Highlight

งานวิจัยได้พัฒนาแอนติบอดีชนิด scFv ใหม่เพื่อมุ่งเป้า EGFR ในมะเร็งท่อน้ำดี (CCA) โดยคัดเลือกจากคลัง phage display ได้ 3 ตัว (E1, G8, H2) ที่จับ CCA จำเพาะและเข้าสู่เซลล์ได้ดี โดย G8/H2 จับโดเมน EGFR-TK ระดับนาโนโมลาร์ ยับยั้งไคเนส ลด EGFR phosphorylation ลดความมีชีวิตและกระตุ้น apoptosis ขณะที่ E1 ยับยั้งการเพิ่มจำนวนผ่าน G1 arrest

ที่มาและความสำคัญ

มะเร็งท่อน้ำดี (cholangiocarcinoma; CCA) เป็นมะเร็งที่มีความรุนแรงสูง ตรวจพบมักอยู่ในระยะลุกลาม และมีทางเลือกการรักษาจำกัด ทำให้ผลการรักษาและอัตราการรอดชีวิตยังไม่ดี แม้จะมีการพัฒนายามุ่งเป้า แต่ผู้ป่วยจำนวนมากยังดื้อยาและเกิดการกลับเป็นซ้ำได้บ่อย ผู้ป่วย CCA แสดงออก epidermal growth factor receptor (EGFR) มากเกินสัมพันธ์กับการกลับเป็นซ้ำและพยากรณ์โรคที่แย่ อย่างไรก็ตามการรักษาที่มุ่งเป้า EGFR ที่ใช้ในปัจจุบันให้ประสิทธิผลจำกัดใน CCA อาจเนื่องมาจากความหลากหลายของก้อนมะเร็ง การส่งสัญญาณชดเชยของเส้นทางอื่น และความสามารถของเซลล์มะเร็งในการหลบเลี่ยงการยับยั้ง ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายเพื่อค้นหา “ตัวเลือกใหม่” ในการยับยั้ง EGFR ที่อาจมีศักยภาพมากกว่าเดิม โดยใช้เทคโนโลยี phage display คัดเลือกแอนติบอดีจากคลัง naïve single-chain variable fragment (scFv) มนุษย์ผ่านกระบวนการ subtractive bio-panning เพื่อให้ได้ scFv ที่จับกับเซลล์ CCA อย่างจำเพาะและลดการจับข้ามกับเซลล์ปกติ/มะเร็งชนิดอื่น แนวทางนี้คาดว่าจะได้แอนติบอดีที่สามารถเข้าสู่เซลล์และยับยั้งโดเมนไทโรซีนไคเนสของ EGFR (EGFR-TK) ได้โดยตรง ซึ่งอาจนำไปสู่การพัฒนาเครื่องมือรักษาแบบแอนติบอดีสำหรับ CCA ที่เป้าหมายคือ EGFR

Abstract

Cholangiocarcinoma (CCA) is an aggressive malignancy with limited treatment options. EGFR overexpression is associated with tumor recurrence and poor prognosis, yet current EGFR-targeted therapies show limited efficacy. To identify alternative therapeutic candidates, we performed subtractive bio-panning of a naïve human single-chain variable fragment (scFv) phage display library against CCA cell lysates. Three novel scFv antibodies-E1, G8, and H2-were selected based on preferential binding to CCA cells with minimal cross-reactivity to unrelated cancers and normal fibroblasts. Surface plasmon resonance and kinase inhibition assays demonstrated that G8 and H2 bound the EGFR tyrosine kinase (EGFR-TK) domain with nanomolar affinities and suppressed kinase activity, whereas E1 showed weak binding and no kinase inhibition. All three scFvs exhibited efficient internalization into EGFR-overexpressing HuCCA-1 cells. Functional analyses revealed distinct effects on cell growth: G8 and H2 reduced EGFR phosphorylation, decreased cell viability, and induced apoptosis accompanied by S/G₂-M phase accumulation, whereas E1 primarily inhibited proliferation through G₁-phase arrest without significantly affecting EGFR phosphorylation. Molecular docking predicted that G8 interacts near the ATP-binding pocket and H2 at the dimerization interface of EGFR-TK. These interactions may contribute to EGFR inhibition in HuCCA-1 cells. These findings suggest that G8 and H2 function as intracellular inhibitors of EGFR-TK activity and are promising candidates for antibody-based therapy in EGFR-driven CCA.

KEYWORDS: Antibodies internalization, Apoptosis, Cholangiocarcinoma, EGFR tyrosine kinase, Single-chain variable fragment (scFv)

Citation: Sayinta, A., Duangdara, J., Sumphanapai, T., Rangnoi, K., Boonsri, B., Supradit, K., Jongkamonwiwat, N., Choowongkomon, K., Thitapakorn, V., Yamabhai, M., & Wongprasert, K. (2025). Identification of internalizing ScFvs for EGFR inhibition and apoptosis induction in cholangiocarcinoma cells. Scientific Reports, 15(1), 40648.
DOI: 10.1038/s41598-025-24324-w

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

SDG Goal ที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ

17. Partnerships for the goals

ผู้ให้ข้อมูล: ศาสตราจารย์ ดร.กนกพรรณ วงศ์ประเสริฐ
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ศาสตราจารย์ ดร.กนกพรรณ วงศ์ประเสริฐ รองศาสตราจารย์ ดร.นพพร จงกมลวิวัฒน์ อาจารย์ ดร.จินต์จุฑา ดวงดารา
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: น.ส.อภิญญา สายอินต๊ะ
แหล่งทุนวิจัย: Mahidol University (Research Grant No. NDFR26/2564) and the National Research Council of Thailand (NRCT)
Credit ภาพ: ศาสตราจารย์ ดร.กนกพรรณ วงศ์ประเสริฐ
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล

Highlight

This study developed hydrolyzed tuna blood powder (HTBP) from canned tuna industry by-products and demonstrated its antioxidant and anti-apoptotic effects on C2C12 muscle cells under oxidative stress. HTBPs, particularly those produced with alcalase and trypsin, reduced ROS and NO levels, suppressed apoptosis-related proteins, and improved cell survival. These findings suggest HTBP as a promising functional ingredient for muscle recovery and sustainable resource utilization.

ที่มาและความสำคัญ

ในปัจจุบัน ความสนใจด้านการออกกำลังกายและสุขภาพร่างกายที่ดีเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้มีความต้องการผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชันและอาหารเสริมที่ช่วยฟื้นฟูกล้ามเนื้อและเพิ่มสมรรถภาพทางกายมากขึ้น โดยภาวะเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อและการสูญเสียมวลกล้ามเนื้อมักเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นจากการออกกำลังกายอย่างหนัก ซึ่งมีสาเหตุหลักจากการสลายตัวของโปรตีนในกล้ามเนื้อร่วมกับการสะสมของอนุมูลอิสระ (ROS) ภายในเซลล์กล้ามเนื้อ การผลิต ROS ในปริมาณมากส่งผลให้เกิดความเครียดออกซิเดชัน ซึ่งทำให้การทำงานของกล้ามเนื้อแย่ลงและเพิ่มความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ ดังนั้น การพัฒนากลยุทธ์เพื่อลดความเครียดออกซิเดชันและเร่งกระบวนการฟื้นฟูกล้ามเนื้อจึงเป็นสิ่งสำคัญ โดยเฉพาะสำหรับนักกีฬา ผู้ที่ออกกำลังกายเป็นประจำ และผู้ที่ต้องการรักษามวลกล้ามเนื้อ
ปัจจุบันเลือดปลาทูน่าเป็นของเสียจากอุตสาหกรรมที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ ทั้งที่อุดมด้วยกรดอะมิโนและแร่ธาตุสำคัญ อีกทั้งยังมีรายงานว่าเปปไทด์จากน้ำต้มปลาทูน่าสามารถยับยั้งเอนไซม์ ACE และกระตุ้นการเกิด apoptosis ในเซลล์มะเร็งเต้านม อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการศึกษาอย่างชัดเจนเกี่ยวกับศักยภาพของไฮโดรไลเซตจากเลือดปลาทูน่าในการเป็นวัตถุดิบเชิงหน้าที่เพื่อการฟื้นฟูกล้ามเนื้อ งานวิจัยนี้จึงมุ่งพัฒนาไฮโดรไลเซตจากเลือดปลาทูน่าเพื่อใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพกล้ามเนื้อ พร้อมส่งเสริมการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าและยั่งยืน

Abstract

This study aimed to develop hydrolyzed tuna blood powders (HTBP) with potential anti-apoptotic and muscle recovery properties. HTBP was produced alcalase, trypsin, and pepsin at concentrations of 0.5%, 1.0%, and 1.5%. The physical and chemical properties of HTBP were evaluated. The results showed no significant difference in yield (p > 0.05), with a range of 7.08% ± 0.78% to 9.26 % ± 1.74%. HTBP produced with alcalase at all concentrations yielded a higher amount of protein (76.86% ± 0.5%–79.1% ± 1.10%) compared to trypsin and pepsin. Glutamic acid, cysteine, and aspartic acid were identified as the main amino acids in HTBP. The water solubility index of all HTBP was high (>90%). Antioxidant values increased with higher protein content. Hydrolyzed tuna blood with 0.5% alcalase (HTBPA) and 0.5% trypsin were selected for further investigation of their biological activities, assessed using C2C12 muscle cells under oxidative stress conditions induced by hydrogen peroxide (H₂O₂). In H₂O₂-induced C2C12 cells, HTBPA and HTBPT reduced nitric oxide (NO) secretion and intracellular reactive oxygen species (ROS) levels. Furthermore, HTBPA and HTBPT significantly decreased the percentage of apoptotic cells in these H₂O₂-induced C2C12 cells. They also inhibited H₂O₂-induced apoptosis by modulating apoptosis-related proteins, including NF-κB, Bax, and caspase-3. Additionally, HTBPA and HTBPT suppressed the phosphorylation levels of key signaling proteins such as Akt, ERK1/2, and p38, thereby contributing to enhanced cell survival. These findings suggest that hydrolyzing tuna blood, waste of the canned tuna industry, can create a valuable ingredient for promoting muscle health.

KEYWORDS: Hydrolyzed tuna blood powder, Antioxidant activity, C2C12 cells, Apoptosis, Oxidative stress

Citation: Hawangjoo, M., Rungruang, P., Sroyraya, M., Chonpathompikunlert, P., Roytrakul, S., Sukketsiri, W., & Klaypradit, W. (2025). Physical and chemical properties and anti-apoptotic effects on C2C12 cells of hydrolyzed tuna (Katsuwonus pelamis) blood powder. Food Bioscience, 66, 106168. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2025.106168

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

12. RESPONSIBLE CONSUMPTION PRODUCTION

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มรกต สร้อยระย้า
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มรกต สร้อยระย้า
Credit ภาพ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มรกต สร้อยระย้า

ฤทธิ์ของสารสกัดด้วยเฮกเซนของสาหร่ายลิ้นมังกรในการกระตุ้นการตายของเซลล์มะเร็งสมองชนิดกลัยโอบลาสโตมา ทั้งแบบ apoptosis และ autophagy: การศึกษาในหลอดทดลองและทางคอมพิวเตอร์

Highlight

สารสกัดสาหร่ายลิ้นมังกรมีศักยภาพในการชะลอการเจริญของเซลล์มะเร็งสมองชนิดกลัยโอบลาสโตมา (A172) และกระตุ้นกระบวนการตายของเซลล์แบบ apoptosis รวมถึงยังสามารถเพิ่มอนุมูลอิสระและกระตุ้นกระบวนการตายแบบ autophagy ผลการศึกษาเพิ่มเติมยังพบว่า กรดไขมันปาลมิติก ซึ่งองค์ประกอบหลักในสารสกัด สามารถทำปฏิกิริยาโดยจับกับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการตายของเซลล์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสารสกัดสาหร่ายลิ้นมังกร อาจเป็นทางเลือกในการรักษา GBM โดยกระตุ้นกระบวนการตายของเซลล์ทั้งแบบ apoptosis และ autophagy

ที่มาและความสำคัญ

กลัยโอบลาสโตมา เป็นมะเร็งสมองชนิดรุนแรงที่พบมากในผู้ใหญ่และมีอัตราการเสียชีวิตสูง ซึ่งเป็นผลจากการดื้อยาจากการรักษาทางเคมีบำบัด โดยสารสกัดจากธรรมชาติรวมถึงจากสาหร่ายทะเลมีฤทธิ์หลากหลายรวมถึงฤทธิ์การต้านเซลล์มะเร็ง จึงนำมาสู่งานวิจัยครั้งนี้เพื่อศึกษาการออกฤทธิ์ของสารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรในการลดการแบ่งเซลล์และกระตุ้นกระบวนการตายของเซลล์ ในเซลล์เซลล์มะเร็งสมองชนิดกลัยโอบลาสโตมา (A172)

Abstract

Glioblastoma (GBM) considered as aggressive brain cancer with high mortality rate in patients even after surgical resection. Resistant to chemotherapy is the major problem in GBM therapy. Discovery of novel bioactive compounds from algae is being investigated as alternative sources for potential treatment as well as prevention in glioblastoma. This study revealed the effects of marine red algae extract from hexane solvent fraction of Halymenia durvillei (HDHE) on proliferation and cell death in A172 human GBM cells. HDHE decreased proliferation and promoted cell cycle arrest at G2/M phase. HDHE induced apoptotic cell death in A172 cells through mitochondrial membrane dysfunction, the decrease of anti-apoptotic Bcl-2 protein expression, and activation of caspase 3/7. Moreover, HDHE increased intracellular reactive oxygen species (ROS) production and accumulation of LC3-II, an autophagic marker. The docked conformation of palmitic acid, a major component of HDHE, showed a high affinity binding to TP53 and Beclin-1 as cell death-related target molecules. This research conclusively demonstrated that HDHE might serve as a potent anticancer agent against glioblastoma by promoting apoptotic and autophagic cell death in A172 human GBM cells.

KEYWORDS: Halymenia durvillei, Glioblastoma, Apoptosis, Autophagy, Macroalgae

Citation: Vivithanaporn, P. ., Siangcham, T. ., Tanawoot, V. ., Settacomkul, R. ., Pranweerapaiboon, K., Meemon, K. ., Niamnont, N. ., Tamtin, M. ., Sobhon, P. ., & Sangpairoj, K. (2023). Apoptotic and Autophagic Cell Death Effects of the Hexane Extract of Tropical Marine Algae Halymenia durvillei against Human Glioblastoma Cells: In vitro and in silico Studies. Trends in Sciences, 21(2), 7157. https://doi.org/10.48048/tis.2024.7157

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
แหล่งทุนวิจัย: Agricultural Research Development Agency (Public Organization), Thailand
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล

ฤทธิ์ของสารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรในการต้านเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ โดยการกระตุ้นการตายของเซลล์แบบ apoptosis และ autophagy

Highlight

การศึกษาการออกฤทธิ์ของสารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกร Halymenia durvillei (HD) ในการต้านมะเร็งลำไส้ใหญ่ พบว่าสารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรในชั้น ethyl acetate สามารถฆ่าเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ (HT-29) ยับยั้งการแบ่งเซลล์กระตุ้นกระบวนการตายของเซลล์แบบ apoptosis และ autophagy รวมถึงการยับยั้งการแสดงออกของยีนในกลไก PI3K, AKT และ mTOR ได้ จึงสามารถสรุปได้ว่าสารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรในชั้น ethyl acetate สามารถต้านมะเร็งลำไส้ใหญ่โดยผ่านทางกลไก PI3K/AKT/mTOR ได้

ที่มาและความสำคัญ

มะเร็งลำไส้ใหญ่เป็นมะเร็งที่พบได้บ่อย ซึ่งถึงแม้จะมีแนวทางการรักษาในปัจจุบันทั้งโดยการผ่าตัดและการฉายรังสีที่ได้ผลเป็นอย่างดี แต่ก็มีผลข้างเคียงจากการรักษา รวมถึงการเกิดการดื้อยาขึ้น ดังนั้นจึงนำไปสู่การค้นหาแนวทางการรักษาใหม่ที่สามารถลดผลข้างเคียงที่เกิดขึ้น โดยศึกษาจากสารสกัดจากธรรมชาติ โดยเฉพาะจากสาหร่ายทะเลในการออกฤทธิ์ต้านเซลล์มะเร็ง เพื่อให้มีการรักษาที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น

Abstract

Colorectal cancer is one of the most death-dealing cancers. However, conventional cancer treatments still have side effects. Therefore, novel chemotherapeutic agents with less side effects are still in search. A marine red seaweed, Halymenia durvillei, is recently interested in its anticancer effects. This study investigated the anticancer effect of ethyl acetate extract of H. durvillei (HDEA) on HT-29 colorectal cancer cells in association with the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/protein kinase B (AKT)/mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. HDEA-treated HT-29 and OUMS-36 cells were used for cell viability tests by 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay. The effects of HDEA on apoptosis and cell cycle were evaluated. The nuclear morphology and mitochondrial membrane potential (ΔΨm) were observed by Hoechst 33342 and JC-1 staining, respectively. The gene expression of PI3K, AKT, and mTOR genes was evaluated using a real-time semiquantitative reverse transcription-polymerase chain reaction. The corresponding protein expressions were assessed by western blot analysis. The result revealed that the cell viability of treated HT-29 cells diminished while that of OUMS-36 cells was non-significant. By the down-regulation of cyclin-dependent ki-nase 4 and cyclin D1, HDEA-treated HT-29 cells were arrested in the G0/G1 phase. By the up-regulation of cleaved poly(adenosine diphosphate-ribose) polymerase, caspase-9, caspase-8, caspase-3, and Bax, HDEA-treated HT-29 cells underwent apoptosis, but suppressed Bcl-2, disrupted nuclear morphology and ΔΨm. Furthermore, treated HT-29 cells underwent autophagy by up-regulation of light chain 3-II and beclin-1. Lastly, HDEA suppressed the expression of PI3K, AKT, and mTOR. Therefore, HDEA exerts anticancer effects against HT-29 cells, confirmed by apoptosis, autophagy, and cell cycle arrest induction via regulation of the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway.

KEYWORDS: apoptosis, autophagy, colorectal cancer, H. durvillei, seaweed

Citation: Chantree P, Martviset P, Sornchuer P, Thongsepee N, Sangpairoj K, Meemon K, Niamnont N, Tamtin M, Sobhon P. Ethyl Acetate Extract of Halymenia durvillei Induced Apoptosis, Autophagy, and Cell Cycle Arrest in Colorectal Cancer Cells. Prev Nutr Food Sci. 2023 Mar 31;28(1):69-78. doi: 10.3746/pnf.2023.28.1.69.

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล

สารสกัด Hexadecanoic acid จากสาหร่ายลิ้นมังกรสามารถกระตุ้นการตายของเซลล์มะเร็งเต้านมผ่านทาง ER stress

Highlight: สารสกัด hexadecanoic acid จากสาหร่ายลิ้นมังกร สามารถเพิ่มการตายของเซลล์มะเร็งเต้านม MDA-MB-231 ทั้งในรูปแบบ apoptosis และ autophagy และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเยื้อหุ้มไมโตคอนเดรีย การทำลาย DNA และ ER stress

ที่มาและความสำคัญ

สาหร่ายลิ้นมังกรมีสารออกฤทธิ์ทางธรรมชาติมากมายที่เป็นประโยชน์ทางการแพทย์ เช่น carotenoids, flavonoids, sulfated polysaccharides, terpenoids และ fatty acids โดยในการศึกษานี้มีความสนใจในการใช้สารสกัดจากสาหร่ายลิ้นมังกรในการต้านโรคมะเร็งเต้านมชนิด triple-negative ซึ่งดื้อต่อการรักษาโดยใช้ฮอร์โมนหรือแอนติบอดี และศึกษากลไกในการต้านโรคมะเร็งเต้านมชนิดดังกล่าว

Abstract

Objective

To investigate the effect of the hexane solvent fraction of Halymenia durvillei (HDHE) on triple-negative breast cancer.

Methods

The phytochemical profile of HDHE was investigated by GC-MS. The cytotoxicity of HDHE against MDA-MB-231 cells was determined. The apoptotic and autophagic effects of HDHE were analyzed. The expression of molecular markers controlling apoptosis, autophagy, DNA damage, and endoplasmic reticulum (ER) stress was determined.

Results

HDHE contains a mixture of fatty acids, mainly hexadecanoic acid. HDHE at a cytotoxic concentration induced apoptotic death of MDA-MB-231 cells through mitochondrial membrane dysfunction, and induction of apoptosis markers, and increased the expression of proteins related to DNA damage response. HDHE also induced the expression of LC-3, a marker of autophagic cell death at a cytotoxic concentration. Moreover, HDHE modulated the expression of ER stress genes.

Conclusions

The hexadecanoic acid-enriched extract of Halymenia durvillei promotes apoptosis and autophagy of human triple-negative breast cancer cells. This extract may be further explored as an anticancer agent for triple-negative breast cancer.

KEYWORDS: Apoptosis, Autophagy, Endoplasmic reticulum stress, Halymenia durvillei, Hexadecanoic acid, Red algae, Triple-negative breast cancer

Citation: Sangpairoj K, Settacomkul R, Siangcham T, Meemon K, Niamnont N, Sornkaew N, Tamtin M, Sobhon P, Vivithanaporn P*. Hexadecanoic acid-enriched extract of Halymenia durvillei induces apoptotic and autophagic death of human triple-negative breast cancer cells by upregulating ER stress. Asian Pac J Trop Biomed 2022; 12(3):132-140. DOI: 10.4103/2221-1691.338922

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

14. LIFE BELOW WATER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
Credit ภาพ: Dr. Kant Sangpairoj

Abstract

Betulinic acid (BA) is a pentacyclic triterpene usually isolated from botanical sources. Numerous studies have reported the inhibitory effect of BA against human colorectal cancer cells (CRC). However, its effect on the expression of the molecular chaperone HSPA is unclear. The aim of this research is to investigate the anti-cancer activities of BA purified from Piper retrofractum and study its effect on the expression of HSPA in colorectal cancer HCT116 and SW480 cells. The viability of both cancer cells was reduced after they were treated with an increasing dosage of BA. Flow cytometry assay revealed that levels of cell apoptosis significantly increased after incubation with BA in both cancer cells. Pro-apoptotic markers including Bax, cleaved-caspase-3 and cleaved-caspase-9 were increased while anti-apoptotic marker Bcl-2 was decreased after BA treatment. Western blot also showed that the expression of HSPA fluctuated upon BA treatment, whereby HSPA was increased at lower BA concentrations while at higher BA concentrations HSPA expression was decreased. Preliminary molecular docking assay showed that BA can bind to the nucleotide binding domain of the HSP70 at its ADP-bound state of the HSP70. Although further research is needed to comprehend the BA-HSPA interaction, our findings indicate that BA can be considered as potential candidate for the development of new treatment for colorectal cancer.

ที่มาและความสำคัญ

Betulinic acid (BA) เป็นสารกลุ่มไตรเตอร์ปีนที่ถูกสกัดจากพืช โดยมีคุณสมบัติเป็นสารที่ต้านมะเร็งในลำไส้ใหญ่ในระดับเซลล์ แต่ยังไม่ทราบเกี่ยวกับกลไกที่เกี่ยวข้องกับโปรตีน heat shock proteins (HSPs) ในการศึกษาวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาประโยชน์ของสารสกัดโดยงานวิจัยนี้พบว่า สาร BA สามารถยับยั้งการมีชีวิตของเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ทั้งสองชนิด HCT116 และ SW480 โดยขึ้นกับความเข้มข้นของสาร BA ผ่านกระบวนการชักนำให้เกิดการตายแบบ apoptosis โดยพบการแสดงออกของ Bax, cleaved-caspase-3 และ cleaved-caspase-9 ที่เพิ่มขึ้น และลดการแสดงออกของ Bcl-2 รวมทั้งพบการแสดงออกของ HSPA ที่จะลดลง ซึ่งสอดคล้องกับการศึกษาทางคอมพิวเตอร์ในเบื้องต้น พบว่า สาร BA สามารถจับกับตำแหน่งของ nucleotide binding domain ของ HSP70 แต่อย่างไรก็ตามคณะผู้วิจัยยังต้องศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสาร BA และ HSPA นี้ โดยคาดว่าการศึกษานี้อาจนำไปสู่การพัฒนาการรักษาโรคมะเร็งลำไส้ใหญ่ได้

KEYWORDS: betulinic acid, HSPA, apoptosis, colorectal cancer

Citation:

Yurasakpong L, Nantasenamat C, Nobsathian S, Chaithirayanon K, Apisawetakan S. Betulinic Acid Modulates the Expression of HSPA and Activates Apoptosis in Two Cell Lines of Human Colorectal Cancer. Molecules. 2021; 26(21):6377.
https://doi.org/10.3390/molecules26216377

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.กุลธิดา ชัยธีระยานนท์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.กุลธิดา ชัยธีระยานนท์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Laphatrada Yurasakpong
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.กุลธิดา ชัยธีระยานนท์

Highlight:
สารสกัดหยาบจากผนังลำตัวของปลิงทะเลขาว Holothuria scabra ในสารละลายเมธานอลมีฤทธิ์ในการชักนำให้เกิดการตายแบบ apoptosis และยับยั้งการแพร่กระจายของเซลล์ต่อมลูกหมาก PC3 โดยผ่านทางวิถีสัญญาณ MAPK

ที่มาและความสำคัญ
สารสกัดจากปลิงทะเล มีคุณสมบัติที่ต้านการอักเสบ ต้านอนุมูลอิสระ และต้านมะเร็งชนิต่าง ๆ แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับ สารสกัดหยาบจากผนังลำตัวของปลิงทะเลขาว H. scabra ที่มีฤทธิ์ต้านเซลล์มะเร็งต่อมลูกหมากในมนุษย์ PC3 ดังนั้นการศึกษาวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาประโยชน์ของสารสกัดหยาบจากผนังลำตัวของปลิงทะเลขาว H. scabra ที่มีฤทธิ์ทำให้เซลล์มะเร็งต่อมลูกหมากในมนุษย์ PC3 ตายและยับยั้งการแพร่กระจาย โดยพบว่าสารสกัดหยาบจากผนังลำตัวของปลิงทะเลขาว Holothuria scabra ในสารละลายเมธานอลมีฤทธิ์ทำให้สารอนุมูลอิสระในเซลล์ต่อมลูกหมาก PC3 เพิ่มขึ้นผ่านทาง p38 และ JNK ของ MAPK ทำให้เกิดการตายแบบ apoptosis และยับยั้งการแพร่กระจายโดยการลดการแสดงออกของ MMP-2/-9 ผ่านทางวิถีสัญญาณของ ERK ใน MAPK ซึ่งการศึกษานี้อาจนำไปสู่การพัฒนาอาหารเสริมในการรักษาโรคมะเร็งต่อมลูกหมาก

Abstract 
Sea cucumber, Holothuria scabra, is a well-known traditional Asian medicine that has been used for suppressing inflammation, promoting wound healing, and improving immunity. Moreover, previous studies demonstrated that the extract from H. scabra contains many bioactive compounds and has potent on inhibiting tumor cells survival and progression. However, the effect of the methanolic extract from the body wall of H. scabra (BWMT) on human prostate cancer cells has not yet been investigated. In this study, we aimed to investigate the effects and underlying mechanism of BWMT on prostate cancer cell viability and metastasis. BWMT was obtained by maceration with methanol. The effect of BWMT on cell viability was assessed by MTT and colony formation assays. The intracellular ROS accumulation was evaluated using a DCFH-DA fluorescence probe. Hoechst 33342 staining and Annexin V-FITC/PI staining were used to examine the apoptotic-inducing effect of the extract. A transwell migration assay was performed to determine the anti-metastasis effect. BWMT significantly reduced cell viability, triggered cellular apoptosis by accumulating intracellular ROS and resulting in the upregulation of JNK and p38 signaling pathways. In addition, BWMT also inhibited the invasion of PC3 cells by downregulating MMP-2/-9 expression via the ERK pathway. Consequently, our study provides BWMT from H. scabra as a putative therapeutic agent that could be applicable for prostate cancer progression.

Keywords: Holothuria scabra, apoptosis, metastasis, ROS, Prostate cancer, MAPK

Citation: Pranweerapaiboon K, Noonong K, Apisawetakan S, Sobhon P, Chaithirayanon K.  Methanolic Extract from Sea Cucumber, Holothuria scabra, Induces Apoptosis and Suppresses Metastasis of PC3 Prostate Cancer Cells Modulated by MAPK Signaling Pathway.  J. Microbiol. Biotechnol. -0001;31:-.  https://doi.org/10.4014/jmb.2103.03034

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

14. LIFE BELOW WATER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.กุลธิดา ชัยธีระยานนท์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.กุลธิดา ชัยธีระยานนท์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: นางสาวกันตา ปรานวีระไพบูลย์
แหล่งทุนวิจัย: สำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)

Highlight:
สารสกัดหยาบจากปลิงทะเลขาวมีฤทธิ์ในการกระตุ้นให้เซลล์มะเร็งเต้านม MDA-MB-231 เกิดการตายแบบ apoptosis และยับยั้งกระบวนการสร้างพลังงานผ่านทาง Warburg effect ด้วยวิถีสัญญาณ Akt/mTOR/HIF-1

ที่มาและความสำคัญ
สารสกัดจากปลิงทะเล มีคุณสมบัติที่ต้านการอักเสบ ต้านอนุมูลอิสระ และต้านมะเร็งชนิต่าง ๆ แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับ สารสกัดหยาบจากผนังลำตัวของปลิงทะเลขาว H. scabra ดังนั้นการศึกษาวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาประโยชน์ของสารสกัดหยาบจากผนังลำตัวของปลิงทะเลขาว H. scabra มีฤทธิ์ทำให้เซลล์มะเร็งเต้านม MDA-MB-231 ที่เลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีน้ำตาลปกติ และน้ำตาลสูง เกิดกระบวนการตายแบบ apoptosis โดยพบว่ามีการแสดงออกของ proapoptotic markers เพิ่มขึ้น เช่น Bax และ Caspase-3 รวมทั้งลดการแสดงออกของ anti-apoptotic marker เช่น Bcl-2 นอกจากนี้สารสกัดหยาบจากปลิงทะเล ยังลดการแสดงออกของเอมไซม์ hexokinase II ทำให้ลดการสร้าง lactate โดยการยับยั้งวิถีสัญญาณของ Akt/mTOR/HIF-1 ซึ่งการศึกษานี้อาจนำไปสู่การพัฒนาอาหารเสริมของปลิงทะเลขาวในการรักษาโรคมะเร็งเต้านม โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีน้ำตาลในเลือดสูง เช่น เบาหวาน

Abstract

Introduction
Cancer cells utilize the modified glucose metabolism known as Warburg effect, with lactate production as the end product. In the search for alternative therapy, the body wall of sea cucumbers contains various substances with pharmacological activities. Herein, we investigate the effect of Holothuria scabra extract on the viability and Warburg effect of aggressive breast cancer cells.

Methods
Body wall of H. scabra was extracted using 95% ethanol. Triple-negative breast cancer cells, MDA-MB-231, were treated with the extract at various concentrations under normoglycemic and hyperglycemic conditions. Cytotoxicity test was performed using MTT assay. Apoptotic proteins were quantified using Western blot. Apoptotic cells were stained with Hoechst 33342. Lactate production was determined using L-lactate assay kit.

Results
By MTT assay, H. scabra extract suppressed the viability of breast cancer cells in a dose-dependent and time-dependent manner by enhancing apoptosis, indicated by a marked increase of proapoptotic Bax and pro-caspase three expressions, and decreased expression of anti-apoptotic Bcl-2. The extract could reduce hexokinase II expression, leading to reduced lactate production by blocking the Akt/mTOR/HIF-1 axis.

Discussion
Overall findings indicated that H. scabra extract could be a possible therapeutic against breast cancer progression in patients with hyperglycemia, for instance, diabetes mellitus.

Keywords: Holothuria scabra, breast cancer, apoptosis, Warburg effect, hyperglycemic condition

Citation: Laphatrada Yurasakpong, Somjai Apisawetakan, Kanta Pranweerapaiboon, Prasert Sobhon & Kulathida Chaithirayanon (2020): Holothuria scabra Extract Induces Cell Apoptosis and Suppresses Warburg Effect by Down-Regulating Akt/mTOR/HIF-1 Axis in MDAMB-231 Breast Cancer Cells, Nutrition and Cancer, DOI: 10.1080/01635581.2020.1814825
https://doi.org/10.1080/01635581.2020.1814825

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

14. LIFE BELOW WATER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.กุลธิดา ชัยธีระยานนท์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.กุลธิดา ชัยธีระยานนท์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: นางสาวลภัสรดา ยุรศักดิ์พงศ์
แหล่งทุนวิจัย: สำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)

ผลของ astaxanthin จากเปลือกกุ้งขาวต่อการตายของเซลล์มะเร็งปอด A549

ที่มาและความสำคัญ

Lung cancer is one of the major diseases worldwide, the third leading cause of cancer-related death after breast cancer and prostate cancer. Epidemiological studies have indicated non-small cell lung cancer (NSCLC) to be the predominant type of lung cancer. Current treatments for NSCLC patients are surgery and adjuvant therapy which may include radiation and chemotherapy. Major toxicities including neutropenia, peripheral neuropathy, nausea and vomiting, nephrotoxicity present as major side effects after chemotherapy. Thus, to develop a potent cancer therapeutic agent with low toxicities and fewer side effects would be desirable It has been reported that astaxanthin extracted from the shell of Arabian red shrimp Aristeus alcocki showed a more powerful antioxidant activity than the extract from the green microalgae Haematococcus pluvialis. In addition, free astaxanthin from Litopenaeus vannamei demonstrated a higher percentage of anti-oxidant activity than that from Haematococcus pluvialis. Nevertheless, the potential use of astaxanthin is often limited due to poor water solubility as well as low bioavailability after oral administration and susceptibility to thermal degradation. These obstacles continue to limit on its therapeutic application in aqueous-based system. Thus, the encapsulation of astaxanthin in nanoliposome, whose structure resembles the lipid membrane of living cells, as carrier system would preserve the native properties of astaxanthin as well as provide its stable aqueous dispersion thus improve its therapeutic potential. Therefore, the present study aimed to investigate the in vitro anti-cancer effects of astaxanthin extracted from white shrimp shells Litopenaeus vannamei and encapsulated in liposomes as well as its ability to induce apoptosis and cause cell cycle arrest in human NSCLC A549 cells.

Abstract
Purpose: To investigate the anti-cancer potential of astaxanthin from Litopenaeus vannamei encapsulated in liposomes (ASX) to treat lung cancer A549 cells.
Methods: Lung adenocarcinoma A549 cells were cultured and treated with ASX, following which cell viability and nuclear staining were performed. Generation of ROS was identified by the DCFH-DA assay while tetramethylrhodamine ethyl ester was used to determine the mitochondrial membrane potential. Flow cytometry was applied to investigate caspase-3/7 activity and cell cycle distribution.
Results: ASX inhibited growth of A549 in a concentration- and time- dependent manner. The IC50 values at 24, 48 and 72 h were 53.73, 22.85, 17.46 µg/mL, respectively (p < 0.05). After incubation with ASX, the morphological changes were observed in A549 cells following Hoechst 33342/PI fluorescent staining. ASX increased ROS generation and was associated with the collapse of mitochondrial membrane potential, which subsequently triggered the activation of caspase-3/7 activity leading to apoptosis (p < 0.05). In addition, A549 cells accumulated in the G0/G1 phase.
Conclusion: The results suggest that ASX is a valuable nutraceutical agent to target A549 lung cancer cells via ROS-dependent pathway as well as blockage of cell cycle progression.

KEYWORDS: Astaxanthin, Litopenaeus vannamei, Lung cancer, A549, Apoptosis

RELATED SDGs: 3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มรกต สร้อยระย้า
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มรกต สร้อยระย้า