Pengaruh Glikosida Total Cistanche Deserticola Terhadap Metabolisme Energi Sel HepG2 Manusia

Untuk mempelajari efek anti tumor Cistanche deserticola Y. Ma, sel HepG2 diobati dengan 0, 3.5, 10.5, 21, 31.5, dan 42µg/ml total glikosida (TG) dari Cistanche deserticola. Tingkat kelangsungan hidup sel HepG2 dan konsentrasi penghambatan 50 persen (IC50) dideteksi menggunakan metode CCK-8, dan tingkat spesies oksigen reaktif (ROS) dideteksi dengan menggunakan probe fluoresensi DCFH-DA. Akhirnya, penganalisa energi Seahorse XFe24 (Agilent, Amerika Serikat) digunakan untuk mendeteksi tekanan mitokondria sel dan tekanan glikolitik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa TG dapat menurunkan tingkat kelangsungan hidup sel HepG2 dan kadar IC50 sebesar 35,28µg/ml. Dengan meningkatnya konsentrasi TG, tingkat ROS menunjukkan tren kenaikan yang bergantung pada konsentrasi. Metabolisme energi menunjukkan bahwa setiap kelompok dosis TG dapat secara signifikan menurunkan fungsi pernapasan mitokondria dan glikolitik sel HepG2. Sebagai kesimpulan, TG dapat secara signifikan menghambat respirasi mitokondria dan fungsi glikolisis sel HepG2, meningkatkan level ROS, dan menghambat proliferasi sel. Dengan demikian, percobaan ini menunjukkan bahwa Cistanche deserticola dapat digunakan sebagai sumber makanan atau obat antikanker di masa mendatang. Namun, studi lebih lanjut tentang mekanisme dan aplikasi klinisnya diperlukan.

Klik Suplemen Cistanche Untuk Meningkatkan Sistem Kekebalan Tubuh

1. Perkenalan

pada Cistanche deserticola Y. Ma adalah obat homolog dan zat makanan. Ini adalah tanaman parasit abadi dari keluarga Orobanchaceae dan disebut "ginseng gurun" (1). Yang terpenting, nutrisi seperti lemak dan protein yang disediakan oleh Cistanche dapat memenuhi kebutuhan metabolisme energi dasar jaringan manusia normal dan mengurangi suplai energi sel tumor dan dengan demikian mencapai tujuan menghambat pertumbuhan sel tumor. Selain itu, Cistanche memiliki fungsi antioksidan, penekanan respon inflamasi, dan peningkatan imunitas (1, 2). Sejak Komisi Kesehatan Nasional Republik Rakyat Tiongkok dan Administrasi Negara untuk Peraturan Pasar secara resmi mengumumkan produksi dan pengoperasian Cistanche deserticola. Y.Ma sebagai zat homolog obat dan makanan diujicobakan pada tahun 2021, dan telah dilakukan penelitian yang lebih mendalam tentang perkembangannya

Kanker hati adalah tumor ganas umum pada sistem pencernaan, dan kematiannya menempati urutan terdepan dari tumor ganas (3, 4), yang dapat dibagi menjadi primer dan sekunder. Saat ini, masih terdapat kekurangan obat terapi yang aman dan efektif di klinik. Jika sorafenib dan obat terapi lainnya dikonsumsi dalam waktu lama, mereka akan rentan terhadap resistensi obat dan efek samping (5). Karena gejala awal kanker hati tidak spesifik dan sebagian besar gejala berada pada tahap pertengahan dan akhir, orang lebih aktif dalam pengobatan kanker hati dengan obat tradisional Cina. Di antara pasien dengan tumor dan pasien dengan efek kuratif yang tidak memuaskan, seperti kemoradioterapi, pengobatan tradisional Tiongkok mencerminkan keunggulannya, seperti dapat meningkatkan kekebalan dan menjadi adjuvant dalam pengobatan tumor jangka awal dan menengah.

Dalam beberapa tahun terakhir, telah dilaporkan bahwa Cistanche memiliki efek antikanker (6-11). Kamu et al. (6) menemukan bahwa ekstrak echinacoside dari Cistanches herba (Cistanche salsa) dapat menghambat proliferasi sel HepG2 dengan mengurangi ekspresi TREM2 dan memblokir jalur sinyal PI3K/Akt. Li dkk. (7) juga menemukan bahwa echinacoside memberikan aktivitas antitumor melalui sumbu miR-503-3p/TGF- 1/Smad terhadap kanker hati. Sementara itu, Verbascoside dapat mengatur stres oksidatif dan apoptosis sel HepG2 melalui STAT-3 dan memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai agen kemopreventif (8–10). Selain itu, peneliti menemukan bahwa glikosida feniletanoid juga dapat menghambat efek proliferasi sel HepG2 (11). Selain itu, echinacoside menghambat proliferasi sel kanker ginjal 786-O dan sel kanker kolon SW480 (12, 13). Dalam penelitian lain, glikosida feniletanoid dari Cistanche juga telah terbukti mengurangi cedera hati pada tikus pembawa tumor H22 (14, 15) dan untuk meningkatkan fungsi kekebalan dengan mengurangi kadar AFP, sehingga berdampak buruk pada pertumbuhan tumor (16). Perlu dicatat bahwa metabolisme energi yang berubah adalah salah satu karakteristik sel tumor, yang dimanifestasikan sebagai fakta bahwa sel tumor menggunakan glikolisis glukosa sebagai cara suplai energi terlepas dari lingkungan aerobik atau anaerobik, dan fenomena ini dikenal sebagai "Efek Warburg." Oleh karena itu, secara teori dimungkinkan untuk membuat sel tumor kelaparan secara selektif untuk membatasi pertumbuhan sel tumor dengan membatasi pengambilan glukosa (17).

Meskipun banyak penelitian telah mempelajari efek anti tumor dari glikosida feniletanoid, seperti Echinacoside dan Verbascoside, aktivitas anti tumor dari TG (phenylethanoid glycosides, dan glikosida lainnya) (18) tidak umum. Hanya ada sedikit penelitian tentang apakah TG mempengaruhi metabolisme energi sel tumor. Dengan demikian, percobaan ini menganalisis hubungan antara metabolisme energi, kerusakan oksidatif, dan kelangsungan hidup sel melalui kemampuan glikolitik dan tekanan mitokondria untuk mengeksplorasi aktivitas penghambatan TG pada sel HepG2.

2. Bahan-bahan dan metode-metode

2.1. Kultur sel dan pengobatan

Sel HepG2 dibeli dari Cell Center of the Institute of Basic Medicine, Peking Union Medical University (Beijing, China), dan media lengkap DMEM yang mengandung 10 persen serum janin sapi dan 1 persen antibodi (penisilin, streptomisin, dan gentamisin) digunakan. Sel-sel dikultur dalam inkubator kelembaban jenuh 37◦C dan 5 persen CO2 (19). Setelah sel tumbuh menjadi pertemuan 80-90 persen , mereka dicerna dengan tripsin 0,25 persen tanpa EDTA dan disubkultur dalam 1:3. Setelah 2-3 hari pertumbuhan sel, sel-sel dalam tahap pertumbuhan logaritmik diambil untuk subkultur atau percobaan selanjutnya. Dalam setiap percobaan, sel HepG2 terpapar dengan konsentrasi TG yang berbeda.

Glikosida total Cistanche deserticola disediakan oleh Mongolia Dalam Sankou Technology Co., Ltd (Ordos, Mongolia Dalam, Cina) (20). TG dilarutkan dalam media kultur DMEM hingga konsentrasi akhir 0, 3,5, 10,5, 21, 31,5, dan 42 µg/ml.

2.2. Efek TG pada morfologi sel HepG2

Sel-sel HepG2 dalam fase pertumbuhan logaritmik diinokulasi ke dalam pelat sumur 24-pada konsentrasi 5×104 /lubang. Setelah sel menempel pada dinding, TG ditambahkan hingga konsentrasi akhir 0, 21, dan 42µg/ml dan dikultur selama 24 jam. Kemudian, morfologi sel masing-masing kelompok diamati di bawah mikroskop fluoresensi

2.3. Efek TG pada proliferasi sel HepG2

Logaritma fase pertumbuhan sel sel HepG2 diambil sebagai 1×104 /well, diinokulasi dalam 96-well plate, dan masing-masing well diinokulasi dengan 100 µl. Setelah sel menempel pada dinding, mereka dilarutkan dalam media DMEM bebas serum sehingga konsentrasi obat akhir adalah 0, 3,5, 10,5, 21, 31,5, dan 42µg/ml. Setiap konsentrasi diberikan enam sumur ganda dan kemudian diinkubasi pada suhu 37◦C di bawah 5 persen CO2 dalam inkubator selama 24 jam. Terakhir, pada setiap sumuran ditambahkan 100 µl media kultur DMEM yang mengandung larutan CCK8 10 persen, kemudian sumuran diinkubasi dalam inkubator selama 30 menit untuk mendeteksi nilai absorbansi (A) pada 450 nm.

2.4. Pengukuran tingkat ROS intraseluler

Sistem 2 ml per sumur yang berisi 4 × 105 sel diletakkan di pelat sumur 6-dan ditempatkan di inkubator pada suhu 37◦C di bawah 5 persen CO2. Setelah 24 jam pengobatan, tingkat ROS intraseluler diukur. Kemudian, 1 ml DCFH-DA (10μM) ditambahkan dan diinkubasi dalam gelap pada suhu 37◦C selama 30 menit. Kemudian, kami mencucinya dengan PBS tiga kali, dan terakhir, aktivitas ROS terdeteksi oleh flow cytometry

2.5. Efek TG pada metabolisme energi HepG2 ce

s (A) Optimalisasi kondisi pengujian: Sel HepG2 dalam periode pertumbuhan logaritmik dipilih dan diinokulasi pada pelat kultur sel penganalisa bioenergi Seahorse XFe 24 pada 500 µl per sumur sehingga jumlah sel adalah 1, 2, 4, dan 8 (×104). Lima ulangan dari masing-masing kelompok dibuat, yang hanya A1, B3, C4, dan D6 yang ditambahkan media kultur. (B) Deteksi tekanan mitokondria: kit tekanan mitokondria dikeluarkan terlebih dahulu, yang meliputi oligomycin, carbonyl cyanidetrifluoromethoxy phenylhydrazone (FCCP), dan rotenone/antimycin A (Rot/AA). Mereka diencerkan dengan media deteksi untuk membuat konsentrasinya 1µM, 0,5µM, dan 0,5µM, secara terpisah.

Kemudian, pelat probe terhidrasi dikeluarkan dan ditambahkan ke port A, B, dan C masing-masing dengan volume 56 µl, 62 µl, dan 69 µl. Nilai tingkat konsumsi oksigen (OCR) pada interval waktu yang berbeda diukur untuk mencerminkan tingkat fosforilasi oksidatif. (C) Deteksi tekanan glikolisis: Glukosa, oligomisin, dan 2- deoksiglukosa (2-DG) diencerkan dengan media deteksi untuk membuat konsentrasi masing-masing 10 mM, 1µM, dan 50 mM. Kemudian, pelat probe terhidrasi dipindahkan dan ditambahkan masing-masing ke port A, B, dan C, dengan volume yang disebutkan di atas. Nilai tingkat pengasaman ekstraseluler (ECAR) pada interval waktu yang berbeda diukur untuk mencerminkan fungsi glikolitik sel (21).

2.6. noda Barat

Sel-sel yang diberi perlakuan disepuh dengan 80 µl buffer lisis (RIPA: PMSF=100:1) yang digunakan untuk melisiskan protein, dan kemudian, elektroforesis gel sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide (SDS-PAGE) dilakukan untuk memisahkan sampel protein (volume pemuatan 50 µg per sumur). Kemudian, transfer protein ke membran PVDF dilakukan menggunakan penangas es, protein diblokir oleh BSA selama 1 jam pada suhu kamar, dan antibodi primer (Bcl-2, Bax, caspase-3) ditambahkan secara proporsional dan diinkubasi semalaman pada suhu 4◦C. Setelah itu, membran PVDF kemudian diinkubasi dengan antibodi sekunder yang diencerkan selama 1-2 jam pada suhu kamar. -Actin digunakan sebagai protein referensi internal, dan membran PVDF dikembangkan dan diperbaiki untuk mengamati perubahan ekspresi protein target (22, 23).

2.7. Pemrosesan statistik

Data uji dinyatakan sebagai χ ± SD (standar deviasi) dan dianalisis dengan analisis varians satu arah (ANOVA) menggunakan SPSS 25.0 (SPSS, Amerika Serikat). Flowjo10 dan Graphpad prism 8.0.2 adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menggambar angka. ∗P < 0.05 dan ∗∗P < 0.01.

3. Hasil

3.1. Efek TG pada morfologi sel HepG2

Dalam proses apoptosis, mula-mula volume sel akan berkurang dan berubah bentuk secara perlahan kemudian sel yang semakin dekat dengan dinding akan perlahan menyusut, menjadi bulat, rontok, dan mengakibatkan piknosis kromosom. Beberapa inti akan pecah, terpinggirkan, dan membentuk vesikel apoptosis. Diamati dari Gambar 1 bahwa, ketika sel HepG2 diobati dengan TG, volume sel secara bertahap menurun. Diamati secara intuitif bahwa inti sel yang diobati dengan 21μg/ml TG mulai menyusut dan volumenya menjadi lebih kecil. Dengan TG 42µg/ml, sel disertai dengan floating dan fragmentasi sel; membran sel benar-benar pecah, retak, nekrotik, dengan batas yang tidak jelas, dan dalam keadaan segera runtuh dan mati

3.2. Efek TG pada proliferasi sel HepG2

Untuk mengkonfirmasi efek antitumor TG in vitro, sel HepG2 diobati dengan serangkaian konsentrasi TG (0, 3.5, 10.5, 21, 31.5, dan 42µg/ml) selama 24 jam. Kemudian, metode uji CCK8 digunakan untuk mengeksplorasi efek TG pada proliferasi sel HepG2

mengeksplorasi efek TG pada proliferasi sel HepG2. Gambar 2 menunjukkan bahwa proliferasi HepG2 dipengaruhi pada berbagai tingkat setelah pengobatan dengan konsentrasi TG yang berbeda selama 24 jam. Dibandingkan dengan tingkat kelangsungan hidup sel kelompok kontrol, tingkat kelangsungan hidup sel kelompok perlakuan masing-masing adalah 96,95 persen , 92,59 persen , 92,78 persen , 77,28 persen , dan 31.04 persen . Dengan peningkatan konsentrasi, tingkat kelangsungan hidup sel menunjukkan tren penurunan, tetapi tidak ada perbedaan yang signifikan (P > 0.05) pada konsentrasi 3,5, 10,5, dan 21µg/ml, dan kisaran penghambatan adalah kecil. Ada perbedaan yang signifikan antara konsentrasi 31,5 dan 42µg/ml (P <0,01), dan tingkat penghambatan setinggi 68,96 persen pada 42µg/ml. Oleh karena itu, percobaan ini menunjukkan bahwa TG dapat secara signifikan menghambat kelangsungan hidup sel HepG2 dengan cara yang bergantung pada konsentrasi, dan percobaan lebih lanjut mungkin diperlukan untuk mengkonfirmasi sitotoksisitas TG.

3.3. Pengukuran tingkat ROS intraseluler

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, dengan peningkatan konsentrasi TG, kandungan relatif ROS yang lebih tinggi terdeteksi oleh metode probe fluoresensi DCFH-DA, yang menunjukkan tren gradien dosis. Setelah pengobatan TG selama 24 jam, intensitas fluoresensi relatif DCF meningkat sebesar 0.91 persen , 13.64 persen , 24.61 persen , 45.91 persen , dan 105.33 persen , dan terdapat perbedaan yang sangat signifikan pada 10,5, 21, 31,5, dan 42µg/ml (P <0,01). Ketika konsentrasi TG adalah 42μg/ml, tingkat akumulasi ROS maksimum diamati sekitar dua kali lebih tinggi daripada kelompok kontrol. Oleh karena itu, kami berspekulasi bahwa kapasitas produksi ROS yang stabil dan tinggi mungkin menjadi alasan sitotoksisitas TG yang lebih baik. Hasil ini juga dapat menunjukkan hubungan yang erat antara kemampuan produksi ROS dan sitotoksisitas sel

3.4. Efek TG pada respirasi aerobik mitokondria Hep2 ce

3.4.1. Penentuan jumlah sel

Dalam deteksi tekanan mitokondria dan tekanan glikolitik, pertama-tama diperlukan untuk menentukan kepadatan pembenihan sel yang optimal (21). Dalam percobaan ini, direkomendasikan bahwa nilai tingkat konsumsi oksigen dasar (OCR) dan tingkat pengasaman ekstraseluler (ECAR) digunakan untuk mengkarakterisasi kepadatan sel. Pertama, evaluasi visual digunakan untuk memperkirakan kepadatan sel yang optimal: sel harus terdistribusi secara merata di setiap sumur dengan derajat fusi 50-90 persen . Di satu sisi, ketika menggunakan 24-well bio energy analyzer untuk menentukan nilai OCR atau ECAR sel, kepadatan inokulasi sel harus 1×104 -8×104 sel/well. Di sisi lain, nilai OCR dan ECAR dasar dapat digunakan untuk menentukan kerapatan penaburan terbaik dan memastikan keakuratan data. Menurut deskripsi produk penganalisa Seahorse XFe24, OCR sel dalam kondisi pertumbuhan normal harus dalam. kisaran 50–400 pmol/menit dan kisaran ECAR dasar normal harus berada dalam kisaran 20–120 mph/menit. Oleh karena itu, menggabungkan kedua aspek tersebut, mempertahankan sel pada 8×104/sumur akan lebih sesuai (Gambar 4)

3.4.2. Efek TG pada fosforilasi oksidatif sel HepG2

ls, Evaluasi fungsi mitokondria sangat penting untuk memahami penyakit yang berkaitan dengan metabolisme energi sel dan pengembangan obat yang sesuai, dan OCR adalah salah satu indeks evaluasi yang paling penting. Untuk mempelajari efek TG pada proses fosforilasi oksidatif sel HepG2, kami menggunakan penganalisa Seahorse XFe24 untuk mendeteksi tingkat OCR sel yang diobati dengan TG dan menganalisis indeks yang relevan. Dengan peningkatan konsentrasi TG, tingkat OCR secara bertahap menurun (Gambar 5A, B), dan terutama, setelah penambahan FCCP, perbedaan nilai OCR antara kelompok dosis dan kelompok kontrol menjadi lebih besar. Pada saat yang sama, Gambar 5C–F dan Tabel 1 menunjukkan bahwa respirasi basal menurun secara bertahap; dibandingkan dengan 0µg/ml, penurunannya masing-masing sebesar 39,24 persen , 41,43 persen , 47,10 persen , 78,22 persen , dan 95,26 persen , untuk setiap kelompok dosis. Laju pernapasan maksimum menurun masing-masing sebesar 52,95 persen, 65,06 persen, 77,76 persen, 94,48 persen, dan 98,61 persen; Konsumsi oksigen non-mitokondria menurun masing-masing sebesar 37,34 persen , 37,45 persen , 47,27 persen , 76,10 persen , dan 79,79 persen . Produksi ATP menurun masing-masing sebesar 42,49 persen, 47,91 persen, 57,83 persen, 87,28 persen, dan 98,16 persen.

Alasan penurunan mungkin karena sel yang diobati dengan TG berada dalam keadaan apoptosis dan tingkat ROS meningkat, yang dapat meningkatkan kerusakan oksidatif sel, mengurangi aktivitas kompleks rantai pernapasan mitokondria, dan mempengaruhi kemampuan sintesis ATP mitokondria. Hasil penelitian menunjukkan bahwa TG dapat secara signifikan menghambat keseluruhan tingkat respirasi aerobik mitokondria sel, dan tingkat kelangsungan hidup sel setelah pengobatan TG berkurang secara signifikan, yang mungkin berhubungan langsung dengan gangguan metabolisme energi mitokondria. Namun, ada kebutuhan untuk studi yang lebih mendalam tentang mekanismenya

3.4.3. Efek TG pada kemampuan glikolitik HepG2

Proses glikolisis dilakukan di dalam matriks sel, dan asam laktat yang dihasilkan melepaskan H+ ke luar sel. Selain itu, penganalisa Seahorse XFe24 digunakan untuk menganalisis fungsi glikolitik dengan mendeteksi nilai ECAR setelah pengobatan TG dan parameter pengujian yang relevan untuk menentukan metode spesifik dimana TG mempengaruhi proses glikolitik sel HepG2. Seiring waktu, dengan penambahan glukosa dan oligomisin, nilai ECAR meningkat secara bertahap dan menunjukkan tren penurunan setelah penambahan 2- DG (Gambar 6A). Dengan peningkatan konsentrasi TG, tingkat ECAR keseluruhan secara bertahap menurun (Gambar 6B), yang tercermin dari penurunan bertahap kapasitas glikolitik dan nilai cadangan glikolitik (Gambar 6D, E; Tabel 2). Tingkat non-glikosilasi sebagian besar lebih rendah daripada kelompok kontrol tetapi tidak ada ketergantungan konsentrasi (Gambar 6C). Dibandingkan dengan kelompok kontrol, kapasitas glikolitik kelompok perlakuan TG menurun masing-masing sebesar 1,12 persen , 9,29 persen , 34,46 persen , 92,15 persen , dan 100.00 persen ; nilai cadangan glikolitik menurun masing-masing sebesar 4,78 persen, 34,17 persen, 79,50 persen, 93,39 persen, dan 98,63 persen.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa TG dapat menghambat proliferasi dan pertumbuhan sel HepG2 dengan mengurangi fungsi glikolitik HepG2 dan menghasilkan sitotoksisitas. Sebagai catatan, tingkat kerusakan fungsi glikolitik pada dosis rendah lebih rendah daripada tingkat penurunan berbagai parameter fosforilasi oksidatif sel, sedangkan fungsi glikolitik dan fosforilasi oksidatif sel berkurang secara signifikan pada dosis tinggi. Oleh karena itu, disarankan bahwa TG terutama merusak fungsi mitokondria pada dosis rendah, sedangkan pada dosis tinggi merusak fungsi mitokondria dan fungsi glikolitik pada saat yang bersamaan, untuk mempercepat derajat apoptosis dan nekrosis sel tumor dan menghambat proliferasi sel.

3.5. Ekspresi protein sel HepG2 setelah pengobatan TG

Gambar 7 menunjukkan bahwa, setelah pengobatan dengan konsentrasi TG yang berbeda selama 24 jam, tingkat ekspresi protein HepG2 adalah 0.01. berubah secara bersamaan. Ketika konsentrasi TG meningkat, tingkat ekspresi faktor proapoptosis Bax dan Caspase-3 meningkat, dan ekspresi protein relatif paling tinggi ketika konsentrasi masing-masing adalah 31,5 µg/ml dan 10,5 µg/ml. Selain itu, ketika konsentrasi rendah (0, 3.5, 10.5, dan 21µg/ml TG), ekspresi relatif faktor antiapoptosis Bcl-2 meningkat. Pada konsentrasi TG 31,5µg/ml dan 42µg/ml menunjukkan tren penurunan yang signifikan. Oleh karena itu, kami menyimpulkan bahwa TG dapat mempromosikan apoptosis HepG2

4. Pembahasan dan kesimpulan

Studi membuktikan bahwa Cistanche deserticola dan komponennya yang efektif memiliki sifat antioksidan, anti-kelelahan, antipenuaan, antitumor,umor, dan peningkatan daya ingat serta meningkatkan pembentukan tulang (11, 12). Saat ini, pengobatan kanker hati masih kurang efektif. Seringkali didasarkan pada perawatan komprehensif seperti pembedahan, radioterapi, dan kemoterapi. Kemoterapi memiliki efek toksik dan samping yang besar dan mudah mengembangkan resistensi obat. Obat tradisional Cina memiliki toksisitas antitumor dan efek samping yang kurang efektif. Pada saat yang sama, dapat meningkatkan kekebalan organik dan mencegah kanker (24)

.01. sel HepG2 dengan cara yang bergantung pada dosis dengan peningkatan konsentrasi. Kanker memenuhi kebutuhan biosintesis dan redoks sel tumor dengan mengubah metabolisme, pemrograman ulang sel tumor, akuisisi nutrisi, dan jalur metabolisme yang memungkinkan sel tumor berkembang biak tanpa batasan (25 ). Oleh karena itu, membatasi proliferasi sel tumor melalui cara-cara di atas menjadi fokus percobaan kami selanjutnya. Konsentrasi TG tertentu ditemukan secara signifikan menghambat pertumbuhan dan proliferasi 0,01. sel HepG2 dengan cara yang tergantung dosis dengan peningkatan konsentrat

ion. Dalam keadaan normal, sedikit peningkatan kadar ROS dapat mendorong proliferasi sel normal. Namun, peningkatan kadar ROS yang signifikan pada sel kanker dapat memicu kematian sel (26). ROS dosis tinggi dapat menyebabkan penghambatan pertumbuhan sel, cedera, apoptosis, dan bahkan kematian, yang konsisten dengan efek penghambatan TG pada proliferasi sel HepG2. Ada juga bukti bahwa produksi ROS biasanya menghambat proliferasi sel kanker (27). Kelangsungan hidup atau kematian sel sangat tergantung pada keadaan fungsional mitokondria (28). ROS adalah produk yang tak terhindarkan dalam proses metabolisme sel karena bekerja pada mitokondria dan merupakan salah satu cara utama untuk menyebabkan kerusakan mitokondria. Fungsi utama mitokondria dalam sel adalah menyediakan energi untuk metabolisme sel dan biosintesis dengan cara memproduksiATP yang sangat penting untuk kelangsungan hidup sel normal dan sel tumor (29). Jika tingkat ROS meningkat dalam tubuh dan tidak diurai oleh sel, ROS akan mempengaruhi aktivitas kompleks rantai pernapasan mitokondria (30) dan, dengan demikian, mempengaruhi fosforilasi oksidatif mitokondria dan mengurangi sintesis ATP dalam sel (31), yang dihasilkan dalam ketidakseimbangan sistem redoks intraseluler dan penghambatan proliferasi sel tumor (32). Memang, agen kemopreventif dapat meningkatkan tingkat ROS untuk mencapai ambang batas toksisitas dan mendorong apoptosis sel kanker dengan toksisitas paling rendah terhadap sel normal (33). Hasilnya juga menegaskan bahwa peningkatan kandungan relatif ROS dapat secara signifikan mengurangi tingkat kelangsungan hidup sel HepG2.

Untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan eksternal, suatu organisme harus menyesuaikan aktivitas biologis sel setiap saat. Sejalan dengan itu, pengaturan aktivitas biologis sel oleh organisme didasarkan pada pengaturan jaringan metabolisme selulernya. Oleh karena itu, keadaan energi sel selalu diatur dan dipertahankan dalam kisaran keseimbangan dinamis tertentu dalam kondisi fisiologis normal, yaitu keadaan metabolisme energi sel yang stabil (34). Selain itu, mitokondria dianggap sebagai salah satu target utama cedera hepatosit akibat obat (35). Pada saat yang sama, para peneliti percaya bahwa kebutuhan energi sel dapat dipenuhi melalui glikolisis dan fosforilasi oksidatif (OXPHOS). Ketika OXPHOS tidak lagi tersedia, misalnya karena efek hipoksia atau kerusakan mitokondria, garis sel ini dapat beralih ke glikolisis untuk menghasilkan ATP yang cukup untuk kelangsungan hidup yang berkelanjutan (36)

Otto Warburg (37, 38) mengamati bahwa, dengan adanya oksigen, sel tumor memperlihatkan karakteristik yang tidak biasa dalam menyerap glukosa dan memfermentasinya menjadi asam laktat. Karakteristik ini, glikolisis aerobik menunjukkan bahwa, dengan oksigen yang cukup, sel tumor lebih suka menggunakan glikolisis untuk metabolisme glukosa daripada fosforilasi oksidatif mitokondria untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Ini akan membantu sel tumor dengan cepat menghasilkan energi yang cukup untuk pertumbuhannya yang cepat, melepaskan lebih banyak asam laktat, mempertahankan lingkungan mikro asamnya, menghindari pengawasan kekebalan, dan dengan mudah bermetastasis (39, 40). Oleh karena itu, Warburg mengusulkan bahwa cacat pernapasan mitokondria merupakan dasar potensial untuk glikolisis aerobik dan kanker (37, 38). Dalam penelitian ini, semua konsentrasi TG secara signifikan menghambat tingkat keseluruhan respirasi aerobik mitokondria dan membatasi fungsi glikolitik, yang mungkin berhubungan langsung dengan gangguan metabolisme energi mitokondria. Namun, ada kebutuhan untuk studi yang lebih mendalam tentang mekanismenya

Bax adalah pengatur utama aktivitas Bcl-2 dan tingkat ekspresinya berhubungan langsung dengan regulasi apoptosis, dengan peningkatan ekspresi Bax menunjukkan promosi apoptosis oleh obat-obatan dan peningkatan Bcl-2 menunjukkan penghambatan apoptosis (41 ). Selain itu, protease caspase sangat mempengaruhi apoptosis dan aktivasinya mewakili perkembangan sel ke fase apoptosis ireversibel (42). Dengan demikian, dalam sel HepG2 yang diobati dengan TG, tingkat aktivasi caspase-3 meningkat, menunjukkan bahwa TG dapat menyebabkan apoptosis ireversibel dan mencegah proliferasi sel.

Kesimpulannya, penelitian ini memiliki referensi yang signifikan untuk penelitian mendalam tentang mekanisme anti tumor dari Cistanche deserticola. Ini memiliki potensi untuk menjadi bahan baku obat untuk pengobatan klinis kanker hati dan secara efektif mencegah tumor dengan konsumsi makanan sehari-hari.

pernyataan ketersediaan data

Kumpulan data yang disajikan dalam penelitian ini dapat ditemukan di repositori online. Nama repositori/repositori dan nomor aksesi dapat ditemukan di artikel/Materi tambahan

Kontribusi penulis

DF: investigasi, penulisan draf asli, dan analisis plot. S-qZ dan Y-xZ: analisis dan visualisasi formal. Y-jJ: penyelidikan. Q-dS, WS, dan Q-qC: dukungan sumber daya dan material. W-jY: penulisan ulasan dan pengeditan, pengawasan proyek, dan akuisisi pendanaan. JW: menulis review dan editing dan validasi. Semua penulis menyetujui versi final naskah

Pendanaan

Pekerjaan ini didukung oleh National Science Science Foundation of China (32172244) dan Academic Research Projects of Beijing Union University (JB202101)

Konflik kepentingan

Y-jJ dipekerjakan oleh Inner Mongolia Sankou Biotechnology Co., Ltd.

Penulis yang tersisa menyatakan bahwa penelitian ini dilakukan tanpa adanya hubungan komersial atau keuangan yang dapat ditafsirkan sebagai potensi konflik kepentingan.

Catatan penerbit

Semua klaim yang diungkapkan dalam artikel ini semata-mata milik penulis dan tidak mewakili organisasi afiliasinya, atau milik penerbit, editor, dan peninjau.

Produk apa pun yang dapat dievaluasi dalam artikel ini, atau klaim yang dibuat oleh pabrikannya, tidak dijamin atau didukung oleh penerbit.

Referensi

1. Feng D, He Y, Jiang YJ, Wang YJ, Yan WJ. Kemajuan penelitian tentang fungsi anti-penuaan Cistanches. Kualifikasi J Food Saf. (2021) 12:4429–37. doi: 10.19812/j.cnki.jfsq11- 5956/ts.2021.11.018

2. Feng D, Duan H, Lv YN, Jiang YJ, Wang YJ, Yan WJ. Penerapan Cistanche deserticola Ma dalam makanan fungsional di Cina. Teknologi Sci Pangan. (2021) 46:76– 81. doi: 10.13684/j.cnki.spkj.2021.12.012

3. Ma GZ, Chen JR, Wei TT, Wang J, Chen WS. Menghambat peran FOXA2 dalam migrasi dan invasi sel kanker hati dengan menekan microRNA103a3p secara transkripsi dan mengaktifkan sumbu GREM2/LATS2/YAP. Sitoteknologi. (2021) 73:523– 37.doi: 10.1007/dtk10616-021-00475-2

4. Zheng RS, Zhang SW, Zeng HM, Wang SM, Sun KX, Chen R, dkk. Insiden dan kematian akibat kanker di Tiongkok, 2016. Pusat Kanker J Natl. (2022) 2:1– 9. doi: 10.1016/j.jncc.2022.02.002

5. Sun Y, Song YY, Zhang C, Lu YZ, Zheng GH, Tian XX, dkk. Efek dan mekanisme celastrol pada proliferasi sel HepG2 karsinoma hepatoseluler dengan mengaktifkan jalur sinyal AMPK. Apoteker Cina. (2021). 24:1961– 6. doi: 10.19962/j.cnki.issn1008-049X.2021.11.001

6. Ye Y, Song Y, Zhuang J, Wang G, Ni J, Xia W. Efek antikanker echinacoside dalam model tikus karsinoma hepatoseluler dan sel HepG2. Fisiol Sel J. (2019) 234:1880– 8. doi: 10.1002/jcp.27063

7. Li W, Zhou J, Zhang Y, Zhang J, Li X, Yan Q, dkk. Echinacoside memberikan aktivitas anti-tumor melalui sumbu miR-503-3p/TGF- 1/Smad pada kanker hati. Int Sel Kanker. (2021) 21:304. doi: 10,1186/dtk12935-021-01890-3

8. Zhang Y, Zhu BL, Yang XJ, Hui J, Ma Q, Yu XH. Kemajuan penelitian tentang penghambatan tumor ganas verbascoside. Res Pract Chin Med. (2019) 33:78– 82. doi: 10.13728/j.1673-6427.2019.06.018

9. Alipieva K, Korkina L, Orhan IE, Georgiev MI. Verbascoside—ulasan tentang kejadiannya, (bio)sintesis, dan signifikansi farmakologisnya. Bioteknologi Adv. (2014) 32:1065–76. doi: 10.1016/j.biotechadv.2014.07.001

10. Peerzada KJ, Faridi AH, Sharma L, Bhardwaj SC, Satti NK, Shashi B, dkk. Acteoside-memediasi kemoprevensi karsinogenesis hati eksperimental melalui STAT-3 mengatur stres oksidatif dan apoptosis. Toksikol Lingkungan. (2016) 31:782– 98. doi: 10.1002/tox.22089

11. Qi XX, You SP, He ZX, Zhao J, Liu T. Pengaruh Cistanche deserticola phenylethanoid glycoside pada proliferasi dan apoptosis sel HepG2 secara in vitro. J Xinjiang Med Univ. (2021) 44:1041–7.

12. XieYT. Efek Echinacoside pada 786-Apoptosis Sel O dan Mekanisme Induktif In Vitro. New York: Universitas Guru Baotou (2020).

13. Han YM, Jin WM, Zeng H, Wang C, Zhang H. Efek echinacoside pada proliferasi, invasi dan metastasis sel kanker usus besar SW480 secara in vitro dan in vivo. J Guangzhou Univ Trad Chin Med. (2020) 37:1542– 9. doi: 10.13359/j.cnki.gzxbtcm.2020.08.024
14. Hou XT, Liu T, Su DQ. Efek anti-tumor glikosida feniletanoid dari Cistanche deserticola pada tikus pembawa tumor H22. J Toksikol. (2021) 35:231– 40. doi: 10.16421/j.cnki.1002-3127.2021.03.010

15. Hou XT, Su DQ, Qi XX, Liu T. Pengaruh glikosida feniletanoid dari Cistanche deserticola pada autophagy sel tumor pada tikus pembawa tumor H22. J Toksikol. (2022) 36:137–41. doi: 10.1155/2022/3993445

16. Hu Q, You SP, Liu T, Wang B, Liu X, Jiang YD. Investigasi tentang efek anti-kanker hati dari Cistanche. Carcinog Teratog Mutag. (2018) 30:194–9.

17. Kamalian L, Douglas O, Jolly CE, Snoeys J, Simic D, Monshouwer M, dkk. Kegunaan sel HepaRG untuk investigasi bioenergi dan deteksi toksisitas mitokondria yang diinduksi oleh obat. Toksikol In Vitro. (2018) 53:136–47. doi: 10.1016/j.tiv.2018. 08.001

18. Wang FJ, Li RY, Tu PF, Chen JP, Zeng KW, Jiang Y. Glikosida total Cistanche deserticola meningkatkan pemulihan fungsi neurologis dengan menginduksi regenerasi neurovaskular melalui jalur Nrf-2/Keap-1 di MCAO / R tikus. (2020) 11:236. doi: 10.3389/fphar.2020.00236

19. Wang J, Zhang XX, Ni ZJ, Elam E. Thakur Kiran, Li KX, dkk. Mekanisme anti-kanker Licochalcone A pada sel hepatoma manusia HepG2 berdasarkan omics miRNA. Makanan Sci Hum Yah. (2023) 12:1136–48. doi: 10.1016/j.fshw.2022.10.039

20. Feng D, Chang X, Jiang YJ, Guo Y, Zhao J, Zhao JY, dkk. Optimalisasi teknologi persiapan ekstraksi air Cistanche deserticola dengan metodologi permukaan respon dan penelitian aktivitasnya. Sci Technol Food Ind. (2023) 5:1– 16. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022050033

21. Ji XJ, Wang J, Ma AJ, Feng D, He Y, Yan WJ. Efek protein pupa ulat sutera pada apoptosis dan metabolisme energi pada sel DLD -1 kanker usus besar manusia. Makanan Sci Hum Yah. (2022). 2022:1171–6. doi: 10.1016/j.fshw.2022.04.011

22. Zhang ZG, Wang ML, Xing S, Zhang C. Flavonoid dari Rosa rugosa Thunbinmenghambat proliferasi tumor dan metastasis pada karsinoma hepatoseluler manusia sel HepG2 Food Sci Hum Well. (2022) 11:374–82. doi: 10.1016/j.fshw.2021.11.016

23. Liu X, Jiang N, Xu X, Liu C, Liu Z, Zhang Y, dkk. Penentuan senyawa antihepatoma dengan metode hubungan spektrum efek, knock-out komponen, dan UPLC-MS2 pada Scheflera heptaphylla (L) dari bahaya dan mekanismenya. Farmakol depan. (2020) 11:1342. doi: 10.3389/fphar.2020.01342

24. Liu XQ, Wang SY, Cui LL, Zhou HH, Liu YH, Meng LJ, dkk. Bunga: sumber makanan dan obat-obatan yang berharga. Makanan Sci Hum Yah. (2023) 12:1020– 52. doi: 10.1016/j.fshw.2022.10.022

25. Yin XZ, Liu ZJ, Guo Y. Evaluasi efek pada tetrahydropalmatine pada sel karsinoma hepatoseluler manusia dengan analisis metabolisme energi seluler. Chin J Imunol. (2021) 37:426–30.

26. Liu GY, Sun YZ, Zhou N, Du XM, Yang J, Guo SJ. Kurkumin 3,3'-OH menyebabkan apoptosis pada sel HepG2 melalui jalur yang dimediasi ROS. Eur J Med Kimia. (2016) 112:157–63. doi: 10.1016/j.ejmech.2016.02.019

27. Pal LC, Prateeksha, Singh BN, Pande V, Rao CV. Fraksi kaya fenolik dari Pterospermum lanceifolium Roxb. efisien membalikkan karsinoma Hepatoseluler pada tikus HCC yang diinduksi NDEA. Nutrisi Kanker. (2022) 74:1106–21. doi: 10.1080/01635581.2021.1922716

28. Bras M, Queenan B, Susin SA. Kematian sel terprogram melalui mitokondria: berbagai cara kematian. Biokimia (Mosk). (2005). 70:231–9. doi: 10,1007/dtk10541-005-0105-4

29. Galber C, Acosta MJ, Minervini G, Giorgio V. Peran sintase ATP mitokondria pada kanker. Kimia Biol. (2020) 401:1199–214. doi: 10.1515/hsz-2020-0157

30. Piantadosi CA, Zhang J. Generasi mitokondria spesies oksigen reaktif setelah iskemia otak pada tikus. Stroke. (1996) 27:327–31. doi: 10.1161/01.STR.27.2.327

31.Avery SV. Target molekuler stres oksidatif. Biochem J. (2011) 434:201– 10. doi: 10.1042/BJ20101695

32. Cui Z, Li S, Wang HJ, Ma J, Qin TT, Shi H, dkk. Efek dihydroartemisinin pada kerusakan oksidatif dan metabolisme energi sel HepG2 dan efek sinergisnya dengan Sorafenib. Formula Chin J Exp Trad Med. (2021) 27:24–32. doi: 10.13422/j.cnki.syfjx.20211202

33. Salam N Jr, Cortes M, Drake EN, Spallholz JE. Kemoprevensi kanker: perspektif radikal. Free Radic Biol Med. (2008) 45:97–110. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2008.04.004

34. Jiang B, Zhao WT, Ouyang C, Wang HH, Zhang FQ, Zhao GH, dkk. Regulasi jaringan metabolisme seluler. Universitas J Xiamen (Nat Sci). (2022) 61:346–64.

35. Dragovic S, Vermeulen NP, Gerets HH, Hewitt PG, Ingelman-Sundberg M, Park BK, dkk. Pemilihan senyawa pelatihan berbasis bukti untuk digunakan dalam prediksi terintegrasi berbasis mekanisme dari cedera hati yang diinduksi oleh obat pada manusia. Arch Toxicol. (2016) 90:2979–3003. doi: 10,1007/dtk00204-016-1845-1

36. Diaz-Ruiz R, Rigoulet M, Devin A. Efek Warburg dan Crabtree: pada asal metabolisme energi sel kanker dan represi glukosa ragi. Biochim Biophys Acta. (2011) 1807:568–76. doi: 10.1016/j.bbabio.2010.08.010

37. Warburg O. Pada gangguan pernafasan pada sel kanker. Sains. (1956) 124:269– 70. doi: 10.1126/science.124.3215.269

38. Warburg O. Tentang asal usul sel kanker. Sains. (1956) 123:309– 14. doi: 10.1126/science.123.3191.309

39. Zhang X, Fryknäs M, Hernlund E, Fayad W, De Milito A, Olofsson MH, dkk. Induksi disfungsi mitokondria sebagai strategi untuk menargetkan sel tumor di lingkungan mikro yang dikompromikan secara metabolik Nat Komun. (2014) 5:3295. doi: 10.1038/comms 4295

40. Rios Garcia M, Steinbauer B, Srivastava K, Singhal M, Mattijssen F, Maida A, dkk. Acetyl-CoA carboxylase 1-asetilasi protein yang bergantung mengontrol metastasis dan kekambuhan kanker payudara. Metabolisme Sel. (2017) 26:842–55.e5. doi: 10.1016/j.cmet.2017.09.018

41. Yang E, Zha J, Jocker J, Boise LH, Thompson CB, Korsmeyer SJ. Buruk, papartneror heterodimerik atau Bcl-XL dan Bcl-2, menggantikan Bax dan mendorong kematian sel. Sel. (1995) 80:285–91. doi: 10.1016/0092-8674(95)90411-5

42. Liang K, Cao BZ. Kemajuan dalam apoptosis sel regulasi mitokondria. Biomed Eng Clin Med. (2014) 18:501–5. doi: 10.13339/j.cnki. sc.2014.05.049

For more information:1950477648nn@gmail.com