Study on Anti-colorectal Cancer Mechanism of Gallic Acid Based on JAK/STAT Pathway

Elham Aliya; Arken Abdulaziz; Kalimanjan Gulina; Anwar Arfidin; Iminjan Mubarak

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20220426

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Study on Anti-colorectal Cancer Mechanism of Gallic Acid Based on JAK/STAT Pathway

更新时间：2022-01-13

- Study on Anti-colorectal Cancer Mechanism of Gallic Acid Based on JAK/STAT Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 4, Pages: 91-99(2022)
- 作者机构：
  
  新疆医科大学药学院，乌鲁木齐 830017
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20220426
  CLC： R22;R242;R2-031;R285.5
- Received：18 September 2021，
  
  Published Online：14 December 2021，
  
  Published：20 February 2022
- 稿件说明：
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阿丽亚·依拉木 ,阿布都艾则孜·艾尔肯 ,古丽娜·卡里曼江等.基于JAK/STAT通路研究没食子酸抗结肠癌作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(04):91-99.

Aliya Elham,Abdulaziz Arken,Gulina Kalimanjan,et al.Study on Anti-colorectal Cancer Mechanism of Gallic Acid Based on JAK/STAT Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(04):91-99.
阿丽亚·依拉木 ,阿布都艾则孜·艾尔肯 ,古丽娜·卡里曼江等.基于JAK/STAT通路研究没食子酸抗结肠癌作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(04):91-99. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220426.

Aliya Elham,Abdulaziz Arken,Gulina Kalimanjan,et al.Study on Anti-colorectal Cancer Mechanism of Gallic Acid Based on JAK/STAT Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(04):91-99. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220426.

摘要

目的

探讨没食子酸（GA）对人结肠癌细胞HCT-116和Caco-2活性和细胞内Janus激酶（JAK）/信号转导与转录激活因子（STAT）信号通路，抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）和促凋亡蛋白B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白（Bax）表达的影响讨论其作用机制。

方法

设立GA组、空白组及5-氟尿嘧啶（5-FU，0.05 g·L

-1

）组，通过细胞增殖与活性检测-8（CCK-8）法检测GA（0.02，0.05，0.1，0.15，0.2 g·L

-1

）处理HCT-116和Caco-2细胞12，24，48，72 h增殖抑制率，选取有效抑制增殖的GA浓度；结晶紫染色法检测细胞集落形成能力；划痕实验检测细胞迁移；荧光探针法（DCFH-DA）检测细胞活性氧（ROS）水平；酶联免疫吸附测定（ELISA）试剂盒检测细胞上清液中白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-

（TNF-

）表达；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测JAK2，磷酸化（p）-JAK2，STAT3，p-STAT3，Bcl-2和Bax的表达变化。

结果

CCK-8结果显示，与空白组比较，GA（0.02，0.05，0.1，0.15，0.2 g·L

-1

）组2种细胞在12，24，48，72 h后细胞增殖抑制率升高（

0.05，

0.01），并呈现浓度与时间依赖效应；与5-FU组比较，GA（0.2 g·L

-1

）组2种细胞在12，24，48，72 h后细胞增殖抑制率显著升高（

0.01），呈现时间依赖效应。与空白组比较，两种细胞GA（0.1，0.15，0.2 g·L

-1

）组细胞集落形成数显著降低（

0.01），细胞集落形成抑制率显著升高（

0.01），划痕愈合率显著降低（

0.01），细胞内ROS荧光强度显著升高（

0.01），上清液中IL-6，TNF-

表达降低（

0.05，

0.01），以上均呈现浓度依赖效应；与5-FU组比较，GA（0.2 g·L

-1

）组细胞划痕愈合率显著降低（

0.01），细胞内ROS荧光强度显著升高（

0.01），细胞上清液中IL-6，TNF-

表达降低（

0.05，

0.01）。Western blot显示，与空白组比较，GA（0.1，0.15，0.2 g·L

-1

）组2种细胞内p-JAK2，p-STAT3，Bcl-2表达明显降低（

0.01），而Bax蛋白表达增加（

0.05，

0.01），p-JAK2/JAK2，p-STAT3/STAT3，Bcl-2/Bax显著降低（

0.01），以上均呈现浓度依赖效应；与5-FU组比较，GA（0.2 g·L

-1

）组2种细胞内p-JAK2，p-STAT3，Bcl-2表达降低（

0.05，

0.01），而Bax蛋白表达升高（

0.05，

0.01），p-JAK2/JAK2，p-STAT3/STAT3，Bcl-2/Bax降低（

0.05，

0.01）。

结论

GA可抑制结肠癌HCT-116和Caco-2细胞活性，其机制可能与增加细胞内ROS的积累，下调肿瘤微环境中的炎症因子IL-6，TNF-

的表达和JAK/STAT信号通路中p-JAK2，p-STAT3蛋白表达，进而下调Bcl-2，上调Bax有关。

Abstract

Objective

To investigate the effects of gallic acid （GA） on human colon cancer HCT-116 and Caco-2 cell activities， intracellular Janus kinase （JAK）/signal transducer and activator of transcription factor （STAT） signaling pathway， and the expression of anti-apoptotic protein B-cell lymphoma-2 （Bcl-2） and pro-apoptotic protein B-cell lymphoma-2-associated X protein （Bax）， so as to explore its underlying molecular mechanism.

Method

Following the classification of cells into GA group， blank group， and 5-fluorouracil （5-FU， 0.05 g·L

-1

） group， the HCT-116 and Caco-2 cells were treated with GA （0.02， 0.05， 0.1， 0.15， 0.2 g·L

-1

） for 12， 24， 48， and 72 h， respectively， and the cell proliferation inhibition rats were determined by cell counting kit-8 （CCK-8） assay to select the GA concentration that effectively inhibited proliferation. The colony formation ability was detected by crystal violet staining and the migration of cells by scratch test. The level of reactive oxygen species （ROS） was measured using a fluorescent probe （DCFH-DA）. The expression of interleukin-6 （IL-6） and tumor necrosis factor-

（TNF-

） in cell supernatant were determined using the enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA） kits. The expression levels of JAK2， phosphorylated （p）-JAK2， STAT3， p-STAT3， Bcl-2， and Bax were assayed by Western blot.

Result

CCK-8 assay showed that after 12， 24， 48， and 72 h of treatment， GA （0.02， 0.05， 0.1， 0.15， 0.2 g·L

-1

） inhibited the proliferation of HCT-116 and Caco-2 cells in a dose- and time-dependent manner， and the inhibition rates were higher than those in the blank control group. Compared with the 5-FU group， GA （0.2 g·L

-1

） enhanced the inhibition of cell proliferation in a time-dependent manner. Compared with the blank control group， GA （0.1， 0.15， and 0.2 g·L

-1

） significantly decreased the number of cell colonies （

0.01）， increased the inhibition rate of cell colony formation （

0.01）， diminished the scratch healing rate （

0.05，

0.01）， elevated the fluorescence intensity of intracellular ROS （

0.01）， and down-regulated the expression of IL-6 and TNF-

in the supernatant （

0.01） in a dose-dependent manner. Compared with the 5-FU group， GA （0.2 g·L

-1

） decreased the scratch healing rate （

0.01）， enhanced the fluorescence intensity of intracellular ROS （

0.01）， and down-regulated the levels of IL-6 and TNF-

in cell supernatant （

0.01）. According to Western blot analysis， compared with the blank control group， GA （0.1， 0.15， 0.2 g·L

-1

） obviously lowered the expression of p-JAK2， p-STAT3， Bcl-2， p-JAK2/JAK2， p-STAT3/STAT3， and Bcl-2/Bax （

0.01） and raised Bax protein expression （

0.05，

0.01） in a dose-dependent manner. Compared with the 5-FU group， GA （0.2 g·L

-1

） down-regulated the expression of p-JAK2， p-STAT3， Bcl-2， p-JAK2/JAK2， p-STAT3/STAT3， and Bcl-2/Bax （

0.05，

0.01） and up-regulated the expression of Bax protein （

0.05，

0.01）.

Conclusion

GA significantly inhibits the proliferation of HCT-116 and Caco-2 cells， which may be related to the increased accumulation of intracellular ROS， down-regulation of inflammatory factors IL-6 and TNF-

， p-JAK2 and p-STAT3 protein expression in JAK/STAT signaling pathway， and Bcl-2， and up-regulation of Bax.

关键词

Keywords

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