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ナノスケールのクルクミンとレスベラトロールの、変調された電気ハイパーサーミアによる大腸がんにおける宿主免疫と抗腫瘍効果の潜在的な強化
Potential enhancement of host immunity and anti-tumor efficacy of nanoscale curcumin and resveratrol in colorectal cancers by modulated electro- hyperthermia.
PMID: 32600429 PMCID: PMC7324975. DOI: 10.1186/s12885-020-07072-0.
抄録
背景:
mEHTは、ヒートショック蛋白質の放出を誘導し、アポトーシスを誘発し、細胞膜の完全性を破壊して、腫瘍細胞内での化学療法薬の細胞内取り込みを促進することにより、宿主免疫を活性化する能力を実証しています。クルクミンとレスベラトロールはともに、効果的な抗酸化剤、免疫活性化剤、および腫瘍発生の潜在的な阻害剤として機能する植物化学物質である。しかし、バイオアベイラビリティの低さが、臨床的ながん治療に使用する上での大きな障害となっています。
BACKGROUND: Modulated electro-hyperthermia (mEHT) is a form of hyperthermia used in cancer treatment. mEHT has demonstrated the ability to activate host immunity by inducing the release of heat shock proteins, triggering apoptosis, and destroying the integrity of cell membranes to enhance cellular uptake of chemo-drugs in tumor cells. Both curcumin and resveratrol are phytochemicals that function as effective antioxidants, immune activators, and potential inhibitors of tumor development. However, poor bioavailability is a major obstacle for use in clinical cancer treatment.
ＭＥＴＨＯＤＳ:
本研究の目的は、ナノサイズのクルクミンとレスベラトロールの抗がん作用をmEHTがin vitroおよびin vivoモデルで増加させることができるかどうかを調べることであった。in vitro試験では、細胞増殖アッセイ、細胞周期、アポトーシス解析を行った。SDラットモデルにおけるクルクミンおよびレスベラトロールの吸収については、血清濃度を分析した。in vivoのCT26/BALB/c動物腫瘍モデルは、mEHT/クルクミン/レスベラトロール併用投与後の安全性、腫瘍増殖曲線、腫瘍組織内への免疫細胞浸潤を検証するために使用されました。
METHODS: This purpose of this study was to investigate whether mEHT can increase anti-cancer efficacy of nanosized curcumin and resveratrol in in vitro and in vivo models. The in vitro study included cell proliferation assay, cell cycle, and apoptosis analysis. Serum concentration was analyzed for the absorption of curcumin and resveratrol in SD rat model. The in vivo CT26/BALB/c animal tumor model was used for validating the safety, tumor growth curve, and immune cell infiltration within tumor tissues after combined mEHT/curcumin/resveratrol treatment.
結果:
その結果、ナノクルクミンとレスベラトロールをmEHTと共処理した場合、CT26細胞の細胞周期停止とアポトーシスが有意に誘導された。また、mEHTを適用すると、クルクミンとレスベラトロールの血清濃度が有意に上昇した。また、この組み合わせは、CD3+ T細胞とF4/80+マクロファージをリクルートしながら、腫瘍細胞のアポトーシスとHSP70発現を誘導し、CT26結腸癌の増殖を抑制した。
RESULTS: The results indicate co-treatment of mEHT with nano-curcumin and resveratrol significantly induced cell cycle arrest and apoptosis of CT26 cells. The serum concentrations of curcumin and resveratrol were significantly elevated when mEHT was applied. The combination also inhibited the growth of CT26 colon cancer by inducing apoptosis and HSP70 expression of tumor cells while recruiting CD3+ T-cells and F4/80+ macrophages.
結論:
本研究の結果は、この天然で無毒な化合物が臨床がん治療のための効果的な抗腫瘍戦略になり得ることを示唆している。mEHTは、潜在的な抗腫瘍物質の細胞取り込みを可能にし、クルクミンとレスベラトロールの併用治療の成功を向上させる免疫学的連鎖反応のための有利な腫瘍微小環境を作り出すことができる。
CONCLUSIONS: The results of this study have suggested that this natural, non-toxic compound can be an effective anti-tumor strategy for clinical cancer therapy. mEHT can enable cellular uptake of potential anti-tumor materials and create a favorable tumor microenvironment for an immunological chain reaction that improves the success of combined treatments of curcumin and resveratrol.