Notoginsenosid R1 hemmt das Fortschreiten von Brustkrebs durch Targeting von CCND2 und YBX3
Brustkrebs (BC) bleibt eine der häufigsten malignen Erkrankungen bei Frauen weltweit, mit steigender Inzidenz und erheblichen Herausforderungen in der Behandlung, insbesondere bei metastasierten oder rezidivierenden Fällen. Trotz Fortschritten in therapeutischen Strategien bleiben die Überlebensraten von BC-Patientinnen, insbesondere in fortgeschrittenen Stadien, unbefriedigend. Die komplexe Karzinogenese von BC erfordert die Erforschung neuartiger Therapeutika und die Aufklärung ihrer zugrunde liegenden Mechanismen. Notoginsenosid R1 (NGR1), eine bioaktive Verbindung aus Panax notoginseng, zeigt vielversprechende pharmakologische Aktivitäten, darunter antiinflammatorische, antioxidative und antitumorale Effekte. Diese Studie untersucht die Rolle von NGR1 in der BC-Progression, mit Fokus auf dessen Einfluss auf Zellproliferation, Migration, Invasion, Angiogenese, Apoptose, den Zellzyklus sowie die molekularen Mechanismen unter Beteiligung von CCND2 und YBX3.
NGR1 hemmt Proliferation, Migration, Invasion und Angiogenese in Brustkrebszellen
Mittels Zellzählungs-Kit-8-Assay (CCK-8) wurden die optimale Konzentration und Behandlungsdauer von NGR1 bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass NGR1 die Proliferation von MCF-7-Zellen dosis- und zeitabhängig signifikant hemmt. Die 50%ige Wachstumshemmkonzentration (IC50) für MCF-7-Zellen nach 24 Stunden beträgt 148,9 mmol/l. Koloniebildungsassays bestätigen, dass NGR1 die langfristige Proliferationsfähigkeit von MCF-7- und MDA-MB-231-Zellen reduziert.
In Transwell-Assays wurde die Migration und Invasion von BC-Zellen durch NGR1 deutlich gehemmt. Kapillare Röhrchenbildungsassays mit humanen umbilikalen Venenendothelzellen (HUVECs) zeigten zudem eine signifikante Inhibition der Angiogenese unter NGR1-Behandlung.
NGR1 induziert Zellzyklusarrest und Apoptose in Brustkrebszellen
Durchflusszytometrische Analysen ergaben eine dosisabhängige Zunahme von MCF-7-Zellen in der G0/G1-Phase unter NGR1-Einfluss (Kontrolle: 36,94% ± 6,78%; 75 mmol/l NGR1: 45,06% ± 5,60%; 150 mmol/l NGR1: 59,46% ± 5,60%). TUNEL-Färbung und Western-Blot-Analysen belegten eine verstärkte Apoptose durch Hochregulation proapoptotischer Proteine (Bax, cleaved Caspase-3/-9), was auf eine Aktivierung des mitochondrialen Apoptosewegs hindeutet.
NGR1 downreguliert CCND2 und YBX3 in Brustkrebszellen
Bioinformatische Analysen von Microarray-Daten (GEO-Datenbank) identifizierten 141 herunterregulierte und 114 hochregulierte Gene unter NGR1-Behandlung. CCND2 und YBX3, bekannte Onkogene, gehörten zu den stärksten herunterregulierten Genen. Western Blot und qRT-PCR validierten die dosis- und zeitabhängige Reduktion von CCND2 und YBX3 in MCF-7-Zellen.
YBX3 aktiviert den KRAS/PI3K/Akt-Signalweg in Brustkrebszellen
Chromatin-Immunpräzipitationssequenzierung (ChIP-seq) offenbarte die Bindung von YBX3 an die Promotorregion von KRAS, einem Schlüsselaktivator des PI3K/Akt-Signalwegs. KEGG-Pfadanalysen bestätigten die Anreicherung PI3K/Akt-assoziierter Gene. ChIP-qPCR und qRT-PCR belegten, dass YBX3 die KRAS-Expression reguliert. Western Blot zeigte eine dosisabhängige Downregulation von KRAS, p-PI3K und p-Akt unter NGR1, was auf eine Hemmung des YBX3/KRAS/PI3K/Akt-Signalwegs hindeutet. Funktionsanalysen nach YBX3-Knockdown ergaben, dass die antitumoralen Effekte von NGR1 maßgeblich von YBX3 abhängen.
Diskussion und Schlussfolgerung
Diese Studie liefert umfassende Evidenz, dass NGR1 die BC-Progression durch Targeting von CCND2 und YBX3 hemmt. NGR1 unterdrückt Proliferation, Migration, Invasion und Angiogenese, induziert Zellzyklusarrest und Apoptose sowie moduliert onkogene Signalwege. Die Identifizierung von YBX3 als Regulator des KRAS/PI3K/Akt-Signalwegs eröffnet neue Ansätze für zielgerichtete Therapien. Klinische Studien sind erforderlich, um das therapeutische Potenzial von NGR1 bei BC-Patientinnen zu evaluieren und synergistische Effekte mit bestehenden Therapien zu untersuchen.
Zusammenfassend unterstreichen die Ergebnisse die vielversprechende Rolle von NGR1 als multifunktionale Substanz in der Brustkrebstherapie und liefern eine rationale Grundlage für seine Weiterentwicklung.
DOI: 10.1097/CM9.0000000000001328