اثرات اسيد رتينوئيك تمام ترانس بر القا آپوپتوز و بيان ژن‌هاي notch1 و hes1 در رده سلولي سرطان معده MKN-45

Effects of all trans retinoic acid on apoptosis induction and notch1, hes1 genes expression in gastric cancer cell line MKN-45

سابقه و هدف: سرطان معده يكي از شايع‌ترين و كشنده‌ترين بدخيمي‌ها در جهان است. اسيد رتينوئيك تمام ترانس (ATRA) به عنوان القاكننده‌ي تمايز در درمان بسياري از سرطان‌ها و به طور ويژه در درمان لوسمي پروميولوتيك حاد (APL) استفاده مي‌شود. مسير پيام‌رساني سلولي Notch نقش مهمي در حفظ تعادل ميان تكثير سلولي و آپوپتوز ايفا مي‌كند. فعاليت نابه‌جاي اين مسير در توسعه و پيشرفت بسياري از بدخيمي‌ها از جمله سرطان معده نقش دارد. هدف از اين مطالعه بررسي اثر ATRA بر روند بقا سلولي، روند تغييرات چرخه سلولي و القا آپوپتوز در سلول‌هاي سرطاني معده رده سلولي MKN-45 بود. هم‌چنين تغييرات بيان ژن‌هاي notch1 و hes1 به دنبال تيمار با ATRA مد نظر قرار گرفت. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه سلول‌هاي سرطاني معده رده‌ي سلولي MKN-45 با غلظت‌هاي افزايشي 5/2، 5، 10، 15، 20، 25 ميكرومولار از اسيد رتينوئيك تمام ترانس تيمار شدند. بقاي سلولي با استفاده دي‌متيل تترازوليوم برومايد (MTT) بررسي شد. كيت اندازه‌گيري فعاليت كاسپاز 3 و 7 براي سنجش ميزان آپوپتوز سلولي مورد استفاده قرار گرفت. روش فلوسيتومتري براي مطالعه‌ي روند تغييرات چرخه‌ي سلولي به كار گرفته شد. بررسي پروفايل بيان ژن‌هاي hes1 و notch1 از طريق تكنيك RT-PCR انجام شد. يافته‌ها: نتايج MTT نشان داد كه تيمار با ATRA سبب كاهش ميزان بقا سلول‌هاي سرطاني MKN-45 شد كه بيش‌ترين كاهش در غلظت 10 ميكرومولار بود. دوزهاي بالاتر ATRA تفاوت معني‌داري در كاهش بقا سلول‌هاي سرطاني نسبت به غلظت µM 10 را نشان ندادند. تيمار سلول‌هاي سرطاني معده با ATRA سبب افزايش فعاليت كاسپاز 3 و 7 در اين سلول‌ها شد. هم‌چنين نتيجه‌ي فلوسيتومتري حاكي از تجمع سلول‌هاي سرطاني تحت تيمار با ATRA در مرحله G1 از چرخه سلولي بود كه در مقايسه با گروه كنترل معني‌دار بود. نتايج RT-PCR نشان داد كه ميزان بيان notch1 و hes1 در گروه تحت تيمار با ATRA در مقايسه با گروه كنترل كاهش معني‌داري يافته است. نتيجه‌گيري: بر اساس يافته‌هاي ما ATRA مي‌تواند از طريق كاهش بقاي سلولي و القاي آپوپتوز اثرات سمي خود را بر روي سلول‌هاي سرطاني معده رده سلولي MKN-45 اعمال مي‌نمايد. توقف سيكل سلولي در فاز G1 و كاهش بيان ژن notch1 و hes1 مويد اثرات ضد تكثيري ATRA مي‌باشد

Introduction: Gastric cancer is one of the most common and lethal malignancies in the world. All-trans retinoic acid (ATRA) has been widely used to treat cancers, most notably for the acute promyelocytic leukemia (APL) - as a differentiation inducer. Notch signaling plays important roles in cell proliferation and apoptosis. Aberrant activation of notch signaling pathway has been stated in different malignancies including gastric cancer. The aim of this study was to assess the possible effects of ATRA on cellular viability, cell cycle shift and apoptosis induction of gastric MKN-45 cell line. Moreover, alterations of notch1 and hes1 gene expression profiles after ATRA treatment have been considered. Materials and Methods: Human gastric carcinoma cells (MKN-45) were treated with increasing concentrations of ATRA (2.5, 5, 10, 15, 20, 25 μM). The viability of cells was determined with 3-(4, 5-dimethlthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Caspase-Glo 3/7 assay kit was applied to measure the apoptosis. Flow-cytometry was employed to distinguish cells in different phases of cell cycle. Expression profiles for the notch1 and hes1 genes were evaluated by reverse transcriptase PCR (RT-PCR). Results: MTT assay showed that ATRA could diminish MKN-45 cell line viability rate; the most effective dose was 10 μM. Concentrations higher than 10 μM of ATRA had no significant effect on reducing cancerous cell viability. Furthermore, ATRA treatment significantly amplified caspase3/7activation. Flow-cytometry analyses showed significant accumulation of cells in G1 phase of cell cycle in ATRA treated group in compare to control. Following treatment with ATRA, showed a significant reduction in notch1and hes1 genes profile expression. Conclusion: According to our findings, ATRA could exert its cytotoxic effects on gastric cancer MKN-45 cell line through reducing cellular viability and inducing apoptosis. Remaining at G1 phase of cell cycle and reducing notch1 and hes1 gene expressions suggest the antiproliferative activity of ATRA.