Inhibitory effect of electrolyzed reduced water on tumor angiogenesis

AKADEMİK ÇALIŞMA • PUBMED • HÜCRE KÜLTÜRÜ

Inhibitory Effect of Electrolyzed Reduced Water on Tumor Angiogenesis

Elektrolize İndirgenmiş Suyun Tümör Anjiyogenezi Üzerindeki Baskılayıcı Etkisi

Bu çalışma, elektrolize indirgenmiş suyun (ERW) insan akciğer adenokarsinomu A549 hücrelerinde oksidatif stres, VEGF ekspresyonu, ERK sinyal yolu ve tümör kaynaklı damar oluşumu üzerindeki etkilerini mekanizma düzeyinde inceleyen dikkat çekici bir laboratuvar araştırmasıdır.

Elektrolize İndirgenmiş Suyun Tümör Anjiyogenezi Üzerindeki Baskılayıcı Etkisi
DergiBiological & Pharmaceutical Bulletin
Yıl2008
Cilt / Sayfa31(1), 19–26
Çalışma TipiIn vitro hücre kültürü
PMID18175936
DOI10.1248/bpb.31.19

Bu Çalışma Neden Önemli?

Tümörlerin büyüme ve yayılma kapasitesinde yalnız tümör hücrelerinin kendisi değil, bu hücrelerin çevre dokudan yeni damar oluşumunu destekleyen sinyaller üretmesi de önem taşır. Bu sürecin merkezindeki moleküllerden biri vasküler endotelyal büyüme faktörü, yani VEGF'tir.

Araştırmacılar bu çalışmada elektrolize indirgenmiş suyun A549 hücrelerinde yalnız tek bir sonuca değil, birbirine bağlı bir biyolojik zincirin birkaç noktasına birden etki edip etmediğini araştırdı: hücre içi ve hücre dışı hidrojen peroksit (H₂O₂), VEGF gen ekspresyonu ve salgılanması, ERK sinyal yolu ve sonunda damar tüpü oluşumu.

Çalışmanın en güçlü yanı, ERW'nin etkisini yalnız “antioksidan aktivite” düzeyinde bırakmayıp, oksidatif stres → ERK sinyali → VEGF → damar oluşumu ekseni boyunca deneysel olarak takip etmesidir.

Çalışma Nasıl Yapıldı?

1

ERW Hazırlandı

Elektrolize indirgenmiş su, platin kaplı titanyum elektrotlu bir elektroliz cihazında hazırlandı ve hücre kültürü deneylerinde kullanılmadan önce uygun kültür ortamına uyarlandı.

2

A549 Hücreleri Kullanıldı

İnsan akciğer adenokarsinomu A549 hücreleri kontrol ve ERW içeren kültür ortamlarında karşılaştırıldı.

3

Moleküler Ölçümler Yapıldı

H₂O₂ düzeyleri, VEGF121/VEGF165 transkripsiyonu, VEGF protein salgısı ve ERK aktivasyonu ayrı yöntemlerle ölçüldü.

4

Damar Oluşumu Test Edildi

A549 hücrelerinden elde edilen kültür ortamının HUVEC/TIG-1 ortak kültüründe damar tüpü oluşumunu nasıl etkilediği incelendi.

Öne Çıkan Bulgular

≈ %40 H₂O₂ Salınımı A549 hücreleri 24 saat ERW ile işlendiğinde hücrelerden salınan H₂O₂, işlem görmemiş kontrole göre yaklaşık %40 düzeyine geriledi.
%30–40 VEGF Transkripsiyonu VEGF121 ve VEGF165 gen transkripsiyonu zaman içinde azaldı; 4 saatlik uygulamada başlangıç düzeyinin yaklaşık %30–40'ına indi.
ERK ↓ Sinyal Yolu Baskılandı ERK fosforilasyonu ilk saatlerde zaman bağımlı olarak azaldı ve düşük düzey 24 saate kadar sürdü.
p<0,01 Toplam Tüp Uzunluğu ERW ile işlem görmüş A549 hücrelerinden elde edilen ortam, tümör hücrelerinin tetiklediği toplam damar tüpü uzunluğunu anlamlı biçimde azalttı.

VEGF Salgısında da Azalma Görüldü

Kontrol A549 hücrelerinde VEGF salgısı zamanla artarken ERW uygulanan hücrelerde bu artış kademeli olarak baskılandı. Araştırmada 24 saat sonunda kontrol grubunda ölçülen VEGF birikimi yaklaşık 1217,94 pg/ml, ERW grubunda ise yaklaşık 1095,53 pg/ml olarak bildirildi.

Daha da dikkat çekici olan, gen düzeyindeki etkinin protein salgısından daha erken ortaya çıkmasıdır. Araştırmacılar VEGF transkripsiyonundaki düşüşü 4 saat içinde belirgin biçimde gözlemledi.

ERK Sinyal Yolu Neden Önemli?

VEGF'nin Düzenlenmesi

Araştırmacılar farklı MAPK yolaklarını ayırmak için özgül inhibitörler kullandı. Sonuçlarda yalnız ERK yolunun üst basamağını hedefleyen PD98059'ın VEGF ekspresyonunu engellemesi, A549 hücrelerinde ERK1/2'nin önemli bir düzenleyici olduğunu gösterdi.

ERW ile Aynı Eksende Etki

ERW uygulamasında fosforile ERK düzeyinin zaman içinde düşmesi, VEGF transkripsiyonundaki azalmanın bu sinyal yolunun baskılanmasıyla ilişkili olabileceğini destekledi.

Damar Oluşumu Deneyinin Anlamı

A549 hücrelerinin oluşturduğu kültür ortamı, kontrol koşullarına göre damar tüpü oluşumunu güçlü biçimde artırdı. Araştırmacılar toplam tüp alanında %76, bağlantı noktalarında %200, tüp sayısında %179 ve toplam tüp uzunluğunda %65 artış bildirdi.

ERW ile işlem görmüş A549 hücrelerinden elde edilen ortam kullanıldığında ise toplam tüp uzunluğu istatistiksel olarak anlamlı biçimde azaldı (p<0,01). Diğer üç parametrede de baskılanma yönünde eğilim görüldü; ancak bunlar istatistiksel anlamlılığa ulaşmadı.

Çalışmanın temel mesajı

Elektrolize indirgenmiş su, bu laboratuvar modelinde A549 tümör hücrelerinin oksidatif stres, ERK aktivasyonu ve VEGF üretimiyle ilişkili süreçlerini baskılamış; buna paralel olarak tümör hücrelerinin tetiklediği damar oluşumunun önemli bir göstergesi olan toplam tüp uzunluğunu da azaltmıştır. Bulgular, ERW'nin antioksidatif özellikleriyle anjiyogenez arasındaki olası biyolojik bağlantıyı mekanizma düzeyinde desteklemektedir.

IN VITRO İnsan hücre dizileri üzerinde laboratuvar çalışması

Bilimsel çerçeve: Bu araştırma insanlarda yapılmış bir kanser tedavisi veya klinik etkinlik çalışması değildir. Bulgular A549 insan akciğer adenokarsinomu hücreleri ve laboratuvar ortamında oluşturulan damar tüpü modeli için geçerlidir. Çalışma, ERW'nin olası biyolojik mekanizmalarını anlamaya yönelik güçlü bir deneysel temel sunar; ancak klinik tedavi sonucu olarak yorumlanmamalıdır.

Çalışmanın Kimliği

Yazarlar

Jun Ye, Yuping Li, Takeki Hamasaki, Noboru Nakamichi, Takaaki Komatsu, Taichi Kashiwagi, Kiichiro Teruya, Ryuhei Nishikawa, Takeshi Kawahara, Kazuhiro Osada, Kazuko Toh, Masumi Abe, Huaize Tian, Shigeru Kabayama, Kazumichi Otsubo, Shinkatsu Morisawa, Yoshinori Katakura, Sanetaka Shirahata

Ana Akademik Kurum

Graduate School of Systems Life Sciences, Kyushu University, Fukuoka, Japan. Çalışmada Kyushu University'nin farklı birimlerinin yanı sıra diğer araştırma kurumlarından araştırmacılar da yer almaktadır.

Endüstri Bağlantısı

Yazar listesinde Nihon Trim Co., Ltd. bağlantılı araştırmacılar da bulunmaktadır. Bu bilgi makalenin resmi yazar/kurum bilgilerinin bir parçasıdır ve kaynak sayfalarında açıkça yer almaktadır.

Original Abstract

Makalenin Orijinal İngilizce Özeti Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a key mediator of tumor angiogenesis. Tumor cells are exposed to higher oxidative stress compared to normal cells. Numerous reports have demonstrated that the intracellular redox (oxidation/reduction) state is closely associated with the pattern of VEGF expression. Electrolyzed reduced water (ERW) produced near the cathode during the electrolysis of water scavenged intracellular H(2)O(2) and decreased the release of H(2)O(2) from a human lung adenocarcinoma cell line, A549, and down-regulated both VEGF transcription and protein secretion in a time-dependent manner. To investigate the signal transduction pathway involved in regulating VEGF expression, mitogen-activated kinase (MAPK) specific inhibitors, SB203580 (p38 MAPK inhibitor), PD98059 (ERK1/2 inhibitor) and JNKi (c-Jun N-terminal protein kinase inhibitor) were applied. The results showed that only PD98059 blocks VEGF expression, suggesting an important role for ERK1/2 in regulating VEGF expression in A549 cells. As well, ERW inhibited the activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) in a time-dependent manner. Co-culture experiments to analyze in vitro tubule formation assay revealed that A549 cell-derived conditioned medium significantly stimulated the formation of vascular tubules in all analyzed parameters; tubule total area, tubule junction, number of tubules, and total tubule length. ERW counteracted the effect of A549 cell-conditioned medium and decreased total tube length (p<0.01). The present study demonstrated that ERW down-regulated VEGF gene transcription and protein secretion through inactivation of ERK.

Makalenin Orijinal Kaynakları

Akademik Arşivi Keşfedin

E-Bülten
İndirimli ürünler ve fırsatlardan ilk önce siz haberdar olmak istermisiniz?
x
Daha iyi bir alışveriş deneyimi sunabilmek için çerezler kullanıyoruz
Anladım
softtr® | Profesyonel E-Ticaret Sistemleri ile hazırlanmıştır.