防疫專題

小分子褐藻醣膠透過調節 HepG2 細胞長鏈非編碼 RNA (lncRNA) 表現的抗腫瘤活性

The anti-tumor activity of brown seaweed oligo-fucoidan via IncRNA expression modulation in HepG2 cells

小分子褐藻醣膠透過調節 HepG2 細胞長鏈非編碼 RNA (lncRNA) 表現的抗腫瘤活性

2019 顏明德 (Ming-De Yan)、林信源 (Hsin-Yuan Lin) 、黃培安 (Pai-An Hwang)

中華民國台灣國防醫學院微生物及免疫科學科暨研究所、中華民國台灣國立臺灣海洋大學生命科學暨生物科技學系

摘要

肝細胞癌 (HCC) 為亞洲第三常見的癌症死因。HCC 對於化療較不敏感且已知具有多重抗藥性基因，會對化療藥物產生後天抗藥性，因此發展強效的 HCC 抑制劑對於治療 HCC 非常重要。我們的先前報告已證實從褐藻半葉馬尾藻 (Sargassum hemiphyllum) 取得的小分子褐藻醣膠 (oligo-fucoidan) 可提高 microRNA-29b，其主要用途在於抑制肝癌細胞的上皮細胞間質轉化 (epithelial-mesenchymal transition)。在本研究中，我們透過小分子褐藻醣膠的肝癌細胞實驗觀察細胞凋亡及長鏈非編碼 RNA (lncRNA) 路徑。

小分子褐藻醣膠的抗肝癌細胞研究是利用 MTT 及 DNA 梯狀條帶 (ladder)進行分析，並且利用流式細胞儀、qPCR 及西方墨點法進行機轉的研究。在本研究中，小分子褐藻醣膠誘使 sub-G1 階段的細胞週期停止並活化凋亡蛋白酶 (caspase)，顯示內部及外部的細胞凋亡路徑與小分子褐藻醣膠誘發的細胞死亡有關係。

此外，當週期蛋白 B1 及 D1 在 mRNA 與蛋白質濃度中減少時，小分子褐藻醣膠顯著提升 p53、p21 及 p27 的表現。最後，我們說明目標細胞凋亡及細胞週期路徑可能對於誘使 lncRNA-Saf 及 lncRNA-p21 有所貢獻。透過人類 lncRNA profiler array 分析，進一步調查在暴露小分子褐藻醣膠之後，HCC 細胞中的 lncRNA 差異性表現。這些發現結果顯示 lncRNA 轉變了小分子褐藻醣膠誘使的細胞凋亡，對於 HCC 輔助治療可能具有潛在價值。

上圖為小分子褐藻醣膠對細胞存活度的作用。
(a)HepG2 細胞及不朽化正常肝細胞 L02 細胞在各種小分子褐藻醣膠濃度（0、50、100 及 200 μg/ml）中靜置持續 48 小時，並使用 MTT 分析法測量細胞增生。數值是以三個獨立實驗的平均值 ± 標準誤表示。顯示顯著差異（*p < 0.05，相較於對照組）。

(b) b 細胞經過所標示的小分子褐藻醣膠濃度處理持續 48 小時。HepG2 細胞的代表相位差顯微鏡影像，線狀比例尺 = 50 μm

上表為 : 從經過賦形劑或劑量 200 μg/ml 小分子褐藻醣膠處理持續 48 小時的 HepG2 細胞隔離出整體 RNA。接著樣本使用 Human lncRNA Profiler™ qPCR Array Kit 進行分析，在小分子褐藻醣膠處理的狀況下用於偵測 lncRNA。顯示的數值為表現變化的增加或減少倍數。

結論

本研究的整體影響顯著，因為本研究提供證據顯示藉由小分子褐藻醣膠訊路徑抑制 lncRNA-Saf 表現。此外，本研究提供證據顯示臨床天然化合物小分子褐藻醣膠可誘使癌細胞的細胞凋亡訊號，以減少 lncRNA-Saf 的表現，並有利於其抗腫瘤作用。我們也假定小分子褐藻醣膠調控 lncRNA 的機轉，導致提高細胞凋亡訊號並最終抑制癌細胞增生。

總而言之，這些發現結果顯示 lncRNA 轉變了小分子褐藻醣膠誘使的細胞凋亡，對於 HCC 治療可能具有潛在價值。

關鍵字

褐藻醣膠 (Fucoidan)、肝細胞癌 (Hepatocellular carcinoma)、細胞凋亡 (Apoptosis)、lncRNA-Saf、lncRNA-p21

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