Abstract

O sulfeto de hidrogênio liberação lenta (H

2S) doador, GYY4137, matar dependente da concentração causada por sete linhas celulares de cancro humano diferentes (HeLa, HCT-116, Hep G2, HL -60, MCF-7, MV4-11 e U2OS), mas não afectou a sobrevivência de fibroblastos de pulmão humano normal IMR90 (, WI-38) tal como determinado por exclusão com azul de tripano. hydrosulfide de sódio (NaHS) era menos potente e não ativa em todas as linhas celulares. Um análogo estrutural da GYY4137 (ZYJ1122) falta de enxofre e de lá não é capaz de liberar H

2S estava inativo. Resultados semelhantes foram obtidos utilizando um ensaio clonogénico. A incubação de GYY4137 (400 uM) em meio de cultura conduziu à geração de baixo ( 20? M) as concentrações de H

2S sustentada ao longo de 7 dias. Em contraste, a incubação de NaHS (400 uM) na mesma maneira conduziu a concentrações muito mais elevadas (até 400 ^ M) de H

2S que persistiram durante apenas 1 hora. Estudos mecanísticos revelou que GYY4137 (400 uM) foram incubadas durante 5 dias com células MCF-7, mas não células IMR90 causou a geração de PARP clivada e clivada da caspase 9, indicativo de um efeito pró-apoptótico. GYY4137 (mas não ZYJ1122) também causou parcial L

2 /H prisão dessas células. Ratos Estudos de xenoenxerto utilizando HL-60 e células MV4-11 mostrou que GYY4137 (100-300 mg /kg /dia durante 14 dias) reduziu significativamente o crescimento do tumor. Concluímos que GYY4137 exibe actividade anti-cancro, liberando H

2S longo de um período de dias. Propomos também que uma combinação de apoptose e ciclo celular de detenção contribui para esse efeito e que H

2S os doadores devem ser mais investigada como potenciais agentes anti-câncer

Citation:. Lee ZW, Zhou J, Chen CS, Zhao Y, Tan CH, Li L, et al. (2011) The Donor sulfeto de hidrogênio de libertação lenta, GYY4137, exposições Novel Anti-Cancer Efeitos

In Vitro

e

In Vivo

. PLoS ONE 6 (6): e21077. doi: 10.1371 /journal.pone.0021077

editor: Joseph Alan Bauer, Bauer Research Foundation, Estados Unidos da América

Recebido: 27 Março, 2011; Aceito: 17 de maio de 2011; Publicação: 20 de junho de 2011

Direitos de autor: © 2011 Lee et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. O trabalho é apoiado por uma Universidade Nacional de Cingapura bolsa de pesquisa para PKM, LWD e CHT (R-183-000-240-720, R183-000-240-101, R183-000-268-733). O financiador não teve nenhum papel no desenho do estudo, recolha e análise de dados, decisão de publicar ou preparação do manuscrito

Conflito de interesses: Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

sulfureto de hidrogénio (H

2S) é sintetizado naturalmente de cisteína por várias enzimas, incluindo liase de cistationina γ (CSE), cistationina β sintetase (CBS) e 3-mercaptosulfurtransferase (3-MST) em uma ampla gama de células de mamíferos e não mamíferos, tanto

in vitro

e

in vivo

. Na última década, vários papéis fisiológicos e fisiopatológicos foram propostos para este gás, juntamente com uma infinidade de alvos celulares e moleculares, incluindo uma gama de canais iónicos, enzimas e fatores de transcrição [1].

Além de seu potencial papéis na fisiologia normal, há também uma abrangente literatura descrevendo a toxicidade do H

2S e do seu papel como um poluente do meio ambiente [2]. Um número de estudos investigaram o papel de H

2S em desencadear a morte celular e tem sido apresentada evidência de que este gás pode exercer uma actividade, tanto pro- e anti-apoptótico em células em cultura [3], [4]. No entanto, o mecanismo (s) preciso envolvidos permanecem obscuros.

Talvez surpreendentemente, tem havido poucos estudos sobre o efeito do H

2S em células de câncer

in vitro Comprar e há relatos de seu efeito sobre a progressão do tumor

in vivo

. Vários anos atrás, relatou que H

2S protegida células cancerígenas do cólon (HCT-116) da apoptose, devido a p-feniletil isotiocianato [5]. Outros têm subsequentemente relatado que H

2S aumenta a proliferação de células de cancro de cólon humano e reduz a apoptose em diversas linhagens de células (por exemplo, HCT-116, [6]) e simultaneamente diminuir a sobrevivência em outras linhas de células de cólon humano (por exemplo, WiDr, [7]) . Estas observações discrepantes são difíceis de conciliar. No entanto, uma explicação pode estar na escolha de H

2S dador. sais de sulfureto, tais como hidrogenossulfureto de sódio (NaHS) e sulfureto de sódio (Na

2S) têm sido amplamente utilizada para estudar os efeitos biológicos deste gás em muitas células, tecidos e animais. Por adição de água, estes sais de gerar uma grande quantidade de H

2S ao longo de um período de tempo curto. Uma vez que a cultura de células tem lugar durante um período de horas ou dias, é provável que pouco, se algum, H

2S está presente em meio dentro de um curto espaço de tempo de adição, quer NaHS ou Na

2S. Assim, enquanto que há medições directas têm sido feitas até este ponto, parece provável que a concentração de H

2S que o cancro (ou mesmo outros), as células não-cancerosas são expostos durante a cultura com NaHS será elevado no início e não sustentada durante todo o experimento. Assim, pode ser difícil tirar conclusões definitivas sobre a capacidade do H

2S para afetar a sobrevivência da célula cancerosa utilizando sais de sulfeto como agentes doadores.

Com isto em mente, nós relatado anteriormente que GYY4137 libera H

2S lentamente tanto em meios aquosos e, quando administrados a animais intactos ao longo de um período de horas a dias [8], [9]. Temos agora comparou o efeito do GYY4137 e NaHS sobre a sobrevivência de uma gama de células cancerosas e não-cancerosas em cultura e correlacionados seu efeito com as mudanças na concentração de H

2S no meio. Além disso, nós examinamos o efeito de GYY4137 no crescimento do tumor utilizando um modelo de xenoenxerto em ratinhos imunodeficientes.

Materiais e Métodos

Protocolos foram realizadas com a aprovação da National University of Singapore (NUS) Institutional Review Board (IRB, código de referência: 09-120E) e NUS Institucionais animal Care e Use Committee (IACUC, número de protocolo: 804/05).

A síntese química de GYY4137 e ZYJ1122

GYY4137 foi sintetizado quimicamente na casa, como descrito anteriormente [8]. ZYJ1122 (morfolin-4-io diphenylphosphinate) foi sintetizado como se segue. A uma solução de ácido difenilfosfínico em diclorometano (1,0 mmol, 1,0 equiv.) (DCM, 2 ml) à temperatura ambiente, morfolina (. 2,0 mmol, 2,0 equiv) foi adicionada gota a gota. A reacção foi agitada à mesma temperatura durante 1 hora e o produto foi subsequentemente recolhido por filtração por sucção. O produto puro foi obtido após a lavagem com DCM frio. Sólido de cor branca foi obtido como um rendimento de 56%.

RMN de 1H (500 MHz, CDCl

3, ppm): δ = 7,77-7,74 (m, 4H), 7,38-7,32 (m, 6H), 3,77-3,75 (m, 4H), 2,95-2,93 (m, 4H); LRMS (ESI) m /z 217,2 (M

-). A pureza e estruturas dos compostos foram verificados usando Proton Ressonância Magnética Nuclear Espectrometria (

1H RMN) e espectrometria de massa (Figuras S1, S2, S3, S4).

Medição do H

2S

a geração de H

2S a partir de qualquer NaHS (Sigma), ou GYY4137 ZYJ1122 (todos 400