Изучение действия куркумина на эксцизионную репарацию ДНК в клетках U251 мультиформной глиобластомы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. В значительной степени резистентность мультиформной глиобластомы к генотоксической терапии связана с нарушением регуляции реакций на повреждение и репарацию ДНК. Таким образом, подавление механизмов репарации ДНК – приоритетный путь для увеличения выживаемости больных с данной патологией. Куркумин повышает эффективность стандартных химиотерапевтических препаратов, однако его воздействие на системы репарации ДНК недостаточно изучено.

Цель исследования – изучение молекулярных механизмов действия куркумина на эксцизионную репарацию ДНК в клетках U251 мультиформной глиобластомы.

Материалы и методы. Протеомная масс-спектрометрия высокого разрешения, клеточные технологии.

Результаты. В протеомах 2 типов клеток мультиформной глиобластомы (контроля и опыта) в целом идентифицированы 2757 белков, из которых 39 % были дифференциально экспрессированными. Обнаружены значительные изменения во многих сигнальных каскадах, играющих большую роль в канцерогенезе.

Заключение. Куркумин супрессирует эксцизионную репарацию ДНК, снижая экспрессию детерминант APEX1, MSH6, PARP1. PCNA, POLD1, POLE3, RFC2 и RPA.

Об авторах

Т. И. Кушнир

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9626-6847

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

Н. Е. Арноцкая

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0154-8604

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

И. А. Кудрявцев

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7588-1066

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

А. А. Митрофанов

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4125-7342

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

А. Х. Бекяшев

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4160-9598

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

В. Г. Згода

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4532-4274

119121 Москва, Погодинская ул., 10, стр. 8

Россия

В. Е. Шевченко

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Email: vshev2015@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0401-9900

Валерий Евгеньевич Шевченко

115478 Москва, Каширское шоссе, 24

Россия

Список литературы

  1. Arvold N.D., Reardon D.A. Treatment options and outcomes for glioblastoma in the elderly patient. Clin Interv Aging 2014;9:357–67. doi: 10.2147/CIA.S44259.
  2. Chinnaiyan P., Won M., Wen P.Y. et al. A randomized phase II study of everolimus in combination with chemoradiation in newly diagnosed glioblastoma: results of NRG Oncology RTOG 0913. Neuro Oncol 2018;20:666–73. doi: 10.1093/neuonc/nox209.
  3. Fabian D., Eibl M.D.P.G.P., Alnahhas I. et al. Treatment of glioblastoma (GBM) with the addition of tumor-treating fields (TTF): a review. Cancers 2019;11:1–12. doi: 10.3390/cancers11020174.
  4. Kocaadam B., Sanlier N. Curcumin, an active component of turmeric (Curcuma longa), and its effects on health. Crit Rev Food Sci Nutr 2015;57(13):2889–95. doi: 10.1080/10408398.2015.1077195.
  5. Kaina B., Christmann M. DNA repair in personalized brain cancer therapy with temozolomide and nitrosoureas. DNA Repair (Amst) 2019;78:128–41. doi: 10.1016/j.dnarep.2019.04.007.
  6. Ferri A., Stagni V., Barilà D. et al. Targeting the DNA damage response to overcome cancer drug resistance in glioblastoma. Int J Mol Sci 2020;21(14):4910. doi: 10.3390/ijms21144910.
  7. Kotha R.R., Luthria D.L. Curcumin: biological, pharmaceutical, nutraceutical, and analytical aspects. Molecules 2019;24(16):2930. doi: 10.3390/molecules24162930.
  8. Luthra P.M., Lal N. Prospective of curcumin, a pleiotropic signaling molecule from Curcuma longa in the treatment of glioblastoma. Eur J Med Chem 2016;109:23–35. doi: 10.1016/j.ejmech.2015.11.049.
  9. Hosseini A., Hosseinzadeh H. Antidotal or protective effects of Curcuma longa (turmeric) and its active ingredient, curcumin, against natural and chemical toxicities: a review. Biomed Pharmacother 2018;99:411–21. doi: 10.1016/j.biopha.2018.01.072.
  10. Amalraj A., Pius A., Gopi S. et al. Biological activities of curcuminoids, other biomolecules from turmeric and their derivatives: a review. J Tradit Complement Med 2016;7(2):205–33. doi: 10.1016/j.jtcme.2016.05.005.
  11. Meng X., Cai J., Liu J. et al. Curcumin increases efficiency of γ-irradiation in gliomas by inhibiting Hedgehog signaling pathway. Cell Cycle 2017;16(12):1181–92. doi: 10.1080/15384101.2017.1320000.
  12. Park K.S., Yoon S.Y., Park S.H. et al. Antimigration and anti-invasion effects of curcumin via suppression of fascin expression in glioblastoma cells. Brain Tumor Res Treat 2019;7(1):16–24. doi: 10.14791/btrt.2019.7.e28.
  13. Maiti P., Scott J., Sengupta D. et al. Curcumin and solid lipid curcumin particles induce autophagy, but inhibit mitophagy and the PI3K-Akt/mTOR pathway in cultured glioblastoma cells. Int J Mol Sci 2019;20(2):399. doi: 10.3390/ijms20020399.
  14. Trotta T., Panaro M.A., Prifti E. et al. Modulation of biological activities in glioblastoma mediated by curcumin. Nutr Cancer 2019;71(8):1241–53. doi: 10.1080/01635581.2019.1604978.
  15. Кушнир Т.И., Арноцкая Н.Е., Кудрявцев И.А. и др. Влияние гипоксии на секретом клеток мультиформной глиобластомы человека. Успехи молекулярной онкологии 2021;8(1):32–40. doi: 10.17650/2313-805X-2021-8-1-32-40.
  16. Bryukhovetskiy A., Shevchenko V., Kovalev S. et al. To the novel paradigm of proteome-based cell therapy of tumors: through comparative proteome mapping of tumor stem cells and tissue-specific stem cells of humans. Cell Transplant 2014;23(1):151–70. doi: 10.3727/096368914X684907.
  17. Громова О.А., Торшин И.Ю., Згода В.Г. и др. Комплексный протеомный анализ «легкой» пептидной фракции препарата церебролизин. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова 2019;119(8):75–83 doi: 10.17116/jnevro201911908175.
  18. Cox J., Hein M.Y., Luber C.A. et al. Accurate proteome-wide label-free quantification by delayed normalization and maximal peptide ratio extraction, termed MaxLFQ. Mol Cell Proteomics 2014;13(9):2513–26. doi: 10.1074/mcp.M113.031591.
  19. Huang D.W., Sherman B.T., Lempicki R.A. Bioinformatics enrichment tools: paths toward the comprehensive functional analysis of large gene lists. Nucleic Acids Res 2009;37(1):1–13. doi: 10.1093/nar/gkn923.
  20. Lee S.Y. Temozolomide resistance in glioblastoma multiforme. Genes Dis 2016;3:198–210. doi: 10.1016/j.gendis.2016.04.007.
  21. Fulton B., Short S.C., James A. et al. PARADIGM-2: two parallel phase I studies of olaparib and radiotherapy or olaparib and radiotherapy plus temozolomide in patients with newly diagnosed glioblastoma, with treatment stratified by MGMT status. Clin Transl Radiat Oncol 2017;8:12–6. doi: 10.1016/j.ctro.2017.11.003.
  22. Xu T., Guo P., He Y. et al. Application of curcumin and its derivatives in tumor multidrug resistance Phytother Res 2020;34(10):2438–58. doi: 10.1002/ptr.6694.
  23. Alexandru O., Georgescu A.M., Ene L. et al. The effect of curcumin on lowpassage glioblastoma cells in vitro. J Cancer Res Ther 2016;12(2):1025–32. doi: 10.4103/0973-1482.167609.
  24. Tomeh M.A., Hadianamrei R., Zhao X. A review of curcumin and its derivatives as anticancer agents. Int J Mol Sci 2019;20(5):1033. doi: 10.3390/ijms20051033.
  25. Rodriguez G.A., Shah A.H., Gersey Z.C. et al. Investigating the therapeutic role and molecular biology of curcumin as a treatment for glioblastoma. Ther Adv Med Oncol 2016;8(4):248–60. doi: 10.1177/1758834016643518.
  26. Stupp R., Mason W.P., van den Bent M.J. et al. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N Engl J Med 2005;352(10):987–96. doi: 10.1056/NEJMoa043330.
  27. Nakada M., Furuta T., Hayashi Y. et al. The strategy for enhancing temozolomide against malignant glioma. Front Oncol 2012;2:98. doi: 10.3389/fonc.2012.00098.
  28. Atkins R.J., Ng W., Stylli S.S. et al. Repair mechanisms help glioblastoma resist treatment. J Clin Neurosci 2015;22(1):14–20. doi: 10.1016/j.jocn.2014.09.003.
  29. Gu Y., Parker A., Wilson T.M. et al. Human MutY homolog, a DNA glycosylase involved in base excision repair, physically and functionally interacts with mismatch repair proteins humanMutS homolog 2/ humanMutS homolog 6. J Biol Chem 2002;277(13):11135–42. doi: 10.1074/jbc.M108618200.
  30. Xie C., Sheng H., Zhang N. et al. Association of MSH6 mutation with glioma susceptibility, drug resistance and progression. Mol Clin Oncol 2016;5(2):236–40. doi: 10.3892/mco.2016.907.
  31. Pluciennik A., Modrich P. Protein roadblocks and helix discontinuities are barriers to the initiation of mismatch repair. Proc Natl Acad Sci USA 2007;104(31):12709–13. doi: 10.1073/pnas.0705129104.
  32. Longley M.J., Pierce A.J., Modrich P. DNA polymerase delta is required for human mismatch repair in vitro. J Biol Chem 1997;272(16):10917–21. doi: 10.1074/jbc.272.16.10917.
  33. Jiricny J. The multifaceted mismatch-repair system. Nat Rev Mol Cell Biol 2006;7(5):335–46. doi: 10.1038/nrm1907.
  34. Jiapaer S., Furuta T., Tanaka S. et al. Potential strategies overcoming the temozolomide resistance for glioblastoma. Neurol Med Chir (Tokyo) 2018;58(10):405–21. doi: 10.2176/nmc.ra.2018-0141.
  35. Li M., Wilson D.M. Human apurinic/ apyrimidinic endonuclease. Antioxid Redox Signal 2014;20(4):678–707. doi: 10.1089/ars.2013.5492.
  36. Erasimus H., Gobin M., Niclou S. et al. DNA repair mechanisms and their clinical impact in glioblastoma. Mutat Res Rev Mutat Res 2016;769:19–35. doi: 10.1016/j.mrrev.2016.05.005.
  37. Matsumoto Y., Kim К., Hurwitz J. et al. Reconstitution of proliferating cell nuclear antigen-dependent repair of apurinic/ apyrimidinic sites with purified human proteins. J Biol Chem 1999;274(47):33703–8. doi: 10.1074/jbc.274.47.33703.
  38. Chen C.C., Juan C.W., Chen K.Y. et al. Upregulation of RPA2 promotes NF-κB activation in breast cancer by relieving the antagonistic function of menin on NF-κB-regulated transcription. Carcinogenesis 2017;38(2):196–206. doi: 10.1093/carcin/bgw123.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 57560 от  08.04.2014.