クエルセチンとクルクミンの相乗効果による乳がん細胞のアポトーシス抑制効果

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Colloids Surf B Biointerfaces.2020 Jul;191:110982. S0927-7765(20)30212-5. doi: 10.1016/j.colsurfb.2020.110982.Epub 2020-03-19.

クエルセチンとクルクミンの相乗効果による乳がん細胞のアポトーシス抑制効果

Efficient synergistic combination effect of Quercetin with Curcumin on breast cancer cell apoptosis through their loading into Apo ferritin cavity.

Fariba Mansourizadeh
Diego Alberti
Valeria Bitonto
Martina Tripepi
Houri Sepehri
Sepideh Khoee
Simonetta Geninatti Crich

PMID: 32220813 DOI: 10.1016/j.colsurfb.2020.110982.

抄録

天然薬物の組み合わせは、いくつかのアポトーシスシグナル伝達経路をトリガーすることで、相乗的にがん細胞株のアポトーシス効果を高めることができるため、がん治療において大きな注目を集めています。しかし、多くの天然薬物は疎水性であること、バイオアベイラビリティが低いこと、細胞内への取り込みが少ないことなどから、治療効果に限界がある。本研究の目的は、クエルセチンとクルクミンを担持したアポフェリチンナノ粒子（Que-Cur-HoS-Apo NP）を設計し、乳がん細胞株（MCF7）でその相乗的な抗腫瘍特性を試験することであった。サイズ排除クロマトグラフィー(FPLC)と動的光散乱法(DLS)を用いたQue-Cur-HoS-Apo NPの物理化学的特性評価の結果、17.4±1.2nmの狭いサイズ分布を持つタンパク質ケージ内に化合物がカプセル化されていることが確認された。細胞生存率試験の結果、Que-Cur-HoS-Apo NPは、MCF7細胞株に対して低用量でより顕著な効果を発揮することが示された。Que-Cur-HoS-Apoシステムは、このように強化されたアポトーシスを誘発する天然薬剤の細胞取り込みを可能にした。これらの効果は、アネキシンV/7-AAD染色アッセイと細胞内活性酸素種（ROS）の定量的検出によって確認された。これらの結果は、乳がん治療における有望な抗がん剤としてのQue-Cur-HoS-Apo NPsの可能性を示唆し、生体内でのQue-Cur-HoS-Apo NPsの効果を調べるための道を開く。

Combination of natural agents has received a great attention in cancer treatment because of synergistically increased apoptotic effect on cancer cell lines by triggering several apoptotic signaling pathways. However, the hydrophobic nature, poor bioavailability and low cellular uptake of most natural agents limit their therapeutic effectiveness. The purpose of this study was to design Apoferritin nanoparticles loaded with Quercetin and Curcumin (Que-Cur-HoS-Apo NPs) and to test their synergistic antitumor properties on a breast cancer cell line (MCF7). The physico-chemical characterization of the Que-Cur-HoS-Apo NPs by Size Exclusion Chromatography (FPLC) and Dynamic Light Scattering (DLS) confirmed the encapsulation of the compounds in the protein cage with narrow size distribution in the range 17.4 ± 1.2 nm. Cell viability study indicated that Que-Cur-HoS-Apo NPs were able to exert a more pronounced effect at lower dose on the MCF7 cell line when compared to the free combination of the drugs. The Que-Cur-HoS-Apo system allowed cellular uptake of natural agents thus triggering enhanced apoptosis. These effects were confirmed by Annexin-V/7-AAD Staining Assay and intracellular Reactive Oxygen Species (ROS) quantitative detection. These results suggest the potential of Que-Cur-HoS-Apo NPs as a promising anti-cancer agent in breast cancer therapy and pave the way to examine Que-Cur-HoS-Apo NPs effect in vivo.