Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80758
Title: Effects of rhinacanthin-C in multidrug-resistance breast cancer cells
Other Titles: ผลของไรนาแคนทิน-ซี ในเซลล์มะเร็งเต้านมที่ดื้อต่อยา
Authors: Suwichak Chaisit
Advisors: Suree Jianmongkol
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Graduate School
Issue Date: 2019
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Rhinacanthin-C (RN-C) is a major bioactive naphthoquinone ester found in Rhinacanthus nasutus Kurz (Acanthaceae).  This compound has potential therapeutic value as an anticancer agent. Rhinacanthin-C was reported to enhance doxorubicin cytotoxicity in breast cancer cells through direct inhibition of P-gp activity.  However, its ability in reversing multidrug resistance (MDR) in cancer cells through the down-regulation of P-gp expression, alteration of detoxification system, and increase in apoptosis proteins remains unreported.  Thus, this study was to investigate the potential MDR reversal effect of rhinacanthin-C and its underlying mechanisms in MCF-7/DOX.  In this study, rhinacanthin-C (1 µM, 48 h) significantly enhanced cytotoxicity of camptothecin, doxorubicin, and etoposide.  Apparently, the loss of P-gp function in the rhinacanthin-C-treated for 24- h in MCF-7/DOX cells was associated with the reduction of MDR1 mRNA expression and P-gp protein levels.  In addition, the down-regulation effect of rhinacanthin-C on P-gp expression involved with suppressions of the Akt/NF-kB signaling pathway and YB-1 expression, but not the MAPK/ERK1/2 signaling pathway.  The result also demonstrated that rhinacanthin-C (up to 3 µM, 24-h) was able to produce intracellular ROS and potentiate H2O2 toxicity, leading to increased apoptosis in MCF-7/DOX cells.  Moreover, this compound inhibited the MAPKs signaling, resulting in changes in the Bax/Bcl-2 ratios and a decrease in the expression of PARP protein.  In addition, rhinacanthin-C might increase cellular stress and promote apoptosis via inhibition of the Akt/GSK-3β/Nrf2 pathway, leading to the down-regulation of antioxidant and detoxifying enzymes such as NQO1 and HO-1.  Taken together, rhinacanthin-C displayed its MDR reversal effect in MCF-7/DOX cells through down-regulation of MDR1 and P-gp expression by inhibiting Akt/NF-kB signaling pathway and YB-1 expression.  In addition, rhincanthin-C was able to induce apoptosis through ROS production and suppression of the cell survival systems mediated by the MAPKs and Akt/GSK-3β/Nrf2 signaling pathways.
Other Abstract: ไรนาแคนทิน-ซี (RN-C) เป็นสารในกลุ่ม naphthoquinone ester ที่ได้จากต้นทองพันชั่ง ซึ่งสารดังกล่าวมีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาหลากหลายรวมถึงฤทธิ์ต้านมะเร็ง มีการรายงานถึงความสามารถของสารไรนาแคนทิน-ซี ต่อการเพิ่มความเป็นพิษของยาด๊อกโซรูบิซินในเซลล์มะเร็งเต้านมโดยผ่านการยับยั้งการทำงานของโปรตีนขนส่งยา P-gp โดยตรง แต่อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการรายงานถึงความสามารถของสารไรนาแคนทิน-ซี ในการผันกลับการดื้อต่อยา ผ่านกลไกการลดการแสดงออกของโปรตีนขนส่งยา P-gp รวมไปถึงการกำจัดสารพิษ (detoxification) และการเพิ่มขึ้นของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการตายแบบอะพอพโทซิส ดังนั้นในการศึกษานี้เพื่อพิสูจน์ผลของสารไรนาแคนทิน-ซี ในการผันกลับการดื้อต่อยา รวมถึงกลไกที่เกี่ยวข้องในเซลล์มะเร็งเต้านมที่ดื้อต่อยาด๊อกโซรูบิซิน  ในการศึกษานี้พบว่าสารไรนาแคนทิน-ซี (ที่ความเข้มข้น 1 ไมโครโมลา ที่เวลา 48 ชั่วโมง) สามารถเพิ่มความเป็นพิษอย่างมีนัยสำคัญให้แก่ ยาแคมโตทีซิน ด๊อกโซรูบิซิน และอีโตโปไซด์  จากการศึกษาเห็นได้ชัดว่าการสูญเสียการทำงานของโปรตีนขนส่งยา P-gp ในเซลล์มะเร็งเต้านมที่ตื้อต่อยาด๊อกโซรูบิซินนั้น พบว่ายังสัมพันธ์กับการลดลงของระดับ MDR1 mRNA และระดับโปรตีนของโปรตีนขนส่งยา P-gp หลังจากได้รับสารไรนาแคนทิน-ซีเป็นเวลา 24 ชั่วโมง  นอกจากนี้ผลของสารไรนาแคนทิน-ซี ต่อการลดลงของการแสดงออกของโปรตีนขนส่งยา P-gp ซึ่งส่วนเกี่ยวข้องกับการลดลงผ่านวิถีสัญญาณ Akt/NF-κB และการแสดงออกของ YB-1  แต่พบว่าไม่สัมพันธ์กับวิถีสัญญาณของ MAPK/ERK1/2  ผลการศึกษายังแสดงให้เห็นว่าสารไรนาแคนทิน-ซี (ที่ความเข้มข้นที่สูงถึง 3 ไมโครโมลา ที่เวลา 24 ชั่วโมง) มีความสามารถเพิ่มระดับของ ROS ภายในเซลล์ และมีประสิทธิภาพทำให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สูงถึงระดับเป็นพิษ จึงถูกชักนำไปสู่การตายแบบอะพอพโทซิสในเซลล์มะเร็งเต้านมที่ดื้อต่อยาด๊อกโซรูบิซิน นอกจากนี้สารดังกล่าวสามารถยับยั้งการส่งวิถีสัญญาณผ่าน MAPKS ส่งผลให้ต่อการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของ Bax/Bcl-2 และลดการแสดงออกของโปรตีน PARP  นอกจากนี้สารไรนาแคนทิน-ซี อาจเพิ่มความเครียดภายในเซลล์และถูกชักนำการตายแบบอะพอพโทซิส โดยการยับยั้งผ่านวิถีสัญญาณของ Akt/GSK-3β/Nrf2 ซึ่งมีผลต่อการควบคุมการลดลงของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระและเอนไซม์การกำจัดสารพิษ เช่น NQO1 และ HO-1  ดังนั้นผลการวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าสารไรนาแคนทิน-ซี มีความสามารถในการผันกลับการดื้อต่อยาในเซลล์มะเร็งเต้านมที่ดื้อต่อยาด๊อกโซรูบิซิน ผ่านการควบคุมการแสดงออกของ MDR1 และ P-gp โดยยับยั้งผ่านวิถีสัญญาณ Akt/NF-kB รวมถึงการแสดงออกของ YB-1 นอกจากนี้สารไรนาแคนทิน-ซี ยังสามารถชักนำให้เกิดการตายแบบอะพอพโทซิส โดยเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของระดับ ROS และลดการแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการอยู่รอดของเซลล์ผ่านวิถีสัญญาณ MAPKs และ Akt/GSK-3β/Nrf2
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2019
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Pharmacology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/80758
URI: http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2019.424
metadata.dc.identifier.DOI: 10.58837/CHULA.THE.2019.424
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5987841020.pdf3.68 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.