Published July 1, 2024
| Version v1
Publication
<i>Diospyros rhodocalyx</i> Kurz induces mitochondrial-mediated apoptosis <i>via</i> BAX, Bcl-2, and caspase-3 pathways in LNCaP human prostate cancer cell line
Creators
- 1. Mahidol University
Description
Background Prostate cancer (PCa) is one of the causes of death in men worldwide. Although treatment strategies have been developed, the recurrence of the disease and consequential side effects remain an essential concern. Diospyros rhodocalyx Kurz, a traditional Thai medicine, exhibits diverse therapeutic properties, including anti-cancer activity. However, its anti-cancer activity against prostate cancer has not been thoroughly explored. This study aims to evaluate the anti-cancer activity and underlying mechanisms of the ethyl acetate extract of D. rhodocalyx Kurz (EADR) related to apoptosis induction in the LNCaP human prostate cancer cell line. Methods Ethyl acetate was employed to extract the dried bark of D. rhodocalyx Kurz. The cytotoxicity of EADR on both LNCaP and WPMY-1 cells (normal human prostatic myofibroblast cell line) was evaluated using MTS assay. The effect of EADR on the cell cycle, apoptosis induction, and alteration in mitochondrial membrane potential (MMP) was assessed by the staining with propidium iodide (PI), Annexin V-FITC/PI, and JC-1 dye, respectively. Subsequent analysis was conducted using flow cytometry. The expression of cleaved caspase-3, BAX, and Bcl-2 was examined by Western blotting. The phytochemical profiling of the EADR was performed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Results EADR exhibited a dose-dependent manner cytotoxic effect on LNCaP cells, with IC 50 values of 15.43 and 12.35 µg/mL after 24 and 48 h, respectively. Although it also exhibited a cytotoxic effect on WPMY-1 cells, the effect was comparatively lower, with the IC 50 values of 34.61 and 19.93 µg/mL after 24 and 48 h of exposure, respectively. Cell cycle analysis demonstrated that EADR did not induce cell cycle arrest in either LNCaP or WPMY-1 cells. However, it significantly increased the sub-G1 population in LNCaP cells, indicating a potential induction of apoptosis. The Annexin V-FITC/PI staining indicated that EADR significantly induced apoptosis in LNCaP cells. Subsequent investigation into the underlying mechanism of EADR-induced apoptosis revealed a reduction in MMP as evidenced by JC-1 staining. Moreover, Western blotting demonstrated that EADR treatment resulted in the upregulation of BAX, downregulation of BCL-2, and elevation of caspase-3 cleavage in LNCaP cells. Notably, the epilupeol was a prominent compound in EADR as identified by GC-MS. Conclusion The EADR exhibits anti-cancer activity against the LNCaP human prostate cancer cell line by inducing cytotoxicity and apoptosis. Our findings suggest that EADR promotes apoptosis by upregulating pro-apoptotic BAX, whereas downregulation of anti-apoptotic Bcl-2 results in the reduction of MMP and the activation of caspase-3. Of particular interest is the presence of epilupeol, a major compound identified in EADR, which may hold promise as a candidate for the development of therapeutic agents for prostate cancer.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
خلفية سرطان البروستاتا (PCa) هو أحد أسباب الوفاة لدى الرجال في جميع أنحاء العالم. على الرغم من تطوير استراتيجيات العلاج، لا يزال تكرار المرض والآثار الجانبية المترتبة عليه مصدر قلق أساسي. يُظهر Diospyros rhodocalyx Kurz، وهو دواء تايلاندي تقليدي، خصائص علاجية متنوعة، بما في ذلك النشاط المضاد للسرطان. ومع ذلك، لم يتم استكشاف نشاطها المضاد للسرطان ضد سرطان البروستاتا بدقة. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم النشاط المضاد للسرطان والآليات الأساسية لمستخلص خلات الإيثيل من D. rhodocalyx Kurz (EADR) المتعلق بتحريض موت الخلايا المبرمج في خط خلايا سرطان البروستاتا البشرية LNCaP. الطرق تم استخدام خلات الإيثيل لاستخراج اللحاء المجفف من D. rhodocalyx Kurz. تم تقييم السمية الخلوية لـ EADR على كل من خلايا LNCaP و WPMY -1 (خط الخلايا الليفية العضلية البروستاتية البشرية الطبيعية) باستخدام اختبار MTS. تم تقييم تأثير EADR على دورة الخلية، وتحريض الاستماتة، والتغيير في جهد غشاء الميتوكوندريا (MMP) من خلال التلوين مع يوديد البروبيديوم (PI)، الملحق V - FITC/PI، وصبغة JC -1، على التوالي. تم إجراء تحليل لاحق باستخدام قياس التدفق الخلوي. تم فحص التعبير عن caspase -3 المشقوق و BAX و Bcl -2 بواسطة النشاف الغربي. تم إجراء التنميط الكيميائي النباتي لـ EADR باستخدام كروماتوغرافيا الغاز - قياس الطيف الكتلي (GC - MS). أظهرت نتائج EADR تأثيرًا سامًا للخلايا يعتمد على الجرعة على خلايا LNCaP، مع قيم IC 50 تبلغ 15.43 و 12.35 ميكروغرام/مل بعد 24 و 48 ساعة على التوالي. على الرغم من أنه أظهر أيضًا تأثيرًا سامًا للخلايا على خلايا WPMY -1، إلا أن التأثير كان أقل نسبيًا، حيث بلغت قيم IC 50 34.61 و 19.93 ميكروغرام/مل بعد 24 و 48 ساعة من التعرض، على التوالي. أظهر تحليل دورة الخلية أن EADR لم يحفز إيقاف دورة الخلية في أي من خلايا LNCaP أو WPMY -1. ومع ذلك، فقد زاد بشكل كبير من المجموعة الفرعية G1 في خلايا LNCaP، مما يشير إلى تحريض محتمل لموت الخلايا المبرمج. أشار تلطيخ Annexin V - FITC/PI إلى أن EADR تسبب بشكل كبير في موت الخلايا المبرمج في خلايا LNCaP. كشف التحقيق اللاحق في الآلية الكامنة وراء موت الخلايا المبرمج الناجم عن EADR عن انخفاض في MMP كما يتضح من تلطيخ JC -1. علاوة على ذلك، أظهر النشاف الغربي أن علاج EADR أدى إلى زيادة تنظيم BAX، وتقليل تنظيم Bcl -2، وارتفاع انقسام caspase -3 في خلايا LNCaP. والجدير بالذكر أن الإيبيلوبيول كان مركبًا بارزًا في EADR كما هو محدد في GC - MS. الخاتمة يُظهر EADR نشاطًا مضادًا للسرطان ضد خط خلايا سرطان البروستاتا البشرية LNCaP عن طريق إحداث السمية الخلوية والاستماتة. تشير نتائجنا إلى أن EADR يعزز موت الخلايا المبرمج من خلال رفع تنظيم BAX المؤيد لموت الخلايا المبرمج، في حين أن خفض تنظيم Bcl -2 المضاد لموت الخلايا المبرمج يؤدي إلى تقليل MMP وتفعيل caspase -3. ومما له أهمية خاصة وجود الإيبيلوبيول، وهو مركب رئيسي تم تحديده في EADR، والذي قد يبشر بالخير كمرشح لتطوير عوامل علاجية لسرطان البروستاتا.Translated Description (French)
Contexte Le cancer de la prostate (CPP) est l'une des causes de décès chez les hommes dans le monde. Bien que des stratégies de traitement aient été développées, la récurrence de la maladie et les effets secondaires qui en découlent restent une préoccupation essentielle. Diospyros rhodocalyx Kurz, une médecine traditionnelle thaïlandaise, présente diverses propriétés thérapeutiques, notamment une activité anticancéreuse. Cependant, son activité anticancéreuse contre le cancer de la prostate n'a pas été explorée de manière approfondie. Cette étude vise à évaluer l'activité anticancéreuse et les mécanismes sous-jacents de l'extrait d'acétate d'éthyle de D. rhodocalyx Kurz (EADR) liés à l'induction de l'apoptose dans la lignée de cellules cancéreuses de la prostate humaine LNCaP. Méthodes L'acétate d'éthyle a été utilisé pour extraire l'écorce séchée de D. rhodocalyx Kurz. La cytotoxicité de l'EADR sur les cellules LNCaP et WPMY-1 (lignée cellulaire myofibroblastique prostatique humaine normale) a été évaluée à l'aide du test MTS. L'effet de l'EADR sur le cycle cellulaire, l'induction de l'apoptose et l'altération du potentiel membranaire mitochondrial (MMP) a été évalué par la coloration à l'iodure de propidium (PI), à l'annexine V-FITC/PI et au colorant JC-1, respectivement. L'analyse subséquente a été effectuée à l'aide de la cytométrie de flux. L'expression de la caspase-3, du BAX et du Bcl-2 clivés a été examinée par transfert Western. Le profilage phytochimique de l'EADR a été réalisé par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS). Résultats L'EADR a montré un effet cytotoxique dose-dépendant sur les cellules LNCaP, avec des valeurs IC 50 de 15,43 et 12,35 µg/mL après 24 et 48 h, respectivement. Bien qu'il ait également présenté un effet cytotoxique sur les cellules WPMY-1, l'effet était comparativement plus faible, avec des valeurs d'IC 50 de 34,61 et 19,93 µg/mL après 24 et 48 h d'exposition, respectivement. L'analyse du cycle cellulaire a démontré que l'EADR n'induisait pas d'arrêt du cycle cellulaire dans les cellules LNCaP ou WPMY-1. Cependant, il a significativement augmenté la population sub-G1 dans les cellules LNCaP, indiquant une induction potentielle de l'apoptose. La coloration à l'annexine V-FITC/PI a indiqué que l'EADR induisait de manière significative l'apoptose dans les cellules LNCaP. Une enquête ultérieure sur le mécanisme sous-jacent de l'apoptose induite par EADR a révélé une réduction de la MMP, comme en témoigne la coloration JC-1. De plus, le transfert Western a démontré que le traitement par EADR entraînait une régulation à la hausse de BAX, une régulation à la baisse de BCL-2 et une élévation du clivage de la caspase-3 dans les cellules LNCaP. Notamment, l'épilupéol était un composé important dans l'EADR tel qu'identifié par GC-MS. Conclusion L'EADR présente une activité anticancéreuse contre la lignée cellulaire de cancer de la prostate humaine LNCaP en induisant une cytotoxicité et une apoptose. Nos résultats suggèrent que l'EADR favorise l'apoptose en régulant à la hausse la BAX pro-apoptotique, tandis que la régulation à la baisse de la Bcl-2 anti-apoptotique entraîne la réduction de la MMP et l'activation de la caspase-3. Un intérêt particulier est la présence d'épilupéol, un composé majeur identifié dans l'EADR, qui peut être prometteur en tant que candidat pour le développement d'agents thérapeutiques pour le cancer de la prostate.Translated Description (Spanish)
Antecedentes El cáncer de próstata (CaP) es una de las causas de muerte en hombres en todo el mundo. Aunque se han desarrollado estrategias de tratamiento, la recurrencia de la enfermedad y los efectos secundarios consecuentes siguen siendo una preocupación esencial. Diospyros rhodocalyx Kurz, una medicina tradicional tailandesa, exhibe diversas propiedades terapéuticas, incluida la actividad contra el cáncer. Sin embargo, su actividad anticancerígena contra el cáncer de próstata no se ha explorado a fondo. Este estudio tiene como objetivo evaluar la actividad anticancerígena y los mecanismos subyacentes del extracto de acetato de etilo de D. rhodocalyx Kurz (EADR) relacionados con la inducción de la apoptosis en la línea celular de cáncer de próstata humano LNCaP. Métodos Se empleó acetato de etilo para extraer la corteza seca de D. rhodocalyx Kurz. La citotoxicidad de EADR en células LNCaP y WPMY-1 (línea celular de miofibroblastos prostáticos humanos normales) se evaluó utilizando el ensayo mts. El efecto de EADR en el ciclo celular, la inducción de apoptosis y la alteración en el potencial de membrana mitocondrial (MMP) se evaluó mediante la tinción con yoduro de propidio (PI), anexina V-FITC/PI y colorante JC-1, respectivamente. El análisis posterior se realizó utilizando citometría de flujo. La expresión de caspasa-3 escindida, BAX y Bcl-2 se examinó mediante transferencia Western. El perfil fitoquímico del EADR se realizó mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS). Resultados EADR exhibió un efecto citotóxico de manera dependiente de la dosis en las células LNCaP, con valores de IC 50 de 15.43 y 12.35 µg/mL después de 24 y 48 h, respectivamente. Aunque también exhibió un efecto citotóxico en las células WPMY-1, el efecto fue comparativamente menor, con los valores de IC 50 de 34.61 y 19.93 µg/mL después de 24 y 48 h de exposición, respectivamente. El análisis del ciclo celular demostró que EADR no indujo la detención del ciclo celular en las células LNCaP o WPMY-1. Sin embargo, aumentó significativamente la población sub-G1 en células LNCaP, lo que indica una posible inducción de apoptosis. La tinción con anexina V-FITC/PI indicó que EADR indujo significativamente la apoptosis en las células LNCaP. La investigación posterior sobre el mecanismo subyacente de la apoptosis inducida por EADR reveló una reducción en MMP como lo demuestra la tinción con JC-1. Además, la transferencia Western demostró que el tratamiento con EADR dio como resultado la regulación positiva de BAX, la regulación negativa de BCL-2 y la elevación de la escisión de la caspasa-3 en las células LNCaP. En particular, el epilupeol fue un compuesto prominente en EADR según lo identificado por GC-MS. Conclusión El EADR exhibe actividad anticancerígena contra la línea celular de cáncer de próstata humano LNCaP al inducir citotoxicidad y apoptosis. Nuestros hallazgos sugieren que EADR promueve la apoptosis mediante la regulación positiva de BAX proapoptótico, mientras que la regulación negativa de Bcl-2 antiapoptótico da como resultado la reducción de MMP y la activación de caspasa-3. De particular interés es la presencia de epilupeol, un compuesto importante identificado en EADR, que puede ser prometedor como candidato para el desarrollo de agentes terapéuticos para el cáncer de próstata.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يحفز <i>Diospyros</i> rhodocalyx Kurz موت الخلايا المبرمج <i>بوساطة الميتوكوندريا عبر</i> مسارات BAX و Bcl -2 و caspase -3 في خط خلايا سرطان البروستاتا البشرية LNCaP
- Translated title (French)
- <i>Diospyros rhodocalyx</i> Kurz induit une apoptose à médiation mitochondriale <i>via</i> les voies BAX, Bcl-2 et caspase-3 dans la lignée cellulaire du cancer de la prostate humain LNCaP
- Translated title (Spanish)
- <i>Diospyros rhodocalyx Kurz</i> induce la apoptosis mediada por mitocondrias <i>a través</i> de las vías BAX, Bcl-2 y caspasa-3 en la línea celular de cáncer de próstata humano LNCaP
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4400216067
- DOI
- 10.7717/peerj.17637
References
- https://openalex.org/W1600438560
- https://openalex.org/W1754200870
- https://openalex.org/W1756631388
- https://openalex.org/W1926261781
- https://openalex.org/W1964506148
- https://openalex.org/W1968445315
- https://openalex.org/W1976727606
- https://openalex.org/W1988367097
- https://openalex.org/W1988587438
- https://openalex.org/W2005992345
- https://openalex.org/W2008757142
- https://openalex.org/W2026361319
- https://openalex.org/W2033077175
- https://openalex.org/W2034390511
- https://openalex.org/W2034567892
- https://openalex.org/W2060685184
- https://openalex.org/W2068813832
- https://openalex.org/W2068921356
- https://openalex.org/W2080117242
- https://openalex.org/W2080652879
- https://openalex.org/W2086924130
- https://openalex.org/W2089783309
- https://openalex.org/W2090897569
- https://openalex.org/W2117692326
- https://openalex.org/W2128450526
- https://openalex.org/W2149816718
- https://openalex.org/W2160714232
- https://openalex.org/W2186214594
- https://openalex.org/W2189181457
- https://openalex.org/W2214273798
- https://openalex.org/W2242525906
- https://openalex.org/W2320101893
- https://openalex.org/W2336104112
- https://openalex.org/W2340795663
- https://openalex.org/W2408954743
- https://openalex.org/W2466703567
- https://openalex.org/W2544410549
- https://openalex.org/W2557544119
- https://openalex.org/W2625794209
- https://openalex.org/W2744616043
- https://openalex.org/W2748063392
- https://openalex.org/W2753081215
- https://openalex.org/W2783450307
- https://openalex.org/W2793972506
- https://openalex.org/W2804233019
- https://openalex.org/W2902253099
- https://openalex.org/W2908296170
- https://openalex.org/W2915190202
- https://openalex.org/W2934695931
- https://openalex.org/W2940592919
- https://openalex.org/W2948142691
- https://openalex.org/W2954067180
- https://openalex.org/W2965889830
- https://openalex.org/W2973169174
- https://openalex.org/W2973222569
- https://openalex.org/W2984268065
- https://openalex.org/W2992270776
- https://openalex.org/W3013073643
- https://openalex.org/W3037732985
- https://openalex.org/W3097158220
- https://openalex.org/W3097407854
- https://openalex.org/W3128646645
- https://openalex.org/W3130954936
- https://openalex.org/W3132739091
- https://openalex.org/W3165665300
- https://openalex.org/W3178753176
- https://openalex.org/W3180194316
- https://openalex.org/W3198894769
- https://openalex.org/W3207944698
- https://openalex.org/W4281648653
- https://openalex.org/W4313894933
- https://openalex.org/W4377942210