Published January 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Antitumor effects of a novel photosensitizer-mediated photodynamic therapy and its influence on the cell transcriptome

Creators

  • 1. Changzhi Medical College
  • 2. Peking University
  • 3. Xinjiang Medical University

Description

Photodynamic therapy (PDT) is a promising cancer treatment. This study investigated the antitumor effects and mechanisms of a novel photosensitizer meso-5-[ρ-diethylene triamine pentaacetic acid-aminophenyl]−10,15,20-triphenyl-porphyrin (DTP) mediated PDT (DTP-PDT). Cell viability, reactive oxygen species (ROS), and apoptosis were measured with a Cell Counting Kit-8 assay, DCFH-DA fluorescent probe, and Hoechst staining, respectively. Cell apoptosis- and autophagy-related proteins were examined using western blotting. RNA sequencing was used to screen differentially expressed mRNAs (DERs), and bioinformatic analysis was performed to identify the major biological events after DTP-PDT. Our results show that DTP-PDT inhibited cell growth and induced ROS generation in MCF-7 and SGC7901 cells. The ROS scavenger N-acetyl-L-cysteine (NAC) and the P38 MAPK inhibitor SB203580 alleviated DTP-PDT-induced cytotoxicity. DTP-PDT induced cell apoptosis together with upregulated Bax and downregulated Bcl-2, which could also be inhibited by NAC or SB203580. The level of LC3B-II, a marker of autophagy, was increased by DTP-PDT. A total of 3496 DERs were obtained after DTP-PDT. Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes analyses indicated that DERs included those involved in cytosolic ribosomes, the nuclear lumen, protein binding, cell cycle, protein targeting to the endoplasmic reticulum, and ribosomal DNA replication. Disease Ontology and Reactome enrichment analyses indicated that DERs were associated with a variety of cancers and cell cycle checkpoints. Protein-protein interaction results demonstrated that cdk1 and rps27a ranked in the top 10 interacting genes. Therefore, DTP-PDT could inhibit cell growth and induce cell apoptosis and autophagy, partly through ROS and the P38 MAPK signaling pathway. Genes associated with the cell cycle, ribosomes, DNA replication, and protein binding may be the key changes in DTP-PDT-mediated cytotoxicity.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

العلاج الضوئي الديناميكي (PDT) هو علاج واعد للسرطان. بحثت هذه الدراسة في التأثيرات المضادة للورم وآليات محسس ضوئي جديد meso -5 - [ρ - diethylene triamine pentaacetic acid - aminophenyl]- 10،15،20-trivenyl -porphyrin (DTP) بوساطة PDT (DTP - PDT). تم قياس قابلية الخلية للحياة، وأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، وموت الخلايا المبرمج باستخدام اختبار عد الخلايا 8، ومسبار الفلورسنت DCFH - DA، وتلطيخ هويكست، على التوالي. تم فحص موت الخلايا المبرمج والبروتينات المرتبطة بالبلعمة الذاتية باستخدام النشاف الغربي. تم استخدام تسلسل الحمض النووي الريبوزي لفحص الحمض النووي الريبوزي المعبر عنه بشكل تفاضلي (DERs)، وتم إجراء تحليل المعلوماتية الحيوية لتحديد الأحداث البيولوجية الرئيسية بعد DTP - PDT. تظهر نتائجنا أن DTP - PDT تثبيط نمو الخلايا وتوليد ROS المستحث في خلايا MCF -7 و SGC7901. خفف كاسح ROS N - acetyl - L - cysteine (NAC) ومثبط P38 MAPK SB203580 من السمية الخلوية الناجمة عن DTP - PDT. موت الخلايا المبرمج الناجم عن DTP - PDT جنبًا إلى جنب مع BAX المحسن و Bcl -2 المحرر، والذي يمكن تثبيطه أيضًا بواسطة NAC أو SB203580. تم زيادة مستوى LC3B - II، وهو علامة على الالتهام الذاتي، بواسطة DTP - PDT. تم الحصول على ما مجموعه 3496 DERS بعد DTP - PDT. أشارت تحليلات علم الوجود الجيني وموسوعة كيوتو للجينات والجينوم إلى أن DERs شملت المشاركين في الريبوسومات الخلوية، والتجويف النووي، وربط البروتين، ودورة الخلية، واستهداف البروتين للشبكة الإندوبلازمية، وتكرار الحمض النووي الريبوسومي. أشارت تحليلات علم الوجود المرضي وإثراء الركتوم إلى أن DERs كانت مرتبطة بمجموعة متنوعة من السرطانات ونقاط تفتيش دورة الخلية. أظهرت نتائج تفاعل البروتين والبروتين أن cdk1 و rps27a يصنفان ضمن أفضل 10 جينات متفاعلة. لذلك، يمكن أن يمنع DTP - PDT نمو الخلايا ويحفز موت الخلايا المبرمج والبلعمة الذاتية، جزئيًا من خلال ROS ومسار إشارات P38 MAPK. قد تكون الجينات المرتبطة بدورة الخلية والريبوسومات وتكاثر الحمض النووي وربط البروتين هي التغييرات الرئيسية في السمية الخلوية بوساطة DTP - PDT.

Translated Description (French)

La thérapie photodynamique (TPD) est un traitement prometteur contre le cancer. Cette étude a étudié les effets et les mécanismes antitumoraux d'un nouveau photosensibilisateur, la PDT médiée par l'acide méso-5- [ρ-diéthylène triamine pentaacétique-aminophényl]− 10,15,20-triphényl-porphyrine (DTP) (DTP-PDT). La viabilité cellulaire, les espèces réactives de l'oxygène (ROS) et l'apoptose ont été mesurées avec un test Cell Counting Kit-8, une sonde fluorescente DCFH-DA et une coloration de Hoechst, respectivement. Les protéines liées à l'apoptose cellulaire et à l'autophagie ont été examinées par Western blot. Le séquençage de l'ARN a été utilisé pour cribler les ARNm exprimés de manière différentielle (DER), et une analyse bioinformatique a été effectuée pour identifier les événements biologiques majeurs après le DTP-PDT. Nos résultats montrent que le DTP-PDT inhibe la croissance cellulaire et induit la génération de ROS dans les cellules MCF-7 et SGC7901. Le capteur ROS N-acétyl-L-cystéine (NAC) et l'inhibiteur de P38 MAPK SB203580 ont atténué la cytotoxicité induite par le DTP-PDT. Apoptose cellulaire induite par le DTP-PDT avec Bax régulé à la hausse et Bcl-2 régulé à la baisse, qui pourrait également être inhibée par NAC ou SB203580. Le niveau de LC3B-II, un marqueur de l'autophagie, a été augmenté par DTP-PDT. Un total de 3496 DER a été obtenu après le DTP-PDT. Les analyses de l'ontologie des gènes et de l'encyclopédie de Kyoto des gènes et des génomes ont indiqué que les DER comprenaient ceux impliqués dans les ribosomes cytosoliques, la lumière nucléaire, la liaison aux protéines, le cycle cellulaire, le ciblage des protéines sur le réticulum endoplasmique et la réplication de l'ADN ribosomique. Les analyses de l'ontologie de la maladie et de l'enrichissement du réactome ont indiqué que les DER étaient associés à une variété de cancers et de points de contrôle du cycle cellulaire. Les résultats de l'interaction protéine-protéine ont démontré que cdk1 et rps27a se classaient parmi les 10 premiers gènes en interaction. Par conséquent, le DTP-PDT pourrait inhiber la croissance cellulaire et induire l'apoptose cellulaire et l'autophagie, en partie par ROS et la voie de signalisation P38 MAPK. Les gènes associés au cycle cellulaire, aux ribosomes, à la réplication de l'ADN et à la liaison aux protéines peuvent être les principaux changements de la cytotoxicité médiée par le DTP-PDT.

Translated Description (Spanish)

La terapia fotodinámica (TFD) es un tratamiento prometedor contra el cáncer. Este estudio investigó los efectos antitumorales y los mecanismos de un nuevo fotosensibilizador ácido meso-5- [ρ-dietilentriaminopentaacético-aminofenil]-10,15,20-trifenil-porfirina(DTP) mediada por PDT (DTP-PDT). La viabilidad celular, las especies reactivas de oxígeno (ROS) y la apoptosis se midieron con un ensayo Cell Counting Kit-8, sonda fluorescente DCFH-DA y tinción de Hoechst, respectivamente. Las proteínas relacionadas con la apoptosis y la autofagia celular se examinaron mediante transferencia Western. Se utilizó la secuenciación de ARN para analizar los ARNm expresados diferencialmente (der) y se realizó un análisis bioinformático para identificar los principales eventos biológicos después de la DTP-PDT. Nuestros resultados muestran que DTP-PDT inhibió el crecimiento celular e indujo la generación de ROS en células MCF-7 y SGC7901. El eliminador de ero N-acetil-L-cisteína (NAC) y el inhibidor de P38 MAPK SB203580 aliviaron la citotoxicidad inducida por DTP-PDT. DTP-PDT indujo la apoptosis celular junto con Bax regulado al alza y Bcl-2 regulado a la baja, que también podría ser inhibido por NAC o SB203580. El nivel de LC3B-II, un marcador de autofagia, aumentó por DTP-PDT. Se obtuvieron un total de 3496 der después de la DTP-PDT. Los análisis de Gene Ontology y Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes indicaron que los der incluían aquellos involucrados en los ribosomas citosólicos, el lumen nuclear, la unión a proteínas, el ciclo celular, el direccionamiento de proteínas al retículo endoplasmático y la replicación del ADN ribosómico. Los análisis de enriquecimiento de la ontología de la enfermedad y el reactoma indicaron que los der se asociaron con una variedad de cánceres y puntos de control del ciclo celular. Los resultados de la interacción proteína-proteína demostraron que cdk1 y rps27a se clasificaron entre los 10 principales genes que interactúan. Por lo tanto, DTP-PDT podría inhibir el crecimiento celular e inducir la apoptosis celular y la autofagia, en parte a través de ROS y la vía de señalización P38 MAPK. Los genes asociados con el ciclo celular, los ribosomas, la replicación del ADN y la unión a proteínas pueden ser los cambios clave en la citotoxicidad mediada por DTP-PDT.

Files

OncolRes-32-42384.pdf.pdf

Files (33.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:624f0b1410250402e397f09cbefeb5c3
33.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التأثيرات المضادة للورم للعلاج الديناميكي الضوئي بوساطة محسس ضوئي وتأثيره على ترانسكريبتوم الخلية
Translated title (French)
Effets antitumoraux d'une nouvelle thérapie photodynamique à médiation photosensibilisante et son influence sur le transcriptome cellulaire
Translated title (Spanish)
Efectos antitumorales de una nueva terapia fotodinámica mediada por fotosensibilizadores y su influencia en el transcriptoma celular

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4395055690
DOI
10.32604/or.2023.042384

Is supplement to
https://openalex.org/W4382786356 (Other)
https://openalex.org/W3084440299 (Other)
https://openalex.org/W3032526538 (Other)
https://openalex.org/W3022642502 (Other)
https://openalex.org/W2561416304 (Other)
https://openalex.org/W2387704253 (Other)
https://openalex.org/W2385319251 (Other)
https://openalex.org/W2379910594 (Other)
https://openalex.org/W2368630945 (Other)
https://openalex.org/W1972509069 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W132210828
  • https://openalex.org/W1992270424
  • https://openalex.org/W2013673485
  • https://openalex.org/W2047451511
  • https://openalex.org/W2058142370
  • https://openalex.org/W2065752310
  • https://openalex.org/W2088318957
  • https://openalex.org/W2089728480
  • https://openalex.org/W2134582937
  • https://openalex.org/W2513245482
  • https://openalex.org/W2595620420
  • https://openalex.org/W2610928582
  • https://openalex.org/W2753720564
  • https://openalex.org/W2803236771
  • https://openalex.org/W2884906988
  • https://openalex.org/W2885079199
  • https://openalex.org/W3005366354
  • https://openalex.org/W3025420172
  • https://openalex.org/W3092607059
  • https://openalex.org/W3128646645
  • https://openalex.org/W3192980846
  • https://openalex.org/W3215450254
  • https://openalex.org/W4210627759
  • https://openalex.org/W4212824068
  • https://openalex.org/W4220659351
  • https://openalex.org/W4225773376
  • https://openalex.org/W4281688384
  • https://openalex.org/W4288439584
  • https://openalex.org/W4294316884
  • https://openalex.org/W4294862693
  • https://openalex.org/W4297239553
  • https://openalex.org/W4307441019
  • https://openalex.org/W4313279003
  • https://openalex.org/W74609546