ฤทธิ์ของสารกลุ่มอัลคาลอยด์ต่อการตายของเซลล์มะเร็งผ่านกลไกการเหนี่ยวนำความเครียดเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม
คำสำคัญ:
อัลคาลอยด์, ความเครียดเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม, ฤทธิ์ในการต้านมะเร็ง, อะพอพโทซิสบทคัดย่อ
สารกลุ่มอัลคาลอยด์เป็นสารที่สกัดได้จากธรรมชาติพบในพืชหลายชนิด และเป็นสารสำคัญที่พบในยาที่มีสรรพคุณต้านการอักเสบ ระงับปวด แก้ไอ ลดความดันโลหิต และยังมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ มีฤทธิ์ต้านมะเร็ง ได้แก่ มะเร็งปอด มะเร็งเต้านม มะเร็งต่อมลูกหมาก เป็นต้น ปัจจุบันเซลล์มะเร็งมีกลไกในการอยู่รอดและหลีกหนีจากยาเคมีบำบัด เช่น การเพิ่มการแบ่งตัวของเซลล์ การกระตุ้นการซ่อมแซมดีเอนเอและป้องกันโปรแกรมการตายของเซลล์ ซึ่งทำให้การรักษามะเร็งด้วยยาเคมีบำบัดล้มเหลว ดังนั้นนักวิจัยจึงได้ศึกษาและหากลไกต่าง ๆ เพื่อยับยั้งการเกิดมะเร็งหรือฆ่าเซลล์มะเร็ง อีกทั้งลดผลข้างเคียงจากการใช้ยาเคมีบำบัด ในบทความนี้จะกล่าวถึงฤทธิ์ของสารสกัดกลุ่มอัลคาลอยด์ที่สามารถยับยั้งการเกิดมะเร็งหรือฆ่าเซลล์มะเร็งได้ โดยผ่านกลไกในระดับโมเลกุลของการเหนี่ยวนำให้เซลล์มะเร็งเกิดภาวะความเครียดเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม จากการกระตุ้นวิถีสัญญาณ 3 วิถี คือ การกระตุ้นวิถีสัญญาณของ PERK การกระตุ้นวิถีสัญญาณของ IRE-1α และการกระตุ้นวิถีสัญญาณของ ATF-6 ซึ่งจะนำไปสู่การตายของเซลล์แบบอะพอพโทซิส ซึ่งจากกลไกในระดับโมเลกุลของสารสกัดกลุ่มอัลคาลอยด์ต่อเซลล์มะเร็ง จะเห็นได้ว่าสารสกัดกลุ่มอัลคาลอยด์มีศักยภาพในการป้องกันและฆ่าเซลล์มะเร็งโดยผ่านกลไกการกระตุ้นวิถีสัญญาณของ PERK, IRE-1α และ ATF-6 ได้ ซึ่งน่าจะเป็นประโยชน์ในงานวิจัย แต่อย่างไรก็ตามการนำสารสกัดกลุ่มอัลคาลอยด์มาพัฒนาเป็นยาเพื่อใช้กับโรคมะเร็งนั้น คงจะต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมในระดับคลีนิคต่อไป
Downloads
เอกสารอ้างอิง
Liu H, Yang J, Li L, Shi W, Yuan X, Wu L. The natural occurring compounds targeting endoplasmic reticulum stress. Evid Based Complement Alternat Med. 2016;2016: 7831282. doi:10.1155/2016/7831282.
Ullah R, Nadeem M, Khalique A, Imran M, Mehmood S, Javid A, et al. Nutritional and therapeutic perspectives of Chia (Salvia hispanica L.): a review. J Food Sci Technol. 2016;53(4): 1750-1758. doi:10.1007/s13197-015-1967-0.
Heinrich M, Mah J, Amirkia V. Alkaloids Used as Medicines: Structural phytochemistry meets biodiversity-an update and forward look. Molecules. 2021;26(7): 1836. doi: 10.3390/molecules26071836.
Kurek J. Introductory Chapter: Alkaloids - Their importance in nature and for human life [Internet]. Alkaloids - Their Importance in Nature and Human Life. IntechOpen; 2019. Available from: doi: 10.5772/intechopen.85400.
Habli Z, Toumieh G, Fatfat M, Rahal ON, Gali-Muhtasib H. Emerging cytotoxic alkaloids in the battle against cancer: Overview of molecular mechanisms. Molecules. 2017;22(2): 250. doi: 10.3390/molecules22020250.
Pandey S, Patil S, Ballav N, Basu S. Spatial targeting of Bcl-2 on endoplasmic reticulum and mitochondria in cancer cells by lipid nanoparticles. J Mater Chem B. 2020;8(19): 4259-4266. doi:10.1039/d0tb00408a.
Fu X, Cui J, Meng X, Jiang P, Zheng Q, et al. Endoplasmic reticulum stress, cell death and tumor: Association between endoplasmic reticulum stress and the apoptosis pathway in tumors (Review). Oncol Rep. 2021;45(3): 801-808. doi:10.3892/or.2021.7933.
He X and Xu C. Immune checkpoint signaling and cancer immunotherapy. Cell Res.
; 30:660–669. Doi:10.1038/s41422-020-0343-4.
Mao J, Hu Y, Ruan L, Ji Y, Lou Z. Role of endoplasmic reticulum stress in depression
(Review). Mol Med Rep. 2019;20(6): 4774-4780. doi: 10.3892/mmr.2019.10789.
Hetz C, Papa FR. The unfolded protein response and cell fate control. Mol Cell.
;69(2): 169-181. doi: 10.1016/j.molcel.2017.06.017.
Almanza A, Carlesso A, Chintha C, Creedican S, Doultsinos D, Leuzzi B, et al. Endoplasmic reticulum stress signaling - from basic mechanisms to clinical applications. FEBS J. 2019;286(2): 241-278. doi: 10.1111/febs.14608.
Alfaro-Valdés HM, Burgos-Bravo F, Casanova-Morales N, Quiroga-Roger D, Wilson CA. Mechanical properties of BiP, the master regulator of the endoplasmic reticulum. InEndoplasmic Reticulum 2018. IntechOpen.
Liu E, Liang T, Wang X, Ban S, Han L, Li Q. Apoptosis induced by farrerol in human gastric cancer SGC-7901 cells through the mitochondrial-mediated pathway. Eur J Cancer Prev. 2015;24(5): 365-372. doi: 10.1097/CEJ.0000000000000104.
Hu H, Tian M, Ding C, Yu S. The C/EBP homologous protein (CHOP) transcription factor functions in endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis and microbial infection. Front Immunol. 2019;9: 3083. doi: 10.3389/fimmu.2018.03083.
Zhang Z, Zhang L, Zhou L, Lei Y, Zhang Y, Huang C. Redox signaling and unfolded
protein response coordinate cell fate decisions under ER stress. Redox Biol. 2019;25:
doi: 10.1016/j.redox.2018.11.005.
Zhang Qiang ZQ, Wu Caie WC, Sun YuJun SY, Li TingTing LT, Fan GongJian FG. Cytoprotective effect of morchella esculenta protein hydrolysate and its derivative against H2O2-induced oxidative stress. PJFNS. 2019;69(3): 255-265.
Li A, Song NJ, Riesenberg BP, Li Z. The emerging roles of endoplasmic reticulum stress in balancing immunity and tolerance in health and diseases: mechanisms and opportunities. Front Immunol. 2020;10: 3154. doi: 10.3389/fimmu.2019.03154.
Fu X, Cui J, Meng X, Jiang P, Zheng Q, Zhao W, et al. Endoplasmic reticulum stress, cell death and tumor: Association between endoplasmic reticulum stress and the apoptosis pathway in tumors (Review). Oncol Rep. 2021;45(3): 801-808. doi: 10.3892/or.2021.7933.
Sano R, Reed JC. ER stress-induced cell death mechanisms. Biochim Biophys Acta. 2013;1833(12): 3460-3470. doi: 10.1016/j.bbamcr.2013.06.028.
Hussein RA, El-Anssary AA. Plants secondary metabolites: the key drivers of the pharmacological actions of medicinal plants. Herbal medicine. 2019;1(3): 11-30. doi:10.5772/intechopen.76139.
Khan H, Alam W, Alsharif KF, Aschner M, Pervez S, et al. Alkaloids and colon cancer: molecular mechanisms and therapeutic implications for cell cycle arrest. Molecules. 2022;27(3): 920. doi: 10.3390/molecules27030920.
Schnabel A, Athmer B, Manke K, Schumacher F, Cotinguiba F, et al. Identification and characterization of piperine synthase from black pepper, Piper nigrum L. Commun Biol. 2021;4(1): 445. doi: 10.1038/s42003-021-01967-9.
Zhang C, Zhao J, Famous E, Pan S, Peng X, et al. Antioxidant, hepatoprotective and antifungal activities of black pepper (Piper nigrum L.) essential oil. Food Chem. 2021;346: 128845. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128845.
Turrini E, Sestili P, Fimognari C. Overview of the anticancer potential of the "King of Spices" piper nigrum and its main constituent piperine. Toxins (Basel). 2020;12(12): 747. doi: 10.3390/toxins12120747.
Prashant A, Rangaswamy C, Yadav AK, Reddy V, Sowmya MN, et al. In vitro anticancer activity of ethanolic extracts of Piper nigrum against colorectal carcinoma cell lines. Int J Appl Basic Med Res. 2017;7(1): 67-72. doi: 10.4103/2229-516X.198531.
Tammina SK, Mandal BK, Ranjan S, Dasgupta N. Cytotoxicity study of Piper nigrum seed mediated synthesized SnO2 nanoparticles towards colorectal (HCT116) and lung cancer (A549) cell lines. J Photochem Photobiol B. 2017;166: 158-168. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2016.11.017.
Yaffe PB, Power Coombs MR, Doucette CD, Walsh M, Hoskin DW. Piperine, an alkaloid from black pepper, inhibits growth of human colon cancer cells via G1 arrest and apoptosis triggered by endoplasmic reticulum stress. Mol Carcinog. 2015;54(10): 1070-1085. doi: 10.1002/mc.22176.
Li J, Liu F, Jiang S, Liu J, Chen X, Zhang S, et al. Berberine hydrochloride inhibits cell proliferation and promotes apoptosis of non-small cell lung cancer via the suppression of the MMP2 and Bcl-2/Bax signaling pathways. Oncol Lett. 2018;15(5): 7409-7414. doi: 10.3892/ol.2018.8249.
Liu L, Fan J, Ai G, Liu J, Luo N, et al. Berberine in combination with cisplatin induces necroptosis and apoptosis in ovarian cancer cells. Biol Res. 2019;52(1): 37. doi: 10.1186/s40659-019-0243-6.
Eom KS, Kim HJ, So HS, Park R, Kim TY. Berberine-induced apoptosis in human glioblastoma T98G cells is mediated by endoplasmic reticulum stress accompanying reactive oxygen species and mitochondrial dysfunction. Biol Pharm Bull. 2010;33(10): 1644-1649. doi: 10.1248/bpb.33.1644.
Salehi B, Zakaria ZA, Gyawali R, Ibrahim SA, Rajkovic J, Shinwari ZK, et al. Piper species: A comprehensive review on their phytochemistry, biological activities and applications. molecules. 2019;24(7): 1364. doi: 10.3390/molecules24071364.
Daorueang D. Antioxidant activity and effect of Sa-khan (Piper, Piperaceae) on the normal human proximal tubular epithelial cell line. NUJST. 2020;28(4): 29-35. doi: https://doi.org/10.14456/nujst.2020.34.
Wongsakul A, Lertnitikul N, Suttisri R, Jianmongkol S. N-Trans-p-Coumaroyltyramine enhances indomethacin- and diclofenac-induced apoptosis through endoplasmic reticulum stress-dependent mechanism in MCF-7 Cells. Anticancer Res. 2022;42(4): 1833-1844. doi: 10.21873/anticanres.15659.
Liao W, Zhang L, Chen X, Xiang J, Zheng Q, Chen N, Zhao M, Zhang G, Xiao X, Zhou G, Zeng J. Phytomedicine. Targeting cancer stem cells and signalling pathways through phytochemicals: A promising approach against colorectal cancer. 2023;108:154524. doi: 10.1016/j.phymed.2022.154524.
Li Y, Wang Y, Wang X, Jin L, Yang L, Zhu J, et al. Evodiamine suppresses the progression of non-small cell lung carcinoma via endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis pathway in vivo and in vitro. Int J Immunopathol Pharmacol. 2022;36: 3946320221086079. doi: 10.1177/03946320221086079.
Utaipan T, Athipornchai A, Suksamrarn A, Chunsrivirot S, Chunglok W. Isomahanine induces endoplasmic reticulum stress and simultaneously triggers p38 MAPK-mediated apoptosis and autophagy in multidrug-resistant human oral squamous cell carcinoma cells. Oncol Rep. 2017;37(2): 1243-1252. doi: 10.3892/or.2017.5352.
Guo Y, Yang C, Guo R, Huang R, Su Y, Wang S, et al. CHOP Regulates Endoplasmic Reticulum Stress-Mediated Hepatoxicity Induced by Monocrotaline. Front Pharmacol. 2021;12: 685895. doi: 10.3389/fphar.2021.685895.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2025 ราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์

อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นลิขสิทธิ์ของราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์
ข้อความที่ปรากฏในบทความแต่ละเรื่องในวารสารวิชาการเล่มนี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่านไม่เกี่ยวข้องกับราชวิทยาลัยจุฬาภรณ์ และคณาจารย์ท่านอื่น ในราชวิทยาลัยฯ แต่อย่างใด ความรับผิดชอบองค์ประกอบทั้งหมดของบทความแต่ละเรื่องเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใด ๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว