БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ В ЕКСТРАКТАХ SPERANSKIA TUBERCULATA (BUNGE) BAILL ТА ЇХ ВПЛИВ НА ЖИТТЄЗДАТНІСТЬ РАКОВИХ КЛІТИН П’ЯТИ РІЗНИХ ЛІНІЙ
DOI:
https://doi.org/10.11603/2312-0967.2024.1.14441Ключові слова:
Speranskia tuberculata (Bunge) Baill, етилацетатний екстракт, петролейний ефірний екстракт, високоефективна рідинна хроматографія -тандемна мас-спектрометрія, комерційно доступні лінії ракових клітин, тест МТТ на цитотоксичністьАнотація
Мета роботи. Ідентифікація найбільших біоактивних речовин в екстрактах Speranskia tuberculata та дослідження їх впливу на життєздатність ракових клітин різного походження.
Матеріали та методи. Виготовлено екстракти трави Speranskia tuberculata на основі етилацетату та петролейного ефіру в інтервалі концентрацій 12.5-75 мкг/мл. Присутність речовин в екстрактах досліджено тандемним методом високоефективної рідинної хроматографії - мас-спектроскопії. Тест на цитотоксичність MTT використано для оцінки ефективності дії екстрактів на п’ять комерційно доступних клітинних ліній: A549 (аденокарцинома легенів людини), HEPG2 (гепатоцелюлярна карцинома печінки людини), A375 (злоякісна меланома людини), Hela (карцинома підшлункової залози людини), RAW264.7 (макрофагоподібна лінія клітин від мишей, трансформована вірусом лейкемії Абельсона).
Результати та обговорення. У мас-спектрах ідентифіковано піки 300 речовин. 56 речовин з найбільшими піками досліджено з точки зору відомих із літератури проявів анти-ракової, анти-пухлинної, анти-оксидантної та анти-запальної активності. Лише 35 з 56 піків мають задокументований вплив на перераховані захворювання, ще 15 речовин активні щодо інших захворювань, а 6 не виявили активності. 35 речовин належать до 10 хімічних класів, серед яких домінують алкалоїди, ліпіди та феноли (20 із 35 речовин). Наведено хімічні реакції для фітохімічного скринінгу хімічних класів, винайдених в екстрактах. В МТТ тестах життєздатність при обробці 4 з 5 клітинних ліній суттєво знижується з ростом концентрації екстрактів. Лише клітини RAW264.7 виявилися стійкими – їх життєздатність не падає нижче 75-85%. Екстракти етилацетату виявилися найбільш ефективними, Вони максимально знижують життєздатність до 18%, а ІС50 цього екстракту для всіх клітинних ліній варіювався в межах 49-53 мкг/мл. Для петролейного ефіру ІС50 трьох ліній становив 65-74 мкг/мл (для А375 апроксимована величина сягнула 114 мкг/мл).
Висновки. Методом ВЕРХ-МС ідентифіковані піки близько 300 речовин, що містять екстракти трави Speranskia tuberculata. Серед 56 найбільш інтенсивних піків виявлено 35 речовин, що за літературними даними проявляють анти-раковий, анти-пухлинний, анти-оксидантний та анти-запальний вплив. МТТ тести показали, що вивчені екстракти суттєво зменшують життєздатність ракових клітин 4 із 5 ліній. ІС50 для екстрактів етилацетату становить 49-53 мкг/мл, а петролейного ефіру – 65-74 мкг/мл
Посилання
Dai Z, Liao X, Wieland XL, Hu J, Wang YG, Kim T-H, Liu J-P, Zhan S, Robinson N. Cochrane systematic reviews on traditional Chinese medicine: What matters–the quantity or quality of evidence? Phytomedicine 2022;98:153921. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2021.153921
Fu Y, Ju MM, Ma HC, Xin PY, He CZ, Jia DR, Tian B. Development and characterisation of novel EST-SSR markers for Speranskia tuberculata (Euphorbiaceae). Applications in Plant Sciences 2016;4(10):1600067. https://doi.org/10.3732/apps.1600067
Ye JW, Wu HY, Fu MJ, Zhang P, Tian B. Insights Into the Significance of the Chinese Loess Plateau for Preserving Biodiversity From the Phylogeography of Speranskia tuberculata (Euphorbiaceae). Frontiers in Plant Science. 2021;12. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.604251
Mazzio E, Badisa R, Mack N, Deiab S, Soliman K. High Throughput Screening of Natural Products for Anti-mitotic Effects in MDA-MB-231 Human Breast Carcinoma Cells. Phytotherapy Research. 2014;28(6):856–67. https://doi.org/10.1002/ptr.5065
Mazzio E, Soliman K. In vitro screening for the tumoricidal properties of international medicinal herbs. Phytotherapy Research. 2009;23(3):385–98. https://doi.org/10.1002/ptr.2636
Jo H-G, Seo J, Choi S, Lee D. East Asian herbal medicine to reduce primary pain and adverse events in cancer patients: A systematic review and meta-analysis with association rule mining to identify core herb combination. Frontiers in Pharmacology. 2022;12. doi:10.3389/fphar.2021.800571
Niwano Y, Saito K, Yoshizaki F, Kohno M, Ozawa T. Extensive screening for herbal extracts with potent antioxidant properties. Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition. 2011;48(1):78–84. https://doi.org/10.3164/jcbn.11-013FR
Mazzio E, Deiab S, Park K, Soliman K. High throughput Screening to Identify Natural Human Monoamine Oxidase B Inhibitors. Phytotherapy Research. 2013;27(6):818–28. https://doi.org/10.1002/ptr.4795
Kim G, Gan RY, Zhang D, Farha AK, Habimana O, Mavumengwana V, Li HB, Wang XH, Corke H. Large-Scale Screening of 239 Traditional Chinese Medicinal Plant Extracts for Their Antibacterial Activities against Multidrug-Resistant Staphylococcus aureus and Cytotoxic Activities. Pathogens (Basel, Switzerland), 2020;9(3):185. https://doi.org/10.3390/pathogens9030185
El-Shibiny A, Tan S, Nair DN, Padmavathy S. Impact of Endophytic Microorganisms on Plants, Environment and Humans. The Scientific World Journal. 2014;2014. https://doi.org/10.1155/2014/250693
Zhou YX, Wang SJ, Li Y, Xia W, Meng XY, Peng C, Zhang H. Evaluation of analgesic, anti-inflammatory and antipyretic activities of the ethanol extract from Speranskia tuberculate. African Journal of Traditional, Complementary and Alternative Medicines. 2015;12(3):4954. http://dx.doi.org/10.4314/ajtcam.v12i3.6
Li C, Zhang CZ, Hu FD, Shi JG. Chemical constituents from Speranskia tuberculata (Bge.) Baill. China Journal of Chinese Materia Medica. 2000;25(5):291–2.
Yu S, Yan H, Zhang L, Shan M, Chen P, Ding A, et al. A review on the phytochemistry, pharmacology, and pharmacokinetics of Amentoflavone, a naturally-occurring biflavonoid. Molecules. 2017;22(2):299. http://dx.doi.org/10.3390/molecules22020299
Li YM, Zhao YY, Fan YB, Wang X, Cai LN. Flavonoids from Speranskia Tuberculata. Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences. 1997;6:70–4.
Alley MC, Scudiero DA, Monkes A, Hursey ML, Czerwinski MJ, Fine DL, Abbott BJ, Mayo JG, Shoemaker RH, Boyd MR. Feasibility of drug screening with panel of human tumor cell lines using a microculture tetrazolium assay. Cancer Research. 1988;48(3):589–601.
Bournival J, Plouffe M, Renaud J, Provencher C, Martinoli MG. Quercetin and sesamin protect dopaminergic cells from MPP+-induced neuroinflammation in a microglial (N9)-neuronal (PC12) coculture system. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2012;921941. https://doi.org/10.1155/2012/921941
Guo Q, Wu S, Liang W, Tan J, Liu X, Yuan Y, Li X, Zhao H. Glabrol impurity exacerbates glabridin toxicity in zebrafish embryos by increasing myofibril disorganisation. Journal of Ethnopharmacology. 2022;287:114963. https://doi.org/10.1016/j.jep.2021.114963
Farag MA, Gad MZ. Omega-9 fatty acids: potential roles in inflammation and cancer management. Journal, Genetic Engineering and Biotechnology. 2022;20(1):48. https://doi.org/10.1186/s43141-022-00329-0
Silveira D, Boylan F. Medicinal Plants: Advances in Phytochemistry and Ethnobotany. Plants. 2023;12(8):1682. https://doi.org/10.3390/plants12081682
Chen L, Huang Y, Yu X, Lu J, Jia W, Song J, Liu L, Wang Y, Huang Y, Xie J, Li M. Corynoxine Protects Dopaminergic Neurons Through Inducing Autophagy and Diminishing Neuroinflammation in Rotenone-Induced Animal Models of Parkinson's Disease. Frontiers in Pharmacology 2021;12. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.642900
Wang LH, Gu ZW, Li J, Yang WQ, Li YL, Qi DM, Wang DY, Jiang HQ. Isorhynchophylline inhibits inflammatory responses in endothelial cells and macrophages through the NF-κB/NLRP3 signaling pathway. BMC Complementary Medicine and Therapies. 2023;23(1):80. https://doi.org/10.1186/s12906-023-03902-3
Maggio A, Loizzo MR, Riccobono L, Bruno M, Tenuta MC, Leporini M, Falco T, Leto C, Tuttolomondo T, Cammalleri I, La Bella S, Tundis R. Comparative chemical composition and bioactivity of leaves essential oils from nine Sicilian accessions of Myrtus communis L. Journal of Essential Oil Research. 2019;31(6):546–55. https://doi.org/10.1080/10412905.2019.1610089
Saito T, Awad JM, Zhang W. Synthetic Studies on Tetracyclic Diquinane Lycopodium Alkaloids Magellanine, Magellaninone and Paniculatine. Molecules. 2023;28:1501. https://doi.org/10.3390/ molecules28031501
Liu Z, Du Q, Wang KW, Xiu L, Song G. Completed preparative separation of alkaloids from Cephaltaxus fortunine by step-pH-gradient high-speed counter-current chromatography. Journal of Chromatography (A). 2009;1216:4663–7. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2009.03.083
Zhou X, Wang Y, Lee WYW, Or PMY, Wan DCC, Kwan YW, Yeung JHK. Miltirone Is a Dual Inhibitor of P-Glycoprotein and Cell Growth in Doxorubicin-Resistant HepG2 Cells. Journal of Natural Products. 2015;78(9):2266–75. https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.5b00516
Dávid C, Kúsz N, Pinke G, Kulmány Á, Zupkó I, Hohmann J, Vasas A. Jacaranone Derivatives with Antiproliferative Activity from Crepis pulchra and Relevance of This Group of Plant Metabolites. Plants. 2022;11(6). https://doi.org/10.3390/plants11060782
Jia J, Chen J, Wang G, Li M, Zheng Q, Li D. Progress of research into the pharmacological effect and clinical application of the traditional Chinese medicine Rehmanniae Radix. Biomedicine and Pharmacotherapy. 2023;168:115809. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.115809
Kaur R, Chattopadhyay S, Chatterjee A, Prakash O, Khan F, Suri N, Priya D, Saxena A. Synthesis and in vitro anticancer activity of brevifoliol derivatives substantiated by in silico approach. Medicinal Chemistry Research. 2014; 23:4138–48. https://doi.org/10.1007/s00044-014-0980-6
Martucciello S, Paolella G, Romanelli AM, Sposito S, Meola L, Cerulli A, Masullo M, Piacente S, Caputo I. Pro-Apoptotic and Pro-Autophagic Properties of Cardenolides from Aerial Parts of Pergularia tomentosa. Molecules. 2022;27:4874. https://doi.org/10.3390/molecules27154874
Hayashi T, Shinbo T, Shimizu M, Arisawa M, Morita N, Kimura M, Matsuda S, Kikuchi T. Paeonilactone-A, -B, and -C, new monoterpenoids from paeony root. Tetrahedron Letters. 1985;26(31):3699–702. https://doi.org/10.1016/S0040-4039(00)89227-8
Lee J, Gong Y, Jeong H, Seo H, Xie D, Sun H, Kwon T. Pharmacological effects of Picrasma quassioides (D. Don) Benn for inflammation, cancer and neuroprotection (Review). Experimental and Therapeutic Medicine. 2021;22:1357. https://doi.org/10.3892/etm.2021.10792
Hossain M, Azad MD, Tareq SM, Islam MD. Botanical and phyto-pharmacological reports on Stephania japhonica. International Journal of Applied Pharmaceutical Sciences and Research. 2017;2:154–150. https://doi.org/10.21477/ijapsr.v2i1.6980
Shah BN, Seth AK. Textbook of Pharmacognosy and Phytochemistry. 1st ed. Elsevier India; 2009. 620 p.
Bhavikatti S.K, Karobari MI, Zainuddin SLA, Marya A, Nadaf SJ, Sawant VJ, Patil SB, Venugopal A, Messina P, Scardina GA. Investigating the Antioxidant and Cytocompatibility of Mimusops elengi Linn Extract over Human Gingival Fibroblast Cells. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2021;18:7162. https://doi.org/10.3390/ijerph18137162
Shaikh JR, Patil MK. Qualitative tests for preliminary phytochemical screening: An overview. International Journal of Chemical Studies. 2020;8(2):603–608. https://doi.org/10.22271/chemi.2020.v8.i2i.8834
Evans WC. Trease And Evans Pharmacognosy 16th Ed. Edinburgh, London, New York: Saunders Elsevier; 2009. 603 p.
Nawaz H, Shad MA, Rehman N, Andaleeb H, Ullah N. Effect of solvent polarity on extraction yield and antioxidant properties of phytochemicals from bean (Phaseolus vulgaris) seeds. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2020;56:e17129. http://dx.doi.org/10.1590/s2175-97902019000417129
Snyder L.R. Classification of the Solvent Properties of Common Liquids. Journal of Chromatographic Science. 1978;16(6):223–234. https://doi.org/10.1093/chromsci/16.6.223
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Фармацевтичний часопис
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі
. - Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
