi, M., Rahgozar, S. and Esmaeili, A., 2020. Iron protects childhood acute lymphoblastic leukemia cells from methotrexate cytotoxicity. Cancer Medicine, 9(1): 1-14.
- Akimoto, M., Iizuka, M., Kanematsu, R., Yoshida, M. and Takenaga, K., 2015. Anticancer effect of ginger extract against pancreatic cancer cells mainly through reactive oxygen species-mediated autotic cell death. PloS ONE, 10(5): e0126605.
- Babasheikhali, S.R., Rahgozar, S. and Mohammadi, M., 2019. Ginger extract has anti-leukemia and anti-drug resistant effects on malignant cells. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology, 145:
1987-1998.
- Bentires-Alj, M., Barbu, V., Fillet, M., Chariot, A., Relic, B., Jacobs, N., Gielen, J., Merville, M.P. and Bours, V., 2003. NF-κ B transcription factor induces drug resistance through MDR1 expression in cancer cells. Oncogene, 22: 90-97.
- Bernard, M.M., McConnery, J.R. and Hoskin, D.W., 2017. [10]-Gingerol, a major phenolic constituent of ginger root, induces cell cycle arrest and apoptosis in triple-negative breast cancer cells. Experimental and Molecular pathology, 102: 370-376.
- Butt, M.S. and Sultan, M.T., 2011. Ginger and its health claims: molecular aspects. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 51: 383-393.
- Crowley, L.C., Marfell, B.J., Christensen, M.E. and Waterhouse, N.J., 2016. Measuring cell death by trypan blue uptake and light microscopy. Cold Spring Harbor Protocols, 2016(7): 643-646.
- Dugasani, S., Pichika, M.R., Nadarajah, V.D., Balijepalli, M.K., Tandra, S. and Korlakunta, J.N., 2010. Comparative antioxidant and anti-inflammatory effects of [6]-gingerol,[8]-gingerol,[10]-gingerol and [6]-shogaol. Journal of Ethnopharmacology, 127: 515-520.
- Fuzer, A.M., Lee, S.Y., Mott, J.D. and Cominetti, M.R., 2017. [10]‐Gingerol reverts malignant phenotype of breast cancer cells in 3D culture. Journal of Cellular Biochemistry, 118: 2693-2699.
- Joo, J.H., Hong, S.S., Cho, Y.R. and Seo, D.W., 2016. 10-Gingerol inhibits proliferation and invasion of MDA-MB-231 breast cancer cells through suppression of Akt and p38MAPK activity. Oncology Reports, 35: 779-784.
- Karna, P., Chagani, S., Gundala, S.R., Rida, P.C., Asif, G., Sharma, V., Gupta, M.V. and Aneja, R., 2012. Benefits of whole ginger extract in prostate cancer. British Journal of Nutrition, 107: 473-484.
- Kim, J.S., Im Lee, S., Park, H.W., Yang, J.H., Shin, T.Y., Kim, Y.C., Baek, N.I., Kim, S.H., Choi, S.U. and Kwon, B.M., 2008. Cytotoxic components from the dried rhizomes of Zingiber officinale Roscoe. Archives of Pharmacal Research, 31: 415.
- Kuete, V., Tankeo, S.B., Saeed, M.E., Wiench, B., Tane, P. and Efferth, T., 2014. Cytotoxicity and modes of action of five Cameroonian medicinal plants against multi-factorial drug resistance of tumor cells. Journal of Ethnopharmacology, 153: 207-219.
- Ohnishi, S. and Takeda, H., 2015. Herbal medicines for the treatment of cancer chemotherapy-induced side effects. Frontiers in Pharmacology, 6: 14.
- Peng, F., Tao, Q., Wu, X., Dou, H., Spencer, S., Mang, C., Xu, L., Sun, L., Zhao, Y. and Li, H., 2012. Cytotoxic, cytoprotective and antioxidant effects of isolated phenolic compounds from fresh ginger. Fitoterapia ,83: 568-585.
- Pieters, R. and Carroll, W.L., 2008. Biology and treatment of acute lymphoblastic leukemia. Pediatric Clinics of North America, 55: 1-20.
- Prasad, S. and Tyagi, A.K., 2015. Ginger and its constituents: role in prevention and treatment of gastrointestinal cancer. Gastroenterology Research and Practice, 2015(11): 142979.
- Pui, C.H., 2010. Recent research advances in childhood acute lymphoblastic leukemia. Journal of the Formosan Medical Association, 109: 777-787.
- Pui, C.H., Yang, J.J., Hunger, S.P., Pieters, R., Schrappe, M., Biondi, A., Vora, A., Baruchel, A., Silverman, L.B. and Schmiegelow, K., 2015. Childhood acute lymphoblastic leukemia: progress through collaboration. American Society Journal of Clinical Oncology, 33(27): 1-11.
- Rahgozar, S., Moafi, A., Abedi, M., Entezar-e-ghaem, M., Moshtaghian, J., Ghaedi, K., Esmaeili, A. and Montazeri, F., 2014. mRNA expression profile of multidrug-resistant genes in acute lymphoblastic leukemia of children, a prognostic value for ABCA3 and ABCA2. Cancer Biology & Therapy, 15: 35-41.
- Rhode, J.M., Huang, J., Fogoros, S., Tan, L., Zick, S. and Liu, J.R., 2006. Ginger induces apoptosis and autophagocytosis in ovarian cancer cells. Proceedings of the American Association Cancer Research, 47: 4510.
- Ryu, M.J. and Chung, H.S., 2015. [10]-Gingerol induces mitochondrial apoptosis through activation of MAPK pathway in HCT116 human colon cancer cells. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal, 51: 92-101.
- Safarzadeh, E., Shotorbani, S.S. and Baradaran, B., 2014. Herbal medicine as inducers of apoptosis in cancer treatment. Advanced Pharmaceutical Bulletin, 4: 421-427.
- Sak, K., 2012. Chemotherapy and dietary phytochemical agents. Chemotherapy Research and Practice, 2012: 282570.
- Sang, S., Hong, J., Wu, H., Liu, J., Yang, C.S., Pan, M.-H., Badmaev, V. and Ho, C.T., 2009. Increased growth inhibitory effects on human cancer cells and anti-inflammatory potency of shogaols from Zingiber officinale relative to gingerols. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57: 10645-10650.
- Semwal, R.B., Semwal, D.K., Combrinck, S. and Viljoen, A.M., 2015. Gingerols and shogaols: important nutraceutical principles from ginger. Phytochemistry, 117: 554-568.
- Siegel, R.L., Miller, K.D. and Jemal, A., 2016. Cancer statistics, 2016. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 66: 7-30.
- Sylvester, P.W., 2011. Optimization of the tetrazolium dye (MTT) colorimetric assay for cellular growth and viability: 157-168. In: Satyanarayanajois, S.D., (Ed.). Drug Design and Discovery: Methods and Protocols. Springer, 284p.
- Wei, Q.Y., Ma, J.P., Cai, Y.J., Yang, L. and Liu, Z.L., 2005. Cytotoxic and apoptotic activities of diarylheptanoids and gingerol-related compounds from the rhizome of Chinese ginger. Journal of Ethnopharmacology, 102: 177-184.
- Zanjirband, M., Rahgozar, S. and Aberuyi, N., 2020. miR-16-5p affects sensitivity to RG7388 (Idasanutlin) through p53-WIP1 feedback loop in Childhood Acute Lymphoblastic Leukemia. Submitted in Molecular and Cellular Pediatrics.
- Zhang, F., Thakur, K., Hu, F., Zhang, J.G. and Wei, Z.J., 2017. 10-Gingerol, a phytochemical derivative from “tongling white ginger”, inhibits cervical cancer: insights into the molecular mechanism and inhibitory targets. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 65: 2089-2099.