مطالعه سمیت سلولی و اثرات ضد سرطانی عصاره های گیاه Thuja orientalis در مدل سلولی سرطانی سینه

Abstract

مقدمه سرطان سینه دومین سرطان کشنده در بین زنان است. ترکیبات مشتق از گیاهان به عنوان منبع مفید مواد ضد سرطان تلقی میگردند. خانواده کوپرساسه به عنوان درمان سنتی برای بسیاری از بیماریها در سراسر جهان به کار رفته است. هدفدر این مطالعه اثرات بالقوه سیتوتوکسیک این گیاه روی سلول های سرطانی سینه شامل رده سلولی MCF-7 و BT-20 مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش کارسلولهای مذکور تحت تاثیر غلظتهای مختلف عصاره های بخشهای هوایی و میوه های گیاه طی زمانهای مختلف قرار گرفتند و سپس آزمایشات میکروسکوپی و MTT assay به منظور بررسی اثرات سیتوتوکسیک عصاره های گیاهی انجام گرفت. بعلاوه، مکانیسم مولکولی اثرات سایتوتوکسیک توسط تستهایی مانند، AnnexinV/PI ، رنگ آمیزی DAPI و بررسی الگوی شکست DNA بررسی شد. در نهایت بیان برخی ژنهای کلیدی دخیل در فرایند مرگ سلولی مانند Bcl-xl، Bax و P53 به روش RT-PCR آنالیز شد.نتایجنتایج نشان داد که عصاره متانولی و دی کلرومتانی بخشهای هوایی گیاه Thuja orientalis میتواند رشد و تکثیر سلول های سرطانی MCF-7 را مهار نماید درحالیکه اثری بر روی رده سلولی BT-20 نداشتند. نتایج تستهای مولکولی نمایانگر این بودند که مکانیسم اثر سایتوتوکسیک گیاه نکروپتوزیس (ترکیبی از نکروز و آپوپتوز) می باشد. در بررسی بیان ژن در مجموع افزایش بیان ژن P53 و کاهش بیان Bcl-xl و Bax در سلولهایی که تیمار شده، مشاهده شد.بحثنتایج حاصل از این پژوهش برای اولین بار اثرات ضد توموری عصاره دی کلرومتانی و متانولی بخشهای هوایی گیاه Thuja orientalis را در in-vitro نشان می دهد. بر اساس متدهای بکار برده شده در این مطالعه، نکروپتوزیس مکانیسم احتمالی اثرات سایتوتوکسیک این عصاره ها می باشد. در مجموع، افزایش بیان ژن P53 باعث تمایل مرگ سلولها به سمت آپوپتوز شده است. , IntroductionCancer causes significant morbidity and mortality and is a major public health problem worldwilde. Breast cancer is the second lethal cancer among other types of cancer in women. Plant-derived compounds have been an important source of several clinically useful anticancer agents. Aim In this study, we aimed to assess cytotoxic and anticancer effects of Thuja orientalis, a traditionally used herbal medicine, on MCF-7 and BT-20 cell lines.Material and methodsIn this study, we studied the growth inhibitory effect of Thuja orientalis on breast cancer cell lines, MCF-7 and BT-20. The cells were exposed to methanol and dichloromethane extract at different concentrations and for different time durations. Along with imaging technique for revealing the treatments outcome, MTT assay was carried out to characterize the cytotoxicity of the extract used. Expression of apoptosis related genes such as Bcl-xl, Bax, P53 as well as GAPDH housekeeping gene was studied using reverse transcriptase-PCR.ResultsOur results demonstrated that methanol and dichloromethane extract of aerial parts of Thuja orientalis noticeably inhibited MCF-7 cell proliferation in a concentration and time dependent manner. Annexin-V and DAPI staining as well as DNA ladder assay showed the possible role of necroptosis in the cytotoxicity impact of the extracts. A change in expression of some apoptosis related genes was observed. The up-regulation of P53 conforms the hypothesis that apoptotic pathways can be considered as potential mechanism of anti-proliferative action of these extracts on MCF-7 cell line.DiscussionOur results, for the first time, demonstrated the anti tumor activity of Thuja orientalis aerial parts extracts invitro. Based on our results, mechanism of cytotoxicity effect of these extracts were necroptosis. The results showed that the extract could be considered as a suitable anticancer candidate for future analysis.Key words Human breast cancer, Thuja orientalis, cell line, necroptosis, anti proliferative