Расторопша и рак

Silybum marianumSilibinin

Silymarin

Научные исследования

Расторопши: семена ранней потенциальныхМолочный чертополох (Silybum marianum) был использован на протяжении веков как

лекарственное растение; согласно народной традиции, характеристика фиолетового цветов и белых прожилках листьев пришел от Девы Марии молока. Его Родина-Средиземноморье и членом семейства Сложноцветных, который также включает в себя sunfl цветков и ромашки. Греческий врач и ботаник Диоскорид (40-90 н.э.) был первым, чтобы описать расторопши, лечебные свойства. Позже, в 1597 году, Джон Джерард отметил, что расторопша “лучшее средство против меланхолии заболеваний”. Совсем недавно, небольшое рандомизированное исследование из Ирана, показали аналогичные улучшения у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством, которые получали либо флуоксетин или экстракта, полученного из листьев расторопша растение.

Активный компонент расторопши silibin, также известный как silybinin, который обычно получают из семян растения. Силимарин-это комплекс биологических соединений (флаволигнанов), что включает в себя silibin; эти соединения известны как антиоксиданты, помимо нескольких других биологических свойств. Силимарин является зарегистрированным в США Chemical Abstracts Service registry, и опросы нашли расторопши наиболее часто используемые печени протравителями или hepatoprotectant использована пациентами в желудочно-клиник в США. В Германии, где правительство регулирует фитотерапия использование расторопши были перечислены в совершении E монография для лечения диспепсии, цирроз печени и печени из-за токсинов.

Расторопша использования в диапазоне от простых-например, борьба с похмелья-к жизненно важной для пациентов, которые имеют попадании в организм ядовитых грибов, особенно amanita (deathcap) грибы, которые выпуске конкретного токсичного называется amatoxin. Обзор более чем 2000 пациентов, получавших мухомор грибы в Европе и Северной Америке предположил, что внутривенное silybinin была наиболее эффективной терапией для лечения против этого токсина. Разбирательство ведется в США (NCT00915681) изучение внутривенного формулировка у пациентов с amatoxin отравления.

Несколько небольших исследований предположили, что расторопша соединений может оказывать противовирусное и противовоспалительное действие. В частности, расторопши может eff

1

эффективно лечить гепатит С, особенно, когда внутривенно. Однако, широкого исследования 154 пациентов с хроническим гепатитом C, показали, что хотя silybinin сообщили, чтобы быть в безопасности, он не имел значительное влияние на ферменты печени у пациентов по сравнению с плацебо. Это исследование было подвергнуто критике за предоставление Лекарство орально, с более низких концентрациях, наблюдаемых, чем при внутривенном введении формулировки были использованы ранее. Механизмы противовирусной активностью в отношении гепатита С включают ингибирование вирусной полимеразы критических для репликации. Интересно, случай пациента co-инфицированных с гепатитом С и ВИЧ-инфекции показал, клиренс как гепатит С и ВИЧ через 2 недели после внутривенного silybinin.

Другие попытки использования гепатопротекторный эффекты расторопши были у пациентов, перенесших химиотерапию, которая часто может быть токсичным для печени. Одно рандомизированное исследование расторопши в детей, проходящих курс агрессивной химиотерапии при острых лейкозах предположил, что дает расторопши улучшение функции печени, у некоторых детей, и хотя была отмечена тенденция к большей дозы химиотерапии в тех, кто получил расторопши, этот результат не был статистически значимым. Аналогично, существует несколько отчетов, в научной литературе пациентов, перенесших химиотерапию, кто поднял концентрации ферментов печени в процессе лечения для лейкемия, которые были, возможно, улучшить администрации расторопши.

Еще одна доза-нахождение испытание было проведено у пациентов с раком печени, которые имели существенные основного заболевания печени. Потому что химиотерапия может назначаться только пациентам с относительно сохранены функции печени, этот суд стремился улучшить базовый дисфункции печени (либо от опухоли или серьезные заболевания печени), что мешало пациентов от получения стандартной терапии. Потому что короче, чем ожидалось выживания, только у трех пациентов были зачислены до остановки судебного разбирательства. Один пациент имел преходящее повышение активности печеночных ферментов и маркеров воспаления после около 2 месяцев в исследовании, предполагая, что испытания препарата в несколько более здоровой популяции пациентов (или, возможно, используя все сильнее внутривенного формулировка) может принести больше пользы.

Расторопша соединений также показали, прямой противоопухолевой деятельности в доклинических моделей, в том числе и индуцируя апоптоз клеток рака толстой кишки, вызывая рак, старение клетки в мышиной модели рака молочной железы, и блокирование ангиогенеза при раке предстательной железы моделей. Расторопша соединений роспись на коже мышей, подвергавшихся воздействию ультрафиолетового излучения, также препятствует развитию раковых заболеваний кожи. Примечательно, что защитные эффекты расторопши были замечены, когда он был дан до или после воздействия ультрафиолетового излучения, предполагая, что расторопша не просто выступать в качестве солнцезащитного крема, но скорее снижается, рака, блокируя формирование внутренней рака пути, хотя природа этих путей требует объяснений.

Противораковую активность еще не было ясно показано в исследованиях на людях. Доза-выявление рака предстательной железы исследование рекомендовал 13 г в день устного расторопша соединения (силибин-phytosome) быть доза для мужчин с раком простаты, хотя никаких доказательств маркера рака снижение сообщили. Еще одно испытание дал высоких доз оральной формулирование silybinin шести пациентов в среднем 20 дней до простатэктомии. Это исследование показало высокий пик концентрации в крови, но низкие концентрации в ткани предстательной железы, когда пациенты были обследованы после операции. Считалось, что, возможно, большая Продолжительность терапии может быть необходимо, или, что расторопша соединение может работать лучше всего в сочетании с химиотерапией. Несмотря на общую безопасность расторопши видел в этих исследованиях, все еще нет четких данных, позволяющих предположить, противоопухолевую активность у больных с раком.

Долгосрочные исследования в области токсикологии расторопши не показали доказательства развития рака и побочные эффекты для расторопша компонентов людьми обычно незначительны (они включают диарею, желудочно-кишечные расстройства, и мимолетно поднял концентрации печеночных ферментов). Расторопша соединений может aff эст определенных метаболических

2

ферментов, включая те, которые metabolise или пробой наркотиков, таких, как цитохром Р450, ведущих к взаимодействию с другими препаратами, такие как оральные контрацептивы, гиполипидемических препаратов (например, статинов), ингибиторы протеазы (используемые для лечения ВИЧ и гепатита С), и химиотерапии рака. Одна из проблем состоит в его низкой абсорбции цены и быстрый обмен веществ, и несколько групп работают над способами улучшения этих свойств для клинического использования.

Потому что расторопши классифицируется как пищевая добавка, а не Лекарство, оно не является субъектом же надзор и контроль качества как стандартных препаратов. Пропорции активных соединений варьируется в разных препаратов, и существует несколько различных соединений, доступных на рынке и в интернет даже в пределах пероральные формы. Дозировки не были стандартизированы, и там были доклады загрязнения с плесенью, в том числе афлатоксин, который особенно опасен, поскольку он может вызвать рак печени.

Кроме этих возможных негативных последствий, соединения, такие как расторопша может быть потенциально вредных и другими способами. Например, данные из других антиоксидантов показали, что они могут помешать эффективности некоторых рака химиотерапевтических препаратов защищает раковые клетки от клеточной смерти. Не известно, если то же самое верно и для расторопша соединений. Нескольких исследованиях было показано, побочные эффекты давая антиоксидантов для больных раком, и вполне вероятно, что антиоксиданты работают лучше, когда они попадают в категорийных концентрации у больных раком. Этот факт позволяет предположить, что понимание соответствующих дозах и исследования крови концентрации будет иметь решающее значение для дальнейшего развития расторопша соединений в качестве противораковых терапий. Расторопша имеет много, чтобы рекомендовать его-он хорошо переносится и имеет четко выдержали настойку времени. Лучше стандартизация формулировок, оно может быть преобразовано из горькая пилюля для захватывающих семена перемен для профилактики и лечения рака.

Lancet Oncol. Author manuscript; available in PMC Jul 30, 2014.Published in final edited form as:Lancet Oncol. Sep 2013; 14(10): 929–930. doi: 10.1016/S1470-2045(13)70414-5PMCID: PMC4116427NIHMSID: NIHMS597063Milk thistle: early seeds of potentialAbby B Siegel and Justin StebbingAuthor information ► Copyright and License information ► The publisher's final edited version of this article is available at Lancet OncolMilk thistle (Silybum marianum) has been used for centuries as a medicinal plant; according to folk

tradition, its characteristic violet flowers and white-veined leaves came from the Virgin Mary's milk. It is native to the Mediterranean and a member of Asteraceae family, which also includes sunfl owers and daisies. The Greek physician and botanist Dioscorides (40–90 AD) was the first to describe milk thistle's healing properties. Later, in 1597, John Gerard noted that milk thistle was “the best remedy against melancholy diseases”. More recently, a small randomised study from Iran showed similar improvements in patients with obsessive-compulsive disorder who received either fluoxetine or extract derived from leaves of the milk-thistle plant.

The active component of milk thistle is silibin, also known as silybinin, which is usually derived from the seeds of the plant. Silymarin is a complex of biological compounds (flavolignans) that includes silibin; these compounds are known to be antioxidants, in addition to having several other biological properties. Silymarin is registered in the US Chemical Abstracts Service registry, and surveys have found milk thistle to be the most commonly used liver protectant or hepatoprotectant used by patients in gastrointestinal clinics in the USA. In Germany, where the government regulates herbal medicine use, milk thistle has been listed in the Commission E monograph for the treatment of dyspepsia, cirrhosis, and liver damage due to toxins.

3

Milk thistle's use can range from the mundane—eg, fighting hangovers—to potentially life-saving for patients who have ingested poisonous mushrooms—particularly amanita (deathcap) mushrooms, which release a specific toxic called amatoxin. A review of more than 2000 patients exposed to amanita mushrooms in Europe and North America suggested that intravenous silybinin was the most effective therapy available against this toxin. A trial is in progress in the USA (NCT00915681) examining an intravenous formulation in patients with amatoxin poisoning.

Several smaller studies have also suggested that milk-thistle compounds might have antiviral and anti-inflammatory effects. In particular, milk thistle might eff ectively treat hepatitis C, particularly when given intravenously. However, a larger study of 154 patients with chronic hepatitis C showed that although silybinin was reported to be safe, it had no significant effects on liver enzymes in patients compared with placebo. This study was criticised for giving the medication orally, with lower concentrations observed than when intravenous formulations had been used previously. Mechanisms of antiviral activity against hepatitis C include inhibition of a viral polymerase critical for replication. Interestingly, a case report of a patient co-infected with both hepatitis C and HIV showed clearance of both hepatitis C and HIV after 2 weeks of intravenous silybinin.

Other attempts at harnessing the hepatoprotective effects of milk thistle have been in patients undergoing chemotherapy, which can often be toxic to the liver. One randomised study of milk thistle in children undergoing aggressive chemotherapy for acute leukaemia suggested that giving milk thistle improved liver function in some of the children, and although there was a trend towards greater chemotherapy doses in those who received milk thistle, this result was not statistically significant. Similarly, there are several case reports in the scientific literature of patients undergoing chemotherapy who had raised concentrations of liver enzymes during treatment for leukaemias that were perhaps improved by administration of milk thistle.

Another dose-finding trial was done in patients with liver cancer who had substantial underlying liver disease. Because chemotherapy can only be administered to patients with relatively preserved liver function, this trial sought to improve underlying liver dysfunction (either from the tumour or severe underlying liver disease) that prevented patients from obtaining standard therapy. Because of shorter-than-expected survival, only three patients were enrolled before stopping the trial. One patient did have a transient improvement in liver enzymes and markers of inflammation after about 2 months in the study, suggesting that testing the drug in a somewhat healthier population of patients (or possibly using a stronger intravenous formulation) might yield more benefits.

Milk-thistle compounds have also shown direct anticancer activities in preclinical models, including inducing apoptosis of colon cancer cells, causing cancer cell senescence in a mouse model of breast cancer, and blocking angiogenesis in prostate cancer models. Milk-thistle compounds painted on the skin of mice exposed to ultraviolet radiation also prevented the development of skin cancers. Notably, the protective effects of milk thistle were seen when it was given either before or after ultraviolet B exposure, suggesting that milk thistle did not simply act as a sunscreen, but rather reduced cancer formation by blocking intrinsic cancer pathways, although the nature of these pathways requires elucidation.

Anticancer activity has not yet been clearly shown in trials in humans. A dose-finding prostate cancer study recommended that 13 g per day of an oral milk-thistle compound (silybin-phytosome) be the dose given to men with prostate cancer, although no evidence of cancer marker reduction was reported. Another trial gave high doses of an oral formulation of silybinin to six patients for an average of 20 days before having a prostatectomy. This study showed high peak blood concentrations, but low concentrations in prostate tissue when patients were examined after surgery. It was thought that perhaps a longer duration of therapy might be needed, or that the milk-thistle compound might work best when combined with chemotherapy. Despite the overall safety of milk thistle seen in these studies, there are still no clear data to suggest antitumour activity in patients with cancer.

Longer-term toxicology studies of milk thistle have not shown evidence of cancer promotion and side-effects for milk-thistle components in human beings are usually mild (they include diarrhoea, gastrointestinal upset, and transiently raised concentrations of liver enzymes). Milk-thistle compounds might aff ect certain metabolic enzymes, including those that metabolise or breakdown drugs such as cytochrome P450, leading to interactions with other drugs, such as oral contraceptives, lipid-lowering

4

agents (eg, statins), protease inhibitors (used to treat HIV and hepatitis C), and cancer chemotherapies. One problem has been its low absorption rates and rapid metabolism, and several groups are working on ways to improve these properties for clinical use.

Because milk thistle is categorised as a supplement, rather than a drug, it is not subject to the same oversight and quality control as standard drugs. Proportions of active compounds vary widely in different preparations, and there are several different compounds available on the market and internet even within oral formulations. Dosing has not been standardised, and there have been reports of contamination with mould, including aflatoxin, which is particularly concerning since it can cause liver cancer.

Besides these possible negative effects, compounds such as milk thistle could potentially be harmful in other ways. For instance, data from other antioxidants have shown that they might interfere with the efficacy of some cancer chemotherapy drugs by protecting cancer cells from cell death. It is not known if the same is true for milk-thistle compounds. Several studies have shown adverse effects of giving antioxidants to cancer patients, and it is likely that antioxidants work best when they fall within specifi c concentrations in cancer patients. This finding suggests that understanding appropriate doses and examining blood concentrations will be crucial for further development of milk-thistle compounds as anticancer therapies. Milk thistle has much to recommend it—it is well tolerated, and has clearly withstood the tincture of time. With better standardisation of formulations it could be transformed from a bitter pill to swallow to exciting seeds of change for the prevention and treatment of cancer.

Новый терапевтический потенциал молочного чертополоха (Silybum marianum).Силимарин-это биофлавоноид комплекс экстракта, полученного из сухих семян расторопши

[(Silybum marianum(L.) Gaemrnt. (Fam. Asteraceae/Compositaceae)], для которого гепатопротекторный эффект клинически доказан. Низкая токсичность, благоприятная фармакокинетика, мощным антиоксидантом, детоксицирующими, профилактическое, защитное и регенерирующее действие и побочные эффекты, аналогичные плацебо сделать силимарин чрезвычайно привлекательным и безопасным для терапевтического использования. Целебные свойства силимарина и его основной компонент - силибинин были изучены в лечении болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, сепсис, ожоги, остеопороз, сахарный диабет, холестаз и гиперхолестеринемии. Благодаря своей апоптоза эффект, без цитотоксические эффекты, силимарин обладает потенциалом применения в лечении различных видов рака. Силимарин рассматривается как нейро-, нефро - и кардио-защитный в ущерб различной этиологии благодаря своим сильным антиоксидантным потенциалом. Кроме того, он имеет fetoprotective (под воздействием алкоголя) и пролактина эффектов и является безопасным для использования во время беременности и лактации. Наконец, косметической промышленности рассматривает антиоксидант и УФ-защитные эффекты силимарина. Дальнейшие клинические исследования и научные доказательства того, что силимарин и силибинин эффективны в терапии различных патологий необходимы для того, чтобы подтвердить их различных flavonolignan Фармакологические эффекты.

Nat Prod Commun. 2013 Dec;8(12):1801-10.New therapeutic potentials of milk thistle (Silybum marianum).Milić N1, Milosević N1, Suvajdzić L1, Zarkov M2, Abenavoli L3. 1Department of Pharmacy, Faculty ofMedicine, University of Novi Sad, Novi Sad, Serbia. 3Department of Health Sciences, University Magna Graecia, Catanzaro, Italy.AbstractSilymarin is a bioflavonoid complex extract derived from dry seeds of Milk thistle [(Silybum marianum(L.)

Gaemrnt. (Fam. Asteraceae/Compositaceae)] whose hepatoprotective effect has clinically been proved. Low toxicity, favorable pharmacokinetics, powerful antioxidant, detoxifying, preventive, protective and regenerative effects and side effects similar to placebo make silymarin extremely attractive and safe for therapeutic use. The medicinal properties of silymarin and its main component silibinin have been studied in the treatment of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, sepsis, burns, osteoporosis, diabetes, cholestasis and hypercholesterolemia. Owing to its apoptotic effect, without cytotoxic effects, silymarin possesses potential applications in the treatment of various cancers. Silymarin is being examined as a

5

neuro-, nephro- and cardio-protective in the damage of different etiologies due to its strong antioxidant potentials. Furthermore, it has fetoprotective (against the influence of alcohol) and prolactin effects and is safe to be used during pregnancy and lactation. Finally, the cosmetics industry is examining the antioxidant and UV-protective effects of silymarin. Further clinical studies and scientific evidence that silymarin and silibinin are effective in the therapy of various pathologies are indispensable in order to confirm their different flavonolignan pharmacological effects.

Силибинин и его 2,3-dehydro-производные ингибируют базально-клеточная карцинома роста через подавление митогенных сигналов и активации транскрипционных факторов.

Базально-клеточная карцинома (BCC) - это наиболее распространенный рак во всем мире, и его текущие варианты лечения являются недостаточными и токсичных. На удивление, в отличие от некоторых других злокачественных новообразований, химические усилия против СК практически отсутствуют. Силибинин, естественный агент из расторопши семена, показал сильную эффективность против нескольких видов рака, включая ультрафиолетовое излучение-индуцированной кожи (плоскоклеточный) рак; однако, его потенциальной активностью в отношении СК еще не проверил. Здесь, впервые, мы сообщаем эффективность силибинин и продукта его окисления 2,3-dehydrosilibinin (DHS) против СК как in vitro, так и in vivo с использованием ASZ (р53 мутировал) и БСЗ (р53 удален) клеточных линий, полученных из мышиных BCC опухолей. Как силибинин и DHS значительно ингибирует рост клеток и clonogenicity пока индуцирует апоптоз в дозо - и время-зависимым образом, с DHS проявляя более высокую активность при низких концентрациях. Оба агенты также ингибирует митогенных сигнальных путем уменьшения EGFR, ERK1/2 и Akt, и фосфорилирование STAT3 и подавил активации факторов транскрипции NF-b и AP-1. Что еще более важно, в внематочная аллотрансплантата модель, пероральное введение силибинин и DHS (200 мг/кг веса тела) сильно угнетал ASZ опухолевого роста на 44% и 71% (р < 0,05), соответственно, и снижение экспрессии биомаркеров пролиферации (PCNA и циклина D1), а также NF-b p50 и c-Fos в опухолевых тканях. Взятые вместе, эти результаты дают первые доказательства эффективности и полезности силибинин и его производные DHS против СК, и обусловливает необходимость проведения дополнительных исследований с этими агентами в доклинических и клинических BCC химиопрофилактики и терапии модели.

Mol Carcinog. 2014 Dec 9. doi: 10.1002/mc.22253. [Epub ahead of print]Silibinin and its 2,3-dehydro-derivative inhibit basal cell carcinoma growth via suppression of mitogenic

signaling and transcription factors activation.Tilley C1, Deep G, Agarwal C, Wempe MF, Biedermann D, Valentová K, Kren V, Agarwal R. 1Department of Pharmaceutical Sciences, Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,

University of Colorado Denver, Aurora, Colorado.AbstractBasal cell carcinoma (BCC) is the most common cancer worldwide, and its current treatment options are

insufficient and toxic. Surprisingly, unlike several other malignancies, chemopreventive efforts against BCC are almost lacking. Silibinin, a natural agent from milk thistle seeds, has shown strong efficacy against several cancers including ultraviolet radiation-induced skin (squamous) cancer; however, its potential activity against BCC is not yet examined. Herein, for the first time, we report the efficacy of silibinin and its oxidation product 2,3-dehydrosilibinin (DHS) against BCC both in vitro and in vivo using ASZ (p53 mutated) and BSZ (p53 deleted) cell lines derived from murine BCC tumors. Both silibinin and DHS significantly inhibited cell growth and clonogenicity while inducing apoptosis in a dose- and time-dependent manner, with DHS showing higher activity at lower concentrations. Both agents also inhibited the mitogenic signaling by reducing EGFR, ERK1/2, Akt, and STAT3 phosphorylation and suppressed the activation of transcription factors NF-κB and AP-1. More importantly, in an ectopic allograft model, oral administration of silibinin and DHS (200 mg/kg body weight) strongly inhibited the ASZ tumor growth by 44% and 71% (P < 0.05), respectively, and decreased the expression of proliferation biomarkers (PCNA and cyclin D1) as well as NF-κB p50 and c-Fos in the tumor tissues. Taken together, these results provide the first evidence for the efficacy and usefulness of silibinin and its derivative DHS against BCC, and suggest the need for additional

6

studies with these agents in pre-clinical and clinical BCC chemoprevention and therapy models. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.

Силимарин индуцирует циклин D1 proteasomal деградации через фосфорилирование треонина-286 в человеческой колоректального рака клеток.

Силимарин из молочного чертополоха (Silybum marianum) завод, как сообщается, шоу, анти-рак, противовоспалительным, антиоксидантным и гепатопротекторным эффектами. Для борьбы сраком деятельности, силимарин, как известно, регулируют клеточный цикл прогрессии через циклин D1 экспрессирован. Однако механизм силимарин-опосредованной циклин D1 экспрессирован по-прежнему остается без ответа. Настоящее исследование было проведено с целью выяснения молекулярного механизма циклин D1 экспрессирован на силимарин в человеческой колоректального рака ячеек. Лечение силимарин подавляли пролиферацию клеток в HCT116 и клеток SW480 и снижение клеточного накопления экзогенно индуцированного циклин D1 белка. Однако, силимарин не изменить уровень циклина D1 мРНК. Ингибирование proteasomal деградации MG132 ослабляется силимарин-опосредованной циклин D1 экспрессирован и half-life циклин D1 была снижена в клетках, получавших силимарин. Кроме того, силимарин увеличение фосфорилирования циклин D1 на треонин-286 и пунктом мутация треонин-286 для аланина ослабляется силимарин-опосредованной циклин D1 экспрессирован. Ингибирование NF-b, селективный ингибитор, лавровый 11-7082 подавлено циклин D1 фосфорилирования и экспрессирован на силимарин. Исходя из этих результатов, мы предполагаем, что силимарин-опосредованной циклин D1 экспрессирован могут возникнуть в результате proteasomal деградации через треонин-286 фосфорилирования через NF-b активации. Настоящее исследование предоставляет новые механистическая связь между силимарин, циклин D1 экспрессирован и рост клеток в человеческой колоректальной раковые клетки.

Int Immunopharmacol. 2015 Jan;24(1):1-6. doi: 10.1016/j.intimp.2014.11.009. Epub 2014 Nov 20.Silymarin induces cyclin D1 proteasomal degradation via its phosphorylation of threonine-286 in

human colorectal cancer cells.Eo HJ1, Park GH1, Song HM1, Lee JW1, Kim MK1, Lee MH2, Lee JR2, Koo JS3, Jeong JB4. 1Department of Bioresource Sciences, Andong National University, Andong 760749, Republic of

Korea.AbstractSilymarin from milk thistle (Silybum marianum) plant has been reported to show anti-cancer, anti-

inflammatory, antioxidant and hepatoprotective effects. For anti-cancer activity, silymarin is known to regulate cell cycle progression through cyclin D1 downregulation. However, the mechanism of silymarin-mediated cyclin D1 downregulation still remains unanswered. The current study was performed to elucidate the molecular mechanism of cyclin D1 downregulation by silymarin in human colorectal cancer cells. The treatment of silymarin suppressed the cell proliferation in HCT116 and SW480 cells and decreased cellular accumulation of exogenously-induced cyclin D1 protein. However, silymarin did not change the level of cyclin D1 mRNA. Inhibition of proteasomal degradation by MG132 attenuated silymarin-mediated cyclin D1 downregulation and the half-life of cyclin D1 was decreased in the cells treated with silymarin. In addition, silymarin increased phosphorylation of cyclin D1 at threonine-286 and a point mutation of threonine-286 to alanine attenuated silymarin-mediated cyclin D1 downregulation. Inhibition of NF-κB by a selective inhibitor, BAY 11-7082 suppressed cyclin D1 phosphorylation and downregulation by silymarin. From these results, we suggest that silymarin-mediated cyclin D1 downregulation may result from proteasomal degradation through its threonine-286 phosphorylation via NF-κB activation. The current study provides new mechanistic link between silymarin, cyclin D1 downregulation and cell growth in human colorectal cancer cells.

Силимарин индуцирует арест клеточного цикла и апоптоз в овариальные раковые клетки.

7

Полифенольной флавоноид силимарин, который является расторопши экстракт был обнаружен и изъят анти-рак эффект против различных человеческих эпителиальных раков. В данном исследовании для изучения регулирующее влияние силимарина на овариальный рак линия A2780s и ПА-1 клеток, 3-[4, 5-dimethylthiazol-2-ил]-2, 5-diphenyltetrazolium бромид анализа и проточной цитометрии были соответственно использованы для определения ингибирующего эффекта силимарина на обеих клеточных линий, и измерить их клеточного цикла. Индукция апоптоза и мембранный потенциал митохондрий повреждения были отдельно, обнаруженных terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated 2 "-deoxyuridine 5'-трифосфата nick end labeling анализа и 5,5',6,6'-тетрахлор-1,1',3,3'-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine йодида окрашивание. Кроме того, вестерн-блотинга был применен для определения цитохрома C release и уровней экспрессии р53, р21, р27, p16, CDK2, Bax, Bcl-2, procaspase-9, procaspase-3, расщепление каспазы-9 и каспазы-3 белков. Активность каспазы-9 и каспазы-3 измеряли с помощью Каспазы-Glo-9 и Каспазы-Glo-3 анализа. Результаты показали, что силимарин эффективно подавляли рост клеток в дозе - и время-зависимым образом и аресту клеточного цикла в G1/S фазе в A2780s и ПА-1 клеток через up-регуляции р53, р21 и р27 экспрессии белков, и вниз-регулирование CDK2 экспрессии белков. Кроме того, силимарин лечение 24 часа на 50 и 100µg/мл привело к снижению митохондриального мембранного потенциала и цитохром с-релиз, и значительно индуцированного апоптоза в A2780s и ПА-1 клетки за счет увеличения Bax и снижение Bcl-2 белка экспрессию, и активацию каспазы-9 и каспазы-3. Таким образом, силимарин возможного потенциального кандидата для профилактики и лечения яичников рак.

Eur J Pharmacol. 2014 Nov 15;743:79-88. doi: 10.1016/j.ejphar.2014.09.019. Epub 2014 Sep 19.Silymarin induces cell cycle arrest and apoptosis in ovarian cancer cells.Fan L1, Ma Y1, Liu Y1, Zheng D2, Huang G3.Author information 1Department of Obstetrics and Gynecology, Renmin Hospital, Hubei University of Medicine, Shiyan

442000, Hubei Province, China.AbstractThe polyphenolic flavonoid silymarin that is the milk thistle extract has been found to possess an anti-

cancer effect against various human epithelial cancers. In this study, to explore the regulative effect of silymarin on human ovarian cancer line A2780s and PA-1 cells, 3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5-diphenyltetrazolium bromide assay and flow cytometry were respectively used to determine the inhibitory effect of silymarin on the both cell lines, and to measure their cell cycle progression. Apoptosis induction and mitochondrial membrane potential damage were separately detected by terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated 2'-deoxyuridine 5'-triphosphate nick end labeling assay and 5,5',6,6'-tetrachloro-1,1',3,3'-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine iodide staining. Additionally, western blotting was applied to determine cytochrome C release and expression levels of p53, p21, p27, p16, CDK2, Bax, Bcl-2, procaspase-9, procaspase-3, cleaved caspase-9 and caspase-3 proteins. The activity of caspase-9 and caspase-3 was measured using Caspase-Glo-9 and Caspase-Glo-3 assay. The results indicated that silymarin effectively suppressed cell growth in a dose- and time-dependent manner, and arrested cell cycle progression at G1/S phase in A2780s and PA-1 cells via up-regulation of p53, p21, and p27 protein expression, and down-regulation of CDK2 protein expression. Additionally, silymarin treatment for 24h at 50 and 100µg/ml resulted in a reduction of mitochondrial membrane potential and cytochrome C release, and significantly induced apoptosis in A2780s and PA-1 cells by increasing Bax and decreasing Bcl-2 protein expression, and activation of caspase-9 and caspase-3. Therefore, silymarin is a possible potential candidate for the prevention and treatment of ovarian cancer.

Пищевая добавка среди пациентов с гепатоцеллюлярной карциномы.Фоновом режиме. Более 50% из нас, взрослых, и даже большую долю рака пациенты,

использовать пищевые добавки. Поскольку многие добавки требуют метаболизм в печени, они могут быть особенно склонны вызывать интоксикацию у больных с гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК). Однако, мало известно о дополнение использовать у пациентов с ГЦК. Методы. С 2008 по 2012 год, мы дали вновь выявленных больных ГЦК в нашем учреждении стандартизованного вопросника

8

о биологически активной добавки использовать, демографические факторы и клинические характеристики. Затем мы последовали за пациентами в течение четырех лет или пока не время для смерти, чтобы изучить связь с использованием дополнения. Результаты. Из 146 пациентов, 71% употребляли витамины и 45% растительных добавок. Наиболее часто используемые добавки были антиоксидантов (51%), поливитамины (46%), витамин D (25%), и молочный чертополох (23%). Люди в средне-высоким уровнем дохода чаще использовать травяные добавки (19% тех, кто зарабатывает <$30 000, 50% тех, кто зарабатывает $30 000-60 000, и 34% тех, кто зарабатывает более$60 000, используемые добавки). Гепатит C (HCV) пациенты были более склонны использовать расторопшу , чем те, которые без HCV (30% vs 13%, Р = .03), и пациентов с гепатитом B (HBV) чаще, чем не-HBV пациентов использовать витамин C (32% против 14%, P = .01). Приложение использование не было связано с общей выживаемости. Выводы. Как рак пациентов в других исследованиях, большинство наших больных ГЦК, используемых пищевых добавок. Приложение использование не было связано с общей выживаемости, но должны быть изучены в крупных образцов.

Integr Cancer Ther. 2015 Jan;14(1):35-41. doi: 10.1177/1534735414550038. Epub 2014 Sep 15.Dietary supplement use among patients with hepatocellular carcinoma.Lee V1, Goyal A1, Hsu CC1, Jacobson JS1, Rodriguez RD1, Siegel AB2.Author information 1Columbia University, New York, NY, USA.AbstractBackground. More than 50% of US adults, and an even larger proportion of cancer patients, use dietary

supplements. Since many supplements require hepatic metabolism, they may be particularly likely to cause toxicities in patients with hepatocellular carcinoma (HCC). However, little is known about supplement use in patients with HCC. Methods. From 2008 to 2012, we gave newly diagnosed HCC patients at our institution a standardized questionnaire about dietary supplement use, demographic factors, and clinical characteristics. We then followed patients for four years or until time to death to examine the relationship with supplement use. Results. Of 146 patients, 71% had used vitamins and 45% herbal supplements. Most commonly used supplements were antioxidants (51%), multivitamins (46%), vitamin D (25%), and milk thistle (23%). People in mid-higher income brackets were more likely to use herbal supplements (19% of those earning <$30 000, 50% of those earning $30 000-60 000, and 34% of those earning >$60 000 used supplements). Hepatitis C (HCV) patients were more likely to use milk thistle than those without HCV (30% vs 13%, P = .03), and patients with hepatitis B (HBV) were more likely than non-HBV patients to use vitamin C (32% vs 14%, P = .01). Supplement use was not associated with overall survival. Conclusions. Like cancer patients in other studies, the majority of our HCC patients used dietary supplements. Supplement use was not associated with overall survival but should be studied in larger patient samples.

Цитотоксичность и апоптоз-индуцированной противоопухолевой эффект силибинин-загружен наночастиц в устной карцинома (КБ) клеток.

Силибинин (SIL) - флавоноид растительного происхождения, изолированные из плодов и семян расторопши (Silybum marianum). Силибинин обладает широким разнообразием биологических приложений, в том числе противоопухолевой активности, но бедных водная растворимость и низкую биологическую доступность ограничивать его потенциал и эффективность на участках опухоли. В настоящем исследовании, силибинин был инкапсулирован в Eudragit® E (EE) наночастиц в присутствии стабилизирующего агента поливинилового спирта (PVA) и его противоопухолевой эффективности в устной карцинома (КБ) клеток изучалась. Силибинин загружен наночастиц (SILNPs) были подготовлены nanoprecipitation техника и характеризуется с точки зрения распределения по размерам, морфологии, поверхностного заряда, эффективность инкапсуляции и in vitro высвобождения лекарственного средства. МТТ-теста показали повышение цитотоксических эффективность SILNPs, чем бесплатно SIL в КБ клеток. Между тем, реактивные виды кислорода (ROS) определение выявили достоверно более высокие внутриклеточные уровни ROS в SILNPs обработанных клетках по сравнению с бесплатным SIL обработанных клетках. Таким образом, дифференциальная цитотоксичность между SILNPs и SIL может быть опосредован несоответствие

9

уровня внутриклеточных АФК. Кроме того, акридиновый оранжевый (АО) и бромид этидия (EB) двойное окрашивание и снижение митохондриального мембранного потенциала (ММП) подтвердил индукции апоптоза с наночастицами лечения. Кроме того, степень повреждения ДНК (оцениваются с помощью comet assay) был значительно увеличен в SILNPs, чем бесплатно SIL в КБ клеток. Взятые в совокупности, настоящее исследование показывает, что силибинин-загружен наночастицы могут быть использованы в качестве эффективной системы доставки лекарств, чтобы улучшить химические реакции для лечения рак.

Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2014 Aug 1;41:274-82. doi: 10.1016/j.msec.2014.04.056. Epub 2014 May 2.

Enhanced cytotoxicity and apoptosis-induced anticancer effect of silibinin-loaded nanoparticles in oral carcinoma (KB) cells.

Gohulkumar M1, Gurushankar K1, Rajendra Prasad N2, Krishnakumar N3.Author information 1Department of Physics, Annamalai University, Annamalainagar 608 002, Tamilnadu, India.AbstractSilibinin (SIL) is a plant derived flavonoid isolated from the fruits and seeds of the milk thistle (Silybum

marianum). Silibinin possesses a wide variety of biological applications including anticancer activities but poor aqueous solubility and poor bioavailability limit its potential and efficacy at the tumor sites. In the present study, silibinin was encapsulated in Eudragit® E (EE) nanoparticles in the presence of stabilizing agent polyvinyl alcohol (PVA) and its anticancer efficacy in oral carcinoma (KB) cells was studied. Silibinin loaded nanoparticles (SILNPs) were prepared by nanoprecipitation technique and characterized in terms of size distribution, morphology, surface charge, encapsulation efficiency and in vitro drug release. MTT assay revealed higher cytotoxic efficacy of SILNPs than free SIL in KB cells. Meanwhile, reactive oxygen species (ROS) determination revealed the significantly higher intracellular ROS levels in SILNPs treated cells compared to free SIL treated cells. Therefore, the differential cytotoxicity between SILNPs and SIL may be mediated by the discrepancy of intracellular ROS levels. Moreover, acridine orange (AO) and ethidium bromide (EB) dual staining and reduced mitochondrial membrane potential (MMP) confirmed the induction of apoptosis with nanoparticle treatment. Further, the extent of DNA damage (evaluated by comet assay) was significantly increased in SILNPs than free SIL in KB cells. Taken together, the present study suggests that silibinin-loaded nanoparticles can be used as an effective drug delivery system to produce a better chemopreventive response for the treatment of cancer.

Природный флавоноид силибин улучшает ответ для Фотодинамической терапии мочевого пузыря раковые клетки.

Фотодинамическая терапия (ФДТ) - это противоопухолевого лечения, основанный на photosensitisation злокачественных клеток. Предшественник фотосенсибилизатора Протопорфирина IX, 5-аминолевулиновой кислоты (ALA), был использован для ФДТ мочевого пузыря рак. Силибин является флавоноидов, извлеченных из Silybum marianum), и сообщалось, повысить эффективность нескольких противораковых методов лечения. В настоящей работе мы оценивали цитотоксичность сочетание ALA-PDT и силибин в T24 и MB49 мочевого пузыря рак клеточные линии. MB49 клетки были более чувствительны к ФДТ ущерб, который был коррелирует с повышенным Протопорфирина IX производства от Ала. Используя летальных доз света 50% (LD50) и 75% (LD75) и дополнительные силибин терапии наблюдалось дальнейшее увеличение токсичности обусловлено ФДТ в обеих клеточных линий. С помощью Chou-Talalay модель для комбинированного лечения производными от массы-действие закона принципе, можно было выявить влияние комбинации как синергической при использовании LD75, в то время как использование ЛД50 приводило к аддитивный эффект на MB49 клеток. С другой стороны, препарат сочетание оказалось почти добавка на T24 клеток. Апоптотической гибели клеток участвует как в силибин и ФДТ цитотоксичность в MB49 линии, но нет очевидной корреляции с аддитивный или синергический эффект наблюдается на жизнеспособность клеток. С другой стороны, мы обнаружили повышение PDT-driven нарушения клеточной миграции на обеих клеточных линий, как следствие, силибин лечения. В целом, наши результаты показывают, что

10

сочетание силибин и ALA-PDT бы увеличить PDT результат, ведущих аддитивные или синергические эффекты и, возможно, умаление возникновение метастазов.

J Photochem Photobiol B. 2014 Apr 5;133:55-64. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2014.03.006. Epub 2014 Mar 18.

The natural flavonoid silybin improves the response to Photodynamic Therapy of bladder cancer cells.Gándara L1, Sandes E2, Di Venosa G1, Prack Mc Cormick B2, Rodriguez L1, Mamone L1, Batlle A1, Eiján AM2,

Casas A3.Author information 1Centro de Investigaciones sobre Porfirinas y Porfirias (CIPYP), CONICET and Hospital de Clínicas José

de San Martín, University of Buenos Aires, Córdoba 2351 1er subsuelo, Ciudad de Buenos Aires CP1120AAF, Argentina.

AbstractPhotodynamic Therapy (PDT) is an anticancer treatment based on photosensitisation of malignant cells.

The precursor of the photosensitiser Protoporphyrin IX, 5-aminolevulinic acid (ALA), has been used for PDT of bladder cancer. Silybin is a flavonoid extracted from Silybum marianum, and it has been reported to increase the efficacy of several anticancer treatments. In the present work, we evaluated the cytotoxicity of the combination of ALA-PDT and silybin in the T24 and MB49 bladder cancer cell lines. MB49 cells were more sensitive to PDT damage, which was correlated with a higher Protoporphyrin IX production from ALA. Employing lethal light doses 50% (LD50) and 75% (LD75) and additional silybin treatment, there was a further increase of toxicity driven by PDT in both cell lines. Using the Chou-Talalay model for drug combination derived from the mass-action law principle, it was possible to identify the effect of the combination as synergic when using LD75, whilst the use of LD50 led to an additive effect on MB49 cells. On the other hand, the drug combination turned out to be nearly additive on T24 cells. Apoptotic cell death is involved both in silybin and PDT cytotoxicity in the MB49 line but there is no apparent correlation with the additive or synergic effect observed on cell viability. On the other hand, we found an enhancement of the PDT-driven impairment of cell migration on both cell lines as a consequence of silybin treatment. Overall, our results suggest that the combination of silybin and ALA-PDT would increase PDT outcome, leading to additive or synergistic effects and possibly impairing the occurrence of metastases.

Силибинин вниз регулирует экспрессию секретируемых ферментов фосфолипазы А2 в раковые клетки.

Силибинин, встречающиеся в природе, флавоноид производства расторопши, обладает антиоксидантным, противовоспалительным и рак-профилактические мероприятия. В текущем исследовании мы рассмотрели влияние силибинин на уровень экспрессии секретируемых фосфолипазы А2 (sPLA2) ферментов, особенно тех из группы IIA (hGIIA), которые играют решающую роль в процессе воспаления и канцерогенеза.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Последствия силибинин на sPLA2 выражения в человеческой гепатомы HepG2 и ПК-3

предстательной железы клетки были проанализированы с помощью количественной обратной транскрипции-полимеразной цепной реакции и иммуноферментного анализа техники.

Результаты: Силибинин ингибирует экспрессию hGIIA в нестимулированных и цитокин-загрунтовать HepG2 и

PC-3 клетки. МРНК уровней sPLA2 групп IB, III и V были также значительно снизились на силибинин. Анализ транскрипционного фактора активации предполагают, что ядерный фактор-b, но не специфичность белка 1 (SP1) участвует в силибинин-опосредованной вниз-регулирование hGIIA.

Вывод: Силибинин экспонатов ингибирующее влияние на базальную и цитокин-индуцированной

экспрессии sPLA2s в раковые клетки и, следовательно, могут иметь потенциал для защиты от до-регулирование hGIIA и других sPLA2 изоформ во время воспаления и рака.

Anticancer Res. 2014 Apr;34(4):1723-9.Silibinin down-regulates expression of secreted phospholipase A2 enzymes in cancer cells.

11

Hagelgans A1, Nacke B, Zamaraeva M, Siegert G, Menschikowski M.Author information 1Fetscherstrasse 74, D 01307 Dresden, Germany. Albert.Hagelgans@uniklinikum-dresden.de.Silibinin, a naturally-occurring flavonoid produced by milk thistle, possesses antioxidant, anti-

inflammatory and cancer-preventive activities. In the current study, we examined the effects of silibinin on the expression of secreted phospholipase A2 (sPLA2) enzymes, especially those of group IIA (hGIIA), which play a crucial role in inflammation and carcinogenesis.

MATERIALS AND METHODS: The effects of silibinin on sPLA2 expressions in human HepG2 hepatoma and PC-3 prostate cancer cells

were analyzed using quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction and enzyme linked immunosorbent assay technique.

RESULTS: Silibinin inhibited the expression of hGIIA in unstimulated and cytokine-primed HepG2 and PC-3 cells.

The mRNA levels of sPLA2 of groups IB, III and V were also significantly decreased by silibinin. Analyses of transcription factor activation suggest that nuclear factor-κB, but not specificity protein 1 (SP1) is implicated in the silibinin-mediated down-regulation of hGIIA.

CONCLUSION: Silibinin exhibits inhibitory effects on basal and cytokine-induced expression of sPLA2s in cancer cells and

therefore, may have the potential to protect against up-regulation of hGIIA and other sPLA2 isoforms during inflammation and cancer.

Анти-пролиферативное действие силибинин по правам толстой кишки аденоматозный рака НТ-29 клеток.

Силибинин флавоноидов из молочного чертополоха (Silybum marianum) демонстрировать различные Фармакологические действия, в том числе анти-пролиферативной и апоптотической деятельности в отношении различных видов рака у интактных животных и раковых клеточных линий. В настоящем исследовании, эффект силибинин на толстой кишке человека рак НТ-29 клеток изучалась.

Метод: Инкубаций клеток с различными силибинин концентрации (0.783-1,600 мкг/мл) в течение 24, 48

или 72 ч показало постепенное снижение жизнеспособности клеток.Результаты: Потеря жизнеспособность клеток определяли в зависимости от времени и оптимальное

ингибирование роста клеток (78%) наблюдается через 72 ч. Под инвертированным микроскопом, мертвых клеток, рассматривались в качестве клеточных агрегатов. IC50 (силибинин концентрации убивает 50% клеток) значения-180, 110 и 40 мкг/мл через 24, 48 и 72 ч соответственно.

Вывод: Эти результаты усиливают противоопухолевый потенциал силибинин, как сообщалось ранее, для

других различных раковых клеточных линий (Ramasamy и Agarwal (2008), Рак письма, 269: 352-62).Nutr Hosp. 2014 Feb 1;29(2):388-92. doi: 10.3305/nh.2014.29.2.7080.Anti-proliferative action of silibinin on human colon adenomatous cancer HT-29 cells.Akhtar R1, Ali M2, Mahmood S3, Sanyal SN4.Author information 1Department of Pharmacology Postgraduate Institute of Medical Education and Research.

Chandigarh.. sanyalpu@gmail.com. 2Faculty of Pharmacy. Jamia Hamdard. New Delhi.. sanyalpu@gmail.com.Silibinin a flavonoid from milk thistle (Silybum marianum) exhibit a variety of pharmacological actions,

including anti-proliferative and apoptotic activities against various types of cancers in intact animals and cancer cell lines. In the present study, the effect of silibinin on human colon cancer HT-29 cells was studied.

12

METHOD: Incubations of cells with different silibinin concentrations (0.783-1,600 ug/ml) for 24, 48 or 72 h showed

a progressive decline in cell viability.RESULTS: Loss of cell viability was time dependent and optimum inhibition of cell growth (78%) was observed at 72

h. Under inverted microscope, the dead cells were seen as cell aggregates. IC50 (silibinin concentration killing 50% cells) values were 180, 110 and 40 ug/ml at 24, 48 and 72 h respectively.

CONCLUSION: These findings re-enforce the anticancer potential of silibinin, as reported earlier for various other cancer

cell lines (Ramasamy and Agarwal (2008), Cancer Letters, 269: 352-62).

Силибин-опосредованное ингибирование Notch сигнальной оказывает противоопухолевое действие в человеческой гепатоцеллюлярной карциномы клеток.

Гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК) является глобальной медико бремени, связанного с ограниченным варианты лечения и бедного пациента прогнозы. Силибин (SIL), антиоксидант, производную от расторопши завод (Silybum marianum), как сообщается, оказывают гепатопротекторное и antitumorigenic эффекты как in vitro, так и in vivo. Хотя SIL было показано, обладают мощной противоопухолевой активностью в отношении различных видов рака, в том числе ГЦК, молекулярные механизмы, лежащие в основе эффектов SIL остаются в значительной степени неизвестными. Notch сигнальный путь играет важную роль в онкогенез и иммунной развития. В настоящем исследовании мы оценили противоопухолевая активность SIL человека в ГЦК HepG2 клеток in vitro и in vivo и исследовал роли Notch пути и апоптоз-ассоциированных сигнальных путей на активность SIL. SIL лечение привело к дозо - и время-зависимое ингибирование ГЦК жизнеспособность клеток. Кроме того, SIL выставлены сильной противоопухолевой активностью, о чем свидетельствует не только снижение опухолевой клеточной адгезии, миграции, внутриклеточного глутатиона (GSH) уровней и общей антиоксидантной способности (T-AOC), но и увеличение индекса апоптоза, caspase3 деятельности и активных форм кислорода (АФК). Кроме того, SIL лечения уменьшились экспрессии Notch1 внутриклеточного домена (NICD), RBP-Jκ, и Hes1 белков, upregulated апоптоз путь,-связанный белок Bax, и downregulated Bcl2, survivin, и циклин D1. Notch1 siRNA (in vitro) или двойной антитромбоцитарной терапии (известный Notch1 ингибитор, in vivo) и на дальнейшее повышение противоопухолевой активности SIL, и рекомбинантный Jagged1 белок (известный Notch лиганда in vitro) ослабило противоопухолевая активность SIL. Взятые вместе, эти данные указывают на то, что SIL является мощным ингибитором роста клеток ГЦК, целевых Notch сигнальный путь и позволяют предположить, что ингибирование Notch сигнализации может быть роман терапевтического вмешательства для пациентов с ГЦК.

PLoS One. 2013 Dec 27;8(12):e83699. doi: 10.1371/journal.pone.0083699. eCollection 2013.Silybin-mediated inhibition of Notch signaling exerts antitumor activity in human hepatocellular

carcinoma cells.Zhang S1, Yang Y2, Liang Z2, Duan W2, Yang J2, Yan J3, Wang N2, Feng W1, Ding M1, Nie Y1, Jin Z2.Author information 1State Key Laboratory of Cancer Biology, Department of Gastroenterology, Xijing Hospital, The

Fourth Military Medical University, Xi'an City, China.AbstractHepatocellular carcinoma (HCC) is a global health burden that is associated with limited treatment

options and poor patient prognoses. Silybin (SIL), an antioxidant derived from the milk thistle plant (Silybum marianum), has been reported to exert hepatoprotective and antitumorigenic effects both in vitro and in vivo. While SIL has been shown to have potent antitumor activity against various types of cancer, including HCC, the molecular mechanisms underlying the effects of SIL remain largely unknown. The Notch signaling pathway plays crucial roles in tumorigenesis and immune development. In the present study, we assessed the antitumor activity of SIL in human HCC HepG2 cells in vitro and in vivo and explored the roles of the Notch pathway and of the apoptosis-related signaling pathway on the activity of SIL. SIL treatment

13

resulted in a dose- and time-dependent inhibition of HCC cell viability. Additionally, SIL exhibited strong antitumor activity, as evidenced not only by reductions in tumor cell adhesion, migration, intracellular glutathione (GSH) levels and total antioxidant capability (T-AOC) but also by increases in the apoptotic index, caspase3 activity, and reactive oxygen species (ROS). Furthermore, SIL treatment decreased the expression of the Notch1 intracellular domain (NICD), RBP-Jκ, and Hes1 proteins, upregulated the apoptosis pathway-related protein Bax, and downregulated Bcl2, survivin, and cyclin D1. Notch1 siRNA (in vitro) or DAPT (a known Notch1 inhibitor, in vivo) further enhanced the antitumor activity of SIL, and recombinant Jagged1 protein (a known Notch ligand in vitro) attenuated the antitumor activity of SIL. Taken together, these data indicate that SIL is a potent inhibitor of HCC cell growth that targets the Notch signaling pathway and suggest that the inhibition of Notch signaling may be a novel therapeutic intervention for HCC.

ВведениеГепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК) является в настоящее время пятое место среди самых

распространенных онкологических и третьей ведущей причиной онкологической смертности во всем мире; более 600 000 пациентов умирают из-за рака печени ежегодно. Несмотря на значительные достижения в хирургии и химиотерапии, большинство пациентов с ГЦК умирают в течение одного года после установления диагноза [1]. Кроме того, эти методы лечения часто связаны с побочными эффектами и неадекватно лечат болезни. Таким образом, новые варианты лечения, которые отчаянно нуждались. Несмотря на появление новых целевых агентов и использования различных терапевтических комбинаций, никаких лечебных варианты лечения существуют в настоящее время для пациентов с прогрессирующим раком. Масштабы этой проблемы требует разработки новых терапевтических агентов, в частности, химические агенты, которые создаются из менее вредных природных материалов [2], [3].

В flavonolignan силибин (SIL) является основной биологически активный компонент ofsilymarin экстракта, который был выделен из молока растение чертополох (Silybum marianum) [4]. Расторопши экстракт был использован в качестве гепатопротекторного вещества на протяжении более 2000 лет и известно, нетоксичные [5]. В течение последнего десятилетия многочисленные исследования показали, что основной ее компонент, SIL, экспонаты противоопухолевых и химические свойства в различных in vitro и in vivo моделей различных видов рака, включая рак легких [5], колоректального рака [6], молочной железы [7], предстательной железы [7], головного мозга [8], яичников [9]и почек [10] ракам. С уважением к гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК), SIL был вовлечен в значительное угнетение роста и апоптоза в обеих HepG2 и PLC/PRF/5 ГЦК клеток [11], [12]. Однако, механизмы, лежащие в основе анти-HCC эффекты SIL не были полностью выяснены.

Notch сигнальный путь очень консервативны и регулирует клеточный судьба на протяжении эмбрионального развития и взрослой жизни [13]. На сегодняшний день, четыре Notch рецепторов (Notch1-4) и два типа Notch лигандов (Jagged1/2 и Delta1/3/4) были обнаружены у млекопитающих. Фактора транскрипции RBP-Jκ, известный из ключевых компонентов Notch сигнальный путь, был вовлечен в различные виды рака, в том числе ГЦК [14]. Гены вниз по течению Notch сигнальный путь есть волосатые и enhancer of split 1 (Hes1) и волосатый, связанных с транскрипции (HRT) фактор семьи [2]. Активация Notch сигнализации могут индуцировать экспрессию нескольких целей, которые участвуют в клеточной пролиферации, таких как циклин D1 и survivin [15]. Многие исследования показали, что Notch сигнализации является критическим для физиологического ангиогенеза. Notch сигнальной также был вовлечен в опухолевый ангиогенез и метастазирование [13]. Самое главное, Notch сигнальной сообщалось оказывают либо онкогенным или опухоль-супрессорной функции в ГЦК опухолей [16]. Однако роль Notch сигнализации в противоопухолевая активность SIL не было рассмотрено. В настоящем исследовании мы оценили противоопухолевая активность SIL человека в ГЦК ячеек и исследовал роль Notch сигнализации в SIL деятельности.

IntroductionHepatocellular carcinoma (HCC) is currently the fifth most common cancer and the third leading cause of

cancer-related deaths worldwide; over 600,000 patients die as a result of liver cancer annually. Despite significant advances in surgery and chemotherapy, the majority of patients with HCC die within one year of diagnosis [1]. In addition, these treatment methods are often associated with side effects and inadequately

14

treat the disease. Thus, new treatment options are desperately needed. Despite the emergence of novel targeted agents and the use of various therapeutic combinations, no curative treatment options currently exist for patients with advanced cancer. The magnitude of this problem mandates the development of novel therapeutic agents, specifically, chemopreventive agents that are generated from less harmful natural materials [2], [3].

The flavonolignan silybin (SIL) constitutes the major biologically active component ofsilymarin extract, which was isolated from the milk thistle plant (Silybum marianum) [4]. Milk thistle extract has been used as a hepatoprotective substance for more than 2,000 years and is known to be non-toxic [5]. Over the last decade, numerous studies have shown that its main component, SIL, exhibits anticancer and chemopreventive properties in various in vitro and in vivo models of various cancers, including lung [5], colorectal [6], breast [7], prostate [7], brain [8], ovarian [9], and kidney [10] cancers. With respect to hepatocellular carcinoma (HCC), SIL has been implicated in significant growth inhibition and apoptosis in both HepG2 and PLC/PRF/5 HCC cells [11], [12]. However, the mechanisms underlying the anti-HCC effects of SIL have not been fully elucidated.

The Notch signaling pathway is highly conserved and regulates cell fate throughout embryonic development and adult life [13]. To date, four Notch receptors (Notch1–4) and two types of Notch ligands (Jagged1/2 and Delta1/3/4) have been discovered in mammals. The transcription factor RBP-Jκ, a well-known key component of the Notch signaling pathway, has been implicated in various cancers, including HCC [14]. Genes downstream of Notch in the signaling pathway include hairy and enhancer of split 1 (Hes1) and the hairy-related transcription (HRT) factor family [2]. The activation of Notch signaling can induce the expression of multiple targets that are involved in cellular proliferation, such as cyclin D1 and survivin [15]. Many studies have shown that Notch signaling is critical for physiologic angiogenesis. Notch signaling has also been implicated in tumor angiogenesis and metastasis [13]. Most importantly, Notch signaling has been reported to exert either oncogenic or tumor-suppressive functions in HCC tumorigenesis [16]. However, the role of Notch signaling in the antitumor activity of SIL has not been examined. In the present study, we assessed the antitumor activity of SIL in human HCC cells and explored the role of Notch signaling in SIL activity.

ОбсуждениеSIL-flavonolignan и основной активной составляющей силимарин, сложная смесь flavonolignans и

полифенолы, которые были извлечены из расторопши семена. Немецкая комиссия Е рекомендует его использовать для диспепсических жалоб и заболеваниями печени, включая токсин-индуцированного повреждения печени и цирроз печени, и как поддерживающая терапия при хронических воспалительных заболеваниях печени условий [18]. SIL было показано, подавляют пролиферацию различных типов клеток рака, включая рак легких, толстого кишечника, молочной железы, предстательной железы, головного мозга, яичников и почек, онкологические заболевания [6]-[10]. Различных молекул и сигнальных путей, участвующих в противоопухолевой эффект SIL, в том числе и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), рецептор сигнализации [5], NF-b сигнализации [7], внеклеточной сигнал-регулируемой киназы сигнализации (ЭРК) [9], протеинкиназа B сигнализации (Akt) [9], и сигналов датчиков и активаторов транскрипции (статистики) сигнализации [19]. Однако, последствия SIL на ГЦК и механизмы, ответственные за эти эффекты полностью не поняты. В настоящем исследовании, SIL лечение привело к дозо - и время-зависимое ингибирование жизнеспособности клеток, а также индукции апоптоза в ГЦК-клетки HepG2. SIL также значительно заблокирован HepG2 клеточной адгезии и миграции, оба из которых находятся основные события, которые определяют метастатический потенциал опухоли. Кроме того, SIL лечения значительно ингибирует рост опухоли в HepG2 ксенотрансплантатов в бестимусных мышей.

Окислительный стресс относится к дисбалансу между прооксидантные и антиоксидантные факторы, которые находятся под контролем нескольких компонентов. Окислительный стресс может привести к разрушению клеток. АФК играют ключевую роль в окислительном стрессе и образуются как побочные продукты клеточного метаболизма, главным образом, в митохондриях [20]. Повышенный уровень митохондриальных АФК, как было показано, чтобы быть достаточным, чтобы вызвать апоптоз [21]. В настоящем исследовании апоптоза эффекты SIL в клетки HepG2 были связаны с быстрым ростом уровня внутриклеточных АФК. Кроме того, SIL-индуцированных АФК поколения

15

было связано со значительным опустошении внутриклеточного GSH, который является основным небелковых клеточного антиоксиданта, который может устранить внутриклеточных АФК [2], [22]. Степень воздействия ROS и возмущения в ГШ окислительно-восстановительного баланса играют важную роль в определении того, клетки претерпевают pro-выживание или pro-смерть ответов [3]. Опухолевые клетки значительно более чувствительны к изменениям в уровне ГШ, потому что опухолевые клетки имеют повышенный уровень базальной АФК-опосредованных сигналов, которые приводят к увеличению темпов роста, метаболизма и пролиферации. Следовательно, опухолевые клетки могут быть более уязвимы к развитию окислительного стресса [20]. В настоящем исследовании, T-AOC был заметно снизилась в SIL-обработанных клеток HepG2. SIL могут быть исчерпаны в суммарной клеточной антиоксидантной способностью и повышенной Роси уровней выше определенной пороговой величины, которые, возможно, внесли свой вклад в индукцию апоптоза в клетки HepG2.

Исследования показали, что компоненты Notch пути являются надэкспрессироанных в ГЦК прогрессии, как это наблюдается для других генов, которые, как известно, участвуют в выживание раковых клеток [16], [23], [24]. АН и его коллеги обнаружили, что Notch1 и Notch4 являются маркерами плохого прогноза при гепатоцеллюлярной карциномы [16]. Укроп и коллеги подтвердили, что учредительные Notch2 сигнализации индуцирует печеночных опухолей у мышей [23]. Downregulating Notch1 может быть эффективным подходом к инактивации Улитка/E-кадгерина, регулируя циклооксигеназы-2, что приводит к ингибированию ГЦК клеточной инвазии и миграции [24]. Гиперэкспрессия из ключевых фактора транскрипции RBP-Jκ и вниз по течению целевой Hes1 также сообщалось ранее, в ГЦК [15], [25]. Наши результаты указывают на то, что SIL лечения уменьшились NICD, RBP-Jκ, и Hes1 в клетки HepG2. В сочетании с Notch1 siRNA in vitro или двойной антитромбоцитарной терапии in vivo, силибин уменьшение жизнеспособности ГЦК ячеек и/или ингибирует рост опухоли. Кроме того, рекомбинантные Jagged1 белок (известный Notch лиганда in vitro) эффективно гасит противоопухолевая активность SIL. Эти данные свидетельствуют о том, что противоопухолевая активность SIL в ГЦК ячеек, оказываемое частично через ингибирование Notch сигнального пути.

Способность индуцировать клеточный апоптоз является важным свойством многих кандидата противоопухолевых препаратов [21]. Апоптоз-это жестко регламентированный процесс, который включает по крайней мере один из каспазы-зависимых сигнальных путей, то есть, гибель клеток рецепторного пути или митохондриального пути. В митохондриального пути, разнообразные сигналы смерти, вызывают высвобождение и транслокации несколько про-апоптотических белков из митохондрий в цитозоль. Среди многочисленных факторов, известных модулировать апоптоз раковых клеток, белков Bcl2 семьи считаются основных регуляторов апоптоза. Bcl2 является анти-апоптозного белка, в то время как Bax является решающим pro-apoptotic и тумор-супрессорных белков. Соотношение анти-апоптотических pro-apoptotic молекул, таких как Bcl2/Bax соотношение, указывает порог чувствительности клеток к индукции апоптоза через внутренние пути [20]. Активация каспаз является поворотным этапом процесса апоптоза и срабатывает по сигналам от смерти факторов, митохондриальных изменений или повреждения ДНК вследствие внешних и/или внутренних оскорбления [26]. Независимо от того, апоптоз, опосредованный через клеточную смерть рецепторному пути или митохондриального пути, оба пути в конечном итоге активировать caspase3, который в свою очередь индуцирует фрагментации ДНК, характерные морфологические изменения, связанные с апоптотических клеток. Caspase3 активации указывает на то, ключевым и необратимой точки в индукции апоптоза [27]. Наши результаты показали, что SIL лечения не только downregulated белка Bcl2 выражения но также upregulated экспрессии белка Bax и caspase3 деятельности в клетки HepG2. Эти результаты показали, что SIL-индуцированного апоптоза произошло через митохондриальный путь и проверены результаты предыдущих исследований, которые показали, что ингибирование Notch сигнализации связана с индукцией митохондриального пути апоптоза в раковых клетках человека [28], [29].

Результаты настоящего исследования также показывают, что жизнеспособность клеток HepG2 была снижена за счет использования Notch1 siRNA (in vitro) или двойной антитромбоцитарной терапии (in vivo) в сочетании с SIL лечения. Эти перемены были связаны с уменьшается в NICD, RBP-

16

Jκ, Hes1, и Bcl2 выражения, а также с увеличением экспрессии Bax. Эти результаты показывают, что ингибирование Notch сигнализации может быть роман означает повышения эффекты химиотерапии и задержки хемостойкость в больных раком. Кроме того, Notch1 siRNA или двойной антитромбоцитарной терапии в сочетании с SIL дальнейшего лечения подавляется экспрессия циклина D1 и survivin, два pro-survival факторы, которые являются мишенями для Notch1 и были зарегистрированы играть роль в сенсибилизации к противораковых препаратов [15], [30], [31]. Эти результаты позволяют предположить, что ингибирование Notch сигнализации может информировать ГЦК ячеек SIL лечения, предотвращая активацию pro-survival пути. Концентрация двойной антитромбоцитарной терапии (10 мг/кг), что не влияет на объем опухоли значительно (по сравнению с контрольной группой), был выбран на основе наших предварительных экспериментов. Как и ожидалось, двойной антитромбоцитарной терапии только в лечении, значительно снизилась NICD выражении (по сравнению с контрольной группой); однако, двойной антитромбоцитарной терапии одни только слегка затронуты Циклин D1, Bcl2 и Bax экспрессии генов, в то время как SIL имел очень мощное воздействие на опухоль подавление и на экспрессию этих белков. Эти результаты указывают на то, что Notch сигнализации-это не единственный путь, приводящий функцией SIL.

В заключение, эти эксперименты позволяют механистической доказательств того, что ПАЗ путь заблокирован, в ГЦК-клеток в ответ на SIL лечения. Подавление Notch сигнальной знакомит ГЦК ячеек SIL лечения, и регуляция Notch сигнальной desensitizes ГЦК ячеек SIL лечения. Кроме того, это потенцирование chemosensitivity насечкой торможение может быть связано с экспрессирован pro-survival пути. Поэтому мы предлагаем, что ингибирование Notch сигнализации может быть новая стратегия, которая может быть использована для предотвращения индукции рака механизмами выживания в расширенном ГЦК.

DiscussionSIL is a flavonolignan and the major active constituent of silymarin, a complex mixture of flavonolignans

and polyphenols that was extracted from milk thistle seeds. The German Commission E has recommended its use for dyspeptic complaints and liver conditions, including toxin-induced liver damage and hepatic cirrhosis, and as a supportive therapy for chronic inflammatory liver conditions [18]. SIL has been shown to suppress the proliferation of various types of cancer cells, including lung, colorectal, breast, prostate, brain, ovarian and kidney cancers [6]–[10]. Various molecules and signaling pathways are involved in the antitumor effects of SIL, including vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor signaling [5], NF-κB signaling [7], extracellular signal-regulated kinase signaling (ERK) [9], protein kinase B signaling (Akt) [9], and signal transducers and activators of transcription (STATs) signaling [19]. However, the effects of SIL on HCC and the mechanisms responsible for these effects are not fully understood. In the present study, SIL treatment resulted in a dose- and time-dependent inhibition of cell viability as well as the induction of apoptosis in HCC HepG2 cells. SIL also significantly blocked HepG2 cell adhesion and migration, both of which are major events that determine tumor metastatic potential. Additionally, SIL treatment significantly inhibited tumor growth in HepG2 xenografts in athymic nude mice.

Oxidative stress refers to an imbalance between pro-oxidant and anti-oxidant factors, which are controlled by multiple components. Oxidative stress may lead to cellular damage. ROS play a key role in oxidative stress and are generated as by-products of cellular metabolism, primarily in the mitochondria [20]. Elevated levels of mitochondrial ROS have been shown to be sufficient to trigger apoptosis [21]. In the present study, the apoptotic effects of SIL in HepG2 cells were associated with rapid increases in the levels of intracellular ROS. Additionally, SIL-induced ROS generation was associated with significant depletions of intracellular GSH, which is a major non-protein cellular antioxidant that can eliminate intracellular ROS [2], [22]. The degree of exposure to ROS and perturbations in the GSH redox balance play critical roles in determining whether cells undergo pro-survival or pro-death responses [3]. Tumor cells are significantly more sensitive to changes in the levels of GSH because tumor cells have heightened basal levels of ROS-mediated signals, which contribute to their increased rates of growth, metabolism and proliferation. Therefore, tumor cells may be more vulnerable to oxidative stress [20]. In the present study, T-AOC was remarkably decreased in SIL-treated HepG2 cells. SIL may have exhausted the total cellular antioxidant capacity and increased the ROS levels beyond a threshold, which may have contributed to the induction of apoptosis in HepG2 cells.

17

Studies have shown that components of the Notch pathway are overexpressed during HCC progression, as observed for other genes that are known to be involved in the survival of cancer cells [16], [23], [24]. Ahn and colleagues found that Notch1 and Notch4 are markers for poor prognoses during hepatocellular carcinoma [16]. Dill and colleagues confirmed that constitutive Notch2 signaling induces hepatic tumors in mice [23]. Downregulating Notch1 may be an effective approach to inactivating Snail/E-cadherin by regulating cyclooxygenase-2, which results in the inhibition of HCC cell invasion and migration [24]. The overexpression of the key transcription factor RBP-Jκ and its downstream target Hes1 has also been previously reported in HCC [15], [25]. Our results indicate that SIL treatment decreased NICD, RBP-Jκ, and Hes1 in HepG2 cells. When combined with Notch1 siRNA in vitro or DAPT in vivo, silybin further decreased the viability of HCC cells and/or inhibited tumor growth. Additionally, recombinant Jagged1 protein (a known Notch ligand in vitro) effectively attenuated the antitumor activity of SIL. These data suggest that the antitumor activity of SIL in HCC cells is exerted in part through the inhibition of the Notch signaling pathway.

The ability to induce cellular apoptosis is an important property of many candidate anticancer drugs [21]. Apoptosis is a tightly regulated process that involves at least one of the caspase-dependent signaling pathways, i.e., the cell death receptor pathway or the mitochondrial pathway. In the mitochondrial pathway, a variety of death signals trigger the release and translocation of several pro-apoptotic proteins from the mitochondria to the cytosol. Among the numerous factors known to modulate apoptosis in cancer cells, the proteins of the Bcl2 family are considered to be the main regulators of apoptosis. Bcl2 is an anti-apoptotic protein, whereas Bax is a crucial pro-apoptotic and tumor suppressor protein. The ratio of anti-apoptotic to pro-apoptotic molecules, such as the Bcl2/Bax ratio, indicates the threshold sensitivity of cells to the induction of apoptosis via the intrinsic pathway [20]. The activation of caspases is a pivotal step in the apoptotic process and is triggered by signals from death factors, mitochondrial alterations or DNA damage due to external and/or internal insults [26]. Regardless of whether apoptosis is mediated via the cell death receptor pathway or the mitochondrial pathway, both of the pathways ultimately activate caspase3, which in turn induces DNA fragmentation, the characteristic morphological change that is associated with apoptotic cells. Caspase3 activation indicates a key and irreversible point in the induction of apoptosis [27]. Our results indicated that SIL treatment not only downregulated Bcl2 protein expression but also upregulated Bax protein expression and caspase3 activity in HepG2 cells. These results indicated that SIL-induced apoptosis occurred via the mitochondrial pathway and verified the results of previous studies that indicated that the inhibition of Notch signaling is associated with the induction of the mitochondrial apoptotic pathway in human cancer cells [28], [29].

The results of the present study also indicate that the viability of HepG2 cells was decreased by the use of Notch1 siRNA (in vitro) or DAPT (in vivo) in combination with SIL treatment. These decreases were associated with decreases in NICD, RBP-Jκ, Hes1, and Bcl2 expression, as well as with increases in Bax expression. These results indicate that the inhibition of Notch signaling may be a novel means both of enhancing the effects of chemotherapy and of delaying chemoresistance in patients with cancer. In addition, Notch1 siRNA or DAPT in combination with SIL treatment further suppressed the expression of cyclin D1 and survivin, two pro-survival factors that are targets of Notch1 and have been reported to play roles in sensitization to anticancer drugs [15], [30], [31]. These results suggest that the inhibition of Notch signaling may sensitize HCC cells to SIL treatment by preventing the activation of pro-survival pathways. The concentration of DAPT (10 mg/kg) that did not affect tumor volume significantly (compared with the control group) was selected based on our preliminary experiments. As expected, DAPT treatment alone significantly decreased NICD expression (compared with the control group); however, DAPT alone only slight affected Cyclin D1, Bcl2, and Bax gene expression, while SIL had very potent effects on tumor suppression and on the expression of these proteins. These results indicate that Notch signaling is not the only pathway that mediates the function of SIL.

In conclusion, these experiments provide mechanistic evidence that the Notch pathway is inhibited in HCC cells in response to SIL treatment. The downregulation of Notch signaling sensitizes HCC cells to SIL treatment, and upregulation of Notch signaling desensitizes HCC cells to SIL treatment. Additionally, this potentiation of chemosensitivity by Notch inhibition may be related to the downregulation of pro-survival

18

pathways. Therefore, we propose that the inhibition of Notch signaling may be a novel strategy that can be used to prevent the induction of cancer survival mechanisms in advanced HCC.

Силибинин тормозит опухолевый промо-триггеров и онкогенез от химически индуцированного двухстадийного канцерогенеза в коже мышей Swiss albino: возможная роль окислительного стресса и воспаления.

Силибинин является основным биологически активных flavonolignan в настоящее расторопши (Silybum marianum), который обладает антиоксидантным, противовоспалительным и антиканцерогенным деятельности. Однако точное базовый механизм остается до конца не изучены. Настоящее исследование было разработано для исследования молекулярных механизмов, лежащих в для antitumorigenic потенциал силибинин против химически индуцированных опухолей кожи в швейцарских мышей-альбиносов. В свете важной роли ядерного фактора-kappaB (NF-b), циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2), iNOS, провоспалительных цитокинов, фактора роста сосудистого эндотелия и окислительного стресса в канцерогенез, химические эффективность силибинин против 7, 12-dimethylbenz[a]антрацен/12-O-tetradecanoylphorbol-13-ацетат-индуцированных 2-этап канцерогенеза кожи изучали с точки зрения цитопротекторной активности ферментов, липидов, воспалительных реакций, и выражение различных молекулярных маркеров в ткани кожи. Мы обнаружили, что местное применение силибинин в дозе 9 мг/мышь эффективно подавляют окислительный стресс и нерегулируемого активации медиаторов воспаления и опухолей. Таким образом, результаты настоящего исследования показывают, что химические эффект силибинин связана с повышенной эндогенных цитопротекторных механизмов и down-регуляции воспалительных медиаторов (оксид азота, фактор некроза опухоли-α, интерлейкин-6, интерлейкин-1β, COX-2, iNOS, и NF-b).

Nutr Cancer. 2014;66(2):249-58. doi: 10.1080/01635581.2014.863365. Epub 2013 Dec 23.Silibinin inhibits tumor promotional triggers and tumorigenesis against chemically induced two-stage

skin carcinogenesis in Swiss albino mice: possible role of oxidative stress and inflammation.Khan AQ1, Khan R, Tahir M, Rehman MU, Lateef A, Ali F, Hamiza OO, Hasan SK, Sultana S.Author information 1a Molecular Carcinogenesis and Chemoprevention Division, Department of Medical Elementology

and Toxicology, Faculty of Science , Jamia Hamdard (Hamdard University) , New Delhi , India.AbstractSilibinin is a major bioactive flavonolignan present in milk thistle (Silybum marianum) that possesses

antioxidant, antiinflammatory, and anticarcinogenic activity. However, the precise underlying mechanism remains to be elucidated. The present study was designed to investigate underlying molecular mechanism for antitumorigenic potential of silibinin against chemically induced skin tumorigenesis in Swiss albino mice. In light of the important role of nuclear factor-kappaB (NF-κB), cyclooxygenase-2 (COX-2), iNOS, proinflammatory cytokines, vascular endothelial growth factor, and oxidative stress in carcinogenesis, chemopreventive efficacy of silibinin against 7, 12-dimethylbenz[a]anthracene/12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate-induced 2-stage skin carcinogenesis was studied in terms of cytoprotective enzymes activity, lipid peroxidation, inflammatory responses, and the expression of various molecular marker in skin tissue. We found that topical application of silibinin at the dose of 9 mg/mouse effectively suppressed oxidative stress and deregulated activation of inflammatory mediators and tumorigenesis. Thus, findings of the present study suggest that the chemopreventive effect of silibinin is associated with upregulation of endogenous cytoprotective machinery and down regulation of inflammatory mediators (nitric oxide, tumor necrosis factor-α, interleukin-6, interleukin -1β, COX-2, iNOS, and NF-κB).

Силибинин блокирует β-катенин/ZEB1 сигнализации и подавляет мочевого пузыря рак метастазы через двойной блокировки эпителиально-мезенхимальных перехода и stemness.

Мышечно-инвазивный рак) мочевого пузыря рак ассоциируется с высокой частотой метастазирования, и меньше терапии существенно продлить жизнь. Силибинин, нетоксичный

19

природный флавоноид, как было показано, проявляют плейотропные противоопухолевых эффектов во многих рака типов, в том числе мочевого пузыря рак. Наши и другие предыдущие исследования показали, что силибинин индуцированный апоптоз и ингибирует пролиферацию мочевого пузыря раковые клетки, будь силибинин мог подавить мочевого пузыря рак метастаз не выяснен. В настоящем исследовании мы использовали роман высоко метастатическим T24-Л клеточной модели, и найти что силибинин лечения не только привела к подавлению клеточной миграции и инвазии in vitro, но также снизился мочевого пузыря рак легочные метастазы и длительного выживания животного in vivo. Механически, силибинин способен ингибировать гликоген синтазы киназы-3β (GSK3β) фосфорилирования β-катенина ядерной транслокации и трансактивационную, ZEB1 и транскрипцию генов, которые впоследствии регулируемой экспрессии цитокератинов, vimentin и матриксная металлопротеиназа-2 (MMP2) для обратного epithelial-mesenchymal transition (EMT). С другой стороны, силибинин угнетал ZEB1 выражение, а затем подавил свойства рака стволовых клеток (ЦОК), которые проявлялись в виде уменьшения сфероид колониеобразования, стороны населения, и выражение фактора стволовых клеток CD44. В целом, данное исследование раскрывает новый механизм силибинин таргетинга мочевого пузыря рак с метастазами, в котором инактивации β-катенин/ZEB1 сигнализации, силибинин приводит к двойной блок EMT и stemness.

Cell Signal. 2013 Dec;25(12):2625-33. doi: 10.1016/j.cellsig.2013.08.028. Epub 2013 Sep 4.Silibinin inhibits β-catenin/ZEB1 signaling and suppresses bladder cancer metastasis via dual-blocking

epithelial-mesenchymal transition and stemness.Wu K1, Ning Z, Zeng J, Fan J, Zhou J, Zhang T, Zhang L, Chen Y, Gao Y, Wang B, Guo P, Li L, Wang X, He D.Author information 1Department of Urology, First Affiliated Hospital of Medical School, Xi'an Jiaotong University, Xi'an

710061, China.AbstractMuscle-invasive bladder cancer is associated with a high frequency of metastasis, and fewer therapies

substantially prolong survival. Silibinin, a nontoxic natural flavonoid, has been shown to exhibit pleiotropic anticancer effects in many cancer types, including bladder cancer. Our and other previous studies have demonstrated that silibinin induced apoptosis and inhibited proliferation of bladder cancer cells, whether silibinin could suppress bladder cancer metastasis has not been elucidated. In the present study, we utilized a novel highly metastatic T24-L cell model, and found that silibinin treatment not only resulted in the suppression of cell migration and invasion in vitro, but also decreased bladder cancer lung metastasis and prolonged animal survival in vivo. Mechanistically, silibinin could inhibit glycogen synthase kinase-3β (GSK3β) phosphorylation, β-catenin nuclear translocation and transactivation, and ZEB1 gene transcription that subsequently regulated the expression of cytokeratins, vimentin and matrix metalloproteinase-2 (MMP2) to reverse epithelial-mesenchymal transition (EMT). On the other hand, silibinin inhibited ZEB1 expression and then suppressed the properties of cancer stem cells (CSCs), which were evidenced as decreased spheroid colony formation, side population, and the expression of stem cell factor CD44. Overall, this study reveals a novel mechanism for silibinin targeting bladder cancer metastasis, in which inactivation of β-catenin/ZEB1 signaling by silibinin leads to dual-block of EMT and stemness.

Силибинин подавляет EMT-driven erlotinib сопротивление при движении задним ходом на высокой miR-21/low miR-200c signature in vivo.

В flavolignan силибинин исследована его способность восстанавливать лекарственной чувствительности к EGFR-мутант НМРЛ ксенотрансплантатов с epithelial-to-mesenchymal transition (EMT)-управляемое сопротивление erlotinib. В качестве одного агента, силибинин значительно уменьшилась опухоль объемы erlotinib-огнеупорные НМРЛ ксенотрансплантатов примерно на 50%. Кроме того, полное уничтожение опухолевого роста наблюдалось при совместном лечении erlotinib и силибинин. Силибинин полностью отменил EMT, связанных с высокой miR-21/low miR-200c микрорнк подпись и репрессированных мезенхимальных маркеров улитка, ZEB, и N-кадгерина, наблюдаемые в erlotinib рефрактерных опухолей. Силибинин было достаточно, чтобы полностью активировать взаимной мезенхимальных-эпителиальный переход (мет) в erlotinib рефрактерных

20

клеток и предотвращают высоко migratogenic фенотип erlotinib-резистентных клеток НМРЛ. Учитывая, что различные механизмы устойчивости к erlotinib результат от EMT, независимо от EGFR мутации статус, растворимые в воде, силибинин-богатый расторопши экстракт может быть подходящим кандидатом для терапии предстоящих клинических испытаний, направленных на предотвращение или реверсивный НМРЛ прогрессии следующие erlotinib лечения.

Sci Rep. 2013;3:2459. doi: 10.1038/srep02459.Silibinin suppresses EMT-driven erlotinib resistance by reversing the high miR-21/low miR-200c

signature in vivo.Cufí S1, Bonavia R, Vazquez-Martin A, Oliveras-Ferraros C, Corominas-Faja B, Cuyàs E, Martin-Castillo B,

Barrajón-Catalán E, Visa J, Segura-Carretero A, Joven J, Bosch-Barrera J, Micol V, Menendez JA.Author information 1Metabolism & Cancer Group, Translational Research Laboratory, Catalan Institute of Oncology,

Girona, Catalonia, Spain.AbstractThe flavolignan silibinin was studied for its ability to restore drug sensitivity to EGFR-mutant NSCLC

xenografts with epithelial-to-mesenchymal transition (EMT)-driven resistance to erlotinib. As a single agent, silibinin significantly decreased the tumor volumes of erlotinib-refractory NSCLC xenografts by approximately 50%. Furthermore, the complete abrogation of tumor growth was observed with the co-treatment of erlotinib and silibinin. Silibinin fully reversed the EMT-related high miR-21/low miR-200c microRNA signature and repressed the mesenchymal markers SNAIL, ZEB, and N-cadherin observed in erlotinib-refractory tumors. Silibinin was sufficient to fully activate a reciprocal mesenchymal-to-epithelial transition (MET) in erlotinib-refractory cells and prevent the highly migratogenic phenotype of erlotinib-resistant NSCLC cells. Given that the various mechanisms of resistance to erlotinib result from EMT, regardless of the EGFR mutation status, a water-soluble, silibinin-rich milk thistle extract might be a suitable candidate therapy for upcoming clinical trials aimed at preventing or reversing NSCLC progression following erlotinib treatment.

Увеличение гомолог фосфатазы и гомолога тензина, силимарин подавляет человеческие глотки-плоскоклеточный рак.

Силимарин-это активный принцип, из семян расторопши растений и широко используется в качестве гепатопротекторного Гент благодаря своей антиоксидантной активности. В настоящем исследовании мы оценили потенциальную эффективность силимарина против орального рака и исследовал его возможного механизма действия. Жизнеспособность клеток анализа и вестерн-блоттинга анализы были использованы для определения силимарин-индуцированной апоптотической гибели клеток в человеческой глотки плоскоклеточная карцинома (FaDu) клеток. Короткие интерферирующие РНК (siRNA) используется для подтверждения роли гомолог фосфатазы и гомолога тензина (PTEN) в силимарин-индуцированного апоптоза. Лечение Фаду клеток с силимарин привело к значительному снижению жизнеспособности клеток (до 70%). Силимарин ингибирует фосфорилирование Akt (более 10 раз) с увеличением экспрессии PTEN (пять-шесть раз). Следовательно, уровень экспрессии Bcl-2 была снижена в пять-шесть раз и каспазы 3 активированный индуцировать апоптоз. Лечение с помощью siRNA, специфичные для Гена PTEN уменьшается действие силимарина. Результаты показывают, что силимарин ингибирует Akt сигнального пути за счет увеличения экспрессии PTEN в Фаду клеток и непосредственно влияет на Bcl-2 членов семьи. Кроме того, мы продемонстрировали ингибирующее действие силимарина для орального рак связан выживания клетки. Эти механизмы могут частично объяснить действия силимарина и предоставить обоснование для разработки силимарина в качестве противоопухолевого агента.

J Med Food. 2013 Sep;16(9):778-84. doi: 10.1089/jmf.2012.2534. Epub 2013 Aug 3.Increase of phosphatase and tensin homolog by silymarin to inhibit human pharynx squamous cancer.Su CH1, Chen LJ, Liao JF, Cheng JT.Author information

21

11 Institute of Pharmacology, National Yang-Ming University , Taipei City, Taiwan .AbstractSilymarin is an active principle from the seeds of the milk thistle plant and is widely used as a

hepatoprotective gent due to its antioxidant-like activity. In the present study, we evaluated the potential efficacy of silymarin against oral cancer and investigated its possible mechanism of action. Cell viability assay and western blotting analyses were used to identify silymarin-induced apoptotic cell death in human pharynx squamous cell carcinoma (FaDu) cells. The short interfering RNA (siRNA) is used to confirm the role of phosphatase and tensin homolog (PTEN) in silymarin-induced apoptosis. Treatment of FaDu cells with silymarin resulted in a significant decrease in cell viability (up to 70%). Silymarin inhibited the phosphorylation of Akt (over 10-fold) with an increase in expression of PTEN (five to sixfold). Consequently, the level of Bcl-2 expression was decreased five to sixfold and caspase 3 activated to induce apoptosis. Treatment with siRNA specific to PTEN gene diminished the action of silymarin. The results suggest that silymarin inhibits the Akt signaling pathway by increasing PTEN expression in FaDu cells and directly affects Bcl-2 family members. Also, we demonstrated the inhibitory activity of silymarin for oral cancer is related to cell survival. These mechanisms may in part explain the actions of silymarin and provide a rationale for the development of silymarin as an anticancer agent.

ВведениеSilymarin-это активный принцип, полученные из семян растения расторопша пятнистая Silybum

marianum (L.) Gaertn. (Asterceae). Он содержит ∼65-80% силимарин flavonolignans (силимарин комплекс) на небольшие суммы флавоноидов и ∼20-35% жирных кислот и других полифенольных соединений.1 Это смесь flavonolignans, которые широко используются в качестве фитотерапии и/или биологически активной добавки при лечении алкогольной болезни печени, острый и хронический вирусный гепатит, или токсин-индуцированного повреждения печени.2,3 Силимарин, как известно, является безопасным и хорошо переносимым для защиты от поражения печени.4-6 Силибинин является одним из активных принцип расторопши, полифенольных флавоноидов, который является известным антиоксидантом и/или свободных радикалов.7-9

Апоптоз является физиологическим программа самоубийства клетки, которые могут быть вызваны в ответ на стимулы, такие как ионизирующая радиация, токсины, и противораковых препаратов. Индукция апоптоза, как известно, является эффективной и перспективной стратегии, чтобы убить раковые клетки.10 Многие растительные экстракты и фитохимических веществ, как сообщается, вызывают апоптоз опухолевых клеточных линий.11-13 В PI3K/Akt пути является ключевой сигнальный путь, который контролирует рост клеток, выживания, пролиферации и опухолевого генеза.14,15 PI3K-activated (фосфорилированных) Akt способствует выживаемость клеток путем ингибирования апоптоза через его способность фосфорилируют/деактивировать вниз по течению цели апоптотических механизмов, таких как анти-апоптоза Bcl-2 члена семьи Bcl-2 и pro-апоптоза Bcl-2 члена семьи плохо.16 (PI3K)/Akt пути регулируется несколько критических вверх по течению факторов, например, опухолевого супрессора гомолог фосфатазы и гомолога тензина (PTEN).17

Опухоль ген-супрессор PTEN является одним из самых распространенных целей мутации в человеческих раковых заболеваний. Генетические мутации PTEN привело к увеличению активности Akt во многих типах опухолей.18 PTEN осуществляет жесткий административный контроль над PI3K пути и вниз по течению функций, в том числе и активации протеинкиназы B/Akt, выживаемость клеток, пролиферации и миграции клеток.19,20 Ингибирование PI3K/Akt пути был предназначен в качестве стратегии для разработки лекарств.21 Например, некоторые пищевые фитохимических веществ, как было показано, вниз регулировать PI3K/Akt пути и индуцированного апоптоза.

Предыдущие доклады показали, что апоптоз может быть индуцирован с силибинин в гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК) за счет увеличения производства каспаз 3 и 9,22 или путем ингибирования р-survivin.23 Кроме того, было указано, что силибинин значительно увеличилось экспрессии PTEN и деятельности, что в последующем было связано с уменьшением p-Akt производства в ГЦК ксенотрансплантат ткани.24 Однако, противораковый эффект силимарина, связанных экспрессии PTEN-прежнему непонятны. В настоящем исследовании изучалось влияние силимарина на рак полости рта и исследованы потенциальные механизм(ы), относящиеся к PTEN/PI3K/Akt пути.

22

Головы и шеи плоскоклеточный рак ротовой полости, глотки и гортани случаются в размере ∼500 000 новых случаев в год по всему миру25 и являются шестым наиболее распространенных новообразований человека.26 Одним из активных компонентов силимарин, силибинин, сообщили ингибировать активацию ERK1/2 в ГТК-4 язык раковых клеток.27 В нашем предыдущем докладе указал, что силимарин обладает потенциалом для подавления выживание, миграцию и инвазию C-33A раковые клетки in vitro.28 Однако влияние силимарина на рак ротовой полости-это еще неизвестно. Фаду-это производное от человеческой глотки плоскоклеточная карцинома и влияние силимарина на плоскоклеточная карцинома из нижней полости рта до сих пор неизвестно. Таким образом, мы использовали в этом исследовании.

IntroductionSilymarin is an active principle obtained from seeds of the milk thistle plant Silybum marianum (L.)

Gaertn. (Asterceae). It contains ∼65–80% silymarin flavonolignans (silymarin complex) with small amounts of flavonoids and ∼20–35% fatty acids and other polyphenolic compounds.1 It is a mixture of flavonolignans, which are widely used as herbal medicine and/or dietary supplement in the treatment of alcoholic liver disease, acute and chronic viral hepatitis, or toxin-induced liver damage.2,3 Silymarin is known to be safe and well tolerated for protecting against liver injury.4–6 Silibinin is another active principle of milk thistle, the polyphenolic flavonoid that is a known antioxidant and/or free radical scavenger.7–9

Apoptosis is a physiological cell suicide program that can be evoked in response to stimuli such as ionizing radiation, toxins, and anticancer drugs. The induction of apoptosis is known to be an efficient and promising strategy to kill cancer cells.10 Many plant extracts and phytochemicals have been reported to induce apoptosis in cancer cell lines.11–13 The PI3K/Akt pathway is a pivotal signaling pathway, which controls cell growth, survival, proliferation, and tumor genesis.14,15 PI3K-activated (phosphorylated) Akt promotes cell survival by inhibiting apoptosis through its ability to phosphorylate/inactivate downstream targets of apoptotic machinery, such as anti-apoptotic Bcl-2 family member Bcl-2 and pro-apoptotic Bcl-2 family member BAD.16 The (PI3K)/Akt pathway is regulated by several critical upstream factors, for example, tumor suppressor phosphatase and tensin homolog (PTEN).17 The tumor suppressor gene PTEN is one of the most common targets of mutation in human cancers. Genetic mutation of PTEN resulted in increased Akt activity in many types of tumor.18 PTEN exerts a tight regulatory control over the PI3K pathway and downstream functions, including activation of protein kinase B/Akt, cell survival, cell proliferation, and cell migration.19,20 Inhibition of the PI3K/Akt pathway has been targeted as a strategy for drug development.21 For instance, some of the dietary phytochemicals have been shown to down regulate PI3K/Akt pathway and induced apoptosis.

Previous reports have shown that apoptosis can be induced by silibinin in hepatocellular carcinoma (HCC) by increasing production of caspase 3 or 9,22 or by inhibiting p-survivin.23 Also, it has been indicated that silibinin significantly increased PTEN expression and activity that was further associated with reduced p-Akt production in HCC xenograft tissue.24 However, the anti-cancer effect of silymarin related to PTEN expression is still obscure. The current study investigated the effect of silymarin on oral cancer and investigated the potential mechanism(s) relating to PTEN/PI3K/Akt pathway.

Head and neck squamous cell carcinomas of the oral cavity, pharynx, and larynx occur at a rate of ∼500,000 new cases per year worldwide25 and represent the sixth most common human neoplasm.26 One of the active components of silymarin, silibinin, has been reported to inhibit the activation of ERK1/2 in SCC-4 tongue cancer cells.27 Our previous report indicated that silymarin had the potential to suppress the survival, migration, and invasion of C-33A cancer cells in vitro.28 However, the effect of silymarin on oral cancer is still unknown. FaDu is derived from the human pharynx squamous cell carcinoma and the effect of silymarin on the squamous cell carcinoma from lower oral cavity is still unknown. Thus, we used it in this study.

ОбсуждениеВ настоящей работе мы исследовали прямое цитотоксичность силимарин в человеческой глотки

плоскоклеточная карцинома клеток линии (FaDu клеток). Силимарин повышенной экспрессии PTEN, приведет к существенному торможению фосфорилированной Akt (в Ser473) в этих опухолевых клеток. Кроме того, потеря плохой фосфорилирования и выше апоптоз клеток наблюдались. Действия силимарина в том числе снижение анти-апоптотических белков и PI3K/Akt пути

23

инактивации оба были отменены сайленсинг Гена PTEN посредством siRNA. Он также предположил, что силибинин, другой компонент расторопши экстракт, значительно увеличивает PTEN выражение, приводящее к уменьшению p-Akt производства в печеночной опухоли.24 Это действие силимарина согласуется с наблюдаемой в рак шейки матки клеток.28 Однако, в настоящем исследовании, силимарин показали большую эффективность, чем силибинин, чтобы побудить апоптотической гибели клеток в устной раковых клеток. Кроме того, настоящее исследование подтвердило, что силимарин эффективен против более чем одной раковой клетки типа. Таким образом, силимарин подходит для разработки противоопухолевых препаратов для раковых заболеваний полости рта, которые нуждаются в эффективных агентов.34

PTEN мутации в некоторых раковых клеток был найден с отдаленных метастазов или опухоли, инвазии, предполагая, что PTEN мутации позднего этапа мероприятия, которые могут способствовать инвазивного и метастатического опухолевого фенотипа.35 Видный фосфорилирование Bad наблюдалось также, таким образом предполагая, что pro-apoptotic плохой белка была выведена. Вполне возможно, что фосфорилированные плохо может играть роль в выживаемости раковых клеток и дефосфорилирования с помощью Akt ингибитор может вызвать раковые клетки подвергаются апоптозу. Плохо фосфорилирования могут быть тесно связаны с аберрациями выживания, а именно, канцерогенез. В различных типах злокачественных опухолей человека, повышенной активации Akt была продемонстрирована и механизмы активации Akt, как было показано, зависит от типа опухоли. Например, карцином яичников и эндометрия карцинома показали, чтобы увеличить активацию Akt-за высокой частоты инактивация PTEN.18,36 В 2005 году в статье предлагается новый взгляд на регулирование PTEN/AKT пути и механизмы резистентности опухоли бытие. В этой статье также предположил, что ингибиторы AKT пути должны быть проверены и потенциально могут быть разработаны как новые терапевтические агенты.37 В настоящем исследовании, мы обнаружили, что силимарин может препятствовать AKT пути за счет увеличения PTEN. Наконец, если анти-апоптозного белка плохо, неактивно, оно может непосредственно триггера каспазы-зависимой гибели клеток.

Силимарин при концентрациях 24-48 мкг/мл, индуцированной апоптотической смерти путем ингибирования Akt деятельности38 или р53-зависимого пути,39 снижение жизнеспособности клеток 40-20%.38 В отличие от силимарин, силибинин вызвал арест клеточного цикла в фазе G1 в карциномы толстой кишки человека НТ-29 клеток и ингибирует пролиферацию клеток ставка в концентрации 75-100 мкг/мл (150-200 мкм)33 что выше, чем эффективная доза силимарина (<48 мкг/мл). Кроме того, подавление роста chrysin (SW480) силибинин наблюдается при концентрации 200 мкм.40 Понятно, что силимарин обладает более высокой потенции, чем силибинин, чтобы побудить апоптотической гибели клеток. Силибинин является составным очищенная от силимарин. Однако прямое увеличение Гена PTEN, силимарин-прежнему не наблюдается в силибинин-обработанных клетках. Наше исследование показывает, что повышенная экспрессия PTEN, силибинин уменьшается в 4 h, но эффект силимарина продолжались до конца эксперимента. В результате цитотоксичности анализы также отражает, что силимарин обладает более высокой потенции, чем силибинин, чтобы побудить апоптотической гибели клеток. Этот момент не был упомянут ранее. Однако фармакокинетические факторы могут быть важны и более in vivo исследования оправданным, чтобы понять, стабильность и биодоступность силимарина для клинического применения.

Силибин, силибин B, isosilybin, isosilybin B, silydianin, silychristin, и isosilychristin были другие компоненты изолированы от силимарин и они были использованы для экрана эффект на клетки рака простаты.7 Затем, isosilybin B (активные компоненты) было обнаружено, что вызывает арест клеточного цикла.41 Это может объяснить, почему силимарин является более эффективным для индуцирующего апоптоз раковых клеток.

В заключение, настоящее исследование показывает, в первый раз, что силимарин обладает более высокой потенции, чем силибинин, чтобы побудить апоптотической гибели клеток в рак полости рта. Кроме того, силимарин ингибирует Akt сигнального пути за счет увеличения экспрессии PTEN в Фаду клеток и непосредственно влияет на Bcl-2 членов семьи без других факторов. Эти результаты дают обоснование для разработки силимарина в качестве терапевтического агента для рака полости рта.

24

DiscussionIn the present study, we investigated the direct cytotoxicity of silymarin in human pharynx squamous cell

carcinoma cell line (FaDu cells). Silymarin increased PTEN expression to result in a significant inhibition of phosphorylated Akt (at Ser473) in these tumor cells. Moreover, the loss of Bad phosphorylation and higher cell apoptosis were observed. The actions of silymarin including a decrease in anti-apoptotic proteins and PI3K/Akt pathway inactivation were both reversed by silencing of PTEN gene through siRNA. It has also been suggested that silibinin, another component of milk thistle extract, significantly increases PTEN expression resulting in a decrease of p-Akt production in hepatic tumor.24 This action of silymarin is consistent with that observed in cervical cancer cell.28 However, in the present study, silymarin showed a higher potency than silibinin to induce apoptotic cell death in oral cancer cells. Also, the current study confirmed that silymarin is effective against more than one cancer cell type. Thus, silymarin is suitable for the development of anticancer drugs for oral cancers, which need effective agents now.34

PTEN mutation in some cancer cells was found with distant metastases or tumor invasions, suggesting that PTEN mutation is a late-stage event that may contribute to an invasive and metastatic tumor phenotype.35 A prominent phosphorylation of Bad was observed also, thus suggesting that pro-apoptotic Bad protein was inactivated. It is conceivable that phosphorylated Bad may play a role in the survival of cancer cells and that dephosphorylation by Akt inhibitor may induce cancer cells to undergo apoptosis. Bad phosphorylation may be closely related to aberrant survival, namely, carcinogenesis. In various types of human malignant tumors, an elevated Akt activation has been demonstrated and the mechanisms for Akt activation have been shown to depend on the types of tumors. For example, ovarian carcinomas and endometrial carcinoma have shown to increase Akt activation due to a high frequency of PTEN inactivation.18,36 In 2005, an article offered new insights into the regulation of the PTEN/AKT pathway and the mechanisms of resistance to tumor genesis. This article also suggested that inhibitors of the AKT pathway should be tested and potentially be developed as new therapeutic agents. 37 In the present study, we found that silymarin can inhibit AKT pathway by increasing PTEN. Finally, if the anti-apoptotic protein Bad is inactivated it may directly trigger caspase-dependant cell death.

Silymarin at concentrations of 24–48 μg/mL induced apoptotic death by inhibiting Akt activity38 or the p53-dependent pathway,39 decreasing cell viability by 40–20%.38 In contrast to silymarin, silibinin caused cell cycle arrest in the G1 phase in human colon carcinoma HT-29 cells and inhibited cell proliferation rate at concentrations of 75–100 μg/mL (about 150–200 μM)33 that is higher than the effective dose of silymarin (<48 μg/mL). Also, suppression of growth in human colorectal carcinoma (SW480) by silibinin has been observed at concentrations of 200 μM.40 It is clear that silymarin has higher potency than silibinin to induce apoptotic cell death. Silibinin is a compound purified from silymarin. However, direct increase of PTEN gene by silymarin is still not observed in silibinin-treated cells. Our study shows that increased expression of PTEN by silibinin is diminished within 4 h, but the effect of silymarin continued until the end of experiment. The result of cytotoxicity assays also reflects that silymarin has higher potency than silibinin to induce apoptotic cell death. This point was not mentioned before. However, the pharmacokinetic factors may be important and more in vivo studies are warranted to understand the stability and bioavailability of silymarin for the clinical applications.

Silybin A, silybin B, isosilybin A, isosilybin B, silydianin, silychristin, and isosilychristin were other components isolated from silymarin and they were used to screen the effect on prostate cancer cells. 7

Then, isosilybin B (one of the active components) was found to cause cell cycle arrest.41 This may explain why silymarin is more effective for inducing cancer cell apoptosis.

In conclusion, the present study shows, for the first time, that silymarin has a higher potency than silibinin to induce apoptotic cell death in oral cancer. Also, silymarin inhibits the Akt signaling pathway by increasing PTEN expression in FaDu cells and directly affects Bcl-2 family members without other factors. These results provide a rationale for the development of silymarin as a therapeutic agent for oral cancer.

Химические и анти-рак эффективности силибинин против роста и прогрессирования легочного рака.

25

Использование системного химиотерапевтических препаратов и молекулярно-направленной терапии в лечении больных с местно-распространенным или метастатическим раком легких, рак имеет свои ограничения из-за связанного острая и кумулятивная доза ограничения токсичности и приобретения лекарственной устойчивости. Профилактические и лечебные вмешательства диетическое агентов, в том числе нутрицевтики, которые не являются токсичными, экономически эффективных и физиологически-биологически, формирующиеся подходы в легких рак управления. В связи с этим, силибинин, естественный flavonolignan, были тщательно опробованы, для профилактики и контроля роста легких рак через широкий in vitro и in vivo. Успешные исследования до сих пор, было установлено, что силибинин является эффективным как в одиночку, так и в комбинации с другими агентами (например, химиотерапевтические и эпигенетические агентов) существенно тормозит рост легких раковых клеток. In vivo, его последствия были показаны, чтобы быть опосредовано через ингибирование пролиферации, ангиогенеза и эпигенетических событий, связанных с. Таким образом, настоящий обзор фокусируется на охватывающей эффективность и механизмы силибинин против легких рак.

Nutr Cancer. 2013;65 Suppl 1:3-11. doi: 10.1080/01635581.2013.785004.Chemopreventive and anti-cancer efficacy of silibinin against growth and progression of lung cancer.Mateen S1, Raina K, Agarwal R.Author information 1Department of Pharmaceutical Sciences, Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,

University of Colorado Denver, 12850 E. Montview Blvd, C238, Aurora, CO 80045, USA.AbstractThe use of systemic chemotherapeutic drugs and molecular-targeted therapies in the treatment of

patients with locally advanced or metastatic lung cancer has its limitations due to the associated acute and cumulative dose limiting toxicities and acquisition of drug resistance. Prevention and therapeutic intervention by dietary agents including nutraceuticals which are non-toxic, cost-effective, and physiologically bioavailable, are emerging approaches in lung cancer management. In this regard, silibinin, a natural flavonolignan, has been rigorously evaluated for the prevention and growth control of lung cancer through extensive in vitro and in vivo studies. Successful studies conducted so far, have established that silibinin is effective both alone and in combination with other agents (e.g., chemotherapeutic and epigenetic agents) in significantly inhibiting the growth of lung cancer cells. In vivo, its effects have been shown to be mediated through inhibition of proliferation, angiogenesis and epigenetic-related events. Therefore, the present review focuses on encompassing the efficacy and mechanisms of silibinin against lung cancer.

6. РефератРак легких является ведущей причиной, связанных с раком смертей во всем мире, несмотря на

появление вариантов лечения, такие как молекулярно-целевых агентов. Кроме того, безнадежных пациентов 5-летняя выживаемость остается неизменной уже несколько лет, еще больше подчеркивая важность разработки новых методов лечения, которые являются эффективными против рака легких. Отказ от курения и химиопрофилактики стратегии являются два основных практических подходов, которые могут уменьшить большое количество легких, связанных с раком,-смертность. Успешные исследования, проведенные до сих пор убедительно установил химические и анти-рак эффективности силибинин. Преобладающая роль силибинин в регулировании плейотропные митогенных сигнальных каскадов, участвующих в контроле премьер-конечные точки, как пролиферация клеток, выживаемость клеток и клеточного цикла, помог определить ее эффективность на разных стадиях рака, а также использовать его потенциал активности против ряда эпителиальных раковых заболеваний, в том числе кожи, простаты, толстой кишки и легких. Важность его биологическую значимость заключается в его свойствах, которые включают его отсутствие токсичности, переносимости и безопасности для человеческого потребления, заслуживает того, чтобы его использовать в фазы I/II клинических испытаний. В совокупности, значимые результаты исследования выявили эффективные роль силибинин в множество видов рака, включая рак легких. В частности, в исследования рака легких, силибинин был эффективным, либо самостоятельно, либо в комбинации с другими агентами (например, химиотерапевтические и эпигенетические агентов)

26

значительно ингибирует рост клеток рака легких. In vivo его последствия были показаны, чтобы быть опосредовано через ингибирование пролиферации, ангиогенеза и эпигенетических событий, связанных с. Поэтому, в поддержку этих исследований, сильные химические эффекты силибинин и связанные с ними механизмы заслуживают дальнейшего исследования.

6. SummaryLung cancer is the leading cause of cancer-related mortalities worldwide, despite the advent of

treatment options such as molecular-targeted agents. Moreover, the abysmal patient 5-year survival rate has remained constant since several years, further emphasizing the importance of developing newer therapies that are efficacious against lung cancer. Smoking cessation and chemoprevention strategies are two major practical approaches that can reduce the large number of lung cancer related-mortalities. Successful studies conducted so far, have convincingly established the chemopreventive and anti-cancer efficacy of silibinin. The predominant role of silibinin in regulating pleiotropic mitogenic signaling cascades involved in controlling prime endpoints like cell proliferation, cell survival and cell cycle progression, has helped define its efficacy at different stages of cancer, as well exploit its potential activity against several epithelial cancers including skin, prostate, colon, and lung. The importance of its biological relevance lies in its properties which include its non-toxicity, acceptability, and safety for human consumption, warranting its use in Phase I/II clinical trials. Collectively, significant findings have highlighted the efficacious role of silibinin in a plethora of cancers including lung cancer. Specifically in lung cancer studies, silibinin was effective either alone or in combination with other agents (e.g. chemotherapeutic and epigenetic agents) in significantly inhibiting the growth of lung cancer cells. In vivo, its effects have been shown to be mediated through inhibition of proliferation, angiogenesis and epigenetic related events. Therefore, in support of these studies, the strong chemopreventive effects of silibinin and their associated mechanisms merit further investigations.

Таргетинг опухоли микроокружения с силибинин: перспективы и потенциал для поступательного рака химические стратегии.

Опухоли микроокружения (TME) относится к динамической клеточный и неклеточный компоненты, окружающих опухоль клеток на каждой стадии канцерогенеза. TME теперь стала составной и неотъемлемой частью канцерогенеза, которая играет важную роль в росте опухоли, ангиогенез, эпителиальных для mesenchymal transition (EMT), вторжение, миграцию и метастазирование. Кроме того, его жизненно важную роль в канцерогенезе, TME также лучший препарат мишенью из-за своей относительной генетической стабильности при меньшей вероятности развития лекарственной устойчивости. Несколько препаратов для TME (эндотелиальные клетки, макрофаги, рак-связанные фибробластов, или внеклеточный Матрикс) или уже утверждены или находятся в клинических испытаниях. Недавно, нестероидные противовоспалительные препараты таргетинга воспаление сообщалось также предотвратить некоторые виды рака. Эти волнующие события показывают, что рак химические стратегии, ориентированные как на опухоль и TME будет лучше и эффективные пути предотвращения, замедления или повернуть вспять процесс канцерогенеза. Здесь мы рассмотрели влияние хорошо организованной гепатопротекторным и химические агент силибинин на клеточном (эндотелия, фибробластов и клеток иммунной) и неклеточными компонентами (цитокины, факторы роста, протеиназ и др.) в TME. Силибинин цели TME составляющих, а также их взаимодействие с раком клетки, тем самым ингибируя рост опухоли, ангиогенез, воспаление, EMT, и метастазов. Силибинин уже в клинических испытаниях, и на основании проведенных исследований можно предположить, что ее химические эффективность должна быть проверена через ее воздействие на биологические конечные точки в обе опухоли и TME. В целом, мы считаем, что химические стратегии, ориентированные как на опухоль и TME имеют практический и поступательного утилита в снижении рака бремя.

Curr Cancer Drug Targets. 2013 Jun;13(5):486-99.Targeting tumor microenvironment with silibinin: promise and potential for a translational cancer

chemopreventive strategy.Deep G1, Agarwal R.

27

Author information 1Department of Pharmaceutical Sciences, Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,

University of Colorado Denver, CO, USA.AbstractTumor microenvironment (TME) refers to the dynamic cellular and extra-cellular components

surrounding tumor cells at each stage of the carcinogenesis. TME has now emerged as an integral and inseparable part of the carcinogenesis that plays a critical role in tumor growth, angiogenesis, epithelial to mesenchymal transition (EMT), invasion, migration and metastasis. Besides its vital role in carcinogenesis, TME is also a better drug target because of its relative genetic stability with lesser probability for the development of drug-resistance. Several drugs targeting the TME (endothelial cells, macrophages, cancer-associated fibroblasts, or extra-cellular matrix) have either been approved or are in clinical trials. Recently, non-steroidal anti-inflammatory drugs targeting inflammation were reported to also prevent several cancers. These exciting developments suggest that cancer chemopreventive strategies targeting both tumor and TME would be better and effective towards preventing, retarding or reversing the process of carcinogenesis. Here, we have reviewed the effect of a well established hepatoprotective and chemopreventive agent silibinin on cellular (endothelial, fibroblast and immune cells) and non-cellular components (cytokines, growth factors, proteinases etc.) of the TME. Silibinin targets TME constituents as well as their interaction with cancer cells, thereby inhibiting tumor growth, angiogenesis, inflammation, EMT, and metastasis. Silibinin is already in clinical trials, and based upon completed studies we suggest that its chemopreventive effectiveness should be verified through its effect on biological end points in both tumor and TME. Overall, we believe that the chemopreventive strategies targeting both tumor and TME have practical and translational utility in lowering the cancer burden.

Силибинин и микроокружения опухолиСилибинин (C25Ч22O10, молекулярный вес, 482.44), изолированные из семян Silybum marianum (L.)

Gaertn (Asteraceae), и является одним из наиболее широко потребляемых пищевых добавок для ее гепатопротекторная эффективность [56, 57]. Силибинин источник, метаболизм, биодоступность и анти-рак эффективности были ознакомилась подробно ранее [58-61], поэтому здесь мы сосредоточились в основном на силибинин влияние на TME компонентов.

Силибинин и ангиогенезаКак упоминалось ранее, Нео-ангиогенез является важным компонентом TME в солидных опухолях.

Клинические и экспериментальные данные показали, что человеческие опухоли могут сохраняться в течение многих лет в виде микроскопических поражений в состоянии покоя и их дальнейшее развитие критически зависит от достижения " ангиогенный фенотип’[62-65]. Формирование сосудистой сети необходимо обеспечить питательными веществами и кислородом растущего опухолей, а также для удаления отходов. Кроме того, ангиогенез в опухолях обеспечивает опухолевых клеток маршрут метастазировать в средних сайтов. Поэтому, предотвратить наступление ангиогенеза в вялотекущими опухолей (именуемые " angioprevention’) и было предложено, как роман и рациональный подход к контролю роста опухоли, злокачественной прогрессии и метастазирования на дополнительные сайты. Сейчас, существует множество сообщений о том, сильный angiopreventive эффективность силибинин в несколько моделей рака [43, 44, 66-73].

Мы впервые сообщили, что силибинин кормления тормозит микро-сосуд плотности (МВД) в растущей опухоли предстательной железы DU145 опухолей у бестимусных мышей, что было связано со снижением экспрессии VEGF в опухоли [74]. Подобные анти-ангиогенных эффективность силибинин наблюдалась также в опухолях предстательной железы растет в предстательной микроокружения in nude mice [70]. Обширные исследования в бродяга (трансгенных аденокарциномы мыши простаты) показали, что силибинин цели наступления ‘ангиогенных переключатель’ в опухолях предстательной железы [44, 73]. Huss et al. показали, что ангиогенных переключатель в бродягу предполагает увеличение VEGF, VEGFR2 и HIF-1α выражение сопровождается повышение внутри-протоковой микрососудов, и прогрессирование болезни из низкосортного предстательной интраэпителиальной неоплазии (LGPIN) стадия высокого ранга PIN (HGPIN), аденокарцинома и метастазов [13]. Наши завершенные исследования показали, что силибинин кормления уменьшилось VEGFR2, VEGF и HIF-1α выражение, и заторможено МВД бродяга

28

в ткани простаты [44]. Силибинин лечения также снизился уровень циркулирующих ангиогенных факторов VEGF и bFGF в мышей TRAMP [73]. Эти анти-ангиогенные эффекты силибинин были связаны с мощным ингибированием класс опухоли, а также метастазов, подтверждающие его сильные angiopreventive эффективность против рака предстательной железы [44, 73].

Силибинин также были тщательно протестированы на его анти-ангиогенных эффективность в нескольких животных моделях рака прямой кишки [69, 71, 72, 75]. Мы уже сообщали, что силибинин кормления ингибирует ангиогенез в HT29 опухоли через вниз-регулирование iNOS (inducible nitric oxide synthase), COX2, HIF-1α, VEGF выражение [71]. Силибинин также оказал устойчивый рост угнетающее воздействие на человека рака прямой кишки SW480 опухолей путем уменьшения МВД, VEGF и экспрессии iNOS [75]. В трансгенных APCмин+ мышей, силибинин кормления угнетал nestin-положительный микрососудов выборочно в небольшом кишечных полипов, down-регуляции экспрессии HIF-1α, VEGF, и енос (endothelial nitric oxide synthase) полипы в [69]. Главное, силибинин кормления не влияют на экспрессию этих молекул в склепе-ворсин области в тонкой кишке APCмин+ и дикого типа C57BL/6J мышей, подтверждающие полип специфический эффект силибинин [69]. Эти angiopreventive эффекты силибинин были связаны с профилактика самопроизвольного кишечный полипоз в APCмин+ мышей и мы наблюдали снижение количества полипов, а также размер полипов образуются [69]. Аналогично, силибинин лечения ингибирует VEGF и экспрессии iNOS в azoxymethane-индуцированных опухолей толстой кишки в мышей A/J [76]. Ранее, Yang et al. сообщили, что силибинин лечение тормозит сосудистой плотности, индекса, вызванное человеческой колоректального рака Лово клеток в CAM (куриной хориоаллантоисной мембране) анализа путем ингибирования экспрессии VEGF [77]. В целом, силибинин показал сильные angiopreventive эффективность в отношении колоректального рака в ксенотрансплантатов, химического канцерогенеза, CAM и трансгенные модели.

Устойчивый NO (оксида азота) поколения положительно коррелирует с раком легких, развитие и прогрессирование; и наши завершила учебу в легких опухолей модели показывают, что силибинин, химические и angiopreventive последствия могут быть за счет целевых экспрессии iNOS [43, 68, 78]. В уретан-индуцированной легочной опухолей модель, силибинин кормления сильно снизился МВД, VEGF и iNOS уровней в легких опухоли [43]. В angiopreventive эффекты силибинин привело к значительному уменьшению опухоли легкого кратности, а также размер опухоли [43]. С помощью iNOS-/- мышей мы подтвердили, что силибинин оказывает свое химические и angiopreventive эффект в отношении опухолей легких за счет ингибирования экспрессии iNOS [78]. Наши in vitro механистические исследования также показали, что силибинин цели несколько сигнальных молекул [STATs (1 и 3), ДП-1, NF-b, MAPKs и HIF-1α], и что он подавляет смесь цитокинов (ИФН-γ + ил-1β + TNF-α)-индуцированной экспрессии iNOS в эпителиальной карциномы легких человека А549 клеток [79]. Опухоль в легких поддержал эти анализы in vitro замечания и силибинин было обнаружено, ингибируют экспрессию Ифнγ, интерлейкинов и фактора некроза опухоли-α в легких опухолей [68]. Силибинин также снизился HIF-1α, NF-b и фосфорилированных STAT3 выражение в легких опухолей [68]. Эти результаты позволяют предположить, что силибинин цели несколько сигнальных путей, регулирующих экспрессии iNOS в легких опухолевых клеток, и, таким образом, он подавляет ангиогенез и в целом прогрессии опухоли в легких опухолей.

Анти-ангиогенные эффекты силибинин наблюдаются также и при других видах рака, таких как рак кожи и рак мочевого пузыря [80, 81], предлагая широкий спектр angiopreventive эффективность силибинин. Кроме того, несколько in vitro исследования поддержали анти-ангиогенные эффекты силибинин и при условии детального понимания механизмов силибинин, angiopreventive действий. Силибинин сообщалось, подавляют рост HUVEC (human umbilical vein endothelial cells) и HMVEC (человека микрососудистых эндотелиальных клеток) в фармакологически достижимо дозах в культуре клеток [67]. Силибинин также ингибирует капиллярной трубки формирования на матригеля, а также ингибирует HUVEC инвазии и миграции [67]. Молекулярный анализ показал, что силибинин индуцирует арест в G1 эндотелиальных клеток через поощрение выражения CDKIs (циклин зависимые киназы, ингибиторы) и р53 [67]. Кроме того, силибинин лечения индуцированной апоптотической смерти с участием каспаз-зависимого и-независимые механизмы [67]. Силибинин также целевых Akt, NF-b и survivin, а также ММП-2 активности (рис. 3) [67]. Yang et al. сообщили

29

подобных эффектов силибинин на рост, а также дифференциации эндотелиальных EA.hy 926 клеток [82]. Силибинин также ингибирует хемотаксической миграции EA.hy 926 клеток к Лово клеток рака толстой кишки [82]. Yoo et al. также показали, что силибинин подавляет рост и индуцирует апоптоз смерти в человеческих эндотелиальных клетках ECV304 путем модуляции NF-b, Bcl-2 членов семьи и каспаз [83].

Вместе с таргетингом эндотелиальных клеток, силибинин также сообщалось раковыми клетками-мишенями, в направлении ингибирования секреции проангиогенных факторов (рис. 3). HIF-1α стала основным регулятором ангиогенеза, метаболизм опухоли и метастазов [84]. Вместе с другими регулирующими органами (например, ЭРК, NF-b, статистики), HIF-1α контролирует экспрессию и секрецию ряда про-ангиогенных факторов роста (рис. 3), которые способствуют хемотаксиса передвижения, выживания, пролиферации и дифференцировки эндотелиальных клеток. Гарсия-Maceira et al. показали, что силибинин сильно тормозит индуцируемые гипоксией HIF-1α накопления и VEGF-релиз, в шейки матки человека HeLa и гепатомы клетки Hep3B [85]. Этот эффект коррелирует с силибинин, ингибирующее действие на HIF-1α перевод через ориентация на mTOR-p70S6K и 4E-BP1 путей [85]. Аналогично, Jung et al. сообщили, что силибинин ингибирует HIF-1α экспрессии белков с помощью ориентации ее синтез в человеческих раковых клеток простаты [86]. Это исследование также показало, что силибинин тормозит глобальный синтез белка путем уменьшения уровней eIF4E-связанные с eIF4F комплекса, повышение уровня eIF4E, связанные с 4E-BP1 и продвижение фосфорилирования eIF2α [86]. Kim et al. (2009) показали, что силибинин лечение подавляет 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-ацетата (тра)-индуцированной MMP9 и VEGF выражение через подавление RAF/MEK/ERK пути в MCF-7 клеток рака молочной железы [87]. В общем, ясно, что силибинин целей как рак и эндотелиальных клеток, эффективно ингибируют ангиогенез. В частности, с одной стороны силибинин цели несколько сигнальных каскадов в раковых клетках, ингибировать секрецию про-ангиогенных факторов микроокружения, а с другой стороны, она ориентирована на эндотелиальные клеточные ответы (подвижность, пролиферации, выживания и дифференцировки), чтобы про-ангиогенных стимулов (рис. 3).

Силибинин и метастазированияМетастаз-это очень сложный, многоэтапный и многофункциональный биологическое событие,

которое отвечает за высокой заболеваемости и смертности у онкологических больных [58, 88-90]. Успешное метастазирования зависит от кумулятивной способности раковых клеток, чтобы соответствующим образом реагировать на различные микросреды на каждой ступени метастатического каскада, начиная от первичного опухолевого роста до конечного метастатического узла [58]. Более века назад, Стивен Paget впервые сообщил non-random pattern метастазирования раковых клеток определенных органов [91, 92]. Он предложил “семян и почвы гипотеза”, в которой он сравнил метастазирования раковых клеток к рассеиванию семян растений. Он постулировал, что семена (‘раковые клетки") может расти только в благоприятной почвы (‘специфического микроокружения’). Например, аминокислоты, раковые клетки обладают определенными внутренними свойствами, которые позволяют им расти в кости; и костного микроокружения предоставляет благодатную почву для их роста. Эта теория, на которой размещены основной акцент на совместимости между метастатические раковые клетки и их микросреду, по-прежнему актуальна, и метастатическим микроокружения теперь стал важной целевой препарата для лечения или предотвращения метастазирования. Есть несколько отчетов, которые показывают, что силибинин целей множество взаимодействий между опухолевых клеток и их микроокружения и мешает/препятствует метастазированию [58].

Внеклеточного матрикса (ECM) и интегрины взаимодействия, регулирующие различные клеточные функции, включая адгезию, выживаемость и подвижность [3, 93, 94]. Фибронектин, матрица гликопротеин, является одним из таких компонент ECM, который, как сообщается, будет до-регулируется в нескольких злокачественных опухолей и свое выражение положительно коррелирует с инвазивным и метастатическим фенотипом [94-96]. Мы уже сообщали, что фибронектин выражение увеличивается с опухолевой прогрессии опухоли простаты в бродягу мышей, и, что фибронектин выражение было значительно снизились на силибинин лечения [44]. Фибронектин-интегрина взаимодействие активирует несколько сигнальных путей (ФАК, Src, Akt, и Гтфазы),

30

участвующих в клеточной выживаемости и актин-ремоделирование. В нашем неопубликованных исследований, мы обнаружили, что силибинин цели фибронектина-рак предстательной железы клеточных взаимодействий и тормозит экспрессии интегринов, а также вниз по течению сигнализации, участвующих в актин-перепланировка; тем самым тормозит образование подвижных структур. Кроме того, фибронектин, силибинин, как сообщается, существенно уменьшить адгезию клеток рака предстательной железы для коллагена I типа [97]. Важно подчеркнуть здесь, что кости богаты коллагена I типа и клетки рака простаты, как правило, метастазируют в кости. Силибинин лечения также ингибирует адгезию человеческого рака простаты PC3M клеток с ECM белков, гиалуроновой кислоты и фибронектина путем направленной экспрессии трансмембранного белка CD44 и свой вариант формы CD44v7-10 [98]. Кроме того, силибинин лечения приостанавливают клей возможности человеческой остеосаркомы мг-63 клетки в направлении коллагена IV типа [99]. Эти исследования показали, что силибинин лечения значительно ослабляет взаимодействие раковых клеток с их компоненты ECM, который может негативно повлиять на их подвижность и инвазивность.

Протеиназ были замешаны во многих рака, связанных с биологической активности (ангиогенез, метастазирование и т.д.), в основном из-за их способности расщеплять компоненты ECM, позволяя рака и других клеток к миграции [58]. Силибинин лечения было показано, значительно ингибируют экспрессию Mmp (матриксных металлопротеиназ) и увеличение экспрессии ТИМП-2 (тканевые ингибиторы металлопротеиназ-2) in vitro в разнообразных раковых клеток [58, 100-104]. In vivo мы наблюдали в бродягу мышей, что силибинин кормления значительно снизилась экспрессия ММП-2, ММП-3 и ММП-9, но увеличил ТИМП-2 выражение в предстательной опухолевой ткани [44, 73]. Кроме того, силибинин лечение сообщалось ингибировать сериновые протеазы УПА и его рецептором uPAR выражение в несколько клеточных линий рака in vitro и in vivo [58, 99, 103-105]. Силибинин также наблюдалось снижение экспрессии цистеиновых протеиназ-катепсинов B в высоко инвазивных клеток глиомы человека [105].

В процессе метастазирования, несколько раковых клеток проходят явление, известное как ‘эпителиальных для мезенхимальных экономикой " (EMT). EMT относится к динамическим, многоступенчатый и весьма скоординированный процесс, который включает в себя потерю внутриклеточного перекрестков, нарушение опухоли базальной мембраны, активации и перестройки элементов цитоскелета в результате чего повышается подвижность и инвазивность и освобождения от родительских клеток эпителиальной ткани [58, 106, 107]. EMT регулируется множеством факторов, расположенном в TME. Например, CAFs, как сообщается, способствовать EMT путем секреции ММП [8]. В наши неопубликованные исследования мы также отметила, что CAFs способствовать инвазивности человеческого рака простаты LNCaP клеток, что связано с повышенным vimentin и фосфорилирования Akt; и силибинин лечение тормозит CAFs-индуцированной инвазивность клеток LNCaP, а также сильно снижает фосфорилирование Akt и экспрессии vimentin. Силибинин сообщается также ингибировать EMT за счет продвижения E-кадгерина выражение и ингибирования экспрессии EMT транскрипционных регуляторов [58, 108]. Эти результаты были сопровождаться сильным снижением миграционных, инвазивных и метастазов свойства раковых клеток обоих in vitro и in vivo [44, 58, 73, 108]. Мы уже сообщали, что силибинин кормления сильно тормозит местной инвазии клеток рака предстательной железы в семенные пузырьки, а также отдаленных метастазов в печени, легких и почек бродяга в мышиной модели].

Силибинин сообщается также, чтобы повлиять на TME в метастатического узла в предстательной железы модели. Клетки рака простаты имеют высокую склонность к метастазированию в кости [58, 109]. При наличии костных метастазов рака предстательной железы клетки даже выразить гены, как остеокальцин, костный sialoprotein, osteopontin, RANKL, чье выражение обычно ограничивается костных клеток [58, 91, 110]. Этот феномен получил название "osteomimicry" и считается попыткой раковых клеток адаптироваться к их микроокружения, помогают раковые клетки оседают в костях. Наши неопубликованные данные показали, что силибинин подавляет экспрессию многих osteomimicry связанных белков, таких как RANKL, PTHrP, остеокальцин, и RunX2 в клетки рака простаты как in vitro и in vivo. Когда-то поселились в кости, клетки рака простаты изменить хрупкий баланс костного ремоделирования замешаны два типа костных клеток, а именно osetoclasts (участвовал в костной деструкции) и остеобластов (участвует в формировании костной ткани) [58, 91,

31

110, 111]. Рак предстательной железы клетки секретируют факторы, которые участвуют в osetoclast созревания и активации, тем самым способствуя минерализации костей и освобождения различных факторов роста [58, 91, 110, 111]. Костной деструкции обеспечивает клетки рака простаты в начальной пространство расширить, и выпустила факторы роста способствуют предстательной железы выживаемость клеток и пролиферации. Эти факторы роста, выделяемые костной деградации и тех, выделяемый предстательной железы клеток, таких как эндотелин-1, БМП (костные морфогенетические белки), Wnts, стимулировать созревание остеобластов и формирование новой костной ткани [58, 91, 110, 111]. Зрелые остеобласты также секретируют факторы роста, которые в дальнейшем стимулировать рост клеток рака предстательной железы в кости [91, 110]. В целом, этот порочный круг с участием простаты раковых клеток, остеокластов и остеобластов, способствует потери костной ткани, а также нанесение нового ‘woven Тип bone’ (неравномерное/незрелые/эмбриональные), и тем самым компромиссы здоровья костей и приводит к кости, осложнения рак предстательной железы. Силибинин уже зарегистрирована на обоих компонентов (остеокласты и остеобласты) костного микроокружения [112, 113]. Kim et al. сообщили, что силибинин лечения приостанавливают формирование TRAP-позитивных многоядерных остеокластов в костном мозге-производных макрофагов клетки культивировали в присутствии M-CSF и RANKL или с остеобластов и 1,25(OH)2D3 [113]. Силибинин также ингибирует резорбционную дифференциации в мышиных моноцитов/макрофагов клеток линии RAW264.7 стимулировали с RANKL [113]. Однако, силибинин Лечение не влияет на резорбционную функцию, когда зрелые остеокласты лечили силибинин [113]. Силибинин также ингибирует TNFα-индуцированной osteoclastogenesis в костном мозге-производных макрофагов клеток, обработанных M-CSF и TGF-β [113]. Силибинин воздействие на резорбционную дифференциации, кажется, за счет целевых слияние ловушка+ мононуклеарных pre-формирование остеокластов ловушка+ многоядерных зрелых остеокластов [113]. В нашем неопубликованных исследований, мы обнаружили, что клетки рака простаты способствуют резорбционную активации в RAW264.7 клеток, в то время как силибинин лечение подавляет клетки рака простаты потенциалом для индуцирования osteoclastogenesis. Силибинин, кажется, несколько целевых RANKL-индуцированных сигнальных путей, таких как NF-b, MAPKs, Akt, AP1, и NFATc1, а также ингибировать NFATc1 регулируемых генов (ловушки, Оскар и Катепсина K) (наши неопубликованные данные), что важно в osteoclastogenesis (Рис. 4) [114, 115]. В другом исследовании, формирующих кость и osteoprotective эффекты силибинин были изучены в культуре клеток в мышиной остеобластического MC3T3-E1 клеток [112]. Силибинин лечение повышенной костной образование конкреций усиливая отложения кальция [112]. Силибинин также увеличение индукции osteoblastogenic биомаркеров щелочной фосфатазы (ALP), коллаген типа 1, фактор роста соединительной ткани (CTGF), и БМП-2 (Рис. 4) [112]. Силибинин лечения также ингибирует RANKL секреции дифференцированной MC3T3-E1 клеток (Рис. 4) [112]. Но эффект силибинин на раковые клетки-индуцированные osteoblastogenesis остается неизвестной (Рис. 4). В целом, эти исследования подтвердили, что силибинин цели несколько TME компонентов в сторону снижения метастатического роста раковых клеток.

Силибинин и воспалениеХроническое воспаление часто является причиной рака. Даже раки, которые не обязательно

являются результатом хронического воспаления, неизменно, есть воспалительные элементы в их микроокружения. В самом деле, постоянное нарушение гомеостаза путем пролиферации трансформированных клеток производит местных хронических воспалительных среды, который считается попытка организма восстановить нормальный гомеостаз [1]. Однако, в присутствии раковых клеток, иммунные клетки реагируют парадоксально и способствовать выживанию и пролиферации опухолевых клеток [1]. В результате опухолей, которые были охарактеризованы как " раны, которые не заживают’. Эти наблюдения ясно показывают, что уменьшение воспаления в TME должно препятствовать или предотвратить рост рака. Есть много доказательств, теперь предполагая, что силибинин может изменить воспалительных и иммунных компонентов в направлении профилактики канцерогенеза [69, 72, 76, 116-119]. Provinciali et al. сообщили, что силибинин администрации задерживается развитие спонтанных опухолей молочной железы, уменьшается количество и размер опухолей и снижение легочных метастазов в HER-2/neu трансгенных мышей

32

[116]. Силибинин лечения пострадавших лейкоциты инфильтрации в опухоли и были увеличение числа нейтрофилов, CD4+ и CD+8 лимфоцитов, но произошло незначительное снижение макрофагального ряда [116]. Мы также сообщали, что силибинин лечение тормозит Тамс в TME, который был соотнесен с angiopreventive эффекты силибинин против опухолей легких (рис. 3) [68]. Meeran et al. сообщили, что силибинин лечения приостанавливают УФ-индуцированной локальной и системной иммуносупрессии [118]. В тринитробензол сульфоновой кислоты (TNBS)-индуцированный колит модель, силибинин лечения значительно снижается нескольких компонентов воспалительного колита, такие как NF-b активность, уровни IL-1β, TNFα, thiobarbituric кислота химически-активных веществ (надольник л), белковых карбонильных, активности миелопероксидазы, и повышение антиоксидантной способности Толстой ткани [119].

Арахидоновая кислота пути находится в центре воспалительной реакции. В этот путь, Кокс ферменты, ответственные за образование простагландинов (PGE2, PGF2α, и PGD2), простациклина и тромбоксана, а липоксигеназы генерирует 5-HPETE который преобразуется лейкотриенов. COX2 более-выраженная в несколько раков и считаться привлекательным препарата target [120]. Мы уже сообщали, что хроническое воздействие на физиологическую дозу UVB сильно увеличили COX2 уровнях кожи и опухолей кожи [80]. Pre - или post-местное лечение или диетическое кормление силибинин сообщалось сильно тормозят УФ-индуцированной COX2 уровнях [80]. Силибинин сообщается также ингибировать COX2 выражение в колоректального рака в ксенотрансплантатов, трансгенных и химически-индуцированного рака прямой кишки моделей [69, 71, 72, 76]. Силибинин лечения было показано, ингибируют образование циклооксигеназы пути метаболитов (простагландина Е2, простациклина, и thromoxanes) человеческих мононуклеарных клеток, тромбоцитов и эндотелиальных клеток, стимулированных LPS или A23187 [117]. Силибинин лечения также сильно тормозится формирование 5-липоксигеназы метаболитов человеческих гранулоцитов (лейкотриенов LTB4, LTC4/D4/E4/F4) при стимуляции с A23187, FMLP, или opsonized zymosan. Силибинин также сообщила, быть сильным тушителем HOCl (IC50 7 мкм) производства человеческих гранулоцитов [117]. Вместе, эти исследования указывают на сильное ингибирующее действие силибинин на пути арахидоновой кислоты.

Транскрипционных факторов (ДП-1, NF-b, статистики и т.д.) регулируют экспрессию ряда провоспалительных цитокинов [79, 121-124]. Недавно мы сообщали, что силибинин цели несколько сигнальных путей (ERK1/2, STAT1/3, NF-b и EGFR) в направлении ингибирования TNFα и Ифнγ индуцированную экспрессию провоспалительных ферментов, COX2 и iNOS [123]. Силибинин сообщалось тормозят TNFα-индуцированной NF-b активации предстательной железы и колоректального рака клеток [124, 125]. Силибинин лечения также сильно угнетал УФ-индуцированной активации STAT3 и NF-b в коже и опухоли кожи в безволосых мышей SKH-1 [80]. В целом, силибинин цели несколько сигнальных путей в направлении ингибирования секреции провоспалительных цитокинов.

В общем, опубликованной литературы показывает, что силибинин многих клеточных мишеней, а также неклеточными компонентами TME (Рис. 5) в направлении ингибирования ангиогенеза, метастазирования и воспаление. Есть также свидетельства того, что теперь силибинин цели аномальные опухоли веществ, а также сигнальных путей инсулина (IGF/IGFBP3) [74, 126, 127]. Силибинин уже были протестированы клинически его эффективность против нескольких видов рака, в том числе предстательной железы и рака толстой кишки [58, 128-130]. Учитывая важную роль TME в канцерогенез, важно, что мы ориентируемся на его химические эффективность не только с точки зрения влияния на раковые клетки, но и биомаркеров в TME (такие как макрофаги, CAFs, ангиогенез и цитокинов).

Выводы и будущие направленияВажную роль TME канцерогенеза в настоящее время установлено, вне всяких сомнений, и

несколько препаратов для TME компоненты уже в клинического использования. Но, то ли TME также может быть использована для поступательного противораковые химические целей-это относительно новое понятие. В прошлом, основной акцент в проведение химиопрофилактики рака была для предотвращения распространения и роста пролиферирующих мутировавшие раковые клетки. Но в последнее время наметились положительные доклинических, клинических и эпидемиологических

33

доказательств, что гарантирует рассмотрение TME как премьер-цели в проведение химиопрофилактики рака. Чтобы в полной мере использовать химиопрофилактики рака возможностей в TME, важно понимать сложность TME особенно на ранних стадиях канцерогенеза. Мы должны развивать роман доклинических моделей, которые более точно имитировать условия человеческого TME и эти модели должны быть использованы как можно быстро экран полезность рака химические агенты. Далее, нам необходимо чаще использовать вычислительной и системной биологии инструменты в сочетании с “омик” подходы (геномика, протеомика, метаболомика) и захвата лазерного методов микродиссекции, чтобы лучше понять сложные взаимодействия между опухолью и TME составляющих. Как рак химические агенты, в основном предназначен для нормальных здоровых людей, групп высокого риска или ранние стадии онкологических больных; оно является обязательным, что эти агенты не имеют или имеют минимальные побочные эффекты. Также, с точки зрения их влияния на TME, желательно, что рак химические агенты силу нормализации TME. Аналогичным образом, важно определить молекулярную подпись/s, специфичные для TME, чтобы уменьшить неблагоприятные последствия для нормального тканевого гомеостаза. В целом, существует огромное поступательного химиопрофилактики рака возможностей в TME, и они должны быть преимущественно ориентированы вдоль с опухолью для эффективной борьбы с раком.

Silibinin and tumor microenvironmentSilibinin (C25H22O10, molecular weight, 482.44) is isolated from the seeds of Silybum marianum (L.) Gaertn

(Family Asteraceae), and is one of the most-widely consumed dietary supplements for its hepatoprotective efficacy [56, 57]. Silibinin source, metabolism, bioavailability and anti-cancer efficacy have been reviwed extensively earlier [58–61]; therefore here we have focused mainly on silibinin’s effect on the TME components.

Silibinin and angiogenesisAs mentioned earlier, neo-angiogenesis is an essential component of the TME in solid tumors. Clinical

and experimental evidence have suggested that human tumors can persist for years as microscopic lesions in a state of dormancy and their further growth is critically dependent upon attaining an ‘angiogenic phenotype’[62–65]. The formation of vasculature is necessary to provide nutrients and oxygen to the growing tumors and also to remove waste products. Furthermore, angiogenesis in tumors provides tumor cells the route to metastasize at secondary sites. Therefore, preventing the onset of angiogenesis in indolent tumors (referred to as ‘angioprevention’) has been suggested as a novel and rational approach to control cancer growth, malignant progression and metastasis to secondary sites. Now, there is a plethora of reports suggesting the strong angiopreventive efficacy of silibinin in several cancer models [43, 44, 66–73].

We have first reported that silibinin feeding inhibits micro-vessel density (MVD) in growing prostate carcinoma DU145 tumors in athymic nude mice, which was associated with a decrease in VEGF expression in the tumors [74]. Similar anti-angiogenic efficacy of silibinin was also observed in prostate tumors growing in the prostate microenvironment in nude mice [70]. Extensive studies in TRAMP (transgenic adenocarcinoma of the mouse prostate) revealed that silibinin targets the onset of ‘angiogenic switch’ in prostate tumors [44, 73]. Huss et al. have shown that angiogenic switch in TRAMP involves an increase in VEGF, VEGFR2 and HIF-1α expression accompanied with increased intra-ductal microvessels, and disease progression from low-grade prostate intraepithelial neoplasia (LGPIN) stage to high-grade PIN (HGPIN), adenocarcinoma and metastasis [13]. Our completed studies showed that silibinin feeding decreased the VEGFR2, VEGF, and HIF-1α expression, and strongly inhibited the MVD in TRAMP prostate tissues [44]. Silibinin treatment also decreased the levels of circulating angiogenic factors VEGF and bFGF in TRAMP mice [73]. These anti-angiogenic effects of silibinin were associated with a potent inhibition of tumor grade as well as metastasis confirming its strong angiopreventive efficacy against prostate cancer [44, 73].

Silibinin has also been extensively tested for its anti-angiogenic efficacy in several animal models of colorectal cancer [69, 71, 72, 75]. We have reported that silibinin feeding inhibited the angiogenesis in HT29 tumor via down-regulating iNOS (inducible nitric oxide synthase), COX2, HIF-1α, and VEGF expression [71]. Silibinin also exerted sustained growth suppressive effects in human colorectal cancer SW480 tumors via decreasing MVD, VEGF and iNOS expression [75]. In transgenic APCmin+ mice, silibinin feeding inhibited

34

the nestin-positive microvessels selectively in the small intestinal polyps by down-regulating the expression of HIF-1α, VEGF, and eNOS (endothelial nitric oxide synthase) in the polyps [69]. Importantly, silibinin feeding did not affect the expression of these molecules in the crypt-villus region in the small intestine of APCmin+ and wild type C57BL/6J mice confirming the polyp specific effect of silibinin [69]. These angiopreventive effects of silibinin were associated with the prevention of spontaneous intestinal polyposis in APCmin+ mice and we observed a decrease in both the number of polyps as well as size of the polyps formed [69]. Similarly, silibinin treatment inhibited VEGF and iNOS expression in azoxymethane-induced colon tumors in A/J mice [76]. Earlier, Yang et al. reported that silibinin treatment inhibits the vascular density index induced by human colorectal cancer LoVo cells in CAM (chicken chorioallantoic membrane) assay through inhibiting VEGF expression [77]. Overall, silibinin has shown strong angiopreventive efficacy against colorectal cancer in xenografts, chemical carcinogenesis, CAM and transgenic models.

Sustained NO (nitric oxide) generation positively correlates with lung cancer development and progression; and our completed studies in lung tumorigenesis models suggest that silibinin’s chemopreventive and angiopreventive effects could be through targeting iNOS expression [43, 68, 78]. In urethane-induced lung tumorigenesis model, silibinin feeding strongly decreased the MVD, VEGF and iNOS levels in lung tumors [43]. The angiopreventive effects of silibinin resulted in a significant decrease in the lung tumor multiplicity as well as tumor size [43]. Using iNOS−/− mice we confirmed that silibinin exerts its chemopreventive and angiopreventive effects against lung tumorigenesis via inhibiting iNOS expression [78]. Our in vitro mechanistic studies also showed that silibinin targets multiple signaling molecules [STATs (1 and 3), AP1, NF-κB, MAPKs and HIF-1α], and that it inhibits cytokine mixture (IFN-γ + IL-1β + TNF-α)-induced iNOS expression in human lung epithelial carcinoma A549 cells [79]. Lung tumor analyses supported these in vitro observations and silibinin was found to inhibit the expression of IFNγ, interleukins, and TNFα in lung tumors [68]. Silibinin also decreased HIF-1α, NF-κB and phosphorylated STAT3 expression in lung tumors [68]. These results suggested that silibinin targets multiple signaling pathways regulating iNOS expression in lung tumor cells, and thereby, it inhibits the angiogenesis and overall tumor progression in lung tumors.

The anti-angiogenic effects of silibinin have also been observed in other cancers such as skin cancer and bladder cancer [80, 81] suggesting the broad-spectrum angiopreventive efficacy of silibinin. Additionally, several in vitro studies have supported the anti-angiogenic effects of silibinin and provided detailed insight into the mechanisms for silibinin’s angiopreventive action. Silibinin was reported to inhibit the growth of HUVEC (human umbilical vein endothelial cells) and HMVEC (human microvascular endothelial cells) at pharmacologically achievable doses in cell culture [67]. Silibinin also inhibited capillary tube formation on matrigel as well as inhibited HUVEC invasion and migration [67]. Molecular analyses revealed that silibinin induces G1 arrest in endothelial cells via promoting the expression of CDKIs (cyclin dependent kinase inhibitors) and p53 [67]. Furthermore, silibinin treatment induced apoptotic death involving both caspases-dependent and –independent mechanisms [67]. Silibinin also targeted Akt, NF-κB and survivin as well as MMP-2 activity (Figure 3) [67]. Yang et al. have reported similar effects of silibinin on the growth as well as the differentiation of endothelial EA.hy 926 cells [82]. Silibinin also inhibited the chemotactic migration of EA.hy 926 cells towards LoVo colon cancer cells [82]. Yoo et al. have also shown that silibinin suppresses growth and induces apoptotic death in human endothelial ECV304 cells by modulating NF-κB, Bcl-2 family members and caspases [83].

Along with targeting endothelial cells, silibinin has also been reported to target cancer cells towards inhibiting the secretion of pro-angiogenic factors (Figure 3). HIF-1α has emerged as a master regulator of angiogenesis, tumor metabolism and metastasis [84]. Together with other regulators (such as ERK, NF-κB, STATs), HIF-1α controls the expression and secretion of several pro-angiogenic growth factors (Figure 3), that promote chemotactic movement, survival, proliferation and differentiation of endothelial cells. Garcia-Maceira et al. showed that silibinin strongly inhibits hypoxia-induced HIF-1α accumulation and VEGF release in human cervical HeLa and hepatoma Hep3B cells [85]. This effect was correlated with silibinin’s inhibitory effect on the HIF-1α translation through targeting the mTOR-p70S6K and 4E-BP1 pathways [85]. Similarly, Jung et al. have reported that silibinin inhibits HIF-1α protein expression via targeting its synthesis in human prostate cancer cells [86]. This study also showed that silibinin inhibits global protein synthesis via decreasing the levels of eIF4E-associated with eIF4F complex, increasing the levels of eIF4E associated

35

with 4E-BP1 and promoting the eIF2α phosphorylation [86]. Kim et al. (2009) have shown that silibinin treatment inhibits 12-O-tetradecanoyl phorbol-13-acetate (TPA)-induced MMP9 and VEGF expression via suppressing the RAF/MEK/ERK pathway in MCF-7 breast cancer cells [87]. Overall, it is clear that silibinin targets both cancer and endothelial cells to effectively inhibit angiogenesis. Specifically, on the one hand silibinin targets multiple signaling cascades in cancer cells to inhibit the secretion of pro-angiogenic factors in the microenvironment, and on the other hand it targets endothelial cell responses (motility, proliferation, survival, and differentiation) to pro-angiogenic stimuli (Figure 3).

Silibinin and metastasisMetastasis is an extremely complex, multi-step and multi-functional biological event that is responsible

for high mortality and morbidity in cancer patients [58, 88–90]. Successful metastasis is dependent on the cumulative ability of cancer cells to suitably respond to the distinct microenvironment at each step in the metastatic cascade starting from primary tumor growth to final metastatic site [58]. Over a century ago, Stephen Paget first reported a non-random pattern of metastasis of cancer cells to certain organs [ 91, 92]. He proposed “seed and soil hypothesis”, in which he compared the metastasis of cancer cells to the dispersal of seeds by plants. He postulated that seeds (‘cancer cells’) could grow only in a congenial soil (‘specific microenvironment’). For example, osteotropic cancer cells possess certain intrinsic properties that enable them to grow in the bone; and the bone microenvironment provides a fertile soil for their growth. This theory, which placed main emphasis on the compatibility between metastatic cancer cells and their microenvironment, is still relevant, and the metastatic microenvironment has now become an important drug target to treat or prevent metastasis. There are several reports that suggest that silibinin targets the multiple interactions between tumor cells and their microenvironment and prevents/inhibits metastasis [58].

The extracellular matrix (ECM) and integrins interact to regulate a variety of cellular functions including adhesion, survival, and motility [3, 93, 94]. Fibronectin, a matrix glycoprotein, is one such ECM component, that has been reported to be up-regulated in several malignant tumors and its expression positively correlates with an invasive and metastatic phenotype [94–96]. We have reported that fibronectin expression increases with tumor progression in prostate tumors in TRAMP mice, and that fibronectin expression was significantly decreased by silibinin treatment [44]. Fibronectin-integrin interaction activates several signaling pathways (FAK, Src, Akt, and GTPase) involved in cell survival and actin-remodeling. In our unpublished studies, we have observed that silibinin targets the fibronectin-prostate cancer cell interaction and inhibits integrins expression as well as down-stream signaling involved in actin-remodeling; thereby inhibits the formation of motile structures. Besides fibronectin, silibinin has been reported to significantly decrease the adhesion of prostate cancer cells to type I collagen [97]. It is important to highlight here that bones are rich in type I collagen and prostate cancer cells generally metastasize to bones. Silibinin treatment also inhibited the adhesion of human prostate cancer PC3M cells with ECM proteins hyaluronan and fibronectin by targeting the expression of transmembrane protein CD44 and its variant form CD44v7-10 [98]. Furthermore, silibinin treatment inhibited the adhesive capability of human osteosarcoma MG-63 cells towards type IV collagen [99]. These studies suggest that silibinin treatment significantly attenuates the interaction of cancer cells with their ECM components, which could adversely affect their motility and invasiveness.

Proteinases have been implicated in many cancer-related biological activities (angiogenesis, metastasis etc.), mainly because of their ability to break down components of the ECM, allowing cancer and other cells to migrate [58]. Silibinin treatment has been shown to significantly inhibit the expression of MMPs (matrix metalloproteinases) and to increase expression of TIMP-2 (tissue inhibitors of metalloproteinases-2) in vitro in a wide variety of cancer cells [58, 100–104]. In vivo, we have observed in TRAMP mice that silibinin feeding significantly decreased the expression of MMP-2, MMP-3 and MMP-9, but increased the TIMP-2 expression in prostate tumor tissue [44, 73]. Furthermore, silibinin treatment has been reported to inhibit serine protease uPA and its receptor uPAR expression in several cancer cell lines in vitro and in vivo [58, 99, 103–105]. Silibinin has also been reported to decrease the expression of cysteine proteinases cathepsin B in highly invasive human glioma cells [105].

During metastasis, several cancer cells undergo a phenomenon known as ‘epithelial to mesenchymal transition’ (EMT). EMT refers to a dynamic, multistep, and highly coordinated process that includes the loss

36

of inter-cellular junctions, disruption of the tumor basement membrane, activation and rearrangement of cytoskeleton elements resulting in increased motility and invasiveness, and the release of cells from parent epithelial tissue [58, 106, 107]. EMT is regulated by a multitude of factors located in the TME. For example, CAFs have been reported to promote EMT by secreting MMPs [8]. In our unpublished studies we have also observed that CAFs promote the invasiveness of human prostate cancer LNCaP cells, which is associated with increased vimentin and Akt phosphorylation; and silibinin treatment inhibits the CAFs-induced invasiveness of LNCaP cells as well as strongly decreases the Akt phosphorylation and vimentin expression. Silibinin has also been reported to inhibit EMT through promoting the E-cadherin expression and inhibiting the expression of EMT transcriptional regulators [58, 108]. These results have been accompanied with a strong decrease in the migratory, invasive and metastasis properties of cancer cells both in vitro and in vivo [44, 58, 73, 108]. We have reported that silibinin feeding strongly inhibits the local invasion of prostate cancer cells to the seminal vesicle as well as distant metastasis to liver, lung and kidney in TRAMP mouse model [44, 73].

Silibinin has also been reported to affect the TME at metastatic site in prostate cancer model. Prostate cancer cells have a high propensity to metastasize to bones [58, 109]. During bone metastasis, prostate cancer cells even express genes like osteocalcin, bone sialoprotein, osteopontin, RANKL, whose expression is normally restricted to bone cells [58, 91, 110]. This phenomenon is termed ‘osteomimicry’ and is considered as an effort by cancer cells to adapt to their microenvironment, helping cancer cells to settle in the bones. Our unpublished data has shown that silibinin inhibits the expression of many osteomimicry related proteins such as RANKL, PTHrP, osteocalcin, and RunX2 in prostate cancer cells both in vitro and in vivo. Once settled in the bones, prostate cancer cells alter the delicate balance of bone remodeling orchestrated by two types of bone cells namely osetoclasts (involved in bone degradation) and osteoblasts (involved in bone formation) [58, 91, 110, 111]. Prostate cancer cells secrete factors that are involved in osetoclast maturation and activation, thereby promoting bone mineralization and the liberation of various growth factors [58, 91, 110, 111]. Bone degradation provides prostate cancer cells the initial space to expand, and the released growth factors promote prostate cancer cell survival and proliferation. These growth factors secreted by bone degradation and those secreted by prostate cancer cells like endothelin-1, BMPs (bone morphogenetic proteins), Wnts, promote osteoblasts maturation and formation of new bone [58, 91, 110, 111]. Mature osteoblasts also secrete growth factors which further promote prostate cancer cell growth in bone [91, 110]. Overall, this vicious cycle involving prostate cancer cells, osteoclasts and osteoblasts promotes bone degradation as well as deposition of new ‘woven type bone’ (uneven/immature/embryonic), and thereby compromises bone health and leads to bone complications in prostate cancer patients. Silibinin has been reported to affect both the components (osteoclasts and osteoblasts) of the bone microenvironment [112, 113]. Kim et al. have reported that silibinin treatment inhibited the formation of TRAP-positive multinuclear osteoclasts in bone marrow-derived macrophage cells cultured in the presence of M-CSF and RANKL or with osteoblasts and 1,25(OH)2D3 [113]. Silibinin also inhibited osteoclast differentiation in murine monocyte/macrophage cell line RAW264.7 stimulated with RANKL [113]. However, silibinin treatment did not affect osteoclast function when mature osteoclasts were treated with silibinin [113]. Silibinin also inhibited TNFα-induced osteoclastogenesis in bone marrow-derived macrophage cells treated with M-CSF and TGF-β [113]. Silibinin effect on osteoclast differentiation seems to be through targeting the fusion of TRAP+ mononuclear pre-osteoclasts forming TRAP+ multinucleate mature osteoclasts [113]. In our unpublished studies, we have observed that prostate cancer cells promote osteoclast activation in RAW264.7 cells, while silibinin treatment inhibits the prostate cancer cells potential to induce osteoclastogenesis. Silibinin seems to target multiple RANKL-induced signaling pathways such as NF-κB, MAPKs, Akt, AP1, and NFATc1 and also to inhibit NFATc1 regulated genes (TRAP, OSCAR and Cathepsin K) (our unpublished results) that are important in osteoclastogenesis (Figure 4) [114, 115]. In another study, the bone-forming and osteoprotective effects of silibinin were studied in cell culture in murine osteoblastic MC3T3-E1 cells [112]. Silibinin treatment increased the bone nodule formation by enhancing calcium deposits [112]. Silibinin also increased the induction of osteoblastogenic biomarkers alkaline phosphatase (ALP), collagen type 1, connective tissue growth factor (CTGF), and BMP-2 (Figure 4) [112]. Silibinin treatment also inhibited RANKL secretion by differentiated MC3T3-E1 cells (Figure 4) [112]. But the effect of silibinin on cancer cell-induced osteoblastogenesis remains unknown (Figure 4). Overall,

37

these studies confirmed that silibinin targets several TME components towards lowering the metastatic growth of cancer cells.

Silibinin and inflammationChronic inflammation is a frequent cause of cancer. Even in cancers that are not necessarily the outcome

of chronic inflammation, invariably, there are inflammatory components in their microenvironment. In fact, the constant disruption of homeostasis by proliferating transformed cells produces a local chronic inflammatory environment, which is considered an attempt by the body to re-establish normal homeostasis [1]. However, in the presence of cancer cells, immune cells react paradoxically and promote the survival and proliferation of cancer cells [1]. As a result tumors have been characterized as ‘wounds that do not heal’. These observations clearly suggest that reducing inflammation in the TME should inhibit or prevent cancer growth. There are plenty of evidences now suggesting that silibinin could modify inflammatory or immune components towards preventing carcinogenesis [69, 72, 76, 116–119]. Provinciali et al. have reported that silibinin administration delayed the development of spontaneous mammary tumors, reduced the number and size of tumors and diminished lung metastasis in HER-2/neu transgenic mice [116]. Silibinin treatment affected the leukocytes infiltration into the tumors and there were increased numbers of neutrophils, CD4+ and CD+8 lymphocytes but there was a slight decrease in macrophage number [116]. We have also reported that silibinin treatment inhibits TAMs in the TME, which was correlated with angiopreventive effects of silibinin against lung tumorigenesis (Figure 3) [68]. Meeran et al. have reported that silibinin treatment inhibited UVB-induced local and systemic immuno-suppression [118]. In trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS)-induced colitis model, silibinin treatment significantly reduced several components of inflammatory colitis such as NF-κB activity, levels of IL-1β, TNFα, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), protein carbonyl, myeloperoxidase activity, and an improvement in antioxidant capability of the colon tissue [119].

The arachidonic acid pathway is at the core of inflammatory response. In this pathway, COX enzymes are responsible for the formation of prostaglandins (PGE2, PGF2α, and PGD2), prostacyclin and thromboxane, while lipoxygenase generates 5-HPETE which is converted to leukotrienes. COX2 is over-expressed in several cancers and considered an attractive drug target [120]. We have reported that chronic exposure to a physiological dose of UVB strongly increased the COX2 levels in the skin and skin tumors [80]. Pre- or post-topical treatment or dietary feeding of silibinin was reported to strongly inhibit UVB-induced COX2 levels [80]. Silibinin has also been reported to inhibit COX2 expression in colorectal cancer in xenografts, transgenic and chemically-induced colorectal cancer models [69, 71, 72, 76]. Silibinin treatment has been shown to inhibit the formation of cyclooxygenase pathway metabolites (PGE2, prostacyclin, and thromoxanes) by human mononuclear cells, platelets, and endothelial cells stimulated with LPS or A23187 [117]. Silibinin treatment also strongly inhibited the formation of 5-lipoxygenase metabolites by human granulocytes (leukotrienes LTB4, LTC4/D4/E4/F4) when stimulated with A23187, FMLP, or opsonized zymosan. Silibinin was also reported to be a strong scavenger of HOCl (IC50 7 μM) produced by human granulocytes [117]. Together, these studies suggest a strong inhibitory effect of silibinin on arachidonic acid pathway.

Transcriptional factors (AP1, NF-κB, STATs etc.) regulate the expression of several pro-inflammatory cytokines [79, 121–124]. Recently, we reported that silibinin targets several signaling pathways (ERK1/2, STAT1/3, NF-κB, and EGFR) towards inhibiting the TNFα and IFNγ induced expression of pro-inflammatory enzymes COX2 and iNOS [123]. Silibinin has been reported to inhibit TNFα-induced NF-κB activation in prostate cancer and colorectal cancer cells [124, 125]. Silibinin treatment also strongly inhibited the UVB-induced activation of STAT3 and NF-κB in skin and skin tumors in SKH-1 hairless mice [80]. Overall, silibinin targets multiple signaling pathways towards inhibiting the secretion of pro-inflammatory cytokines.

In general, published literature shows that silibinin targets many cellular as well as non-cellular components of the TME (Figure 5) towards inhibiting angiogenesis, metastasis and inflammation. There is also evidence now that silibinin targets the abnormal tumor metabolism as well as insulin signaling pathways (IGF/IGFBP3) [74, 126, 127]. Silibinin is already been tested clinically for its efficacy against several cancers including prostate and colon cancer [58, 128–130]. Considering the important role of TME in carcinogenesis, it is important that we focus on its chemopreventive efficacy not only in terms of effect

38

on cancer cells but also the biomarkers in the TME (such as macrophages, CAFs, angiogenesis, and cytokines).

Conclusions and future directionsThe essential role of the TME in carcinogenesis is now established beyond any doubt, and several drugs

targeting the TME components are already in clinical use. But, whether the TME could also be exploited for translational cancer chemopreventive purposes is a relatively new concept. In the past, the main focus in cancer chemoprevention has been to prevent the promotion and progression of proliferating mutated cancer cells. But in recent times, there have been encouraging pre-clinical, clinical and epidemiological evidences that warrant the consideration of the TME as a prime target in cancer chemoprevention. To fully exploit the cancer chemoprevention opportunities in the TME, it is essential to understand the complexity of the TME especially at the early stages of carcinogenesis. We need to develop novel pre-clinical models that more closely mimic the conditions of the human TME and these models should be exploited to rapidly screen the usefulness of cancer chemopreventive agents. Further, we need to more frequently employ computational and system biology tools coupled with “omic” approaches (genomics, proteomics, and metabolomics) and laser capture microdissection techniques to better understand the complex interactions between tumor and TME constituents. As cancer chemopreventive agents are mostly intended for the normal healthy individuals, high risk populations, or early stage cancer patients; it is mandatory that these agents have no or minimal side effects. Also, in terms of their effect on the TME, it is desirable that cancer chemopreventive agents force a normalization of the TME. Similarly, it is important to identify and target the molecular signature/s specific to the TME to reduce the adverse effects on normal tissue homeostasis. Overall, there are tremendous translational cancer chemoprevention opportunities in the TME and they should be essentially targeted along with the tumor for effective cancer control.

Молекулярные механизмы силибинин-опосредованной рака химиопрофилактики с основным акцентом на предстательной железы.

Несмотря на успехи, достигнутые в раннем выявлении, предстательной железы остается вторым по величине рака смертность в американских мужчин, и даже успешных мероприятий связанных с огромные затраты на здравоохранение, а также длительное негативное влияние на качество жизни пациента. Предстательной железы химиопрофилактики является одним из потенциальных авеню, чтобы облегчить это бремя. Это режим, предусматривающий долгосрочные процедуры, предназначенные для предотвращения или арест рака развития, в отличие от более прямого вмешательства при диагностике заболевания. На основе этого намерения, рак проведение химиопрофилактики, как правило, особое внимание уделяется вопросам использования нетоксичных химических веществ, которые хорошо переносятся организмом для длительного применения, что необходимо для решения предстательной железы's многоступенчатый и длительный период прогрессии. Одним из таких нетоксичных природных агента является флавоноид силибинин, получаемый из молока растение чертополох (Silybum marianum), который имеет древнюю лекарственного использования и мощной антиоксидантной активностью. Исходя из этих свойств, силибинин исследована в ряде рака моделей, где экспонаты широкого спектра эффективность против рака прогрессии как in vitro, так и in vivo без заметной токсичности. В частности, в предстательной железы моделей, силибинин показал способность модулировать клеточной сигнализации, пролиферации, апоптоза эпителиальных для мезенхимальных перехода, инвазия, метастазирование и ангиогенез, которые вместе взятые обеспечивают сильную поддержку силибинин в качестве кандидата предстательной железы химические агента.

AAPS J. 2013 Jul;15(3):707-16. doi: 10.1208/s12248-013-9486-2. Epub 2013 Apr 16.Molecular mechanisms of silibinin-mediated cancer chemoprevention with major emphasis on

prostate cancer.Ting H1, Deep G, Agarwal R.Author information 1Department of Pharmaceutical Sciences, Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,

University of Colorado Anschutz Medical Campus, Aurora, CO 80045, USA.39

AbstractDespite advances in early detection, prostate cancer remains the second highest cancer mortality in

American men, and even successful interventions are associated with enormous health care costs as well as prolonged deleterious effects on quality of patient life. Prostate cancer chemoprevention is one potential avenue to alleviate these burdens. It is a regime whereby long-term treatments are intended to prevent or arrest cancer development, in contrast to more direct intervention upon disease diagnosis. Based on this intention, cancer chemoprevention generally focuses on the use of nontoxic chemical agents which are well-tolerated for prolonged usage that is necessary to address prostate cancer's multistage and lengthy period of progression. One such nontoxic natural agent is the flavonoid silibinin, derived from the milk thistle plant (Silybum marianum), which has ancient medicinal usage and potent antioxidant activity. Based on these properties, silibinin has been investigated in a host of cancer models where it exhibits broad-spectrum efficacy against cancer progression both in vitro and in vivo without noticeable toxicity. Specifically in prostate cancer models, silibinin has shown the ability to modulate cell signaling, proliferation, apoptosis, epithelial to mesenchymal transition, invasion, metastasis, and angiogenesis, which taken together provides strong support for silibinin as a candidate prostate cancer chemopreventive agent.

СИЛИБИНИНСилибинин (Рис. 1a) получают из семян (фиг. 1b) расторопши (Silybum marianum; Asteraceae),

которая имеет свои истоки в средиземноморском регионе, где на протяжении тысячелетий он использовался как средство от самых разных болезней, особенно печени, желчного пузыря и почек. Совсем недавно, молочный чертополох были признаны эффективными в лечении печеночной травмы из-за воспаление желчных протоков, цирроз печени, жировая дистрофия печени, отравление грибами, и вирусный гепатит (16). Возможно, как следствие этого многолетнего использования в медицинских целях, характерный пурпурно-красные цветки расторопши (Рис. 1С) теперь могут быть найдены в мире растет. В современное время, использование цельного молока thistle была дополнена стандартизированный экстракт расторопши, семян называется силимарин. Этот отрывок состоит из сложной смеси нескольких flavonolignans и других соединений. Флавоноид силибинин является принцип активного ингредиента найти в силимарин и является наиболее распространенным компонентом, наряду с стереоизомеров dihydrosilybin, isosilybin, silychristin, и silydianin. Силибинин, в свою очередь, состоит из примерно эквимолярной смеси двух диастереомеров (силибин и силибин B). Как полифенольные соединения, силибинин довольно нерастворимые в воде и, таким образом, часто вводят в капсулы. Попав в желудочно-кишечный тракт, силибинин поглощается, распространен, конъюгируется в печени и экскретируется, в основном с желчью (17). У мышей, концентрации в плазме свободных силибинин пик на 30 мин и в тканях на 60 мин, после чего он распадается с периодом полураспада от 57 до 127 мин; однако, концентрации конъюгированного силибинин пик в 1 ч и распад с периодом полураспада от 45 до 94 min (18). Силибинин низкой токсичностью как сообщалось в исследованиях, в которых животные были внутривенно вводят силимарин. 50% летальная доза (LD50) требуется высокая концентрация силимарина, в зависимости от конкретных экспериментальных условий: мышей терпеть 400-1,050 мг/кг, крыс 385-920 мг/кг, кроликов и собак 140-300 мг/кг (19-21). Когда силимарин был доставлен в устной форме, необходимые значения силимарина для достижения токсичности были, в некоторых случаях, более 10 г/кг (19-21). В два человеческих испытаний, коммерческий силибинин формулировка, силибинин phytosome, вводили перорально пациентами с раком простаты в 13 г в сутки в среднем в течение 20 дней и 2,5-20 г/день в течение 28 дней, соответственно (22,23). В соответствии с силибинин, органом-мишенью для клинического использования, наиболее распространенными неблагоприятные события в высоких дозах был бессимптомным гепатотоксичности сопровождается низкой степени гипербилирубинемии (1-2 классы) и диарея (22,23). Был один случай 4 класс послеоперационных тромбоэмболических событий (из 19 всего пролеченных пациентов в течение двух испытаний). Вместе эти исследования дают убедительные доказательства того, хорошо переносится применение высоких доз силибинин в человеческом пациентов.

40

ШИРОКИЙ СПЕКТР ПРОТИВОРАКОВЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИЛИБИНИНФлавоноиды обладают антиоксидантной активностью, которая, как сообщается, в результате

разнообразных биологически защитные свойства, такие как ингибирование воспаления, злокачественные новообразования, поражения печени и других недугов (24). В соответствии с другими флавоноидами, силибинин оказался очень мощным антиоксидантом, подпорные родной клеточных антиоксидантных механизмов, таких как глутатион (GSH) и супероксиддисмутазы удаляя свободные радикалы и активные формы кислорода (АФК) (25,26). Это может частично объяснить силибинин эффективности в решении печеночной травмы, то ли в результате болезни или воздействия токсинов, а это анти-оксидантную активность может устранить окислительный стресс, связанный с печеночной оскорбления предотвращения индукции перекисного окисления липидов (и тем самым гибель клеток). Как следствие общего анти-раковые свойства, связанные с флавоноиды в совокупности, а также мощный антиоксидантный потенциал силибинин в частности, наблюдается значительный интерес в адаптации силибинин для использования в качестве химические агента. В самом деле, силибинин была широко исследована анти-рак эффективность в широком диапазоне раков моделей.

На основе этих факторов и заболеваний силибинин исторически использовали для лечения, это, пожалуй, не удивительно, что силибинин, как было установлено тормозящее влияние на раков нескольких пищеварительных и выделительных органов. Силибинин было обнаружено, ингибируют клеточную пролиферацию и инвазию в различных гепатокарциномой клеточных линий (27-30), а также в мышь ксенотрансплантат модели (31). Эти эффекты кажутся следствием индуцирует апоптоз, а также арест клеточного цикла в гепатокарциномой клеток. Силибинин угнетал ERK1/2 сигнальный, downregulated survivin, высоко экспрессируется в раковых белков-1, E2F1/DP1 комплекс, циклин D1, циклин D3, циклин Е, циклин-зависимые киназы (CDK)2, и CDK4 и индуцированного уровней ингибитора CDK (CDKI) Kip1/р27 в гепатокарциномой клетки HEPG2 (27,28). Кроме того, силибинин изменены Akt сигнальные, downregulated фосфорилирования ретинобластомы (Rb), upregulated ацетилирование гистонов, и активации каспаз 3 и 9 в гепатомы клеток HuH7 (30). Кроме того, силибинин снижение сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) секреции, металлопротеиназы-2 (MMP-2) и CD34 в печени раковые клетки, предполагая, ингибирование ангиогенеза в печени новообразования (29,30). В клеточных линий рака поджелудочной железы, силибинин тормозят их пролиферацию дозы и времени, зависимых от моды, которая в переводе к уменьшению объема опухоли в мышь ксенотрансплантат модели (32). Опять же, это торможение оказалась функция как увеличение апоптоза, а также арест клеточного цикла, силибинин. В желудочном раковые клетки, силибинин доза-зависимо ингибирует TNF-α-индуцированной секреции металлопротеиназы-9 (ММП-9) (33). Силибинин оказался результат человеческой слизистой оболочки прямой кишки в больших количествах при попадании в организм человека нетоксических доз силибинин (34), и согласованным для использования в качестве химические агент, силибинин был найден, чтобы быть полезным в начале опухолей толстой кишки (35), уменьшая потери дифференцировки карциномы у мышей (36), а также ингибирования рака толстой кишки стволовых клеток (37). Силибинин мощно подавляет рост HT-29 и Лово клетки как in vitro как и в модели ксенотрансплантата, настоятельно побуждая G1 и более скромно G2 / M клеточного цикла (38,39). Это было связано со снижением уровня cyclins (A, B1, D1, D3, E), cell division cycle 25C (cdc25C), и Cdc2/p34; снижение активности циклин-зависимых киназ (1,2,4,6); и фосфорилированных Rb в сочетании с повышенным уровнем CDKIs (Cip1/21 и Kip1/р27) (38,39). Силибинин также индуцированного апоптоза, связанных с повышенной активацией каспаз 3 и 9, а также поли(ADP-рибоза) полимеразы (PARP) в Лово клеток (38); однако, силибинин-индуцированного апоптоза был независимым от активации каспаз в НТ-29 клеток (39). Кроме того, инвазионный потенциал Лово клеток был снижен на силибинин, который был связан с уменьшением ММП-2 (40). Силибинин лечение также привело к снижению полип размер и количество в APCмин./+ мышей, модель аденоматозный полипоз (41,42). Это явление было связано со снижением β-катенин, c-Myc, фосфо-гликоген синтазы киназы-3β, и фосфо-Akt (41,42). Силибинин-опосредованное снижение распространения колоректального рака и одновременное увеличение апоптоза были связаны с ингибирование ERK1/2 и Akt (43). Силибинин-опосредованного ингибирования ангиогенеза было

41

связано со снижением VEGF, циклооксигеназы (ЦОГ), стабилизаторы гипоксия-индуцируемого фактора-1α (HIF-1α), индуцируемая No-синтаза (iNOS), nitrotyrosine и уровня нитрита, и повышенный VEGFR-1 (Flt-1) выражение (41,43-45). Силибинин угнетал CDK8 и β-катенин сигнального сдерживала SW480 опухолевого роста (46) и инициировал autophagic-опосредованной выживание в ответ SW480 и SW620 клеток (47). Силибинин также подавляются 1,2-диметилгидразина (ДМГ)-индуцированный канцерогенез толстой кишки у крыс-моделей с помощью модулирующего ферментов метаболизма ксенобиотиков и повышение ферментативных антиоксидантов для детоксикации канцерогенов (48,49). Это действие переведенные на уменьшение окислительного стресса и последующего пероксидного окисления липидов, отменяющие ДМГ-индуцированной неоплазии (50).

В соответствии с ее эффект в модели пищеварительных органов, онкологические заболевания, силибинин было также обнаружено, ингибируют орган выделительной железы. Силибинин лечения уменьшается почечный рак 786-O клеточной пролиферации и инвазивности (51), одновременно подавляя пролиферацию и увеличение апоптоза в почечной рака Caki-1 клеток (52). Это действие связано с ингибированием эпидермальный фактор роста (EGF), ERK1/2, и survivin выражение с сопутствующими регуляция экспрессии р53 и каспазы расщепления (52). Силибинин кормления уменьшил Размер 786-O почечных опухолей ксенотрансплантатов у мышей, которое было связано со снижением экспрессии ММП-2, ММП-9, и урокиназы-типа активатора плазминогена (u-PA), и активацию р38 и ERK1/2 (51). Силибинин также повышается чувствительность-786-O почечно-клеточной карциномы клеток к 5-фторурацил и паклитаксел (51). Лечение SN12K1 клеток с силибинин снижение жизнеспособности клеток и синтез ДНК в результате апоптоза (53). Аналогично, силибинин-ФРС SCID мышам вводили SN12K1 клетки выставлены уменьшение размера опухоли (54). В соответствии с этими результатами, несколько исследований показали, что силибинин тормозит рост, а также индуцирует апоптоз в нескольких мочевого пузыря рак клеточных линий, которые были связаны с увеличением экспрессии белка р53, экспрессирован survivin, циклин D1, ERK1/2 фосфорилирования и ядерной фосфо-Р65, расщепление каспаз, PARP, и Cip1/р21 и митохондрий, высвобождение цитохрома c, Omi/HtrA2, и апоптоз-индуцирующего фактора (55-60). Это силибинин-опосредованное ингибирование наблюдалось также в модели крыс рака мочевого пузыря снижение поражения (60).

Силибинин также было установлено, уменьшить Оральный вторжение раковых клеток, как следствие снизилась ММП-2 и u-Pa выражении, снизилась ERK1/2 активации, и усиление тканевого ингибитора металлопротеиназы-2 (TIMP-2) и ингибитора активатора плазминогена-1 (PAI-1) выражение (61). Аналогично, в гортани плоскоклеточный рак SNU-46 ячеек, силибинин индуцированного апоптоза (62). Кроме того, силибинин ингибирует пролиферацию, инвазии и ангиогенеза в карциномой легких, одновременно индуцируя апоптоз (63-65). Распространение Anip973 клеток ингибируется силибинин (66), который в non-small cell lung cancer cell lines соответствует торможению CDK2, CDK4, и Rb фосфорилирования, а также индукции апоптоза путем активации каскада каспаз пути (63,67). Похожими на рак полости рта, силибинин лечения концентрации и времени зависимо снизился ММП-2 и u-Pa выражение через ингибирование либо ERK1/2 и Akt фосфорилирования, наряду с увеличением ТИМП-2 выражение, которое вместе переводится ингибирование инвазивности в агрессивной аденокарциномы легких человека А549 клеток (68,69). Силибинин было зарегистрировано снижение экспрессии COX-2, iNOS, ММП-2 и ММП-9 и ингибируют активацию ERK1/2, NF-b, STAT-1, STAT-3 мышь в легких эпителиальных LM2 клеток (70). Снижение iNOS индуцированный силибинин лечения также был найден клеток А549 (71). В A/J мышиной модели рака легких, силибинин лечения уменьшилось количество, рост, прогресс, и ангиогенеза индуцированных опухолей, что было связано с downregulated VEGF, COX-2, iNOS, HIF-1α, STAT-3 и NF-b, и увеличение Ang-2 и Tie-2 (64,65). Кроме того, силибинин повышенной чувствительности клеток А549 для доксорубицина за счет снижения NFκ-B-опосредованной хемостойкость (72). В глиобластома моделей, силибинин было показано, подавляют рост и инвазивности и индуцировать апоптоз (73,74). Силибинин также ингибируют EGFR активации в крысиной глиомы линии клеток, стабильно экспрессирующих человеческий EGFR (75). NF-b-опосредованной стимуляции ММП-9 в глиобластомы U87 клетки был найден, чтобы быть аннулированы силибинин лечение, которое подается для уменьшения инвазивности (74). Силибинин

42

был найден, чтобы вызвать каспазы-опосредованного апоптоза путем активации MAPKs, а также возврат чувствительности к TRAIL сигнализации в противном случае резистентных клеток глиомы путем модуляции компонентов смерти рецептор-опосредованного пути апоптоза (73,76). Интересно, что в клеточной линии глиобластомы, U87MG, силибинин, казалось, частично объединить с мышьяка триоксид процедуры для увеличения апоптоза, в то время как ингибирование клеточной пролиферации, метаболизма и экспрессии мРНК ряда протеиназ (77), о возможности комбинаторной процедуры ареста рака.

Несколько исследований также показали, что силибинин предлагает защиту от фото-канцерогенез в рак кожи модели. Ключевым механизмом, с помощью которого силибинин смягчает UVA - и UVB-индуцированной дисфункции активации DNAPK-р53 пути, подавляя синтез ДНК, клеточной пролиферации и апоптоза и индукции клеточного цикла и ремонту в ответ на УФ-индуцированных повреждений ДНК, которые вместе служит для подавления опухоли, появление и рост (78-81). Этот ответ является частично опосредуются ингибирование ERK1/2, при одновременном повышении p53 и p21/Cip1 (82,83). Кроме того, силибинин был найден отменить СПС и ГШ истощение, производства ROS, и перекисное окисление липидов в UVA-лучами кератиноцитов человека, соответствующий торможению УФ-индуцированной PARP и каспазы 9 декольте (84,85). Эти эффекты эксплуатируется в сочетании с торможением воспалительных медиаторов, таких как ЦОГ-2, STAT-3 и NF-b и ангиогенных медиаторов, такие как HIF-1α и iNOS (86). В мг-63 клеток, силибинин лечения снижается остеосаркома инвазивности, который был связан с ингибированием киназы фокальной адгезии, ERK1/2 активации, и УПА и ММП-2 выражение (87). Аналогичным образом, в клетках HT1080, силибинин лечения активации p38 и JNK пути и подавлял ERK и Akt пути, в результате чего аутофагии (88).

В модели рака молочной железы, силибинин индуцированного апоптоза в MCF-7 клеток, которые объединяют с ингибирование инсулина, рецептор фактора роста (IGFR) (89,90), а также ингибирует метастазирование MDA-MB-231 клеток (91). Кроме того, силибинин доза-зависимо снижение экспрессии EGFR лиганд-индуцированной CD44, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-ацетат-индуцированной ММП-9 и VEGF, а также активацию ERK1/2 (92-94). Интересно, силибинин, индуцированной химически активного азота видов и ОРУ поколения в MCF-7 клеток (95). Эти явления переведенные для индукции опухолевого роста ареста и апоптоза в силибинин-treated HER-2/neu трансгенных мышей (96). В соответствии с этими выводами, силибинин увеличение индуцированного апоптоза и G2 / M клеточного цикла A2780/taxol клеток, повышая их чувствительность к паклитаксел, который был связан с экспрессирован survivin и P-гликопротеинов (97). В свою очередь, мышей ксенотрансплантатов с клеток A2780 выставлены сокращение кровеносных сосудов деятельности в ответ на silipide (силибинин phytosomes) лечение как следствие снижение экспрессии VEGF рецептор 3 и регуляция Ang-2 (98). Вместе, указанных исследований наглядно продемонстрировали широкий спектр химические и противоопухолевой эффективности силибинин. Далее мы сосредоточились на силибинин эффективность и механизм его действия против раковых клеток простаты.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СИЛИБИНИН ХИМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТИВ РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Силибинин было показано, мощно подавляют рак предстательной железы, предназначенного для нескольких клеточных сигнальных путей, снижая пролиферацию, индуцирует апоптоз, и ингибирования инвазии, метастазирования и ангиогенеза. Конкретные молекулярные мишени из силибинин, которые индуцируют широкого спектра эффективность против рака предстательной железы приведены на рис. 2.

СИЛИБИНИН ВОЗДЕЙСТВИЕ НА КЛЕТОЧНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ В КЛЕТКИ РАКА ПРОСТАТЫСилибинин было показано, чтобы сорвать несколько сигнальных путей, как известно, важную роль

в развитии и прогрессировании рака простаты. Лечение простаты раковых клеток с силибинин отменен конститутивной активации STAT-3 в клетках DU145 (99), нарушается EGFR сигнализации в LNCaP и DU145 cells (100,101), целевых IGFR сигнализации в PC3 клеток (102), Wnt/β-катенин в пути PC3 и DU145 клеток (103), и AR сигнализации в LNCaP клеток как непосредственно путем уменьшения ядерной локализации рецептора (104), так и косвенно через снижение экспрессии ко-активатор,

43

простаты эпителий-производные транскрипционных факторов Ets (105,106). Нарушение EGF сигнализации, силибинин в клетки рака простаты, было связано с уменьшением выделяемой трансформирующий фактор роста-α и модуляции MAPK активности ERK1/2 и JNK1/2 (101). Нарушение Wnt/β-катенин пути, участвующие модуляция ко-рецептор, low-density lipoprotein receptor-related protein-6 (LRP6) (103). Силибинин ингибирует активности промотора, мРНК, базальной экспрессии, а также фосфорилирование LRP6 (103). Силибинин также дозо-зависимо индуцированной мРНК для инсулиноподобного фактора роста связывающий белок-3 (IGFBP-3), которые переведены в более высокие концентрации IGFBP-3 в PC3 кондиционером среднего (102). В соответствии с этим выводом, силибинин кормления мышей было обнаружено, что upregulate оба циркулирующей плазмы и опухоли уровни IGFBP-3 и снижение потери дифференциации опухоли (36,107,108). Наконец, силибинин был найден в нескольких исследованиях широко alter NF-b сигналов (109,110). Он ингибирует конститутивная активация NF-b найдено предстательной железы DU145 клеток, снижение IKKα киназы, результирующий коэффициент фосфо-IκBα, чтобы IκBα, и, в конечном счете, транслокации p50 и p65 NF-b субъединиц в ядро (109).

СИЛИБИНИН ПОДАВЛЯЕТ ПРОЛИФЕРАЦИЮ КЛЕТОК РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫМногочисленные исследования показали, что силибинин ингибирует пролиферацию клеток рака

простаты (111-114). Кроме того, мыши, которых кормили с силибинин выставлены рост опухоли как в ксенотрансплантат, а также трансгенные модели рака предстательной железы (107,108,115-117). Эти явления были отчасти благодаря мощным арест клеточного цикла, индуцированного силибинин в клетки рака простаты (111). Силибинин опосредованной G1 арест в клетки рака простаты путем модуляции множество элементов в cyclins-Cdk-CDKIs пути: снижение уровней протеина циклин D1, циклин D3, циклин Е, CDK4, CDK6, и CDK2, и активности киназы CDK2 и CDK4, увеличивая CDKIs Kip1/р27 и Cip1/р21, и секвестирование циклин D1 и CDK2 в цитоплазме (108,111,113,118,119). Кроме того, силибинин вызвало заметный рост в РБ уровнях, главным образом в hypophosphorylated ретинобластомы Rb/p107 и Rb2/p130, а также заметное снижение уровней факторов транскрипции, E2F3, E2F4 и E2F5, которые в совокупности и служит для подавления клеточного цикла (113,118). Кроме того, силибинин опосредованной G2-M ареста путем модуляции Chk2-Cdc25C-Cdc2/циклин B1 пути и снижение уровня циклин а, циклин B1, общего и фосфорилированного Cdc2, Cdc25B, и Cdc25C фосфатаз, и ингибирования киназы Cdc2 (111,120,121). Ингибирование Cdc25C фосфатаз в сочетании с увеличением пропускной пункт киназы-2 фосфорилирования в результате транслокации ядерного Cdc25C в цитоплазму в результате увеличения фосфорилирования (111). Это сопровождается увеличением связывания с 14-3-3β (111). Кроме того, силибинин, как сообщается, тормозят оба теломеразы, а также ДНК-топоизомеразы IIα деятельности в LNCaP и DU145 клеток, соответственно (105,122). Интересно, как митоксантрон и доксорубицин были найдены, чтобы объединить с силибинин в ингибируя пролиферацию клеток рака простаты (121,123) и цисплатин и карбоплатин были найдены, чтобы объединить с силибинин в стимулировании G2-M ареста, соответствующие сильнодействующие экспрессирован Cdc2, циклин B1, и Cdc25c (124). Вместе, эти результаты показывают потенциал для комбинаторных процедур, чтобы арестовать прогрессии рака предстательной железы.

СИЛИБИНИН ИНДУЦИРУЕТ АПОПТОЗ КЛЕТКИ РАКА ПРОСТАТЫИсследования показали, что силибинин также инициирует апоптоз раковых клеток простаты при

определенных условиях обработки (99,107,108,124,125). Механизм оказался следствием снизился Bcl-2 и survivin уровнях, активации каспаз (каспаз 3, 9 и 7), последующие цитохрома c Релиз от митохондрий, и, в конечном счете, апоптоза (99,107,108,124). Интересно, митоксантрон, доксорубицин, цисплатин и карбоплатин были обнаружены взаимодействовать с силибинин в индукции апоптоза в раковых клеток простаты (121,123,124).

СИЛИБИНИН ИНГИБИРУЕТ ИНВАЗИЮ И МЕТАСТАЗИРОВАНИЕ КЛЕТОК РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Многочисленные исследования показали, что силибинин инициирует переход очищенной advanced клетки рака простаты в эпителиального фенотипа и тормозит метастазирование (110,116,117,126). Сообщалось, что в PC3, PC3MM2, и C4-2B клеток, силибинин upregulated E-кадгерина на поверхности клеток, значительно препятствуя их миграции и инвазивный потенциал

44

(126). Это явление появилось в результате снижение экспрессии эпителиальных для mesenchymal transition (EMT) регуляторные молекулы Слизень, Улитка, фосфо-Akt (ser473), ядерного β-катенина, фосфо-Src (tyr419), и Hakai (126). Это силибинин-индуцированное увеличение Е-кадгерина была также найдена в трансгенных аденокарциномы мыши простаты (бродяга) модели, в которых силибинин снижение уровня ММП, Улитка, фибронектин, и vimentin переводе на снижение метастазирования рака (116,117). Другие исследования обнаружили ARCaPМ клеток, обработанных силибинин выставлены снижение экспрессии основных EMT регуляторов, факторы транскрипции, ZEB1 и Слизень, соответствующее снижение экспрессии EMT маркеры, vimentin и ММП-2, вместе переводить в дозо - и время-зависимое снижение инвазии, подвижности и миграции (110,127). Вместе с ММП-2, силибинин обнаружено, ингибирует ММП-9 выражение в человеческой карциномы простаты линии клеток (116,117).

СИЛИБИНИН ОБЛАДАЕТ СИЛЬНЫМ АНТИ-АНГИОГЕННЫХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОТИВ РАКОВЫХ КЛЕТОК ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ

Таргетинг ангиогенеза считается важным элементом в предотвращении роста и прогрессии солидных опухолей, включая рак простаты. Силибинин сообщили ингибируют ангиогенез, снижение уровней экспрессии VEGF и опухоли плотности микрососудов в опухоли простаты (107,108,116). Это анти-ангиогенный потенциал был поддержан в исследовании мышей TRAMP где силибинин кормления привело к снижению экспрессии platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM1)/CD-31, VEGF, VEGFR2, HIF-1α, и iNOS (117). Это выражение pattern соответствовало увеличение глюкозы и цитрата использовать вместе с сопутствующими снижение лактата, холестерина и фосфатидилхолина уровней предстательной железы опухоли силибинин кормили мышей TRAMP (128). Силибинин лечение LNCaP и PC3 простаты раковых клеток, подавляет их синтез HIF-1α как исходно, а также индуцированного гипоксией (129).

ВыводыСилибинин, флавоноид антиоксидант, полученный из молочного чертополоха используется в

течение тысячелетий для лечения различных недугов. В более поздние времена, как продукт длительного исторического использования и вышеупомянутые антиоксидант химии наряду с защитными свойствами выявлены в ряде других флавоноидов, силибинин исследована в ряде моделей рака. В этих исследованиях, силибинин был обнаружен и изъят многофакторного анти-рак эффективности, действующих на широкий спектр сигнальных и регуляторных механизмов в различных условиях. Особенно в отношении рака простаты, силибинин было показано, что изменения клеточной пролиферации, апоптоза, EMT, инвазия, метастазирование и ангиогенез. Эти эффекты силибинин имеют потенциал для воздействия на прогрессирование рака простаты, охватывающей полный спектр клиническим проявлением заболевания от начальных клеточных дисфункций в зачаточном поражений до продвинутого метастатических опухолей. Однако, дальнейшие исследования, чтобы подтвердить механизмов силибинин влияние на рак простаты микроокружения, а также для выяснения его эффективной доставки и клинического использования все еще необходимы. В совокупности данные, обеспечивает сильную поддержку обещание силибинин в качестве кандидата предстательной железы химические агента.

PROSTATE CANCER CHEMOPREVENTIONCancer chemoprevention is a treatment regime centered on the use of chemical agents to reduce cancer

risk. These agents may be derived either synthetically or from natural products and are intended for long-term use, generally limiting candidate agents to nontoxic compounds. The rationale for this modality is based on the multistage and often lengthy period of time required to accumulate the cellular damage necessary for carcinogenesis (i.e., dysfunctional proliferation, differentiation, apoptosis, etc.). This then provides an opportunity to inhibit or eliminate initiated cells or localized lesions prior to their development into a fully malignant tumor. This general concept of cancer chemoprevention can be subdivided into primary, secondary, and tertiary cancer chemoprevention depending on the stage of carcinogenesis that is being targeted. Primary chemoprevention focuses on the removal of the initiating cellular dysfunction/s to decrease or eliminate cancer incidence prior to cancer formation. This is an ideal clinical outcome as it has the greatest impact on reducing treatment costs, adverse effects to the patient, and ultimately, mortality due to cancer. Barring this outcome and premalignant lesions already formed, secondary chemoprevention

45

seeks their arrest or elimination, thus slowing or reversing progression of these lesions into malignant ones. Finally, if the previous interventions have not or cannot be enacted and a primary tumor has formed, tertiary chemoprevention seeks to inhibit the progression of tumor into a metastatic cancer as well as to prevent the recurrence of this tumor if it has been treated. In short, a cancer chemoprevention strategy could be applicable to almost all stages of carcinogenesis including post-therapy.

Prostate cancer is well suited for a cancer chemoprevention scheme for several reasons. One reason is the number of people afflicted by this disease. It is the most common cancer diagnosed in men in the United States, and there were approximately 241,740 new prostate cancer cases in 2012 alone ( 1). As a result, prostate cancer is also the second leading cause of mortality with an estimated 28,170 deaths in 2012 (1). Prostate cancer, when detected in advanced and metastatic stage, results in high mortality with almost three fourths of those diagnosed dying within 5 years; however, advances in early detection have resulted in an increase in the treatment of prostate cancer as early and localized disease ( 1). But the counted success of early detection serves as a double-edged sword as it also comes with a concomitant increase in aggressive intervention where less aggressive treatment might have better served the patient. This is the second factor making prostate cancer a candidate for chemoprevention, situations where adverse side-effects develop in patients as a consequence of treating prostate cancer especially in cases where perhaps they were not necessary. There are a host of treatment options, and each to varying degrees carries the risk of adverse effects. Among these, the principle risks are urinary incontinence, bowel issues, and impotence. In one study, normalized by only reporting patients with normal function prior to treatment, upwards of 58% of patients reported minor to major urinary dysfunction and 27% reported bowel problems 3 years following radical prostatectomy (2). In addition, a whopping 94% reported some sexual dysfunction of which two thirds of these were reported as severe issues. In another study following the effects of radical prostatectomy 2 years following treatment, almost 49% of patients reported urinary issues ranging from complete lack of control to frequent or occasional leakage (3). Similarly, 60% of patients reported severe sexual dysfunction (3). In patients treated with radiation, it was found that urinary issues were only reported in 17% of cases but bowel issues increased in number to 66% of patients and sexual dysfunction remained high at 74% reporting mild or major issues 3 years following treatment (2). Finally, the enormous cost of treating prostate cancer highlights the benefits of the chemoprevention approach. In the USA, an estimated 11.85 billion dollars were spent in 2010 on direct health care costs alone (4). This cost is predicted to grow as a combination of increasing cancer incidence, improved early diagnosis, increasing life expectancy, and higher priced treatments gaining acceptance. In fact, this last factor is estimated to have increased prostate cancer health care costs by more than 350 million dollars from just 2002 to 2005 (5). As this sum only reflects the direct health care costs, it does not include lost worker productivity due to infirmity or death. In addition, the stress of diagnosis (whether it is accurate or a false positive) and the fear of disease recurrence place a heavy burden on the mental well-being of the patient. For these reasons, chemoprevention whereby prostate cancer might be prevented from developing or at least from progressing to a symptomatic level would be ideal to aid in lowering these costs while improving the quality of life of a large number of potential sufferers.

As there is such a clear benefit in reducing the burden of prostate cancer, both societal as well as individual, several classes of agents have been brought forth as potential chemopreventive agents. One agent of interest is finasteride, a synthetic type II 5-α-reductase (5αR) inhibitor used in the treatment of male pattern baldness. The mechanism of action of 5αR is to inhibit androgen receptor (AR) induced signaling by inhibiting the conversion of testosterone into dihydrotestosterone, a higher affinity ligand of AR. As androgen-AR signaling is an important factor in the development and progression of prostate cancer, this activity has the potential to reduce or reverse the development of the disease. In a large-scale study, finasteride was shown to reduce incidence of prostate cancer, but consistent with the long-term response of prostate cancers to other AR-ablating compounds, the tumors that did arise despite finasteride treatment more frequently had high Gleason scores, which is associated with high mortality (6,7). Other potential chemopreventive compounds have been derived from natural products often identified based on their historic usage and more specifically food products based partially on ease of clinical translation. Green tea is one such product, its active ingredient believed to be a mixture of catechins (polyphenols with antioxidant properties), most commonly derived from the plant Camellia sinensis (8,9). Green tea has been

46

associated with decreased overall risk of cancer and a high intake was found to be associated with a lower incidence of prostate cancer in men (9,10). Oral administration of green tea catechins reduced PSA levels (9). Another natural product, soy, contains a mixture of isoflavones exerting antioxidant properties. Soy consumption has been associated with a decreased risk of prostate cancer (11), which might be a result of reported inhibition of signaling pathways including AR, Akt, NF-κB, mitogen-activated protein kinases (MAPKs), and Notch signaling (12,13). The tomato (Solanum lycopersicum) contains a compound called lycopene which is a carotenoid with strong antioxidant property. Elevated lycopene consumption is associated with low prostate cancer risk (10,14). Another fruit, pomegranate (Punica granatum) contains a mixture of polyphenolic compounds that act as antioxidants which have been shown to delay prostate cancer growth in patients diagnosed with prostate cancer (15). A specific polyphenolic antioxidant agent that has been extensively studied for its chemopreventive properties is silibinin.

SILIBININSilibinin (Fig. 1a) is derived from the seeds (Fig. 1b) of milk thistle (Silybum marianum; Asteraceae) which

has its origins in the Mediterranean region where for millennia it has been used as a remedy for a variety of ailments, particularly of the liver, gall bladder, and kidneys. More recently, milk thistle has been found to be effective in treating hepatic injury due to bile duct inflammation, cirrhosis, fatty liver, mushroom poisoning, and viral hepatitis (16). Perhaps as a consequence of this longstanding medicinal use, the characteristic purple-red flowers of the milk thistle (Fig. 1c) can now be found growing worldwide. In modern times, the usage of the whole milk thistle has been supplemented with a standardized extract of milk thistle seeds called silymarin. This extract is composed of a complex mixture of several flavonolignans and other compounds. The flavonoid silibinin is the principle active ingredient found in silymarin and is by far the most abundant component, along with the stereoisomers dihydrosilybin, isosilybin, silychristin, and silydianin. Silibinin, in turn, is composed of an approximately equimolar mixture of two diastereomers (silybin A and silybin B). As a polyphenolic compound, silibinin is fairly water insoluble and thus is often administered within capsules. Once in the GI tract, silibinin is absorbed, circulated, conjugated in the liver, and excreted, much of it in the bile (17). In mice, plasma concentrations of free silibinin peak at 30 min and in tissues at 60 min, whereupon it decays with a half-life of 57 to 127 min; however, the concentrations of conjugated silibinin peak at 1 h and decay with a half-life of 45 to 94 min (18). Silibinin exhibits low toxicity as reported in studies where animals were intravenously injected with silymarin. A 50% lethal dose (LD 50) required high concentrations of silymarin, depending on specific experimental conditions: mice tolerate 400–1,050 mg/kg, rats 385–920 mg/kg, and rabbits and dogs 140–300 mg/kg (19–21). When silymarin was delivered orally, the required values of silymarin to achieve toxicity were, in some cases, over 10 g/kg (19–21). In two human trials, a commercial silibinin formulation, silibinin phytosome, was administered orally to prostate cancer patients at 13 g daily for a mean of 20 days and 2.5–20 g/daily for 28 days, respectively (22,23). Consistent with silibinin’s target organ in clinical usage, the most common adverse event at high doses was asymptomatic hepatotoxicity followed by low-grade hyperbilirubinemia (grades 1–2) and diarrhea (22,23). There was one case of a grade 4 postoperative thromboembolic event (out of 19 total treated patients within the two trials). Together these studies provide compelling evidence for well-tolerated administration of high doses of silibinin in human patients.

BROAD SPECTRUM CANCER CHEMOPREVENTIVE EFFICACY OF SILIBININFlavonoids possess antioxidant activity which has been reported to result in diverse biologically

protective properties such as inhibiting inflammation, neoplasia, hepatic injury, and other ailments (24). Consistent with other flavonoids, silibinin has been found to be a very potent antioxidant, buttressing native cellular antioxidant mechanisms such as glutathione (GSH) and superoxide dismutase by scavenging free radicals, and reactive oxygen species (ROS) (25,26). This may in part explain silibinin’s effectiveness in addressing hepatic injury whether as a result of disease or exposure to toxins as this anti-oxidant activity may eliminate the oxidative stress associated with hepatic insults preventing the induction of lipid peroxidation (and thus cell death). As a consequence of the general anti-cancer properties associated with flavonoids collectively, as well as the strong antioxidant potential of silibinin specifically, there has been significant interest in adapting silibinin for use as a chemopreventive agent. In fact, silibinin has been widely investigated for anti-cancer efficacy in a broad range of cancers models.

47

Based on these factors, and the diseases silibinin has been historically used to treat, it is perhaps not a surprise that silibinin has been found to have an inhibitory effect on cancers of several digestive and excretory organs. Silibinin was found to inhibit cell proliferation and invasion in various hepatocarcinoma cell lines (27–30) as well as in a mouse xenograft model (31). These effects appear to be a consequence of inducing apoptosis as well as cell cycle arrest in hepatocarcinoma cells. Silibinin inhibited ERK1/2 signaling, downregulated survivin, highly expressed in cancer protein-1, the E2F1/DP1 complex, cyclin D1, cyclin D3, cyclin E, cyclin-dependent kinase (CDK)2, and CDK4 levels and induced CDK inhibitor (CDKI) Kip1/p27 in hepatocarcinoma HEPG2 cells (27,28). Furthermore, silibinin altered Akt signaling, downregulated phosphorylation of retinoblastoma (Rb), upregulated histone acetylation, and activated caspases 3 and 9 in hepatoma HuH7 cells (30). In addition, silibinin reduced vascular endothelial growth factor (VEGF) secretion, metalloproteinase-2 (MMP-2), and CD34 in hepatic cancer cells suggesting inhibition of angiogenesis in hepatic tumors (29,30). In pancreatic cancer cell lines, silibinin inhibited their proliferation in a dose- and time-dependent fashion which translated to a decrease in tumor volume in a mouse xenograft model (32). Again, this inhibition appeared to be a function of both increased apoptosis as well as cell cycle arrest by silibinin. In gastric cancer cells, silibinin dose-dependently inhibited TNF-α-induced secretion of metalloproteinase-9 (MMP-9) (33). Silibinin was found to be deliverable to the human colorectal mucosa in high amounts through ingestion of nontoxic doses of silibinin (34), and consistent for use as a chemopreventive agent, silibinin was found to be beneficial in early colon tumorigenesis ( 35), reducing loss of differentiation of carcinomas in mice (36), while also inhibiting colon cancer stem-like cells (37). Silibinin potently inhibited the growth of HT-29 and LoVo cells both in vitro as well as in xenograft models, strongly inducing G1 and more modestly G2-M cell cycle arrest (38,39). This was associated with decreased levels of cyclins (A, B1, D1, D3, and E), cell division cycle 25C (cdc25C), and Cdc2/p34; decreased activity of cyclin-dependent kinases (1,2,4,6); and phosphorylated Rb in conjunction with increased levels of CDKIs (Cip1/21 and Kip1/p27) (38,39). Silibinin also induced apoptosis associated with increased activation of caspases 3 and 9 as well as poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) in LoVo cells (38); however, silibinin-induced apoptosis was independent of caspases activation in HT-29 cells (39). Furthermore, the invasive potential of LoVo cells was reduced by silibinin which was associated with a decrease in MMP-2 (40). Silibinin treatment also led to a decrease in polyp size and number in APCmin/+ mice, a model of familial adenomatous polyposis (41,42). This phenomenon was associated with decreased β-catenin, c-Myc, phospho-glycogen synthase kinase-3β, and phospho-Akt (41,42). Silibinin-mediated reduction in colorectal carcinoma proliferation and concomitant increase in apoptosis were associated with inhibition of ERK1/2 and Akt (43). Silibinin-mediated angiogenesis inhibition was associated with decreased VEGF, cyclooxygenase (COX), hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α), inducible nitric oxide synthase (iNOS), nitrotyrosine and nitrite levels, and an increased VEGFR-1 (Flt-1) expression (41,43–45). Silibinin inhibited CDK8 and β-catenin signaling which inhibited SW480 tumor growth (46) and initiated an autophagic-mediated survival response in SW480 and SW620 cells (47). Silibinin also suppressed 1,2-dimethylhydrazine (DMH)-induced colon carcinogenesis in rat models via modulating xenobiotic metabolizing enzymes and increasing enzymatic antioxidants to detoxify carcinogens (48,49). This action translated to decreased oxidative stress and subsequent lipid peroxidation, abrogating DMH-induced neoplasia (50).

Consistent with its effect in models of digestive organ cancers, silibinin was also found to inhibit excretory organ cancers. Silibinin treatment decreased renal cancer 786-O cell proliferation and invasiveness (51), while inhibiting proliferation and increasing apoptosis in renal cancer Caki-1 cells (52). This action was associated with inhibition of epidermal growth factor (EGF), ERK1/2, and survivin expression with concomitant upregulation of p53 expression and caspase cleavage (52). Silibinin feeding reduced the size of 786-O renal tumors in mice xenografts which was associated with decreased expression of MMP-2, MMP-9, and urokinase-type plasminogen activator (u-PA), and activation of p38 and ERK1/2 (51). Silibinin also enhanced the sensitivity of −786-O renal cell carcinoma cells towards 5-fluorouracil and paclitaxel (51). Treatment of SN12K1 cells with silibinin reduced cell viability and DNA synthesis resulting in apoptosis (53). Likewise, silibinin-fed SCID mice injected with SN12K1 cells exhibited a reduction in tumor size (54). Consistent with these results, several studies have shown that silibinin inhibits growth as well as induces apoptosis in several urinary bladder cancer cell lines which were associated with an increase in p53 expression, downregulation of survivin, cyclin D1, ERK1/2 phosphorylation and nuclear phospho-p65,

48

cleavage of caspases, PARP, and Cip1/p21, and mitochondrial release of cytochrome c, Omi/HtrA2, and apoptosis-inducing factor (55–60). This silibinin-mediated inhibition was also observed in rat models of urinary bladder cancer reducing lesions (60).

Silibinin was also found to reduce oral cancer cell invasion as a consequence of decreased MMP-2 and u-Pa expression, decreased ERK1/2 activation, and increased tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2), and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) expression (61). Likewise, in laryngeal squamous cell carcinoma SNU-46 cells, silibinin induced apoptosis (62). Furthermore, silibinin inhibited proliferation, invasion, and angiogenesis in lung carcinoma while simultaneously inducing apoptosis (63–65). Proliferation of Anip973 cells was inhibited by silibinin (66), which in non-small cell lung cancer cell lines corresponded to inhibition of CDK2, CDK4, and Rb phosphorylation, as well as induction of apoptosis by activation of the caspase cascade pathway (63,67). Similar to oral cancer, silibinin treatment concentration- and time-dependently decreased MMP-2 and u-Pa expression through inhibition of either ERK1/2 or Akt phosphorylation along with increasing TIMP-2 expression which together translated to an inhibition of invasiveness in the aggressive human lung adenocarcinoma A549 cells (68,69). Silibinin was reported to decrease expression of COX-2, iNOS, MMP-2, and MMP-9 and inhibit activation of ERK1/2, NF-κB, STAT-1, and STAT-3 in mouse lung epithelial LM2 cells (70). Reduction of iNOS elicited by silibinin treatment was also found in A549 cells (71). In the A/J mouse model of lung cancer, silibinin treatment reduced the number, growth, progression, and angiogenesis of induced tumors which was associated with downregulated VEGF, COX-2, iNOS, HIF-1α, STAT-3, and NF-κB, and increased Ang-2 and Tie-2 (64,65). Furthermore, silibinin enhanced sensitivity of A549 cells to doxorubicin through reduction of NFκ-B-mediated chemoresistance (72). In glioblastoma models, silibinin was shown to inhibit growth and invasiveness and induce apoptosis (73,74). Silibinin was also reported to inhibit EGFR activation in a rat glioma cell line stably expressing human EGFR (75). NF-κB-mediated stimulation of MMP-9 in glioblastoma U87 cells was found to be abrogated by silibinin treatment which served to attenuate invasiveness ( 74). Silibinin was found to induce caspase-mediated apoptosis by activating MAPKs as well as reverting sensitivity to TRAIL signaling in otherwise resistant glioma cells by modulating components of the death receptor-mediated apoptotic pathway (73,76). Interestingly, in the glioblastoma cell line, U87MG, silibinin appeared to partially synergize with arsenic trioxide treatments to increase apoptosis while inhibiting cell proliferation, metabolism, and mRNA expression of several proteinases (77) suggesting the possibility of combinatorial treatments to arrest cancer.

Several studies have also revealed that silibinin offers protection from photo-carcinogenesis in skin cancer models. A key mechanism by which silibinin mitigates UVA- and UVB-induced dysfunction is activation of the DNAPK-p53 pathway, inhibiting DNA synthesis, cellular proliferation, and apoptosis and inducing cell cycle arrest and repair in response to UV-induced DNA damage which together serves to inhibit tumor appearance and growth (78–81). This response is in part mediated by inhibition of ERK1/2, with concomitant increase of p53 and p21/Cip1 (82,83). Furthermore, silibinin was found to abrogate ATP and GSH depletion, ROS production, and lipid peroxidation in UVA-irradiated human keratinocytes, corresponding to inhibition of UVB-induced PARP and caspase 9 cleavage (84,85). These effects operated in conjunction with inhibition of inflammatory mediators such as COX-2, STAT-3, and NF-κB and angiogenic mediators such as HIF-1α and iNOS (86). In MG-63 cells, silibinin treatment reduced osteosarcoma invasiveness which was associated with inhibition of focal adhesion kinase, ERK1/2 activation, and uPA and MMP-2 expression (87). Similarly, in HT1080 cells, silibinin treatment activated p38 and JNK pathways and inhibited ERK and Akt pathways resulting in autophagy (88).

In breast cancer models, silibinin induced apoptosis in MCF-7 cells which synergized with inhibition of insulin growth factor receptor (IGFR) (89,90) and also inhibited metastasis of MDA-MB-231 cells (91). In addition, silibinin dose-dependently decreased expression of EGFR ligand-induced CD44, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate-induced MMP-9 and VEGF, as well as activation of ERK1/2 (92–94). Interestingly, silibinin induced reactive nitrogen species and ROS generation in MCF-7 cells (95). These phenomena translated to induction of tumor growth arrest and apoptosis in silibinin-treated HER-2/neu transgenic mice (96). In accordance with these findings, silibinin increased apoptosis and induced G2-M cell cycle arrest of A2780/taxol cells, enhancing their sensitivity to paclitaxel, which was associated with the downregulation of survivin and P-glycoproteins (97). In turn, mice xenografts with A2780 cells exhibited a

49

reduction in angiogenic activity in response to silipide (silibinin phytosomes) treatment as a consequence of downregulation of VEGF receptor 3 and upregulation of Ang-2 (98). Together, the abovementioned studies clearly demonstrated the broad spectrum chemopreventive and anticancer efficacy of silibinin. Next, we have focused on silibinin efficacy and mechanism of its action against prostate cancer cells.

MOLECULAR MECHANISMS FOR SILIBININ CHEMOPREVENTIVE EFFICACY AGAINST PROSTATE CANCERSilibinin has been shown to potently inhibit prostate cancer through targeting multiple cell signaling

pathways, decreasing proliferation, inducing apoptosis, and inhibiting invasion, metastasis, and angiogenesis. The specific molecular targets of silibinin that induce broad-spectrum efficacy against prostate cancer are summarized in Fig. 2.

SILIBININ EFFECTS ON CELL SIGNALING IN PROSTATE CANCER CELLSSilibinin has been shown to disrupt several signaling pathways known to be important in the

development and progression of prostate cancer. Treatment of prostate cancer cells with silibinin abrogated constitutive activation of STAT-3 in DU145 cells (99), disrupted EGFR signaling in LNCaP and DU145 cells (100,101), targeted IGFR signaling in PC3 cells (102), the Wnt/β-catenin pathway in PC3 and DU145 cells (103), and AR signaling in LNCaP cells both directly by reducing nuclear localization of the receptor (104) and indirectly through downregulation of a co-activator, prostate epithelium-derived Ets transcription factor (105,106). Disruption of EGF signaling by silibinin in prostate cancer cells was associated with a decrease in secreted transforming growth factor-α and modulation of MAPK activity of both ERK1/2 and JNK1/2 (101). Disruption of the Wnt/β-catenin pathway involved modulation of a co-receptor, the low-density lipoprotein receptor-related protein-6 (LRP6) (103). Silibinin inhibited the promoter activity, mRNA, basal expression, as well as phosphorylation of LRP6 (103). Silibinin also dose-dependently induced mRNA for insulin-like growth factor-binding protein-3 (IGFBP-3) which translated into higher concentrations of IGFBP-3 in PC3 conditioned medium (102). In accordance with this finding, silibinin feeding of mice was found to upregulate both circulating plasma and tumor levels of IGFBP-3 and a decreased loss of differentiation in their tumors (36,107,108). Finally, silibinin was found in several studies to broadly alter NF-κB signaling (109,110). It inhibited the constitutive activation of NF-κB found in prostate carcinoma DU145 cells, decreasing IKKα kinase activity, the resultant ratio of phospho-IκBα to IκBα, and ultimately, the translocation of p50 and p65 NF-κB subunits to the nucleus (109).

SILIBININ INHIBITS PROLIFERATION OF PROSTATE CANCER CELLSMultiple studies have shown that silibinin inhibits prostate cancer cell proliferation (111–114). In

addition, mice fed with silibinin exhibited decreased tumor growth both in xenograft as well as transgenic models of prostate cancer (107,108,115–117). These phenomena were in part due to potent cell cycle arrest induced by silibinin in prostate cancer cells (111). Silibinin mediated G1 arrest in prostate cancer cells by modulating a plethora of elements in the cyclins–CDKs–CDKIs pathway: decreasing protein levels of cyclin D1, cyclin D3, cyclin E, CDK4, CDK6, and CDK2, and kinase activity of CDK2 and CDK4, increasing CDKIs Kip1/p27 and Cip1/p21, and sequestering cyclin D1 and CDK2 in the cytoplasm (108,111,113,118,119). In addition, silibinin induced a marked increase in Rb levels, principally in the hypophosphorylated retinoblastoma Rb/p107 and Rb2/p130, as well as a marked decrease in levels of the transcription factors, E2F3, E2F4, and E2F5 which altogether serves to inhibit cell cycle progression (113,118). Furthermore, silibinin mediated G2-M arrest by modulating the Chk2–Cdc25C–Cdc2/cyclin B1 pathway and decreasing levels of cyclin A, cyclin B1, both total and phosphorylated Cdc2, Cdc25B, and Cdc25C phosphatases, and inhibiting Cdc2 kinase activity (111,120,121). The inhibition of Cdc25C phosphatases combined with increased checkpoint kinase-2 phosphorylation resulted in the translocation of nuclear Cdc25C to the cytoplasm as a result of increased phosphorylation (111). This was accompanied by an increased binding with 14–3-3β (111). In addition, silibinin has been reported to inhibit both telomerase as well as DNA topoisomerase IIα activity in LNCaP and DU145 cells, respectively (105,122). Interestingly, both mitoxantrone and doxorubicin were found to synergize with silibinin in inhibiting prostate cancer cell proliferation (121,123), and cisplatin and carboplatin were found to synergize with silibinin in inducing G2-M arrest corresponding to potent downregulation of Cdc2, cyclin B1, and Cdc25c (124). Together, these findings suggest the potential for combinatorial treatments to arrest prostate cancer progression.

50

SILIBININ INDUCES APOPTOSIS IN PROSTATE CANCER CELLSStudies have shown that silibinin also initiates apoptosis in prostate cancer cells under certain treatment

conditions (99,107,108,124,125). The mechanism appeared to be a consequence of decreased Bcl-2 and survivin levels, caspase activation (caspases 3, 9, and 7), subsequent cytochrome c release from mitochondria, and ultimately apoptosis (99,107,108,124). Interestingly, mitoxantrone, doxorubicin, cisplatin, and carboplatin were each found to synergize with silibinin in inducing apoptosis in prostate cancer cells (121,123,124).

SILIBININ INHIBITS INVASION AND METASTASIS OF PROSTATE CANCER CELLSMultiple studies have revealed that silibinin initiates a shift of treated advanced prostate cancer cells

back into an epithelial phenotype and inhibits metastasis (110,116,117,126). It was reported that in PC3, PC3MM2, and C4-2B cells, silibinin upregulated E-cadherin on their cell surface, significantly inhibiting their migratory and invasive potential (126). This phenomenon appeared to be a result of downregulation of epithelial to mesenchymal transition (EMT) regulatory molecules Slug, Snail, phospho-Akt (ser473), nuclear β-catenin, phospho-Src (tyr419), and Hakai (126). This silibinin-induced increase in E-cadherin was also found in a transgenic adenocarcinoma of the mouse prostate (TRAMP) model in which silibinin decreased levels of MMPs, Snail, fibronectin, and vimentin translating into a reduction in cancer metastasis (116,117). Other studies found ARCaPM cells treated with silibinin exhibited decreased expression of major EMT regulators, the transcription factors ZEB1 and Slug, corresponding with decreased expression of EMT markers, vimentin and MMP-2, together translating into dose- and time-dependent reduction of invasion, motility, and migration (110,127). Along with MMP-2, silibinin has been found to inhibit MMP-9 expression in human prostate carcinoma cell lines (116,117).

SILIBININ EXHIBITS STRONG ANTI-ANGIOGENIC EFFICACY AGAINST PROSTATE CANCER CELLSTargeting angiogenesis is considered an important element in preventing the growth and progression of

solid tumors including prostate cancer. Silibinin was reported to inhibit angiogenesis, decreasing VEGF expression levels and tumor microvessel density in prostate tumors (107,108,116). This anti-angiogenic potential was supported in a study of TRAMP mice where silibinin feeding resulted in decreasing expression of platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM1)/CD-31, VEGF, VEGFR2, HIF-1α, and iNOS (117). This expression pattern corresponded to an increase in glucose and citrate use along with a concomitant decrease in lactate, cholesterol, and phosphatidylcholine levels in prostatic tumors of silibinin-fed TRAMP mice (128). Silibinin treatment of LNCaP and PC3 prostate cancer cells also inhibited their synthesis of HIF-1α both basally as well as induced by hypoxia (129).

CONCLUSIONSSilibinin, a flavonoid antioxidant derived from the milk thistle has been used for millennia to treat a

diverse set of ailments. In more recent times, as a product of this long-term historical usage and aforementioned antioxidant chemistry along with protective properties identified in several other flavonoids, silibinin has been investigated in a host of cancer models. In these studies, silibinin has been found to possess multifactorial anti-cancer efficacy, operating on a broad array of signaling and regulatory mechanisms in diverse milieus. Specifically in regards to prostate cancer, silibinin has been shown to alter cell proliferation, apoptosis, EMT, invasion, metastasis, and angiogenesis. These effects of silibinin have the potential to impact prostate cancer progression encompassing the full range of clinical disease presentation from initial cellular dysfunctions in incipient lesions to advanced metastatic tumors. However, further investigations to confirm the mechanisms of silibinin effect on the prostate cancer microenvironment, as well as to elucidate its efficacious delivery and clinical usage are still needed. Taken together, the evidence provides strong support for the promise of silibinin as a candidate prostate cancer chemopreventive agent.

[Силибинин и его гепатопротекторное действие с точки зрения токсиколог].Силибинин является наиболее активным компонентом комплекса флавоноидов -силимарин

содержащиеся в плодах расторопши пятнистой (Sylibum marianum). Механизм его действия сложен и крайне полезна для защиты гепатоцитов. С одной стороны это соединение блокирует проникновение различных токсинов (например amanitin) в гепатоцитах, не позволяя таким образом

51

за гибель клеток, а с другой стороны, это предотвращает апоптоз через внутриклеточные. Он защищает печень от окислительного внутриклеточных свободных радикалов за счет повышения активности фермента супероксиддисмутазы и пероксидазы, а также за счет увеличения концентрации глутатиона и активности пероксидазы. Силибинин, который укрепляет и стабилизирует клеточные мембраны, тормозит синтез простагландинов, связанных с перекисного окисления липидов и способствует регенерации печени путем стимуляции синтеза белка и влияния на производство новых гепатоцитов. Особенно интересная тема с точки зрения токсиколог является применение силибинин в Amanita phalloides отравления. Клинические испытания, проводимые в этом отношении являются очень обнадеживающими. На другие полезные применения силибинин в терапии алкогольного цирроза печени. Данные показывают, что использование силимарин приводит к значительному снижению в печени смертность, и даже сокращение числа пациентов с энцефалопатией в процессе заболевания. Применение силибинин выходит за рамки заболевания печени и расширяется в направлении рака и даже диабет. Что интересно, так это тот факт, что вещество растительного происхождения, происходящие в окружающей среде настолько сильная, благоприятная, выгодно и разнонаправленное. Наука способствовала повышению биодоступности силибинин, делая ее более эффективной.

Przegl Lek. 2012;69(8):541-3.[Silibinin and its hepatoprotective action from the perspective of a toxicologist].[Article in Polish]Kostek H1, Szponar J, Tchórz M, Majewska M, Lewandowska-Stanek H.Author information 1Samodzielny Publiczny Szpital Wojewódzki im. Jana Bozego w Lublinie, Regionalny Ośrodek

Toksykologii Klinicznej.AbstractSilibinin is the most active component of a complex of flavonoids -silymarin contained in fruit milk thistle

(Sylibum marianum). Its mechanism of action is complex and highly beneficial in protecting hepatocytes. On the one hand this compound blocks the penetration of various toxins (for example amanitin) into the hepatocytes not allowing in this way for the cell death and on the other hand, it prevents apoptosis through intracellular. It protects the liver from oxidative intracellular free radicals by increasing the activity of enzyme superoxide dismutase and peroxidase, as well as by increasing the concentration of glutathione and the activity of the peroxidase. Silibinin strengthens and stabilizes the cell membranes, inhibits the synthesis of prostaglandins associated with the lipid peroxidation and promotes regeneration of liver through the stimulation of protein synthesis and effect on the production of new hepatocytes. A particularly interesting topic from the perspective of a toxicologist is the application of silibinin in Amanita phalloides poisoning. Clinical trials conducted in this respect are very encouraging. The other beneficial application of silibinin is in therapy of the alcoholic liver cirrhosis. The evidence shows that the use of silymarin leads to a significant reduction in liver-related mortality and even reduction in the number of patients with encephalopathy in the course of the disease. Application of silibinin goes beyond liver disease and expands in the direction of cancer and even diabetes. What is interesting is the fact, that the substance of herbal origin occurring in the environment is so strong, favorable, beneficial and multidirectional. Science has contributed to improving the bioavailability of silibinin thus making it more effective.

Силимарин в профилактике и лечении заболеваний печени и печени первичный рак.При хронических заболеваниях печени, вызванных окислительным стрессом (алкогольные и

безалкогольные жировой болезни печени, лекарственных и химически индуцированной печеночной токсичности), антиоксидантные препараты, такие как силимарин может иметь положительный эффект. Цирроз печени, неалкогольная жировая дистрофия печени и стеатогепатит являются факторами риска гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК). Инсулинорезистентности и окислительного стресса, основные патогенетические механизмы, ведущие печеночной клетки травмы у этих больных. На силимарин оказывает мембраностабилизирующая и антиоксидантная активность, способствует регенерации гепатоцитов; кроме того, она уменьшает воспалительные реакции и

52

тормозит фиброгенеза в печени. Эти результаты были созданы экспериментальные и клинические испытания. По данным открытых исследований долгосрочного администрации силимарин значительно увеличилась выживаемость пациентов с алкогольной индуцированного цирроза печени. На основе результатов исследований с использованием методов молекулярной биологии, силимарин может значительно уменьшить опухоль клеточной пролиферации, ангиогенеза, а также инсулинорезистентность. Кроме того, он оказывает анти-атеросклеротическим действием, и подавляет фактор некроза опухоли-Альфа-индуцированных производство белков и экспрессии мРНК за счет молекул адгезии. В химические эффект силимарина на ГЦК создана в нескольких исследованиях с использованием in vitro и in vivo методами; он может оказывать благотворное влияние на баланс выживаемость клеток и апоптоз, вмешиваясь цитокинов. В дополнение к этому, противовоспалительное действие и тормозящее влияние силимарина на развитие метастазов также были обнаружены. В некоторых опухолевых заболеваний силимарин может быть применен в качестве адъювантной терапии.

Curr Pharm Biotechnol. 2012 Jan;13(1):210-7.Silymarin in the prevention and treatment of liver diseases and primary liver cancer.Féher J1, Lengyel G.Author information 12nd Department of Medicine, Semmelweis University, Budapest, Hungary.AbstractIn chronic liver diseases caused by oxidative stress (alcoholic and non-alcoholic fatty liver diseases, drug-

and chemical-induced hepatic toxicity), the antioxidant medicines such as silymarin can have beneficial effect. Liver cirrhosis, non-alcoholic fatty liver and steatohepatitis are risk factors for hepatocellular carcinoma (HCC). Insulin resistance and oxidative stress are the major pathogenetic mechanisms leading the hepatic cell injury in these patients. The silymarin exerts membrane-stabilizing and antioxidant activity, it promotes hepatocyte regeneration; furthermore it reduces the inflammatory reaction, and inhibits the fibrogenesis in the liver. These results have been established by experimental and clinical trials. According to open studies the long-term administration of silymarin significantly increased survival time of patients with alcohol induced liver cirrhosis. Based on the results of studies using methods of molecular biology, silymarin can significantly reduce tumor cell proliferation, angiogenesis as well as insulin resistance. Furthermore, it exerts an anti-atherosclerotic effect, and suppresses tumor necrosis factor-alpha-induced protein production and mRNA expression due to adhesion molecules. The chemopreventive effect of silymarin on HCC has been established in several studies using in vitro and in vivo methods; it can exert a beneficial effect on the balance of cell survival and apoptosis by interfering cytokines. In addition to this, anti-inflammatory activity and inhibitory effect of silymarin on the development of metastases have also been detected. In some neoplastic diseases silymarin can be administered as adjuvant therapy as well.

Антиметастатическая эффективность силибинин: молекулярные механизмы и терапевтический потенциал против рака.

Рак является серьезной проблемой здравоохранения во всем мире. Усилия исследователей в последние несколько десятилетий были успехи в обеспечении более качественного и эффективного лечения против обоих ранней стадии и локализации рака, но клинические варианты против прогрессирующей метастатической стадии/s рака по-прежнему ограничены. Высокий уровень заболеваемости и смертности в большинстве раков объясняется их метастатическое распространение в отдаленные органы. Из-за его высокой клинической значимости, метастазов была тщательно изучена и теперь понял, как сильно сложное биологическое событие, которое включает в себя несколько этапов, в том числе приобретение инвазивности, рак клетки, intravasation в кровеносную систему, выживание в обращении, арест в микроциркуляторном русле, транссудации, и рост в отдаленные органы. Возрастающее понимание молекулярных основ этих событий предоставил отличную возможность целевой метастазов, особенно через нетоксичен и биологически эффективные нутрицевтики. Силибинин, популярная пищевая добавка, изолированных из семян расторопши пятнистой, экстракты, является одним из таких природных

53

агент, который показал, биологическая эффективность через плейотропные механизмы против различных видов рака, и в настоящее время в клинических испытаниях. Последние доклинические исследования также показали сильную эффективность силибинин целевой раковые клетки мигрируют и инвазивных характеристик, а также их способность к метастазированию в отдаленные органы. Подробный механистический анализ показал, что силибинин цели сигнальных молекул, участвующих в регуляции epithelial-to-mesenchymal transition, активация протеаз, адгезию, подвижность, инвазивность, а также благоприятной опухоли микроокружения компонентов, тем самым ингибирования метастазирования. В общем, долгая история использования человеком, замечательным нетоксичности, и доклинической эффективности настоятельно пользу клинического применения силибинин против передовых метастатического рака.

Cancer Metastasis Rev. 2010 Sep;29(3):447-63. doi: 10.1007/s10555-010-9237-0.Antimetastatic efficacy of silibinin: molecular mechanisms and therapeutic potential against cancer.Deep G1, Agarwal R.Author information 1Department of Pharmaceutical Sciences, School of Pharmacy, University of Colorado Denver,

Aurora, CO 80045, USA.AbstractCancer is a major health problem around the world. Research efforts in the last few decades have been

successful in providing better and effective treatments against both early stage and localized cancer, but clinical options against advanced metastatic stage/s of cancer remain limited. The high morbidity and mortality in most of the cancers are attributed to their metastatic spread to distant organs. Due to its extreme clinical relevance, metastasis has been extensively studied and is now understood as a highly complex biological event that involves multiple steps including acquisition of invasiveness by cancer cells, intravasation into circulatory system, survival in the circulation, arrest in microvasculature, extravasation, and growth at distant organs. The increasing understanding of molecular underpinnings of these events has provided excellent opportunity to target metastasis especially through nontoxic and biologically effective nutraceuticals. Silibinin, a popular dietary supplement isolated from milk thistle seed extracts, is one such natural agent that has shown biological efficacy through pleiotropic mechanisms against a variety of cancers and is currently in clinical trials. Recent preclinical studies have also shown strong efficacy of silibinin to target cancer cell's migratory and invasive characteristics as well as their ability to metastasize to distant organs. Detailed mechanistic analyses revealed that silibinin targets signaling molecules involved in the regulation of epithelial-to-mesenchymal transition, proteases activation, adhesion, motility, invasiveness as well as the supportive tumor-microenvironment components, thereby inhibiting metastasis. Overall, the long history of human use, remarkable nontoxicity, and preclinical efficacy strongly favor the clinical use of silibinin against advanced metastatic cancers.

Раковые метастазыРак является одной из основных проблем общественного здравоохранения в Соединенных Штатах

и других частях мира. По данным американского общества рака, в общей сложности 1,479,350 новых случаев рака и 562,340 смертей от рака, по оценкам, происходит в Соединенных Штатах в 2009 году [1]. Хотя был достигнут прогресс в снижении онкологической заболеваемости и смертности, а также улучшение выживания, рак по-прежнему приходится больше смертей, чем болезни сердца у лиц моложе 85 лет [1]. Заболеваемость и смертность от рака в основном определены стадии его диагностики. Например, в случае рака предстательной железы пациентов, диагностированных на ранней стадии заболевания с только локализованные рост раковой опухоли 5-летняя выживаемость высока и близка к 100% [2-4]. Однако, в поздней стадии рака предстательной железы пациентов, когда болезнь распространилась на отдаленные органы, медиана выживаемости больных уменьшилась до 12-15 месяцев [2-4]. Тенденция раковых клеток распространяться в отдаленные органы в теле известен как "метастазы" и считается причиной более чем 90% связанных с раком смертей [5-7]. Большинство пациентов с метастатической болезни отвечать только transitely обычные процедуры и, в конечном счете, поддаться этой болезни. Из-за его высокой клинической значимости, биологические основы метастазирования были широко изучены [5,8-10].

54

Метастаз теперь известен как чрезвычайно сложный, многоэтапный и многофункциональный биологических событий, что в конечном итоге приводит к смерти онкологических больных [5,6,11]. Во метастазы, раковые клетки приобретают подвижность, вторгнуться локально и войти в системное кровообращение (intravasation), выжить в обращении, арест в микроциркуляторном русле и впоследствии extravasate и расти в отдаленные органы (Рис. 1) [2,9,12,13]. В этот сложный феномен раковых клеток, распространение, приобретение подвижности и инвазивности первые крупные мероприятия, во время которых раковые клетки пролил много их эпителиальных характеристики, претерпевают резкое cyotskeletal изменений и приобрести весьма подвижных и инвазивный фенотип мезенхимальных [14,15]. Эти серии изменений в раковых клетках были назвать как epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) и напоминает высококонсервативных и фундаментальный процесс EMT, что происходит во время раннего эмбрионального развития [10]. Роль ЕМТ в прогрессирование рака была создана хорошо сейчас, и предполагается, что неотъемлемым компонентом метастазирования раковых клеток [15]. Далее, подвижных и инвазивных раковых клеток в первичной опухоли отсоединить, вторгнуться и intravasate в кровь или лимфатическую систему кровообращения (Рис. 1). В обращении, раковые клетки взаимодействуют с тромбоцитов и лейкоцитов создать агрегатов или эмболии, которые защищают их от напряжения сдвига, а также иммунного ответа организма (Рис. 1) [13,16,17]. Формирование этих агрегатов путем раковые клетки также поддержка их оседая в капиллярах отдаленные органы, транссудации и первоначального роста на отдаленный орган узла (фиг. 1) [9,18]. После создания в отдаленных метастатических сайта, многие раковые клетки, подводим итоги дифференцированного фенотипа первичной опухоли посредством процесса, называемого мезенхимальных-эпителиальный переход (MET) [8,15]. Таким образом, важные шаги, которые дают метастазы представляется обратимым, указывающие на наличие динамической компоненты в человеческой опухолевой прогрессии.

Особенностью раковых клеток является их склонность к метастазированию для конкретного органа/s [19]. Например, клетки рака простаты, в основном, метастазировать в кости; дополнительно клеток рака толстой кишки часто распространился печени; рак легких клетки оседают в надпочечники, печень, мозг и кости; меланом мигрируют в печень, мозг и кожу; и клетки рака молочной железы метастазируют преимущественно легких и костей. Более века назад, Стивен Paget впервые сообщил non-random pattern метастазирования раковых клеток в некоторых органах при анализе протокола патологоанатомического вскрытия 735 женщин, которые перенесли рак молочной железы [13,19]. Он предложил “семян и почвы гипотеза”, в которой он сравнил метастазирование раковых клеток в расселении семян растений. Он постулировал, что семена (‘раковых клеток) может расти только в благоприятной почвы ("удельный отдаленный орган микроокружения’). Согласно этой теории, аминокислоты, клетки рака, как рак молочной железы, простаты и легких, обладают определенными внутренними свойствами, которые позволяют им расти в кости; и костного микроокружения предоставляет благодатную почву для их роста. Эта теория, на которой размещены основной акцент на совместимости между метастатические раковые клетки и их микросреду, было оспорено Джеймс Юинг, кто в качестве альтернативы предложил метастатическим склонность раковых клеток-это, в основном, продиктовано кровообращения структуры, и, что метастазирования раковых клеток осядут в орган/s, к которым они имеют максимальный сосудистого доступа [19]. Последующий анализ структуры метастатического распространения показал, что, хотя региональные рецидивов во многом зависит от эффективности сосудистой перфузии, отдаленных метастатических рецидивов для большинства раков-это не случайное явление, без корреляции с анатомически определенных рисунков лимфатическим или гематогенным кровообращения [20,21]. Например, Batson и др. показали, что позвоночной венозной системы позволяет раковые клетки от области таза и груди, чтобы обойти легочного кровообращения, и может быть ответственным за высокой склонности молочной железы и простаты раковых клеток, чтобы произвести метастазов в осевой скелет [22,23]. Однако, это объяснение само по себе не объяснить высокую частоту метастазирования этих раковых клеток на другие кости и органы. Последние молекулярные исследования позволили выявить уникальные генетические подписи в раковые клетки, которые опосредуют их орган-специфической картины метастатического колонизации [11,24-26]. Таким образом, Paget's “семян и почвы гипотеза” имеет по-прежнему

55

преобладали, и в настоящее время молекулярные детерминанты как семени и почвы (опухоли и ее микроокружения) тщательно расследованы.

Сейчас хорошо известно, что взаимодействие между раковых клеток и их микроокружения является критически важным для каждого шага прогрессирование рака, в том числе их метастазов [9,27]. Успех метастазов считается зависимым от накопительного способность раковых клеток адекватно реагировать на различные микросреды на каждой ступени метастатического каскада, начиная от первичного опухолевого роста до конечного метастатического узла (фиг. 1). Опухоли микроокружения состоит из разнообразных клеточных популяций, включая эндотелиальные клетки крови и лимфы, стромальных фибробластов и разнообразные стволовыми клетками (BMDCs), включая макрофаги, миелоидного, производный супрессоров-клеток, моноцитов и мезенхимальных стволовых клеток. Эти обширные разнообразные клетки играют важную роль в росте опухоли, ангиогенеза, инвазии, intravasation, иммуно-супрессии и отдаленного метастатического роста [9]. Кроме этих клеток, в отдаленное место, раковые клетки и взаимодействуют с местными клеточных компонентов, неизменно в свою пользу. Например, после экстравазации в кости, клетки рака молочной железы взаимодействуют с остеокластов и стимулировать их активность остеокластов в сторону большей резорбции костной ткани [13]. Местные костной резорбции debulks кости, тем самым обеспечивая пространство для раковых клеток, а также релизы выживания факторы и факторы роста, стимулирующие пролиферацию клеток рака молочной железы в свой новый дом [13]. Последние исследования показывают, что взаимодействие между раковые клетки и их микросреду, не нужно быть локальным событием, и связи между раковыми клетками и их далекие сайта микроокружения может произойти еще до фактического метастазирования [28,29]. Каплан et al.. показал, что раковых клеток в начальной сайта секретируют факторы, которые мобилизации из костного мозга производные гемопоэтических прогениторных клеток (HPCs) создать благоприятные ниши (называется как "premetastatic нишу") на целевой отдаленные органы до прибытия метастатических раковых клеток [28]. Однако, некоторые другие исследования опровергают эту роль первичной опухоли и в метастазах и указывают, что наличие первичных опухолей, угнетает метастазирование, в то время как удаление первичной опухоли способствует метастатического роста [30,31]. Эти разрозненные исследования предполагают, сложность метастазов рака, а также нужны дополнительные исследования, чтобы четко понимать динамическое взаимодействие между раковыми клетками и их микроокружением.

Это сейчас в основном принято, что суб-популяции раковых клеток, называемых "раковых стволовых клеток (ЦОК)" в первую очередь ответственность за инициирование и рост большинства видов рака [32,33]. Последние исследования показывают, что стволовые клетки населения не только поддерживает его рост, а также неоднородности первичной опухоли, дерегулирование баланс между "самообновлению" и "дифференциация", но и их распространению в окружающие ткани, а также отдаленные органы [7,33,34]. Считается, что только рак стволовых клеток обладают необходимой генетической пластичности адаптироваться к постоянно меняющимся микроокружения в ходе различных этапов метастазирования. Этот аргумент подтверждается тем, что только минуту популяции циркулирующих раковых клеток (вероятно, менее чем 0,01%) имеет возможность создать успешное метастазов [9,35,36]. Кроме того, было предложено, что ЕМТ в раковые клетки не только обеспечивает подвижность и инвазивность, но также увеличивает стволовых клеток-как характеристика метастазирования клеток [7,8,37]. Точная роль раковых стволовых клеток или стволовых клеток в метастазах еще в стадии обсуждения, но это понятие еще более усиливает степень сложности этого биологического феномена.

Как изложено выше, метастазирование представляет собой чрезвычайно сложное явление и имеет решающее значение в наши усилия, чтобы снизить связанные с раком заболеваемости и смертности; однако лечении больных с заранее метастатической стадии остается большой проблемой. В настоящее время, химиотерапия, лучевая терапия, гормональная терапия, биологическая терапия, хирургия или комбинация этих методов лечения используется для лечения стадии онкологических больных. Но в большинстве случаев эти процедуры либо самостоятельно, либо в комбинации обеспечивают лишь незначительное или нет преимущества в выживаемости [38-40]. Клиническая эффективность большинства этих методов лечения сдерживается тем, что в

56

процессе метастазирования раковых клеток распространяться на различные органы, которые, кстати, также вызывают большее системной токсичности. Далее, текущей диагностики имеют ограниченные возможности для выявления степени и распространения микро-метастазов в организме, тем самым, делая его практически невозможно полностью wipe-out метастатических клеток из организма. Кроме того, из-за значительной токсичности, применение современных терапевтических режимов ограничено возраста пациента или здоровье в целом, и в таких ситуациях пациенты имеют ограниченные варианты лечения, если нет. Не только текущей терапии недостаточная эффективность, стоимость этих процедур непомерные подвергая тяжким бременем на государственную казну. Финансовой стороне лечения заранее метастатической стадии заболевания относительно критической в развивающихся странах со скудными ресурсами, и большинство процедур остаются вне досягаемости пациентов [41,42]. В целом, неэффективность, значительную токсичность вопросы и непомерные затраты, связанные с текущей лечение режимов спрос по-новому взглянуть на наши подходы к лечению расширенным метастатической стадии рака.

Растет число доказательств того, что нутрицевтические препараты являются важными в профилактике и вмешательству рак [43-48]. Есть свидетельства, что пищевые/не пищевые агенты и стиль жизни не только определить случаи рака, но также может повлиять на рост и прогрессирование или агрессивность раковых клеток [43,49-52]. Использование нутрицевтиков агентов в профилактике и вмешательства метастазирования является очень привлекательным, основываясь на фактах, что эти агенты уже в человека и имеют ограниченный или нет-токсичность вопросы; направленные на различные события, связанные с метастазами через несколько механизмов, тем самым ограничивая риск развития резистентности раковых клеток; и сравнительно экономичной и может быть использован, практически, даже у пожилых пациентов или у пациентов с нарушениями здоровья. В целом, список нутрицевтики агентов с эффективность против метастазов рака неуклонно растет, и лишь немногие из этих средств уже поступила в клиническую фазу [44,53-56]. Фокус представить отзыв на антиметастатических эффективность одного из таких нутрицевтиков агента, а именно: Силибинин (Рис. 2).

Силибинин: Source, метаболизм, биодоступность и анти-рак эффективностиСилибинин (C25Ч22O10, молекулярный вес, 482.44), изолированные из семян Silybum marianum (L.)

Gaertn (Asteraceae), который известен также как расторопша пятнистая. Расторопши экстракт имеет многовековую историю использования в народной медицине для лечения различных заболеваний, в том числе желтуха, желчнокаменная болезнь, кровотечение, бронхит, варикозное расширение вен, и для несколько других целей. В последнее время более популярны для профилактики и/или лечения различных заболеваний печени, как вирусный гепатит, жировая дистрофия печени, связанных с долгосрочным употребление алкоголя, поражения печени от лекарств и промышленных токсинов, таких как четыреххлористый углерод [48,57]. Он также считается мощным противоядием от отравления смерть cap mushroom (Amanita phalloides) [57,58]. Немецкая комиссия Е рекомендует его использовать для диспепсических жалоб и заболеваниями печени, включая токсин-индуцированного повреждения печени и циррозом печени, а также в качестве поддерживающей терапии при хронических воспалительных заболеваниях печени условий [59]. Выдержка thistle молока или силибинин в настоящее время не одобрен для любого медицинского применения в США, но продается в качестве пищевой добавки; он является одним из наиболее часто продаются продукты растительного происхождения в Соединенных Штатах [59].

Стандартизированные расторопши экстракт содержит примерно 70-80% определяется флавоноиды и flavonolignans (вместе известные как "силимарин"), и примерно 20-30% химически undefined фракций, компрометирующие, в основном, полифенолов и алифатических жирных кислот (---). Силибинин является основным компонентом силимарин комплекс и составляет около 50-60% в зависимости от рецептуры [60]. Силимарин считается преимущественно конъюгированного и экскретируется в желчь и мочу, и, кажется, есть минимальный фазы I метаболизма; однако, существуют ограниченные данные предлагая роль для фазы II метаболических путей и транспортеры [61-63]. Фармакокинетические анализ силимарин (силибинин, где является основной активной составляющей) дано здоровых добровольцев показало, что флавоноиды, присутствующие в нем быстро метаболизируется их конъюгатов, таких как сульфаты и glucuronides, и могут быть

57

обнаружены в плазме крови [61]. Он также отметил, что конъюгированная силибинин метаболитов были медленнее ликвидации по сравнению с бесплатным силибинин [61]. Теперь подтверждается, что силибинин состоит из 1:1 смесь двух диастереомеров силибин и силибин B [60]. Последние метаболических исследований показано, что силибин Б более эффективно glucuronidated по сравнению силибин A предлагая стереоселективность в их метаболизма [61].

Силибинин, как известно, имеет низкую биологическую доступность из-за двух основных причин, а именно он имеет мульти-кольцевой структуры (Рис. 2), Что является слишком большой, чтобы быть всасывается путем простой диффузии и, что силибинин, имеет плохую Совместимость с маслами и других липидов, серьезно ограничивающие ее способность пересечь липидов, богатых внешней мембраны энтероцитов тонкой кишки [64]. Таким образом, уже было предпринято несколько попыток подготовить силибинин формулировки, чтобы увеличить его биодоступность [65-67]. В связи с этим, силибинин был в комплексе с фосфатидилхолина, этот препарат известен как " Silipide’ (торговая марка ‘Siliphos’). Фармакокинетические исследования у здоровых испытуемых наглядно показали выше, поглощение силибинин в плазме и печени от siliphos сравнить с обычными силибинин [65,68]. Siliphos испытания в рак предстательной железы и рак толстой кишки пациентов также показали высокую плазме, биодоступность [55,56,69]. Сравнительный анализ двух клинических исследований показали высокую биодоступность силибинин в толстой ткани, но бедный уровней в ткани предстательной железы [55,69], предполагая, что органы специфические различия в силибинин биодоступность после перорального приема. Недавно, биодоступность силибинин сообщили быть значительно повышена при введении в бигль собаки как силибинин-nanosuspensions [67]. Это исследование также предполагает, что усвоение и биодоступность силибинин может быть дополнительно повышена за счет изменения Размер наночастиц [67]. В целом, последние усилия в направлении увеличения биодоступности силибинин являются перспективными и обнадеживающими.

Анти-рак эффективности силибинин отчетливо видно из опубликованных отчетов от различных раковых заболеваний в последние два десятилетия, которые были, в основном, за счет целевых пролиферация, апоптоз, воспаление, ангиогенез и метаболизм раковой клетки (сведены в табл. 1). Силибинин, как известно, активизирует клеточный-check points и циклин-зависимые киназы, ингибиторы (CDKIs), снижение уровней как cyclins и Cdk, и, чтобы вызвать сильные арест клеточного цикла раковых клеток [70-72]. Силибинин также цели CDK-CDKI взаимодействия киназы CDK, фосфорилирование Rb, и E2Fs в раковых клетках [70,71,73]. Силибинин стимулирует апоптоз техники (внешние и внутренние) и индуцирует апоптоз смерти в различных раковых клеток [74-78]. Силибинин обладает также сообщается, обладают замечательным анти-ангиогенных эффективность за счет целевых VEGF, VEGF-рецепторов и iNOS [79-81]. Кроме того, силибинин сообщается целевой массив клеточных сигнальных путей и молекул, включая EGFR, MAPKs, ДП-1, HIF-1α, статистики, PI3K/Akt, β-катенин, IGF-IGFBP3, NF-b, COX2 и т.д.; И эти молекулярные изменения достижению большинство силибинин " биологические эффекты [82-89]. Последние исследования наглядно показали, что силибинин также обладает сильными анти-инвазивных и антиметастатических эффективность против различных видов рака, и эти исследования наряду с механистической подробно обсуждаются далее.

Детали из широкого спектра антиметастатических эффективность силибининСуществуют многочисленные исследования, которые указывают на широкий спектр эффективности

силибинин в ингибирования метастазирования рака. Эти исследования подробно ниже:Рак предстательной железыМы сначала сообщили, анти-метастатический потенциал силибинин в бродяга (трансгенных

Аденокарциномы мыши простаты) мышей, которые наиболее часто используются доклинических модель для оценки in vivo эффективность противораковые химические и лечебные средства против рака предстательной железы. В этой модели мышей спонтанное развитие прогрессивных стадиях рак предстательной железы, которое определяется выражением SV40 ранних генов (T/t; Tag), а именно в простатического эпителия. У этих мышей всех этапах человеческого рака простаты, пересматривали с раннего поражения предстательной интраэпителиальной неоплазии (ПИН) на поздней стадии метастатической аденокарциномы. Мы сообщали, что силибинин кормления (как

58

siliphos) в течение 11 недель (20-31 недель бродяга самцов мышей в возрасте) сильно тормозит прогрессирование пальца в продвинутых стадиях рака предстательной железы [90]. Главное, в этом исследовании, силибинин кормления сильно угнетал местных инвазии клеток рака предстательной железы в семенные пузырьки [90]. Далее, феноменальный антиметастатических эффект силибинин сообщили отсутствие вторичных опухолей в отдаленные органы (печень и почки) в силибинин кормили мышей [90]. Сильные антиметастатических эффективность силибинин в мышей TRAMP модель была также очевидно, там, где силибинин был подан в стадии определенным образом [80]. Это исследование показало, что бродяга мышей развитие отдаленных метастазов между 12-20 недели, возраста и количества метастатических поражения возрастает с увеличением возраста мышей [80]. Однако, в этом исследовании, силибинин кормления в течение 12-20 недель (возраст бродяга мышей) значительно ингибирует легочных метастазов; он также сильно уменьшились метастазы в печени, легких и почек при скармливании между 20-30 и 30-45 недель мышей TRAMP возраста [80]. Эти два исследования четко установили прочные антиметастатических эффективность силибинин в клетки рака простаты in vivo.

Анти-миграционных и борьбе с инвазивными эффективность силибинин также зарегистрировано в многочисленные исследования культуры клеток [91-94]. Mokhtari et al.. сообщили, что силибинин лечения сильно тормозит миграционного потенциала, человеческого предстательной железы PC3 клеток [91]. В другом исследовании, Wu et al.. сообщается дозу-и зависимые от времени ингибирующее воздействие силибинин на перелетных и инвазивных характеристик высоко костного метастатического ARCaP(M) клеток [93]. Мы тоже наблюдали подобные сильный ингибиторный эффект силибинин на перелетных и инвазивный потенциал трех человеческих клеточных линий рака предстательной железы, а именно PC3, PC3MM2 и C4-2B клеток, заживления ран и вторжение палаты анализов, соответственно [94]. Главное, в этих исследованиях анти-инвазивных и анти-миграционных эффект силибинин была очевидна в концентрациях, где его цитотоксичность для клеток рака была минимальной [91,93,94].

Взаимодействие клеток матрица заменяет клеточных взаимодействиях во время EMT в раковых клетках и играет важную роль в росте, подвижности и инвазивности раковых клеток [14,15]. Силибинин лечения, как сообщается, существенно уменьшить адгезию PC3 клеток коллагена I типа [91]. Важно отметить здесь, что кости богаты коллагена I типа, поэтому взаимодействие клеток рака предстательной железы с I типа коллагена также актуально в отдаленных метастатических костных сайта. Силибинин лечения также ингибирует адгезию человеческого рака простаты PC3M клеток с ECM белков, гиалуроновой кислоты и фибронектина за счет целевых экспрессии трансмембранного белка CD44 и свой вариант формы CD44v7-10 [95]. Эти исследования показали, что силибинин лечения значительно ослабляет взаимодействие клеток рака предстательной железы и их компоненты ECM, который может негативно повлиять на их подвижность и инвазивность.

Как упоминалось ранее, клетки рака простаты имеют высокую склонность к метастазированию в кости [3]. При наличии костных метастазов рака предстательной железы клетки даже выразить гены, как остеокальцин, костный sialoprotein, osteopontin, RANK лиганд (RANKL), экспрессия которой обычно ограничен костных клеток [13,96]. Это явление называется ‘osteomimicry " и рассматривается как крайний усилий клетки рака простаты, чтобы адаптироваться к их микроокружения. Наши неопубликованные данные показали, что силибинин мог ориентироваться во многих osteomimicry связанных белков, таких как RANKL в клетки рака простаты. Когда-то поселились в кости, клетки рака простаты изменить хрупкий баланс костного ремоделирования замешаны два типа костных клеток, а именно osetoclasts (участвовал в костной деструкции) и остеобластов (участвует в формировании костной ткани) [12,13,96]. Рак предстательной железы клетки секретируют факторы, как RANKL, PTHrP (паратиреоидный гормон, связанных с пептид) и УПА (urokinase-type активатора плазминогена), которые участвуют в osetoclasts созревания и активации; тем самым способствуют минерализации костей и освобождения различных факторов роста, в том числе TGF-β, Фуи, BMP, PDGF и др [12,13,96]. Костной деструкции обеспечивает клетки рака простаты в начальной пространство расширить, и выпустила факторы роста способствуют предстательной железы выживаемость клеток и пролиферации. Эти факторы роста, выделяемые костной деградации и тех, выделяемый предстательной железы клеток, таких как эндотелин-1 (ET-1), BMP, Wnts, стимулировать созревание

59

остеобластов и формирование новой костной ткани [12,13,96]. Зрелые остеобласты также секретируют факторы роста, которые в дальнейшем стимулировать клетки рака простаты рост костной ткани [13,96]. В целом, этот порочный круг с участием простаты раковых клеток, остеокластов и остеобластов, способствует потери костной ткани, а также нанесение нового ‘woven Тип bone’ (неравномерное/незрелые/эмбриональные), и тем самым компромиссы здоровья костей и приводит к кости, осложнения рак предстательной железы. С момента возбуждения osteoclastogenesis является важным шагом в становлении рака простаты рост костей; адресности osteoclastogenesis была рассмотрена новая стратегия в отношении костных метастазов на клетки рака простаты. Главное, силибинин, как сообщается, значительно целевой osteoclastogenesis [97,98]. Ким et al.. сообщили, что силибинин лечения сильно тормозит RANKL-индуцированной osteoclastogenesis в предварительно остеокластов RAW264.7 клеток и костного мозга-производные моноцитов/макрофагов-клеток [97]. Это исследование также показало, что силибинин значительно снижает ФНО-α-индуцированных osteoclastogenesis в резорбционную клетки-предшественники из костного мозга [97]. Силибинин лечения также ингибирует osteoclastogenesis в клетках костного мозга инкубировали непосредственно с остеобласты в присутствии 1,25(OH)2D3 [97]. В проводимых нами исследований, мы отметили, что экспозиция RAW264.7 клеток, обусловленной массовой информации от клетки рака простаты повышает их активность остеокластов, а также количество дифференцированных остеокластов [98]. Однако, обусловлена массовой информации, собранной из силибинин предварительно обработанные клетки рака простаты (PC3, PC3MM2 и C4-2B) имеет значительно меньшую потенции индуцировать активность остеокластов или дифференциации остеокластов в RAW264.7 клеток [98]. Эти исследования ясно показывают, что силибинин лечения могут привести к изменению микроокружения опухоли в сторону снижения метастатического роста клеток рака предстательной железы.

Рак молочной железыРак молочной железы является одной из ведущих причин, связанных с раком заболеваемости и

смертности среди женщин [1]. В большинстве случаев рака молочной железы, смерть наступает из-за метастатическое распространение раковых клеток в отдаленные органы, в основном в костной ткани, печени, легких и мозга. Provinciali et al.. впервые изучено влияние силибинин лечения (в виде silipide) на развитие опухолей молочной железы у HER-2/neu трансгенных мышей [99]. В этих мышей, гиперэкспрессия HER-2/neu находится под контролем mouse mammary tumor virus промоутер, и этих мышей спонтанно развиваться опухоли в молочных железах в раннем возрасте. Исследования показали, что силибинин лечение задерживает развитие спонтанных опухолей молочной железы и снижает количество молочной опухолевых масс [99]. Главное, в этом исследовании, силибинин лечения значительно снижается процент мышей с легочными метастазами, а также средний размер легочных метастазов [99]. Это анти-рак эффективности силибинин в основном было связано с вниз-регулирование HER-2/neu выражение, и индукция стареющие, как рост ареста и апоптоза через р53-опосредованного пути [99]. В другом in vitro исследование, Lee et al.. сообщили, что силибинин лечения существенно тормозит PMA (phorbol 12-myristate)-индуцированной инвазивность MCF-7 клеток карциномы молочной железы человека [100]. Эти in vivo и in vitro исследования показали, что силибинин может эффективно ингибировать метастазирование клеток рака молочной железы.

Рак ЛегкихРак легких является наиболее распространенной причиной смерти от рака у мужчин и женщин по

всему миру. Клетки рака легких, как правило, метастазируют очень рано после их начального роста, и это одна из причин того, что рак легких-это очень угрожающий жизни рак, и одним из самых трудных для лечения рака. А рак легких может распространиться на любой орган в организме, определенных органов, как надпочечники, печень, мозг и кости являются наиболее распространенными сайты для рака легких метастазирования. Чэнь et al.. проанализировано влияние силибинин кормления на метастатический потенциал клеток карциномы легкого Льюис вводят sub-cutaneously у мышей линии C57BL/6 мышей-самцов [101]. Исследования показали, что силибинин лечения значительно уменьшается опухолевой массы, объема опухоли, а также метастазы в легких [101]. В другом исследовании, Чу et al.. показали, что силибинин лечение оказывает дозо - и время-зависимые ингибирующее действие на перелетных и инвазивный

60

потенциал человеческого рака легкого А549 клеток [102]. Эти исследования показали, что силибинин может эффективно работать в инвазивный и метастатический потенциал рака легких клетки.

ОстеосаркомаОстеосаркома является наиболее частой первичной злокачественной опухоли кости, и 80%

пациентов развивается остеосаркома легочных и печеночных метастазов. Сье et al.. показали, что силибинин лечения значительно снижает перелетных и инвазивный потенциал остеосаркома мг-63 клеток [103]. Силибинин лечения также ингибирует клей способность MG-63 клетки в направлении коллагена IV типа [103]. Дальнейшие исследования ждал, чтобы подтвердить in vivo антиметастатических эффективность силибинин против клеток остеосаркомы.

Рак Полости РтаПлоскоклеточный рак языка-это распространенная болезнь полости рта и эти раковые клетки, как

правило, метастазируют в лимфатические узлы шеи. Исследование Чэнь et al.. показали ингибирующее влияние силибинин на перелетных и инвазивный потенциал человеческий язык плоскоклеточная карцинома клеток in vitro [101]. Силибинин лечения также зависит от взаимодействия этих раковых клеток коллагена I типа [101]. Эти in vitro исследования еще должны быть подтверждены в in vivo модель метастазирования рака полости рта.

Механистические детали силибинин антиметастатических эффективностиСилибинин целей большинство метастатических событий показано на рис. 1, и в этом разделе у

нас есть подробная возможные механизмы, которые способствуют сильные антиметастатических эффективность силибинин.

Силибинин цели ЕМТ в раковые клеткиEMT-динамично, многоступенчатый и весьма скоординированный процесс, который включает в

себя потерю внутриклеточного перекрестков, нарушение опухоли базальной мембраны, активация и перестройка цитоскелета в результате чего повышается подвижность и освобождения от родительских клеток эпителиальной ткани [8,15]. Молекулярные основы EMT является очень сложным и включать в себя несколько взаимосвязанных путей и сигнальных молекул, в том числе факторов роста, рецепторов тирозинкиназ, ПАЗ, NF-b, РАН надсемейство малых Гтфаз, catenins и интегринов [8,14,15]. Однако, большинство этих путей сходятся вместе, чтобы вниз-регулировать экспрессию эпителиальных молекул Е-кадгерина [104]. E-кадгерина является трансмембранный гликопротеин с внеклеточный домен, который взаимодействует с E-кадгерина молекулы на соседних клеток и внутриклеточного домена, связанного с multi-белковый комплекс, состоящий из трех catenins (α, β и p-120) [104]. β-катенин плотно связывается с цитоплазматическим доменом Е-кадгерина и через α-катенин к актина микрофиламентная сеть цитоскелета [104]. В целом, этот комплекс имеет важное значение в регуляции клеточно-клеточной адгезии, клеточной полярности и формы клеток. Потеря E-кадгерина освобождает β-катенин от мембранных бассейн, таким образом, делая его доступным для ядерной сигнализации, которая, как известно стимулировать пролиферацию раковых клеток, инвазивность и EMT [105]. Таким образом, снижение экспрессии E-кадгерина выражение представляет собой определяющий шаг в дестабилизации эпителиальных архитектуры, и регулируется посредством сочетания генетических, эпигенетических, транскрипционном и пост-транскрипционном механизмов [14]. Основные транскрипционной repressors Е-кадгерина являются zinc finger членов семьи Snail и Slug, basic helix-loop-helix факторов E47 и Твист, и с двух рук, цинка факторов ZEB1 и SIP1 [14]. Этих транскрипционных факторов рассматриваются индукторов EMT и важны в метастазы рака [14]. Потеря эпителиальных характеристики во время EMT сопровождается также повышением экспрессии мезенхимальных маркеров, таких как cyotskeletal белков vimentin, актин гладких мышц, γ-актина, β-filamin и компонентов внеклеточного матрикса, таких как фибронектин и коллаген прекурсоров [15]. В upregulation эти белки способствуют pseudopod формирования и cyotskeletal ремоделирования рака клеточной подвижности и инвазии [15].

Из-за критической важности EMT при метастазах рака, адресности EMT считается интересную возможность предотвращению раковых клеток от приобретения подвижности и инвазивности. Силибинин был широко сообщалось целевой EMT через содействие эпителиальных характеристики при этом значительно ингибирования экспрессии мезенхимальных маркеров (Рис. 3) [80,90,92,93].

61

Мы сообщали, что в бродягу мышей с увеличением возраста и стадии заболевания клетки рака простаты все чаще экспресс мезенхимальных маркеров/регуляторы в то время как потери экспрессии эпителиальных маркеров [80]. Например, на PIN этапе, E-кадгерина выражения была высокой и была локализована на межклеточные соединения, в то время как выражение его транскрипционный репрессор Улитка-1 был низким, однако с прогрессированием заболевания слабо дифференцированной стадии, E-кадгерина выражение было потеряно, в то время как ядерная экспрессия Snail-1 была увеличена, предполагая, EMT в ходе прогрессии опухоли простаты в этой модели [80]. Важно, что экспрессия Е-кадгерина была значительно выше в опухолевой ткани мышей, получавших 1% силибинин в диете и, что соответствовало низкой патологической степени заболевания у этих мышей [80]. Кроме того, силибинин лечения значительно снижается Улитка-1 и фибронектин выражение в предстательной опухолевой ткани [80]. В другом исследовании, в котором силибинин кормили в течение 11 недель бродяга мышей, мы наблюдали увеличение E-кадгерина выражение, и сильное снижение Улитка-1 и экспрессии vimentin [90]. Эти исследования четко предложила сильную in vivo потенциал силибинин ингибировать EMT и прогрессирование заболевания, которые могут способствовать его сильные антиметастатических эффективность.

Существует несколько клеточной культуре исследования, которые также поддерживают сильная анти-EMT потенциал силибинин [92,93]. Wu et al.. сообщается, что анти-инвазивных и анти-миграционные свойства силибинин обусловлено сильное ингибирующее действие на vimentin выражение в ARCaP(M) клеток [93]. В недавнем исследовании этой же группы показали, что силибинин до лечения-регулирует цитокератина-18 (эпителиального маркера) и вниз регулирует экспрессии vimentin в клетки рака простаты; и эти молекулярные события были связаны с морфологическими разворот EMT фенотип [92]. Это исследование также предположил, что ингибиторный эффект силибинин на EMT может быть за счет целевых различных транскрипционных факторов (NF-b, ZEB1 и Слизень) [92]. В недавно завершившихся in vitro исследование, мы заметили, что силибинин цели ЕМТ в СПС клеток путем усиления E-кадгерина экспрессии на клеточных мембранах [94]. Далее, силибинин лечения приостанавливают уровня цитоплазматического и ядерного β-катенина, не влияя на β-катенин, присутствующих на клеточных мембран [94]. Эти in vitro исследования ясно показывают, что силибинин цели ЕМТ в раковые клетки с помощью нескольких механизмов (Рис. 3).

Силибинин цели протеазПротеазы были замешаны во многих рака, связанных с биологической активности, в основном

благодаря своей способности расщеплять компоненты внеклеточного матрикса, что позволяет рака и эндотелиальных клеток распространяться. Среди различных типов протеаз, семейство цинк-зависимых endopetidases известный как " матриксных металлопротеиназ (Mmp)’ считается самым важным в качестве биомаркера рака прогноз и терапевтическая [106,107]. Есть прямые доказательства, предлагая роль ММП в рост опухоли и инвазии. Например, ММП-9 дефицитных мышей показывают снижение образования метастазов меланомы; ММП-2 нокаутных мышах показывают снижение меланомы прогрессии опухоли [108,109]. Экспрессия ММП также было использовано для прогнозирования риска метастазирования во многих раков [107]. Экспрессия ММП-2 и ММП-9 в папиллярного рака щитовидной железы хорошо коррелирует с их инвазивной способности и метастазов в лимфатических узлах [107]. Высокий сывороточный уровень ММП-2 была связана с наличием метастазов в легких рак [110]. Ммпс как ММП-3 и ММП-7 сколите внеклеточного домена Е-кадгерина, и соотношение Mmp и E-кадгерина была использована для прогнозирования метастазирования и рецидива опухоли в разных раков [107,111]. Таким образом, ингибирование активности ММП считается отличный подход к целевой роста и инвазивности опухолевых клеток, и в настоящее время несколько ингибиторов ММП в клинических испытаниях [107,112]. Еще один привлекательный подход к целевой Мгэс является содействие экспрессии эндогенных ингибиторов MMPs известны как тканевые ингибиторы металлопротеиназ (TIMPs) [113]. В связи с этим, силибинин была тщательно изучена его эффективность в отношении ММП. Мы сообщали, что в бродягу мышей, силибинин кормления значительно снижается экспрессия ММП (ММП-2, ММП-3 и ММП-9), но увеличивает ТИМП-2 выражение в предстательной опухолевой ткани [80,90]. Силибинин лечения также было показано существенное снижение экспрессии ММП и для увеличения экспрессии ТИМП-

62

2 in vitro в разнообразных раковых клеток [93,100-102,114]. Силибинин лечения уменьшились ММП-2 слова и вырос ТИМП-2 экспрессии белков в высоко метастатического рака легкого А549 клеток и рак языка SCC-4 ячейки [101,102,114]. Далее, силибинин лечения сильно ингибирует ММП-2 выражение в рак простаты ARCaP(M) клеток, остеосаркома мг-63 клеток человека и гепатоцеллюлярной карциномы HepG-2 клеток [93,103,115]. Далее, силибинин лечения снизилась активность-, ген - и proteinexpression ПМА-индуцированной ММП-9 выражение в MCF-7 клеток карциномы молочной железы [100]. Momeny et al.. сообщили, ингибиторный эффект силибинин на MMP-9 выражение в человеческой глиобластомы клетки U87MG [116]. Эти исследования ясно показывают, что силибинин ингибирует ММП в то время как увеличивается ТИМП-2 выражение в самых разнообразных раковых клеток.

В серин-протеазы урокиназа-типа активатора плазминогена (uPA) и его рецептора (uPAR) были замешаны в нескольких опухолевых процессов, в том числе адгезии, миграции, пролиферации и ангиогенеза посредством их взаимодействия с интегринами и витронектином, и через активацию внутриклеточных сигнальных путей [117-119]. УПА, как известно, катализирует превращение плазминогена в плазмина, что, в свою очередь, оказывает сильное протеолитических эффектов, включая активацию металлопротеиназ и факторов роста [117]. Высокая экспрессия uPA/uPAR был коррелирует с опухолевой прогрессией и, в некоторых случаях, бедным пациентом послеоперационного выживания [119]. Мы уже сообщали, что uPAR до уровня регулируемых в ходе прогрессии опухоли простаты, но силибинин существенно тормозит упар выражение [80]. Далее, силибинин лечение сообщалось тормозят uPA и uPAR выражение в несколько клеточных линий рака in vitro [101-103,116]. Катепсин B является еще одним важным цистеин протеазы, выражение которого, как сообщается, быть выше в раковых клетках и, как известно, опосредовать распространение раковых клеток через ECM деградации и активации других протеиназ [117]. Силибинин лечения было зарегистрировано снижение катепсина B выражение в высоко инвазивных клеток глиомы человека [116]. В целом эти исследования показывают, что анти-миграционных/anti-инвазивных эффективность силибинин может быть через его ингибирующий эффект на широкий спектр протеаз.

Силибинин цели MAPK сигнальногоMAPKs (ERK1/2, JNK1/2 и p38) относятся к широко сохранение семейство серин/треонин киназ,

которые активируются путем обратимого фосфорилирования и посредником передачи сигнала широкого спектра внеклеточных стимулов (cellmatrix адгезии, факторы роста и т.д.) в внутриклеточных каскадов. Недавние исследования замешаны их роль в регуляции подвижности клеток рака и инвазивности [120,121]. Устойчивая активация MAPK сигнального опирается в основном на кресте переговоры между интегринами и рецепторных тирозинкиназ (КТК) [122]. Эти сигналы сходятся на для активации рецепторных киназ Src и ФАК, что в конечном итоге приводит к активации MAPKs (Рис. 4) [122]. MAPKs, как сообщается, регулируют ряд транскрипционных факторов, таких как AP-1, NF-b, а также выражения, связанные с миграцией генов, таких как УПА, Ммпс, β(3)-интегрина, катепсин (Рис. 4) [103,122,123]. ЭРК сообщается также регулировать динамику в фокальной адгезии и cyotskeletal реорганизации путем установлен механизм защитного действия разработанных конкретных cyotskeletal и фокальных адгезионных белков, таких, как paxillin, киназы фокальной адгезии (FAK), легкие цепи миозина киназы (MLCK) и микротрубочек associated protein (MAP) [122]. В целом, ингибирование MAPK сигнального может иметь потенциал, чтобы предотвратить рак клеточной пролиферации, миграции, инвазии и метастазирования.

Эффективность силибинин целевой MAPK-опосредованной митогенных сигнальных был широко сообщалось [86,124-126]. Сейчас сообщения о том, что силибинин также цели MAPK сигнального пути ингибирования миграции и инвазии опухолевых клеток (Рис. 4) [101,103,114,115]. Чэнь et al.. показали, что силибинин-опосредованное снижение ММП-2, УПА и инвазивность клеток А549 в основном через ингибирование ERK1/2 [114]. Lee et al.. сообщили в MCF-7 клеток, которые специфическим ингибированием MAPK сигнального непосредственно участвует в регуляции PMA-индуцированной ММП-9 выражение [100]. Исследование Сье et al.. показали, что силибинин цели ФАК и ERK1/2 выражение, подавляет c-Jun уровней и AP-1-связывающей активностью и сильно снижается ММП-2 и УПА выражение в мг-63 клеток [103]. Главное, ингибиторный эффект силибинин

63

на инвазивность мг-63 клеток была нарушена, когда эти клетки были трансфицированных более-active express MEK1 [103]. В наши неопубликованные in vitro исследований, мы также отметила, что силибинин сильно тормозит Src активации в клетки рака простаты. Эти результаты ясно поддержки решающую роль MAPK торможения в силибинин анти-эффективность инвазивных (Рис. 4).

Силибинин мишени опухолевого микроокруженияКак упоминалось ранее, опухоли микроокружения является неотъемлемой частью опухоли на всех

стадиях развития опухоли, включая метастазы. Поэтому, в дополнение к существующим профилактические/терапевтические усилия направлены на опухолевые клетки, необходимо разработать новые меры нацелены на опухолевого микроокружения. Опухоли микроокружения также считается привлекательной мишенью для цитостатиков, так как это (относительно) генетически стабильных и шансы его разработке хемостойкость в удаленном режиме. До даты, подробная эффект силибинин был изучен только на одной опухоли микроокружения компонент, т.е. опухолевый ангиогенез.

Нео-ангиогенеза относится к формированию новых кровеносных сосудов внутри опухоли и считается важным компонентом микроокружения опухоли. Формирование этих судов необходимо обеспечить питательными веществами и кислородом растущего опухолевых клеток, а также для удаления отходов. Кроме того, злокачественные клетки выхода из первичной опухоли в циркуляции крови только после того, как опухоль станет Нео-васкуляризированной. Кроме того, на отдаленных сайтах, метастатические раковые клетки должны вновь индуцировать ангиогенез, чтобы выйти за пределы микро-метастазов. Следовательно, таргетинг ангиогенеза является важной стратегией целевого роста раковых клеток и метастазов. Существует множество сообщений о том, сильная анти-ангиогенных эффективность силибинин в различных моделей рака [80,81,90,127,128]. Силибинин лечения, как сообщается, ингибируют образование трубчатых и инвазивной способности эндотелиальных клеток в in vitro анализы [79]. Далее, силибинин лечения, как сообщается, существенно снизить микрососудов (созданной, так и вновь сформированные) плотность животных моделей для различных типов рака [81,127,129]. Силибинин обращения сообщается модулировать экспрессию сигнальных молекул, участвующих в регуляции ангиогенеза, таких как VEGF, рецепторов VEGF, FGF, HIF-1α, iNOS, COX2, NF-b, статистики, интерлейкины, ангиопоэтина-2, Angreceptor тирозинкиназы [80,81,89,127,128,130,131]. Недавно мы также показали, что силибинин лечения уменьшается население опухоль ассоциированных макрофагов (Тамс) в направлении таргетирования ангиогенных микроокружения в легких опухолей [127]. Эти исследования показали, что силибинин может быть эффективным при изменении непосредственного микроокружения опухоли, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять его влияние на другие компоненты микроокружения опухоли, участвующих в раковых метастаз.

Профилактические и терапевтические последствия силибинин антиметастатических эффективности

Силибинин имеет долгую историю использования человеком и лишена побочных эффектов даже при острых или хронических доз силибинин управляются в животных и человека [56,68,69]. Различные традиционные токсикологические испытания подтвердили нетоксичных характер силибинин и его профиль безопасности [56,68]. В самом деле, грызунов LD50 значения для силибинин никогда не были достигнуты. В настоящее время, около десятка клинических испытаний находятся в процессе изучения печени защитные, а также другие терапевтические преимущества силибинин. Сейчас существует достаточное количество клинических доказательств, которые устанавливают силибинин как "антиметастатической агент". Эти исследования показали, что силибинин цели миграционной/инвазивных и метастатических поведение широкое разнообразие раковых клеток. Силибинин сообщается действовать через плейотропные механизмов, включая адресность EMT-связанных событий, ингибирования протеаз выражение и MAPK сигнализации, а также негативно влияющих на опухолевого микроокружения. Эти исследования сторонником более широкого использования силибинин в клинической управление advanced метастатической стадии заболевания. Силибинин потенциально могут быть использованы в качестве профилактики агента в пациентов, диагностированных на ранней локализованной стадии заболевания. На основе его эффективность в доклинических исследованиях, разумно ожидать, что силибинин лечение будет

64

тормозить ЕМТ в локализованных раковых клеток, тем самым предотвратить метастатического прогрессирования заболевания. Так силибинин также обладает сильными анти-ангиогенных характеристик, ожидается, подавить развитие раковых клеток, но и предотвратить прогрессирование микро-метастазы, которые остаются недиагностированными или диагноз; тем самым силибинин мог предотвратить или отсрочить рост метастатических поражений. Наши завершила доклинические исследования показали, что силибинин также эффективен против метастатического прогрессирования рака, даже при использовании в качестве терапевтического агента; поэтому силибинин, также должны быть обследованы в клинике для лечения предварительная стадия рака. В профилактических исследований, силибинин следует вводить в течение разумного периода времени, прежде чем ожидали клинических результатов, однако в терапевтических параметров, его следует вводить путем внутривенной маршрут для достижения высокие системные дозы с расчетом на то, что клинические результаты могут быть измерены в разумно короткий срок. В этой связи важно подчеркнуть здесь, что биодоступность пероральных силибинин был обоснованно повышена за счет ее формулирование с фосфатидилхолина и в последнее время с наночастицами. Внутривенных инъекций силибинин лекарственная (силибинин-Легалон) уже имеются и используются в последнее время против грибных отравлений, связанных с печеночной токсичности с успешными результатами, далее предполагая, что клинические преимущества силибинин против рака метастазы должны быть использованы в ближайшем будущем.

Выводы и будущие направленияМетастаз-это многоэтапный и многофункциональный биологическое событие и считается

окончательной и наиболее опасных для жизни стадии опухолевого процесса. Высокую заболеваемость и смертность, связанные метастазов рака обусловлены недостаточной эффективности существующих терапевтических режимов; кроме того, использование нутрицевтиков агенты предложили для профилактики и лечения заранее раков. Nutraceutical агент силибинин показали замечательные антиметастатических эффективность против многих видов рака в различных доклинических моделей. В антиметастатических эффективность силибинин было сообщено через плейотропные механизмов, включая ингибирование ЕМТ в джанер клеток. Однако, больше исследования необходимы для дальнейшего подтверждения анти-EMT и антиметастатических эффект силибинин в широком разнообразии человеческих раковых клеток под in vivo условия. Кроме того, силибинин, должны быть проверены в метастатической модели, которые более точно представлять человека метастатическим заболеванием. В будущем, кроме того, должен быть больший акцент на понимание роли микроокружения опухоли метастазов в инициации и прогрессии, а также как силибинин влияет на эти взаимодействия. В целом, это разумно предвидеть, что в ближайшем будущем силибинин будет важным нетоксичных нутрицевтиков агента в управлении метастатического рака.

Cancer metastasisCancer is a major public health problem in the United States and other parts of the world. According to

the American Cancer Society, a total of 1,479,350 new cancer cases and 562,340 deaths from cancer were estimated to occur in the United States in 2009 [1]. Although progress has been made towards reducing the cancer incidence and mortality rates as well as improving survival, cancer still accounts for more deaths than heart disease in persons younger than 85 years of age [1]. The morbidity and mortality due to cancer are primarily determined by the stage of its diagnosis. For example, in prostate cancer patients diagnosed at early stage of the disease with only localized growth of the cancer, 5 year survival rate is high and is near to 100% [2–4]. However, in late stage prostate cancer patients, where disease has spread to distant organs, the median survival of patients is reduced to only 12–15 months [2–4]. The tendency of cancer cells to spread to distant organs in the body is known as ‘metastasis’ and is considered responsible for more than 90% of cancer-associated deaths [5–7]. Most patients with metastatic disease respond only transitely to conventional treatments and ultimately succumb to this disease. Due to its extreme clinical relevance, the biological underpinnings of metastasis have been extensively studied [5,8–10].

Metastasis is now known as an extremely complex, multi-step and multi-functional biological event that eventually leads to death of the cancer patients [5,6,11]. During metastasis, cancer cells acquire motility, invade locally and enter into the systemic blood circulation (intravasation), survive in the circulation, arrest

65

in microvasculature and subsequently extravasate and grow at distant organs (Fig. 1) [2,9,12,13]. In this complex phenomenon of cancer cells dissemination, acquisition of motility and invasiveness are the first major events during which cancer cells shed many of their epithelial characteristics, undergo drastic cyotskeletal alterations and acquire highly motile and invasive mesenchymal phenotype [14,15]. These series of changes in cancer cells have been termed as epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and is reminiscent of the highly conserved and fundamental process of EMT that occurs during early embryonic development [10]. The role of EMT in cancer progression has been well established now, and presumed an indispensable component of metastasis by cancer cells [15]. Next, the motile and invasive cancer cells in the primary tumors detach, invade and intravasate into blood or lymphatic circulatory system (Fig. 1). In the circulation, cancer cells interact with platelets and leucocytes to create aggregates or emboli, which protect them from the shear stress as well as immune response of the body (Fig. 1) [13,16,17]. The formation of these aggregates by cancer cells also support their settling in the capillaries of distant organs, extravasation and initial growth at distant organ site (Fig. 1) [9,18]. Once established at the distant metastatic site, many cancer cells recapitulate the differentiated phenotype of the primary tumors through a process called mesenchymal-to-epithelial transition (MET) [8,15]. Therefore, the important steps that enable metastasis appear to be reversible indicating the existence of dynamic components in human tumor progression.

One of the peculiar features of cancer cells is their propensity to metastasize to specific organ/s [ 19]. For example, prostate cancer cells mainly metastasize to bones; advanced colon cancer cells frequently spread to liver; lung cancer cells settle in adrenal glands, liver, brain and bone; melanomas migrate to liver, brain and skin; and breast cancer cells preferentially metastasize to lung and bones. Over a century ago, Stephen Paget first reported a non-random pattern of metastasis of cancer cells to certain organs while analyzing autopsy records of 735 women who endured breast cancer [13,19]. He proposed “seed and soil hypothesis”, in which he compared the metastasis of cancer cells to the dispersal of the seeds by plants. He postulated that seeds (‘cancer cells’) can grow only in a congenial soil (‘specific distant organ microenvironment’). According to this theory, osteotropic cancer cells like breast, prostate or lung, possess certain intrinsic properties that enable them to grow in the bone; and the bone microenvironment provides a fertile soil for their growth. This theory, which placed main emphasis on the compatibility between metastatic cancer cells and their microenvironment, was contested by James Ewing, who alternatively proposed that metastatic propensity of cancer cells is mostly dictated by circulatory patterns, and that metastasizing cancer cells would settle in organ/s to which they have the maximum vascular access [ 19]. Subsequent analyses of patterns of metastatic spread showed that although regional recurrences are highly dependent on the efficiency of vascular perfusion, distant metastatic recurrence for most cancers is non-random phenomenon, with no correlation with anatomically defined patterns of lymphatic or hematogenous circulation [20,21]. For example, Batson and others showed that vertebral venous system enables cancer cells from the pelvic region and breast to by-pass the pulmonary circulation, and could be responsible for the high propensity of breast and prostate cancer cells to produce metastasis in the axial skeleton [22,23]. However, this explanation alone does not explain the high incidence of metastasis of these cancer cells to other bones and organs. Recent molecular studies have identified the unique genetic signatures in cancer cells that mediate their organ-specific pattern of metastatic colonization [11,24–26]. Thus, Paget’s “seed and soil hypothesis” has still prevailed, and currently the molecular determinants of both seed and soil (tumor and its microenvironment) are rigorously investigated.

Now it is well appreciated that the interaction between cancer cells and their local microenvironment is crucial towards each step of cancer progression including their metastasis [9,27]. The success of metastasis is considered to be dependent on the cumulative ability of cancer cells to appropriately respond to the distinct microenvironment at each step in the metastatic cascade starting from primary tumor growth to final metastatic site (Fig. 1). The tumor microenvironment comprises diverse cell populations including endothelial cells of the blood and lymphatic circulation, stromal fibroblasts and a variety of bone marrow-derived cells (BMDCs) including macrophages, myeloid-derived suppressor cells, monocytes and mesenchymal stem cells. These vast variety of cells play vital role in tumor growth, angiogenesis, invasion, intravasation, immune-suppression and distant metastatic growth [9]. Beside these cells, at distant site, cancer cells also interact with the local cellular components, invariably to its own advantage. For example,

66

after extravasation into bone, breast cancer cells interact with osteoclasts and promote their osteoclastic activity towards greater bone resorption [13]. The local bone resorption debulks the bone, thereby providing space for cancer cells, and also releases survival factors and growth factors that promote breast cancer cells proliferation in their new home [13]. Recent studies suggest that interaction between cancer cells and their microenvironment need not be a local event, and the communication between cancer cells and their distant site microenvironment could occur even before actual metastasis [28,29]. Kaplan et al. showed that cancer cells at the primary site secrete factors which mobilize the bone-marrow derived hematopoietic progenitor cells (HPCs) to create favorable niche (termed as ‘premetastatic niche’) at the target distant organs before the arrival of metastatic cancer cells [28]. However, few other studies contradict this role of primary tumors in metastasis and point that the presence of primary tumor inhibits metastasis, while the removal of primary tumor promotes metastatic growth [30,31]. These disparate studies further suggest the complexity of cancer metastasis as well as the need for more studies to clearly understand the dynamic interaction between cancer cells and their microenvironment.

It’s now largely accepted that a sub-population of cancer cells called ‘cancer stem cells (CSCs)’ are primarily responsible for the initiation and growth of most of the cancers [32,33]. Recent studies suggest that stem cell population not only sustains the growth as well as heterogeneity of the primary tumors by deregulating the balance between ‘self-renewal’ and ‘differentiation’ but also their dissemination into surrounding tissues as well as distant organs [7,33,34]. It is believed that only cancer stem-like cells possess the necessary genetic plasticity to adapt to ever-changing microenvironment during the different steps of metastasis. This argument is supported by the fact that only a minute population of circulating cancer cells (probably less than 0.01%) has the ability to establish successful metastasis [9,35,36]. It has also been proposed that the EMT in cancer cells not only provides motility and invasiveness but also increases the stem cell-like characteristics of metastasizing cells [7,8,37]. The exact role of cancer stem cells or stem-like cells in metastasis is still being scrutinized but this concept further enhances the degree of complexity of this biological phenomenon.

As summarized above, metastasis is an extremely complex phenomenon and is critical in our efforts to lower the cancer-associated morbidity and mortality; however, treating patients with advance metastatic stage has remained a big challenge. Currently, chemotherapy, radiotherapy, hormone therapy, biological therapy, surgery or a combination of these therapies is employed to treat advance stage cancer patients. But in most cases, these therapies either alone or in combinations provide only a marginal or no survival benefit [38–40]. The clinical effectiveness of most of these therapies is constrained by the fact that during metastasis cancer cells spread to different organs, which incidentally also cause greater systemic toxicity. Further, current diagnostics have limited capability to identify the extent and spread of micro-metastasis in the body, thereby, making it practically impossible to fully wipe-out metastatic cells from the body. Furthermore, due to significant toxicity, the application of current therapeutic regimes is limited by the patient’s age or overall health, and in such situations patients have limited treatment options, if none. Not only current therapeutics have inadequate effectiveness, the cost of these treatments is exorbitant putting a great burden on the state exchequer. The finance side of treating the advance metastatic stage of the disease is relatively critical in developing economies with scant resources, and most of the treatments remain out of the reach of the patients [41,42]. Overall, the ineffectiveness, significant toxicity issues and exorbitant cost associated with current treatment regimes demand a fresh look at our approaches toward treating the advanced metastatic stage of cancer.

There are increasing evidences that nutraceutical agents are important in the prevention and intervention of cancer [43–48]. There are evidences that dietary/non-dietary agents and life style not only determine the cancer incidences but could also affect growth and progression or aggressiveness of the cancer cells [43,49–52]. The use of nutraceutical agents in prevention and intervention of metastasis is very attractive based upon the facts that these agents are already in human use and have limited or no-toxicity issues; target multiple events associated with metastasis through several mechanisms thereby limiting the chances of developing resistance by cancer cells; and are comparatively economical and could be used practically even in aged patients or in patients with compromised health. Overall, the list of nutraceuticals agents with efficacy against cancer metastasis is growing steadily and few of these agents have already

67

entered the clinical phase [44,53–56]. The focus of present review is on the anti-metastatic efficacy of one such nutraceuticals agent, namely Silibinin (Fig. 2).

Silibinin: Source, metabolism, bioavailability and anti-cancer efficacySilibinin (C25H22O10, molecular weight, 482.44) is isolated from the seeds of Silybum marianum (L.) Gaertn

(Family Asteraceae), which is also known as milk thistle. Milk thistle extract has centuries-old history of use in folk medicine to treat variety of illnesses including jaundice, gallstones, hemorrhage, bronchitis, varicose vein, and for several other purposes. In recent times, it is more popular for the prevention and/or treatment of various liver disorders like viral hepatitis, fatty liver associated with long term alcohol use, liver damage from drugs & industrial toxins such as carbon tetrachloride [48,57]. It is also considered a powerful antidote against poisoning by death cap mushroom (Amanita phalloides) [57,58]. German commission E has recommended its use for dyspeptic complaints and liver conditions, including toxin-induced liver damage and hepatic cirrhosis, also as a supportive therapy for chronic inflammatory liver conditions [59]. Milk thistle extract or silibinin is currently not approved for any medical use in the United States, but sold as a dietary supplement; it is one of the most frequently sold herbal products in the United States [59].

The standardized milk thistle extract contains approximately 70–80% of the defined flavonoids and flavonolignans (together known as ‘silymarin’), and approximately 20–30% chemically undefined fractions, compromising mostly of polyphenols and aliphatic fatty acids (---). Silibinin is the main component of silymarin complex and constitutes about 50–60% of it depending upon the formulation [60]. Silymarin is considered to be primarily conjugated and excreted into bile and urine and appears to have minimal phase I metabolism; however, limited data exist suggesting the role for phase II metabolic pathways and transporters [61–63]. Pharmacokinetic analysis of silymarin (where silibinin is the major active constituent) given to healthy volunteers has revealed that flavonoids present therein are rapidly metabolized to their conjugates such as sulfates and glucuronides, and can be detected in the human plasma [61]. It is also observed that conjugated silibinin metabolites had slower elimination as compared to free silibinin [61]. Now it is confirmed that silibinin is composed of 1:1 mixture of two diastereoisomers silybin A and silybin B [60]. Recent metabolic studies illustrated that silybin B is more efficiently glucuronidated compared to silybin A suggesting a stereoselectivity in their metabolism [61].

Silibinin is known to have poor bioavailability because of two main reasons, namely it has multi-ring structure (Fig. 2) that is too large to be absorbed by simple diffusion and that silibinin has poor miscibility with oils and other lipids, severely limiting its ability to cross the lipid-rich outer membrane of the enterocytes of the small intestine [64]. Therefore, there have been several efforts to prepare silibinin formulations to increase its bioavailability [65–67]. In this regard, silibinin has been complexed with phosphatidylcholine, this formulation is known as ‘Silipide’ (trade name ‘Siliphos’). Pharmacokinetic studies in healthy subjects have clearly shown the higher absorption of silibinin in the plasma and liver from siliphos compare to conventional silibinin [65,68]. Siliphos tested in prostate cancer patients and colon cancer patients also revealed high plasma bioavailability [55,56,69]. Comparative analyses of two clinical studies revealed high bioavailability of silibinin in the colon tissue but a poor levels into prostate tissue [55,69], suggesting the organs specific differences in the silibinin bioavailability following oral administration. Recently, the bioavailability of silibinin was reported to be significantly enhanced when administered in beagle dogs as silibinin-nanosuspensions [67]. This study also suggests that uptake and bioavailability of silibinin could be further enhanced through altering the nanoparticle size [67]. Overall, recent efforts toward increasing the bioavailability of silibinin are promising and encouraging.

The anti-cancer efficacy of silibinin is clearly evident from the published reports against various cancers in last two decades, which were mainly through targeting proliferation, apoptosis, inflammation, angiogenesis and cancer cell metabolism (summarized in Table 1). Silibinin is known to activate cellular-check points and cyclin-dependent kinase inhibitors (CDKIs), decrease the levels of both cyclins and CDKs, and to induce strong cell cycle arrest in cancer cells [70–72]. Silibinin also targets CDK-CDKI interaction, CDK kinase activity, Rb phosphorylation, and E2Fs in cancer cells [70,71,73]. Silibinin treatment stimulates apoptotic machinery (both extrinsic and intrinsic) and induces apoptotic death in various cancer cells [ 74–78]. Silibinin has also been reported to possess remarkable anti-angiogenic efficacy through targeting VEGF, VEGF receptors and iNOS [79–81]. Additionally, silibinin is reported to target an array of cellular signaling

68

pathways and molecules including EGFR, MAPKs, AP1, HIF-1α, STATs, PI3K/Akt, β-catenin, IGF-IGFBP3, NF-κB, COX2 etc; and these molecular alterations contribute toward most of silibinin’ biological effects [82–89]. Recent studies have clearly shown that silibinin also possesses strong anti-invasive and anti-metastatic efficacy against various cancers, and these studies along with mechanistic details are discussed next.

Details of broad-spectrum anti-metastatic efficacy of silibininThere are numerous studies suggesting the broad-spectrum efficacy of silibinin in inhibiting cancer

metastasis. These studies are elaborated in detail below:Prostate cancerWe first reported the anti-metastatic potential of silibinin in TRAMP (Transgenic Adenocarcinoma of the

Mouse Prostate) mice, which is a most-frequently utilized pre-clinical model to evaluate the in vivo efficacy of cancer chemopreventive and therapeutic agents against prostate cancer. In this model, mice develop spontaneous progressive stages of prostate cancer that is driven by the expression of SV40 early genes (T/t; Tag) specifically in the prostatic epithelium. In these mice, all stages of human prostate cancer are recapitulated from early lesions of prostate intraepithelial neoplasia (PIN) to late stage metastatic adenocarcinoma. We reported that silibinin feeding (as siliphos) for 11 weeks (20–31 weeks of TRAMP male mice age) strongly inhibits the progression of PIN into the advanced stages of prostate cancer [90]. Importantly, in this study, silibinin feeding strongly inhibited the local invasion of prostate cancer cells to seminal vesicle [90]. Further, a phenomenal anti-metastatic effect of silibinin was reported with no secondary tumors in distant organs (liver and kidney) in silibinin-fed mice [90]. The strong anti-metastatic efficacy of silibinin in TRAMP mice model was also evident where silibinin was fed in a stage specific manner [80]. This study showed that TRAMP mice develop distant metastasis between 12–20 week age and number of metastatic lesion increases with the increasing age of the mice [80]. However, in this study, silibinin feeding during 12–20 weeks (age of TRAMP mice) significantly inhibited the lung metastasis; it also strongly decreased the metastasis to liver, lung and kidney when fed between 20–30 and 30–45 weeks of TRAMP mice age [80]. These two studies clearly established the strong anti-metastatic efficacy of silibinin in prostate cancer cells in vivo.

Anti-migratory and anti-invasive efficacy of silibinin has also been reported in numerous cell culture studies [91–94]. Mokhtari et al. reported that silibinin treatment strongly inhibits migratory potential of human prostate carcinoma PC3 cells [91]. In another study, Wu et al. reported the dose-and time-dependent inhibitory effects of silibinin on the migratory and invasive characteristics of highly bone metastatic ARCaP(M) cells [93]. We have also observed similar strong inhibitory effect of silibinin on the migratory and invasive potential of three human prostate cancer cell lines namely PC3, PC3MM2 and C4-2B cells in wound healing and invasion chamber assays, respectively [94]. Importantly, in these studies the anti-invasive and anti-migratory effect of silibinin was evident at concentrations where its cytotoxicity to cancer cells was minimal [91,93,94].

Cell-matrix interaction replaces cell-cell interaction during EMT in cancer cells, and plays important role in the growth, motility and invasiveness of cancer cells [14,15]. Silibinin treatment has been reported to significantly decrease the adhesion of PC3 cells with type I collagen [91]. It is important to mention here that bones are rich in type I collagen, therefore, interaction of prostate cancer cells with type I collagen is also important at distant metastatic bone site. Silibinin treatment also inhibited the adhesion of human prostate cancer PC3M cells with ECM proteins hyaluronan and fibronectin through targeting the expression of transmembrane protein CD44 and its variant form CD44v7-10 [95]. These studies suggest that silibinin treatment significantly attenuates the interaction of prostate cancer cells with their ECM components, which could adversely affect their motility and invasiveness.

As mentioned earlier, prostate cancer cells have high propensity to metastasize to bones [3]. During bone metastasis, prostate cancer cells even express genes like osteocalcin, bone sialoprotein, osteopontin, RANK ligand (RANKL), whose expression is normally restricted to bone cells [13,96]. This phenomenon is termed as ‘osteomimicry’ and is considered as an extreme effort by prostate cancer cells to adapt to their microenvironment. Our unpublished data has shown that silibinin could target many osteomimicry related proteins such as RANKL in prostate cancer cells. Once settled in bones, prostate cancer cells alter the delicate balance of bone remodeling orchestrated by two types of bone cells namely osetoclasts (involved in bone degradation) and osteoblasts (involved in bone formation) [12,13,96]. Prostate cancer cells secrete

69

factors like RANKL, PTHrP (parathyroid hormone-related peptide) and uPA (urokinase-type plasminogen activator) that are involved in osetoclasts maturation and activation; thereby promote bone mineralization and liberation of various growth factors including TGF-β, IGFs, BMPs, PDGF etc [12,13,96]. Bone degradation provides prostate cancer cells the initial space to expand, and the released growth factors promote prostate cancer cell survival and proliferation. These growth factors secreted by bone degradation and those secreted by prostate cancer cells like endothelin-1 (ET-1), BMPs, Wnts, promote osteoblasts maturation and formation of new bone [12,13,96]. Mature osteoblasts also secrete growth factors which further promote prostate cancer cells growth in bone [13,96]. Overall, this vicious cycle involving prostate cancer cells, osteoclasts and osteoblasts promotes bone degradation as well as deposition of new ‘woven type bone’ (uneven/immature/embryonic), and thereby compromises bone health and leads to bone complications in prostate cancer patients. Since the initiation of osteoclastogenesis is the critical step in the establishment of prostate cancer growth in bone; targeting osteoclastogenesis has been considered a novel strategy against the bone metastasis by prostate cancer cells. Importantly, silibinin has been reported to significantly target osteoclastogenesis [97,98]. Kim et al. reported that silibinin treatment strongly inhibits RANKL-induced osteoclastogenesis in pre-osteoclastic RAW264.7 cells and in bone marrow-derived monocyte/macrophage cells [97]. This study also showed that silibinin significantly decreases TNF-α-induced osteoclastogenesis in osteoclast precursor cells from bone marrow [97]. Silibinin treatment also inhibited the osteoclastogenesis in bone marrow cells incubated directly with osteoblasts in the presence of 1,25(OH)2D3 [97]. In our ongoing studies, we observed that the exposure of RAW264.7 cells to the conditioned media from prostate cancer cells increases their osteoclastic activity as well as number of differentiated osteoclasts [98]. However, conditioned media collected from silibinin pre-treated prostate cancer cells (PC3, PC3MM2 and C4-2B) has significantly lesser potency to induce osteoclastic activity or osteoclastic differentiation in RAW264.7 cells [98]. These studies clearly suggest that silibinin treatment could alter the tumor microenvironment towards lowering the metastatic growth of prostate cancer cells.

Breast cancerBreast cancer is one of the leading causes of cancer-related incidences and mortality among women [1].

In most breast cancer cases, death occurs due to metastatic spread of cancer cells to distant organs mainly to bone, liver, lung and brain. Provinciali et al. first studied the effect of silibinin treatment (in the form of silipide) on the development of mammary tumors in HER-2/neu transgenic mice [99]. In these mice, the overexpression of HER-2/neu is under the control of the mouse mammary tumor virus promoter, and these mice spontaneously develop tumors in their mammary glands at an early age. This study showed that silibinin treatment delays the development of spontaneous mammary tumors and reduces the number of mammary tumor masses [99]. Importantly, in this study, silibinin treatment significantly reduced the percentage of mice with lung metastasis as well as the mean size of lung metastasis [99]. This anti-cancer efficacy of silibinin was mainly attributed to the down-regulation of HER-2/neu expression, and the induction of senescent-like growth arrest and apoptosis through a p53-mediated pathway [99]. In another in vitro study, Lee et al. reported that silibinin treatment significantly inhibits the PMA (phorbol 12-myristate)-induced invasiveness of MCF-7 human breast carcinoma cells [100]. These in vivo and in vitro studies suggest that silibinin could effectively inhibit metastasis of breast cancer cells.

Lung CancerLung cancer is the most common cause of death due to cancer in both men and women around the

world. Lung cancer cells tend to metastasize very early after their primary growth, and that is one of the reasons that lung cancer is a very life-threatening cancer and one of the most difficult cancers to treat. While lung cancer can spread to any organ in the body, certain organs like adrenal glands, liver, brain and bone are the most common sites for lung cancer metastasis. Chen et al. analyzed the effect of silibinin feeding on the metastatic potential of Lewis lung carcinoma cells injected sub-cutaneously in C57BL/6 male mice [101]. This study showed that silibinin treatment significantly decreases the tumor mass, tumor volume as well as lung metastases [101]. In another study, Chu et al. showed that silibinin treatment exerts a dose- and time-dependent inhibitory effect on the migratory and invasive potential of human lung cancer A549 cells [102]. These studies suggest that silibinin could effectively target the invasive and metastatic potential of lung cancer cell.

Osteosarcoma70

Osteosarcoma is the most common primary malignant tumor of the bone, and 80% of osteosarcoma patients develop pulmonary and hepatic metastases. Hsieh et al. showed that silibinin treatment significantly decreases the migratory and invasive potential of osteosarcoma MG-63 cells [103]. Silibinin treatment also inhibited the adhesive capability of MG-63 cells towards type IV collagen [103]. Further studies are awaited to confirm the in vivo anti-metastatic efficacy of silibinin against osteosarcoma cells.

Oral CancerSquamous cell carcinoma of the tongue is a common malignancy of the oral cavity and these cancer cells

usually metastasize to lymph nodes of the neck. Study by Chen et al. showed the inhibitory effect of silibinin on the migratory and invasive potential of human tongue squamous cell carcinoma cells in vitro [101]. Silibinin treatment also affected the interaction of these cancer cells with type I collagen [101]. These in vitro studies still need to be confirmed in in vivo model of oral cancer metastasis.

Mechanistic details of silibinin anti-metastatic efficacySilibinin targets most of the metastatic events shown in Fig. 1, and in this section we have detailed

possible mechanisms that contribute to strong anti-metastatic efficacy of silibinin.Silibinin targets EMT in cancer cellsEMT is a dynamic, multistep and highly coordinated process that includes the loss of inter-cellular

junctions, disruption of the tumor basement membrane, activation and rearrangement of the cytoskeleton resulting in increased motility, and the release of cells from parent epithelial tissue [8,15]. The molecular bases of EMT is very complex and involve several interconnected pathways and signaling molecules including growth factors, receptor tyrosine kinases, Notch, NF-κB, Ras superfamily small GTPases, catenins and integrins [8,14,15]. However, most of these pathways converge together to down-regulate the expression of epithelial molecule E-cadherin [104]. E-cadherin is a transmembrane glycoprotein with an extracellular domain that interacts with the E-cadherin molecule on adjacent cells, and an intracellular domain associated with a multi-protein complex comprising three catenins (α, β and p-120) [104]. β-catenin binds tightly to the cytoplasmic domain of E-cadherin and through α-catenin to the actin microfilament network of the cytoskeleton [104]. In general, this complex is important in regulating the cell-cell adhesion, cell polarity and cell shape. The loss of E-cadherin frees β-catenin from the membranous pool, thus making it available for nuclear signaling, which is known to promote cancer cell proliferation, invasiveness and EMT [105]. Therefore, downregulation of E-cadherin expression represents the determinant step in the destabilization of epithelial architecture, and is regulated through a combination of genetic, epigenetic, transcriptional and post-transcriptional mechanisms [14]. Major transcriptional repressors of E-cadherin are zinc finger family members Snail and Slug, the basic helix-loop-helix factors E47 and Twist, and two-handed zinc factors ZEB1 and SIP1 [14]. These transcriptional factors are considered inducers of EMT and are important in cancer cell metastasis [14]. The loss of epithelial characteristics during EMT is also accompanied by increased expression of mesenchymal markers such as cyotskeletal proteins vimentin, smooth muscle actin, γ-actin, β-filamin, and extracellular matrix components such as fibronectin and collagen precursors [15]. The upregulation of these proteins facilitate pseudopod formation and cyotskeletal remodeling for cancer cell motility and invasion [15].

Due to critical importance of EMT in cancer metastasis, targeting EMT has been considered an exciting opportunity towards preventing cancer cells from acquiring motility and invasiveness. Silibinin has been widely reported to target EMT through promoting epithelial characteristics while significantly inhibiting the expression of mesenchymal markers (Fig. 3) [80,90,92,93]. We reported that in TRAMP mice with increasing age and disease stage prostate cancer cells increasingly express mesenchymal markers/regulators while loosing the expression of epithelial markers [80]. For example, at PIN stage, E-cadherin expression was high and it was localized on the intercellular junctions, while the expression of its transcriptional repressor Snail-1 was low; however, with the disease progression to poorly-differentiated stage, E-cadherin expression was lost, while nuclear expression of Snail-1 was increased, suggesting EMT during prostate tumor progression in this model [80]. Importantly, the expression of E-cadherin was significantly higher in tumor tissues from the mice fed with 1% silibinin in diet and that corresponded to low-pathological grade of the disease in these mice [80]. Furthermore, silibinin treatment significantly decreased Snail-1 and fibronectin expression in the prostate tumor tissues [80]. In another study, where silibinin was fed for 11 weeks to TRAMP mice, we observed an increase in E-cadherin expression, and a

71

strong decrease in Snail-1 and vimentin expression [90]. These studies clearly suggested the strong in vivo potential of silibinin to inhibit EMT and disease progression, which might contribute to its strong anti-metastatic efficacy.

There are several cell culture studies that also support strong anti-EMT potential of silibinin [92,93]. Wu et al. reported that the anti-invasive and anti-migratory properties of silibinin are due to its strong inhibitory effect on vimentin expression in ARCaP(M) cells [93]. In a recent study, the same group showed that silibinin treatment up-regulates cytokeratin-18 (an epithelial marker) and down-regulates vimentin expression in prostate cancer cells; and these molecular events were associated with morphological reversal of EMT phenotype [92]. This study also suggested that the inhibitory effect of silibinin on EMT could be through targeting various transcriptional factors (NF-κB, ZEB1 and Slug) [92]. In our recently completed in vitro study, we observed that silibinin targets EMT in PCA cells through enhancing E-cadherin expression at cellular membranes [94]. Further, silibinin treatment inhibited the levels of cytoplasmic and nuclear β-catenin without affecting the β-catenin present at cellular membranes [94]. These in vitro studies clearly suggest that silibinin targets EMT in cancer cells through multiple mechanisms (Fig. 3).

Silibinin targets proteasesProteases have been implicated in many cancer-related biological activities, mainly because of their

ability to break down components of the extracellular matrix, allowing cancer and endothelial cells to spread. Among various types of proteases, family of zinc-dependent endopetidases known as ‘matrix metalloproteinases (MMPs)’ is considered most important as biomarker for cancer prognosis and therapeutic [106,107]. There are direct evidences suggesting the role of MMPs in tumor growth and invasion. For example, MMP-9 deficient mice show reduced formation of melanoma metastasis; MMP-2 knockout mice show reduced melanoma tumor progression [108,109]. The expression of MMPs has also been used to predict the risk of metastasis in many cancers [107]. The expression of MMP-2 and MMP-9 in papillary thyroid carcinoma is well correlated with their invasive capacity and lymph node metastasis [ 107]. High serum level of MMP-2 has been correlated with the presence of metastases in lung cancer [110]. MMPs like MMP-3 and MMP-7 cleave extracellular domain of E-cadherin, and the ratio of MMPs and E-cadherin has been used to predict metastasis and tumor recurrence in different cancers [107,111]. Therefore, inhibition of MMP activity is considered an exciting approach to target growth and invasiveness of neoplastic cells, and currently several MMP inhibitors are in clinical trial [107,112]. Another attractive approach to target MMPs is through promoting the expression of endogenous inhibitors of MMPs known as tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs) [113]. In this regard, silibinin has been extensively studied for its efficacy against MMPs. We reported that in TRAMP mice, silibinin feeding significantly decreases expression of MMPs (MMP-2, MMP-3 and MMP-9) but increases TIMP-2 expression in prostate tumor tissue [80,90]. Silibinin treatment has also been shown to significantly decrease expression of MMPs and to increase expression of TIMP-2 in vitro in wide variety of cancer cells [93,100–102,114]. Silibinin treatment decreased MMP-2 expression and increased TIMP-2 protein expression in highly metastatic lung cancer A549 cells and tongue cancer SCC-4 cells [101,102,114]. Further, silibinin treatment strongly inhibited MMP-2 expression in prostate cancer ARCaP(M) cells, osteosarcoma MG-63 cells and human hepatocellular carcinoma HepG-2 cells [93,103,115]. Further, silibinin treatment decreased the activity-, gene- and proteinexpression of PMA-induced MMP-9 expression in MCF-7 breast carcinoma cells [100]. Momeny et al. reported the inhibitory effect of silibinin on MMP-9 expression in human glioblastoma U87MG cells [116]. These studies clearly suggest that silibinin inhibits MMPs while increases TIMP-2 expression in a wide variety of cancer cells.

The serine protease urokinase-type plasminogen activator (uPA) and its receptor (uPAR) have been implicated in several tumor processes including adhesion, migration, proliferation and angiogenesis through their interactions with integrins and vitronectin, and through activation of intracellular signaling pathways [117–119]. uPA is known to catalyze the conversion of plasminogen to plasmin, which in turn, exerts strong proteolytic effects including the activation of metalloproteinases and growth factors [117]. The high expression of uPA/uPAR has been correlated with tumor progression and, in some cases, poor patient post-operative survival [119]. We have reported that uPAR level is up-regulated during prostate tumor progression, but silibinin significantly inhibits uPAR expression [80]. Further, silibinin treatment has been reported to inhibit uPA and uPAR expression in several cancer cell lines in vitro [101–103,116].

72

Cathepsin B is another important cysteine protease whose expression is reported to be higher in cancer cells and is known to mediate cancer cells dissemination through ECM degradation and activation of other proteinases [117]. Silibinin treatment has been reported to decrease cathepsin B expression in highly invasive human glioma cells [116]. Overall, these studies suggest that anti-migratory/anti-invasive efficacy of silibinin could be through its inhibitory effects on a wide-range of proteases.

Silibinin targets MAPK signalingMAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38) belong to widely conserved family of serine/threonine kinases that are

activated through reversible phosphorylation and mediate signal transduction of a wide variety of extracellular stimuli (cellmatrix adhesion, growth factors etc.) into intracellular cascades. Recent studies have implicated their role in the regulation of cancer cell motility and invasiveness [120,121]. The sustained activation of MAPK signaling relies mainly on the cross talks between integrins and receptor tyrosine kinases (RTKs) [122]. These signals converge on to activate non-receptor kinases Src and FAK, which eventually leads to activation of MAPKs (Fig. 4) [122]. MAPKs are reported to regulate several transcriptional factors such as AP-1, NF-κB as well as expression of migration-related genes such as uPA, MMPs, β(3)-integrin, cathepsin (Fig. 4) [103,122,123]. ERK has also been reported to regulate the dynamics of focal adhesion and cyotskeletal reorganization through phosphorylating specific cyotskeletal and focal adhesion proteins such as paxillin, focal adhesion kinase (FAK), myosin light chain kinase (MLCK) and microtubule associated protein (MAP) [122]. Overall, inhibition of MAPK signaling might have the potential to prevent cancer cell proliferation, migration, invasion and metastasis.

The efficacy of silibinin to target MAPK-mediated mitogenic signaling has been extensively reported [86,124–126]. There are now reports suggesting that silibinin also targets MAPK signaling towards inhibiting the migration and invasion of cancer cells (Fig. 4) [101,103,114,115]. Chen et al. showed that silibinin-mediated decrease in MMP-2, uPA and invasiveness of A549 cells is mainly through inhibition of ERK1/2 [114]. Lee et al. reported in MCF-7 cells that specific inhibition of MAPK signaling is directly involved in the regulation of PMA-induced MMP-9 expression [100]. Study by Hsieh et al. showed that silibinin targets FAK and ERK1/2 expression, suppresses c-Jun levels and AP-1-binding activity and strongly decreases MMP-2 and uPA expression in MG-63 cells [103]. Importantly, inhibitory effect of silibinin on the invasiveness of MG-63 cells was compromised when these cells were transfected to over-express active MEK1 [103]. In our unpublished in vitro studies, we have also observed that silibinin strongly inhibits Src activation in prostate cancer cells. These results clearly support a critical role of MAPK inhibition in silibinin anti-invasive efficacy (Fig. 4).

Silibinin targets tumor microenvironmentAs mentioned earlier, tumor microenvironment is an intrinsic part of tumor at all stages of tumor

development including metastasis. Therefore, in addition to existing preventive/therapeutic efforts directed at tumor cells, it is essential to develop new measures targeted toward tumor microenvironment. Tumor microenvironment is also considered an attractive target for cytostatic drugs as it is (relatively) genetically stable and chances of it developing chemoresistance are remote. Till date, detailed effect of silibinin has been studied only on one tumor microenvironment component i.e. tumor angiogenesis.

Neo-angiogenesis refers to formation of new blood vessels within tumors and is considered important constituent of tumor microenvironment. Formation of these vessels is necessary to provide nutrients and oxygen to the growing tumor cells and also to remove waste products. Furthermore, malignant cells exit from primary tumors into blood circulation only after tumor become neo-vascularized. Furthermore, at distant sites, metastatic cancer cells must again induce angiogenesis to grow beyond micro-metastasis. Therefore, targeting angiogenesis is an important strategy to target cancer cells growth and metastasis. There is plethora of reports suggesting the strong anti-angiogenic efficacy of silibinin in various cancer models [80,81,90,127,128]. Silibinin treatment has been reported to inhibit tube formation and invasive capability of endothelial cells in in vitro assays [79]. Further, silibinin treatment has been reported to significantly decrease microvessels (established and newly formed) density in animal models for variety of cancers [81,127,129]. Silibinin treatment is reported to modulate expression of signaling molecules involved in angiogenesis regulation such as VEGF, VEGF receptors, FGF, HIF-1α, iNOS, COX2, NF-κB, STATs, interleukins, angiopoietin-2, Angreceptor tyrosine kinase [80,81,89,127,128,130,131]. Recently, we also showed that silibinin treatment decreases the population of tumor associated macrophages (TAMs)

73

towards targeting the angiogenic microenvironment in lung tumors [127]. These studies suggest that silibinin might be effective in altering the immediate tumor microenvironment, but further studies are required to understand its effects on other components of tumor microenvironment involved in cancer metastasis.

Preventive and Therapeutic implications of silibinin anti-metastatic efficacySilibinin has a long history of human use and is devoid of side effects even when acute or chronic doses

of silibinin are administered in animals and humans [56,68,69]. Various traditional toxicological tests have confirmed the non-toxic nature of silibinin and its safety profile [56,68]. In fact, rodent LD50 values for silibinin have never been achieved. Currently, close to dozen clinical trials are in progress examining the liver protective as well as other therapeutic benefits of silibinin. Now there are enough pre-clinical evidences that establish silibinin as an ‘antimetastatic agent’. These studies have shown that silibinin targets migratory/invasive and metastatic behavior of a wide-variety of cancer cells. Silibinin is reported to act through pleiotropic mechanisms including targeting of EMT-related events, inhibiting proteases expression and MAPK signaling, as well as adversely affecting the tumor microenvironment. These studies advocate greater use of silibinin in the clinical management of advanced metastatic stage of the disease. Silibinin could be potentially used as a preventing agent in patients diagnosed at early localized stage of the disease. Based upon its efficacy in pre-clinical studies, it is reasonable to expect that silibinin treatment would inhibit EMT in localized cancer cells, thereby prevent the metastatic progression of the disease. Since silibinin also possesses strong anti-angiogenic characteristics, it is expected to inhibit cancer growth but should also prevent the progression of micro-metastases that remain undiagnosed or under-diagnosed; thereby silibinin could prevent or delay the growth of metastatic lesions. Our completed pre-clinical studies have shown that silibinin is also effective against metastatic progression of cancer even when used as therapeutic agent; therefore silibinin should also be tested in clinic to treat advance stage of the cancer. In preventive studies, silibinin should be administered for a reasonable period of time before expecting a clinical outcome; however, in therapeutic settings, it should be administered through intravenous route to achieve a high systemic dose with the expectation that clinical outcomes could be measured in reasonably shorter duration. In this regard, it is important to emphasize here that the bioavailability of oral silibinin has been reasonably enhanced through its formulation with phosphatidylcholine and lately with nanoparticles. Intravenous injectable silibinin formulation (silibinin-Legalon) is already available and used recently against mushroom poisoning-related liver toxicity with successful outcomes, further suggesting that clinical benefits of silibinin against cancer metastasis should be exploited in near future.

Conclusions and Future directionsMetastasis is a multistep and multifunctional biological event and is considered the final and most-life

threatening stage of cancer progression. The high morbidity and mortality related to cancer metastasis are due to lack of effectiveness of current therapeutic regimes; alternatively, the use of nutraceutical agents has been suggested for the prevention and treatment of advance cancers. Nutraceutical agent silibinin has shown remarkable anti-metastatic efficacy against many cancers in various pre-clinical models. The anti-metastatic efficacy of silibinin has been reported through pleiotropic mechanisms including the inhibition of EMT in caner cells. However, more studies are still needed to further confirm the anti-EMT and anti-metastatic effect of silibinin in wide variety of human cancer cells under in vivo conditions. Furthermore, silibinin should be tested in the metastatic models, which more closely represent human metastatic disease condition. In future, there should also be greater emphasis on to understand the role of tumor microenvironment in metastasis initiation and progression as well as how silibinin affects these interactions. Overall, it is reasonable to anticipate that in the near future silibinin would be an important non-toxic nutraceutical agent in the management of metastatic cancers.

Молекулярные механизмы ингибирования photocarcinogenesis, силимарин, фитохимических из расторопши пятнистой (Silybum marianum L. Gaertn.) (Обзор).

Изменения в образе жизни за последние несколько десятилетий, в том числе большую часть времени Провел на свежем воздухе и использование автозагара устройств для косметических целей физических лиц, привели к росту заболеваемости солнечного ультрафиолетового (УФ) излучения-

74

индуцированных кожных заболеваний, в том числе риск раковых заболеваний кожи. Солнечного УФ-излучения считаются наиболее распространенных канцерогенов окружающей среды и хронического воздействия на кожу УФ приводит к плоскоклеточного и базально-клеточного рака и меланомы в человеческой популяции. Различные фитохимические вещества, как сообщается, имеют существенные анти-канцерогенные деятельности, потому что их антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Силимарин - один из них и широко изучены для кожи свойствами возможностей. Силимарин, flavanolignan, добывается из плодов и семян расторопши (Silybum marianum L. Gaertn.), и было показано, что химические эффекты против photocarcinogenesis в мыши опухоль моделей. Местное лечение силимарин ингибирует photocarcinogenesis у мышей с точки зрения частоты опухолевых заболеваний, опухоли кратности и рост опухолей. Широкого спектра in vivo механистические исследования, проведенные в различных мышиных моделях показали, что силимарин обладает антиоксидантными, противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами, которые привели к предотвращению photocarcinogenesis в мышей. Данный обзор обобщает и обновляет свойствами потенциал силимарин с особым акцентом на его in vivo механизм действия. Предполагается, что силимарин может выгодно дополнить солнцезащитный крем защиты, и может быть полезно для лечения кожных заболеваний, связанных с солнечного УФ излучения-индуцированного воспаления, оксидативного стресса и иммуномодулирующим действием.

Int J Oncol. 2010 May;36(5):1053-60.Molecular mechanisms of inhibition of photocarcinogenesis by silymarin, a phytochemical from milk

thistle (Silybum marianum L. Gaertn.) (Review).Vaid M1, Katiyar SK.Author information 1Department of Dermatology, University of Alabama at Birmingham, Birmingham, AL 35294, USA.AbstractChanges in life style over the past several decades including much of the time spent outdoors and the

use of tanning devices for cosmetic purposes by individuals have led to an increase in the incidence of solar ultraviolet (UV) radiation-induced skin diseases including the risk of skin cancers. Solar UV radiations are considered as the most prevalent environmental carcinogens, and chronic exposure of the skin to UV leads to squamous and basal cell carcinoma and melanoma in human population. A wide variety of phytochemicals have been reported to have substantial anti-carcinogenic activity because of their antioxidant and anti-inflammatory properties. Silymarin is one of them and extensively studied for its skin photoprotective capabilities. Silymarin, a flavanolignan, is extracted from the fruits and seeds of milk thistle (Silybum marianum L. Gaertn.), and has been shown to have chemopreventive effects against photocarcinogenesis in mouse tumor models. Topical treatment of silymarin inhibited photocarcinogenesis in mice in terms of tumor incidence, tumor multiplicity and growth of the tumors. Wide range of in vivo mechanistic studies conducted in a variety of mouse models indicated that silymarin has anti-oxidant, anti-inflammatory and immunomodulatory properties which led to the prevention of photocarcinogenesis in mice. This review summarizes and updates the photoprotective potential of silymarin with the particular emphasis on its in vivo mechanism of actions. It is suggested that silymarin may favorably supplement sunscreen protection, and may be useful for skin diseases associated with solar UV radiation-induced inflammation, oxidative stress and immunomodulatory effects.

5. Силимарин: источник и составСилимарин, flavanolignan, извлеченные из плодов и семян растения расторопши пятнистой

(Silybum marianum L. Gaertn.) (46). Расторопша принадлежит к семейству Сложноцветных и, в первую очередь, коренного растение из Средиземноморья и Юго-Западной Европе. Силимарин-это смесь в основном три flavonolignans, силибин (силибинин), silydianin и silychristin (47, 48). Силибинин является основным (70-80%) и наиболее активных биологических компонентов силимарина (Рис. 2). Семена расторопши применялись в течение последних 2000 лет для лечения болезней печени. Фармакологические исследования показали, что силимарин является нетоксичным даже при повышенных физиологических дозах, что свидетельствует о его безопасное использование для человека (49). Лабораторные исследования показывают, что нет существенной разницы между

75

силимарин и силибинин в плане химические или биологические мероприятий, проведенных в ряде in vitro и in vivo рак моделей (50, 51). Силимарин первоначально использовался в печени, включая гепатит, алкогольные заболевания печени и цирроз печени (49, 52, 53) и также полезно для токсина-индуцированной токсичности печени, в том числе от отравления грибком под названием смерть cap mushroom (Amanita phalloides) (54). На основе антиоксидантной и противовоспалительной активностью силимарина, химические эффект силимарина был проверен и определен, используя животные модели химического канцерогенеза и photocarcinogenesis (7, 55, 56). С тех пор обширный механизм, основанный на химические исследования были проведены in vitro в клеточной культуре и in vivo животных моделей для оценки эффективности силимарина. Далее, как УФ-индуцированного воспаления, окислительного стресса и снижение иммунитета являются, прежде всего, причастны УФ-излучения, индуцированного канцерогенеза кожи; мы будем обсуждать влияние силимарина на эти механистические пути или цели.

6. Силимарин подавляет УФ-излучения, индуцированного канцерогенеза кожиХорошо известно, что многочисленные экологические и генетические факторы способствуют

развитию рака кожи, однако наиболее важным является хроническом воздействии на кожу солнечного УФ-излучения. Эпидемиологические и клинические исследования замешаны солнечного УФ-излучения, так как основным этиологическим агентом в развитии кожных злокачественных (1-3, 57, 58). Проведение химиопрофилактики рака стратегий может иметь возможность предотвратить или отсрочить возникновение рака в группах повышенного риска, таких, как те, с предварительно злокачественных поражений, предыдущей резекции рака или воздействие высоких уровней канцерогенов окружающей среды. Nonmelanoma рак кожи, включая базальный и плоскоклеточный рак, представляют наиболее распространенных злокачественных новообразований в организме человека (1, 2, 57). С помощью SKH-1 голая мышь модели, мы показали, что местное применение силимарина для кожи мыши предотвратить УФ-индуцированный канцерогенез кожи с точки зрения частоты опухолевых заболеваний (процентов мышей с опухолями), опухоли кратности и размера опухоли по сравнению с не-силимарин мышей (7). Анти-канцерогенным эффектом силимарина было произнесено против всех этапах photocarcinogenesis таких как УФ-индуцированной инициации опухоли, опухоли раскрутки, и полное канцерогенеза протоколов (в том числе инициация+ продвижение) (7). Силибинин, который является основным компонентом силимарин, также было установлено, ингибируют photocarcinogenesis в безволосых мышей SKH-1 При местном применении (59). Диетический эффект как силимарин и силибинин было рассмотрено также от УФ излучения кожи, вызванного влиянием развития опухоли у мышей. Было обнаружено, что пищевые силибинин также предотвратить photocarcinogenesis с точки зрения множественности опухоли, объем опухоли/мышь в течение всего эксперимента, однако; только умеренное химические эффект наблюдался на частоты опухолевых заболеваний. Кроме того, лечение силимарин или силибинин также увеличение латентного периода опухоли внешний вид, в частности, в полной UVB photocarcinogenesis протокола. Прирост в период задержки показывает безрецидивная выживаемость период мышей.

7. Механизмы химиопрофилактики из photocarcinogenesis по силимаринРазработка нового химические или химиотерапевтического агента требует понимания

молекулярного механизма или задачи, которые затронуты в процессе химиопрофилактики рака процесса. Определить механизмы предотвращения рака кожи на силимарин или силибинин, исследования были проведены для определения анти-photocarcinogenic деятельности с использованием in vitro и in vivo систем. Эти исследования были направлены на воздействие силимарина на УФ-индуцированного воспалительного эффекта окислительного стресса, подавления иммунной реакции и ДНК-повреждающего воздействия на кожу, поскольку изменения в этих биохимических маркеров, UVB излучение вызывает ряд неблагоприятных биологических эффектов, что приводит к photocarcinogenesis. Подробные исследования приведены ниже:

7.1 антиоксидантный эффект силимаринаКожа легко доступным и постоянно подвергается воздействию свободных радикалов, приносящих

агентов, таких как солнечного УФ-излучения, озона и других загрязнителей окружающей среды (4). Исследования показали, участие окислительного стресса в коже канцерогенеза (4), а также показал,

76

что сложные ферментативные и неферментативные системы антиоксидантной защиты, в том числе каталаза, супероксиддисмутаза и глутатион пероксидазы реагирует и регулирует общий ROS уровнях для поддержания физиологического гомеостаза. Повышенные уровни ROS вредны для клетки-мишени. Показано, что УФ-облучение безволосых мышей SKH-1 приводит к значительному истощению антиоксидантной защиты ферментов в коже (60). Местное лечение силимарина для безволосых мышей SKH-1 приводило к торможению UVB-индуцированных внутриклеточных производства ч2O2 стабильный окислителя, как в эпидермисе и дерме по сравнению с non-силимарин лечить животных (35, Рис. 3). Установлено, что УФ-индуцированного окислительного стресса был значительно тормозится силимарин через ингибирование УФ-индуцированных инфильтрации лейкоцитов. Воздействие на кожу УФ-излучения также индуцированной экспрессии индуцибельной синтазы окиси азота и привело к увеличению объема продукции оксида азота по сравнению с non-UVB облученных мышей. Местное лечение силимарин обеспечивает существенную защиту против UVB-индуцированной экспрессии индуцибельной синтазы окиси азота и затем торможение продукции оксида азота (35). Katiyar et al обнаружили, что CD11b+ инфильтрирующих клеток в УФ-облученной кожи являются основным источником окислительного стресса (61). Силимарин подавляет УФ-индуцированного окислительного стресса путем ингибирования проникновения CD11b+ клетками различных типов. Подобный эффект был также найден при УФ-воздействию на мышей, получавших внутрибрюшинно антител, специфичных к CD11b. Таким образом, подтверждает, что силимарин подавляет УФ-индуцированного окислительного стресса в мышь кожу за счет целевых CD11b+ клеток типа (61). Sobodova et al показали, что предварительная обработка клеток HaCaT с силимарин или его производных подавляет УФ-индуцированной фотоповреждения, включая снижение уровня глутатиона, общее ROS производства и перекисного окисления липидов в клетках HaCaT (62, 63). Этих сведений, указанных антиоксидантной природы силимарина, которые играют роль в photoprotection окислительного стресса, связанного кожных заболеваний, включая рак кожи. УФ-индуцированного окислительного стресса опосредует активацию митоген-активированных протеинкиназ (MAPK) и ядерного фактора-каппа B (NF-b) сигнальные пути, и эти пути были вовлечены в развитие опухоли, как показано в рисунке 3 (64). In vivo исследования, проведенные на мышиных моделях, показывают, что местное применение силибинин блокирует УФ-индуцированную экспрессию уровней ERK1/2 и p38 белки MAPK семьи, и впоследствии ингибирует активацию NF-b/p65 через ингибирование деградации IκBα и активации IKKα. Как NF-b-целевые гены играют решающую роль в процессе воспаления и клеточной пролиферации, ингибиторный эффект силибинин на NF-b является значительное (65). Вместе, эти антиоксиданта продемонстрировать, что силибинин или силимарин обладают способностью защищать кожу от неблагоприятного биологического действия УФ излучения с помощью модуляции MAPK и NF-b сигнальных путей и обеспечивают молекулярную основу для анти-канцерогенным эффектом силимарина/силибинин в in vivo модели животных.

7.2 противовоспалительное действие силимаринаУФ-индуцированной воспалительной реакции, для которых характерны усиление кровотока и

проницаемости сосудов, привести к развитию отека, эритемы, гиперпластический ответы, и повышении уровня циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2) и простагландинов (PG) метаболиты (4, 66-68). УФ-индуцированного воспаления считается ранним и важным событием в опухоли продвижения или роста опухолей кожи. Хроническое воспаление играет важную роль во всех трех стадиях развития опухоли, т.е., инициации, промоции и прогрессии (4). Поэтому контроль по УФ-индуцированной воспалительной реакции рассматривается в качестве важной стратегии предотвращения риска рака кожи. Местное лечение силимарин подавляет УФ-индуцированного отека и гиперплазии в ответ SKH-1 голая мышь коже, когда по сравнению с не-силимарин лечить, но UVB подвергается мыши (7). Было отмечено, что экспозиция как мыши, так и с человеческой кожей с УФ-в вызывает инфильтрацию воспалительных лейкоцитов, которые являются основным источником окислительного стресса, таких как H2O2 и продукции оксида азота (32, 69, 70). УФ-индуцированной инфильтрации начинается значительно после 24 ч УФ-облучения и сохраняется до 72 ч по сравнению с non-УФ-облученных контрольных мышей. Лечение силимарин существенно тормозит УФ-индуцированной инфильтрации лейкоцитов, которые в дальнейшем поддерживает

77

противовоспалительный эффект силимарина (Рис. 3). Миелопероксидазы часто используется как маркер лейкоцитарной инфильтрации. Увеличение активности миелопероксидазы после УФ облучения указывает на приток лейкоцитов в воспаленной кожи. Местное лечение силимарин привело к значительному снижению активности миелопероксидазы как в эпидермисе и дерме УФ-воздействию кожи мыши (35). Снижение активности миелопероксидазы, силимарин предполагает ингибирование УФ-индуцированных инфильтрации воспалительных лейкоцитов, и, таким образом, противовоспалительный эффект силимарина в этой модели мыши. Местное применение силимарина также подавляет УФ-индуцированную экспрессию ЦОГ-2 и его метаболитов простагландинов в коже (7). Эти исследования показывают, что анти-photocarcinogenic активность силимарина, связанных с ингибированием УФ-индуцированного воспаления и воспалительных медиаторов в мышиной кожи. Предполагается, что силимарин может оказаться полезным химические средства от UVB-излучения, индуцированного воспаления-ассоциированные заболевания кожи, включая меланому и немеланомного рака кожи у людей, и, следовательно, более подробные исследования с особым акцентом на молекулярные механизмы может привести к новым стратегиям для профилактики воспаления-ассоциированные заболевания кожи у человека.

7.3 Силимарин подавляет УФ-индуцированной иммуносупрессииКожи, воздействия солнечного УФ излучения было показано, имеют различные эффекты на

иммунную систему (17, 18). Подавление иммунных реакций после УФ облучения кожи позволяет предположить, что иммунные факторы вносят вклад в патогенез солнечный свет УФ-индуцированного рака кожи у мышей и, вероятно, в организме человека, а также (2, 71). Эпидемиологические данные показывают, что хронически ослабленным иммунитетом пациентов, проживающих в районах интенсивного воздействия солнца опыта исключительно высокая заболеваемость раком кожи (72). Это наблюдение поддерживает доказательств того, что иммунный надзор-это важный механизм, предназначенный для предотвращения генерации и обслуживания неопластических клеток (73). Распространенность раковых заболеваний кожи, в частности, плоскоклеточной карциномы, также увеличивается среди трансплантации органов реципиентам (74-77). Эти исследования обеспечивают подтверждение концепции, что иммуносупрессия повышает риск развития рака кожи.

Показано, что под действием УФ-излучения проникают в клетки, особенно MHC+ CD11b+ клеток (активированных макрофагов и нейтрофилов), играют роль в УФ-индуцированного подавления контактная Гиперчувствительность (CHS) ответ (78). CHS рассматривается как Т-клетками иммунного ответа. Было отмечено, что профилактика УФ-индуцированного подавления CHS, силимарин было связано со снижением инфильтрации MHC+ CD11b+ клетки типа в УФ-облученные участки кожи. Предотвращение инфильтрации CD11b+ клеток было также подкрепляется тем, что силимарин ингибирует активность миелопероксидазы, маркера лейкоцитарной инфильтрации, в УФ облученной кожи (35). Блокирование проникновения лейкоцитов с использованием анти-CD11b антитела или лечение растворимый рецептор комплемента типа-меня блокировали УФ-индуцированной иммуносупрессии и индукции толерантности в C3H/HeN мышей (78, 79). Эти наблюдения указывают на то, что профилактика УФ-индуцированного подавления CHS, силимарин является опосредованным путем подавления инфильтрации MHC+ CD11b+ - клеток. Такой тип модуляции иммунологических в УФ-облученной коже мышь была также найдена с местного лечения другие фитохимические вещества, такие как полифенолы зеленого чая (80). Таким образом, очевидно, что выбранный фитохимические вещества обладают способностью модулировать УФ-индуцированной иммунологической реакции в in vivo системы.

Работа в Доктор Katiyar лаборатории показали, что наружное применение силимарин ингибирует UVB излучения-индуцированной воспалительной реакции, окислительный стресс, и индукция photocarcinogenesis у мышей (7, 35, 61). Это также было показано, что силибинин также подавляет УФ-индуцированной фотоповреждения кожи, в том числе ингибирование photocarcinogenesis мышей ли он применяется местно, до или после УФ облучения или дано в рационе (59). В качестве УФ-индуцированной иммуносупрессии был вовлечен в развитие photocarcinogenesis, дальнейшие исследования с силимарин были проведены на животных с использованием местных и системных моделей CHS. Местное применение силимарин подавляет УФ-индуцированного подавления CHS

78

Ответ 2, 4-dinitrofluorobenzene (DNFB), контакт с кожей сенсибилизатор, как в местной, так и системной модели контактной гиперчувствительности (81, & Рис. 3). Аналогичные результаты наблюдались при воздействии силибинин на УФ-индуцированного подавления CHS ответ исследовались с помощью идентичных экспериментальных условиях и моделей. Эти данные обеспечивают первую линию свидетельства того, что профилактика photocarcinogenesis по силимарин может быть, по крайней мере частично, из-за профилактики УФ-индуцированной иммуносупрессии у мышей.

Определить механизм, с помощью которого силимарин подавляет УФ-индуцированной иммуносупрессии, было отмечено, что лечение мышей с силимарин ингибирует UVB-повышение интерлейкина (ил)-10 уровней как в коже и в дренирующих лимфатических узлов (35, 81). IL-10 рассматривается в качестве иммуносупрессивных цитокинов. Показано, что внутрибрюшинное введение ил-10 подавляет сенсибилизацию мышей trinitrophenyl-в сочетании клетками селезенки в результате анализа замедленного типа Гиперчувствительность (82), и, что внутрибрюшинное введение ил-10 привело к значительному подавлению уха отек ответ в модели CHS, предполагая, что IL-10 обладает способностью блокировать эффекторным фазы CHS in vivo. Это также было показано, что применение нейтрализующих антител к IL-10 во многом тормозится способность УФ-излучения для подавления сенсибилизации к alloantigens (83). В соответствии с этими наблюдениями, представляется, что профилактика УФ-индуцированной иммуносупрессии, силимарин опосредуется, по крайней мере частично, через ингибирование УФ-индуцированное увеличение продукции IL-10 в коже и дренирующие лимфатические узлы мышей.

Местное лечение мышей с силимарин увеличил производство IL-12 в коже и дренирующие лимфатические узлы УФ-облученных C3H/HeN мышей. Было показано, что IL-12 обладает способностью стимулировать иммунную систему. Роль увеличенные уровни IL-12 производства в силимарин-ингибирование УФ-индуцированной иммуносупрессии была подтверждена с помощью местных CHS модели, которые показали, что я.p. инъекции анти-IL-12 антитела перед сенсибилизации в результате силимарин-мышей экспонирования УФ-индуцированного подавления CHS ответ DNFB. Это наблюдение еще более укрепилось, когда CHS эксперименты были проведены в ил-12 нокаутом (IL-12 KO) и мышей дикого типа (C3H/HeN), в которых местное применение силимарина не смогли предотвратить УФ-индуцированной иммуносупрессии IL-12 KO мышей, но предотвратить ее в мышей дикого типа. Далее я.p. инъекции рекомбинантного IL-12 УФ-воздействию дикого типа и IL-12 KO мышей как восстанавливаются CHS ответ у мышей, которые поддерживают доказательств того, что IL-12 играет решающую роль в профилактике УФ-индуцированной иммуносупрессии у мышей. В иммуностимулирующее действие IL-12 были продемонстрированы в in vivo система (84, 85) и ил-12 было показано, играют роль in vivo в качестве посредника и адъювант для стадии индукции CHS ответ (84). CHS-видимому, Th1 Тип-клеточно-опосредованный иммунный ответ (86) и клетки Лангерганса, которые выступают в качестве критических эпидермальный антиген-презентирующих клеток в индукции фазы CHS (87), были зарегистрированы производить IL-12. После УФ-облучения, антиген-представляющие клетки, находящиеся в коже мигрируют в региональные лимфатические узлы и инициировать сенсибилизации. Возможно, что силимарин лечения повышает уровень ил-12 В дренирующих лимфатических узлов за счет увеличения количества антиген-презентирующих клеток, которые мигрируют из кожи в регионарные лимфатические узлы в УФ-облученных мышей. Ил-12 стимулирует развитие и функцию Т-клеток, в частности, развития Th1 типа клеток путем стимуляции продукции ИФН-γ (88-90). Внутрибрюшинное введение ил-12 предотвращает УФ-индуцированную супрессию CHS (91) и преодолевает УФ-индуцированной hapten-специфической толерантности у мышей (92). В CHS модель, силимарин-индуцированное повышение уровней IL-12 В дренирующих лимфатических узлах УФ-облученных мышей может tilt иммунного ответа в пользу развития Th1 типа клеток. Вместе с эффектом силимарина на продукцию IL-10, силимарин-индуцированного сдвига в баланс цитокинов IL-10 и IL-12, кажется, потенциальный механизм, с помощью которого силимарин может отменить или препятствуют УФ-индуцированного подавления контактная Гиперчувствительность реакции у мышей. Похожие иммуномодулирующий эффекты наблюдались с другими фитохимические вещества, такие как местное лечение (-)-

79

эпигаллокатехин-3-галлат (80) и полифенольных компонентов зеленого чая в питьевой воде мышей (93), и они, кажется, имеют схожие эффекторных механизмов in vivo животных моделей.

8. Перспективы силимарина в кожу photoprotectionВ исследованиях, проведенных in vivo в животных моделях с силимарин/силибинин предполагают,

что это фитохимических обладает мощным анти-photocarcinogenic способность, которая опосредуется через его противовоспалительное, антиоксидантное и иммуномодулирующее действие УФ-облученной кожи. Применение силимарина в сочетании с солнцезащитные кремы или лосьоны для ухода за кожей может оказать эффективную стратегию для смягчения неблагоприятного биологического воздействия солнечного УФ-излучения, что приведет к защите кожи от различных кожных заболеваний, вызванных чрезмерным воздействием солнца. Необходимы дальнейшие исследования, в человеческой системе, чтобы определить клеточное поглощение, распределение и долгосрочный эффект силимарина в кожу для оптимального их photoprotection.

5. Silymarin: source and compositionSilymarin, a flavanolignan, extracted from the fruits and seeds of the plant milk thistle (Silybum

marianum L. Gaertn.) (46). Milk thistle belongs to the family of Asteraceae and primarily is an indigenous plant of Mediterranean region and southwest Europe. Silymarin is a mixture of mainly three flavonolignans, silybin (silibinin), silydianin and silychristin (47, 48). Silibinin is the major (70–80%) and most active biological component of silymarin (Fig. 2). The seeds of milk thistle have been used for the last 2,000 years for liver diseases. Pharmacological studies revealed that silymarin is non-toxic even at higher physiological doses, which suggests its safer use for humans (49). Laboratory studies suggest that there is no significant difference between silymarin and silibinin in terms of chemopreventive or biological activities conducted in several in vitro and in vivo cancer models (50, 51). Silymarin has been primarily used in liver disorders including hepatitis, alcoholic liver diseases and cirrhosis (49, 52, 53) and is also useful for toxin-induced liver toxicity, including poisoning from a fungus called death cap mushroom (Amanita phalloides) (54). Based on the anti-oxidant and anti-inflammatory activity of silymarin, the chemopreventive effect of silymarin has been tested and determined using animal models of chemical carcinogenesis and photocarcinogenesis (7, 55, 56). Since then extensive mechanism-based chemopreventive studies have been performed in vitro in cell culture and in vivo animal models to assess the efficacy of silymarin. Further, as UV-induced inflammation, oxidative stress and immunosuppression are primarily implicated in UV radiation induced skin carcinogenesis; we will discuss the effect of silymarin on these mechanistic pathways or targets.

6. Silymarin inhibits UV radiation-induced skin carcinogenesisIt is well established that multiple environmental and genetic factors contribute to the development of

skin cancers however; the most important is chronic exposure of the skin to solar UV radiation. Epidemiological and clinical studies have implicated the solar UV radiation as the major etiological agent in the development of cutaneous malignancy (1–3, 57, 58). Cancer chemoprevention strategies may have the ability to prevent or delay the occurrence of cancer in high-risk populations, such as those with pre-malignant lesions, previous resected cancers or exposure to high levels of environmental carcinogens. Nonmelanoma skin cancers, including basal and squamous cell carcinomas, represent the most common malignant neoplasms in humans (1, 2, 57). Using SKH-1 hairless mouse model, we showed that topical application of silymarin to mouse skin prevented UVB-induced skin carcinogenesis in terms of tumor incidence (percent mice with tumors), tumor multiplicity and tumor size compared to non-silymarin treated mice (7). The anti-carcinogenic effect of silymarin was pronounced against all the stages of photocarcinogenesis such as UV-induced tumor initiation, tumor promotion, and complete carcinogenesis protocols (including initiation+ promotion) (7). Silibinin, which is a major component of silymarin, was also found to inhibit photocarcinogenesis in SKH-1 hairless mice when applied topically (59). Dietary effect of both silymarin and silibinin was also examined against UV radiation-induced skin tumor development in mice. It was found that dietary silibinin also prevented photocarcinogenesis in terms of tumor multiplicity, tumor volume/mouse throughout the experiment, however; only a moderate chemopreventive effect was observed on tumor incidence. Additionally, the treatment of silymarin or silibinin also increased latency period of tumor appearance specifically in complete UVB photocarcinogenesis protocol. The increment in latency period reveals the disease-free survival period of the mice.

80

7. Mechanisms of chemoprevention of photocarcinogenesis by silymarinThe development of a new chemopreventive or chemotherapeutic agent requires understanding of the

molecular mechanism or targets which are affected during the chemoprevention of cancer process. To determine the mechanisms of prevention of skin cancer by silymarin or silibinin, studies were performed to define anti-photocarcinogenic activity using in vitro and in vivo systems. These studies were focused on the effect of silymarin on UVB-induced inflammatory effect, oxidative stress, suppression of immune responses and DNA damaging effects in the skin because the alterations in these biochemical markers by UVB radiation results in several adverse biological effects which leads to photocarcinogenesis. Detailed studies are summarized below:

7.1 Anti-oxidant effect of silymarinSkin is easily accessible and constantly exposed to free radical-generating agents such as solar UV

radiation, ozone and other environmental pollutants (4). Studies have shown the involvement of oxidative stress in skin carcinogenesis (4), and also demonstrated that a sophisticated enzymatic and non-enzymatic antioxidant defense system including catalase, superoxide dismutase and glutathione peroxidase counteracts and regulates overall ROS levels to maintain physiological homeostasis. Elevated levels of ROS are detrimental to target cells. It has been shown that UV irradiation of SKH-1 hairless mice results in a significant depletion of antioxidant defense enzymes in the skin (60). Topical treatment of silymarin to SKH-1 hairless mice resulted in inhibition of UVB-induced intracellular production of H2O2, a stable oxidant, in both epidermis and dermis compared with non-silymarin treated animals (35, Fig. 3). It has been found that UVB-induced oxidative stress was significantly inhibited by silymarin through the inhibition of UV-induced infiltration of leukocytes. Skin exposure to UVB radiation also induced the expression of inducible nitric oxide synthase and resulted in increased amount of nitric oxide production compared to that of non-UVB irradiated mice. Topical treatment of silymarin affords significant protection against UVB-induced expression of inducible nitric oxide synthase and subsequently inhibition of nitric oxide production (35). Katiyar et al found that CD11b+ infiltrating cells in UVB-irradiated skin are the major source of oxidative stress (61). Silymarin inhibits UVB-induced oxidative stress through inhibition of infiltrating CD11b+ cell types. Similar effect was also found when UVB-exposed mice were intraperitoneally treated with antibodies specific to CD11b. Thus confirms that silymarin inhibits UVB-induced oxidative stress in mouse skin through targeting CD11b+ cell type (61). Sobodova et al have shown that pretreatment of HaCaT cells with silymarin or its derivatives suppresses UVB-induced photodamage including the reduction in the levels of glutathione, total ROS production and lipid peroxidation in HaCaT cells (62, 63). These information indicated the antioxidant nature of silymarin which have a role in photoprotection of oxidative stress-associated skin disorders including skin cancer. UV-induced oxidative stress mediates activation of mitogen-activated protein kinases (MAPK) and nuclear factor-kappa B (NF-κB) signaling pathways, and these pathways have been implicated in the tumor development, as summarized in Figure 3 (64). In vivo studies conducted in mouse models indicate that topical application of silibinin inhibits UVB-induced expression levels of ERK1/2 and p38 proteins of MAPK family, and subsequently inhibited the activation of NF-κB/p65 through inhibition of degradation of IκBα and activation of IKKα. As NF-κB-targeted genes play critical roles in inflammation and cellular proliferation, the inhibitory effect of silibinin on NF-κB is significant (65). Together, these antioxidant activities demonstrate that silibinin or silymarin have the ability to protect the skin from the adverse biological effects of UVB radiation via modulation of the MAPK and NF-κB signaling pathways and provide a molecular basis for the anti-carcinogenic effect of silymarin/silibinin in an in vivo animal model.

7.2 Anti-inflammatory effects of silymarinUV-induced inflammatory responses, which are characterized by increased blood flow and vascular

permeability, result in the development of edema, erythema, hyperplastic responses, and increases in the levels of cyclooxygenase-2 (COX-2) and prostaglandin (PG) metabolites (4, 66–68). UV-induced inflammation is considered as an early and important event in tumor promotion or the growth of skin tumors. Chronic inflammation plays an important role in all three stages of tumor development, i.e., initiation, promotion and progression (4). Therefore the control on UVB-induced inflammatory responses is considered as an important strategy to prevent skin cancer risk. Topical treatment of silymarin inhibits UVB-induced edema and hyperplastic response in SKH-1 hairless mouse skin when compared with that of

81

non-silymarin treated but UVB exposed mouse (7). It was observed that exposure of both mouse and human skin with UVB induces infiltration of inflammatory leukocytes which are the major source of oxidative stress such as H2O2 and nitric oxide production (32, 69, 70). UV induced infiltration begins significantly after 24 h of UV irradiation and persists up to 72 h compared with the non-UV irradiated control mice. Treatment of silymarin significantly inhibits UV-induced infiltration of leukocytes which further supports the anti-inflammatory effect of silymarin (Fig. 3). Myeloperoxidase is commonly used as a marker of leukocyte infiltration. The increase in myeloperoxidase activity after UVB exposure indicates an influx of leukocytes to the inflamed skin. Topical treatment of silymarin resulted in significant reduction in myeloperoxidase activity both in epidermis and dermis of UV-exposed mouse skin (35). Reduction in myeloperoxidase activity by silymarin suggests the inhibition of UV-induced infiltration of inflammatory leukocytes, and thus anti-inflammatory effect of silymarin in this mouse model. Topical application of silymarin also inhibits UVB-induced expression of COX-2 and its prostaglandin metabolites in the skin (7). These studies suggest that anti-photocarcinogenic activity of silymarin is associated with the inhibition of UVB-induced inflammation and inflammatory mediators in the mouse skin. It is suggested that silymarin may prove to be useful chemopreventive agent against UVB radiation induced inflammation-associated skin diseases including the melanoma and non-melanoma skin cancers in humans, and therefore, more detailed studies with particular emphasis on molecular mechanisms could lead to new strategies for the prevention of inflammation-associated skin diseases in humans.

7.3 Silymarin inhibits UVB-induced immune suppressionSkin exposure to solar UV radiation has been shown to have multiple effects on the immune system (17,

18). Suppression of immune reactions after UVB exposure of the skin suggests that immune factors contribute to the pathogenesis of solar UV light-induced skin cancer in mice and probably in humans as well (2, 71). Epidemiological data indicates that chronically immunosuppressed patients living in regions of intense sun exposure experience an exceptionally high rate of skin cancer (72). This observation supports the evidence that immune surveillance is an important mechanism designed to prevent the generation and maintenance of neoplastic cells (73). The incidence of skin cancers, particularly squamous cell carcinomas, is also increased among organ transplant recipients (74–77). These studies provide evidence in support of the concept that immune suppression promotes the risk of skin cancer development.

It has been shown that UV-induced infiltrating cells, particularly MHC+ CD11b+ cells (activated macrophages and neutrophils), have a role in UV-induced suppression of contact hypersensitivity (CHS) response (78). CHS is considered as a T-cell mediated immune response. It was observed that prevention of UV-induced suppression of CHS by silymarin was associated with the reduction in infiltration of MHC+ CD11b+ cell type into UVB-irradiated skin sites. The prevention of infiltration of CD11b+ cells was also supported by the fact that silymarin inhibited the activity of myeloperoxidase, a marker of leukocyte infiltration, in the UVB irradiated skin (35). The blocking of infiltrating leukocytes using anti-CD11b antibody or treatment with soluble complement receptor type-I blocked UV-induced immune suppression and tolerance induction in C3H/HeN mice (78, 79). These observations indicate that prevention of UV-induced suppression of CHS by silymarin is mediated through the suppression of infiltration of MHC+ CD11b+ cell population. Such type of immunological modulation in UV irradiated skin of mouse was also found with the topical treatment of other phytochemicals, such as, green tea polyphenols (80). Therefore, it is evident that selected phytochemicals possess the capability to modulate UV-induced immunological responses in in vivo system.

The work in Dr. Katiyar's laboratory has shown that topical application of silymarin inhibits UVB radiation-induced inflammatory responses, oxidative stress, and the induction of photocarcinogenesis in mice (7, 35, 61). It also has been shown that silibinin also inhibits UVB-induced skin photodamage including the inhibition of photocarcinogenesis in mice whether it is applied topically before or after UVB irradiation or given in the diet (59). As UVB-induced immunosuppression has been implicated in the development of photocarcinogenesis, further studies with silymarin were conducted in animals using local and systemic models of CHS. Topical application of silymarin inhibits UVB-induced suppression of CHS response to 2, 4-dinitrofluorobenzene (DNFB), a skin contact sensitizer, in both local and systemic models of contact hypersensitivity (81, & Fig. 3). Similar results were observed when the effects of silibinin on UVB-induced suppression of the CHS response were examined using identical experimental conditions and models.

82

These data provide a first line of evidence that prevention of photocarcinogenesis by silymarin may be, at least in part, due to the prevention of UVB-induced immunosuppression in mice.

To define the mechanism by which silymarin inhibits UVB-induced immunosuppression, it was observed that treatment of mice with silymarin inhibits UVB-enhancement of interleukin (IL)-10 levels both in the skin and in the draining lymph nodes (35, 81). IL-10 is considered as an immunosuppressive cytokine. It has been shown that intraperitoneal administration of IL-10 inhibits the sensitization of mice to trinitrophenyl-coupled spleen cells in an assay of delayed type hypersensitivity (82), and that intraperitoneal injection of IL-10 resulted in a significant suppression of the ear swelling response in a model of CHS, suggesting that IL-10 has the ability to block the effector phase of CHS in vivo. It also has been shown that administration of neutralizing antibodies to IL-10 largely inhibited the ability of UV radiation to suppress sensitization to alloantigens (83). In agreement with these observations, it appears that prevention of UVB-induced immunosuppression by silymarin is mediated, at least in part, through the inhibition of UVB-induced increase in IL-10 production in the skin and draining lymph nodes of mice.

Topical treatment of mice with silymarin increased the production of IL-12 in the skin and draining lymph nodes of UVB-irradiated C3H/HeN mice. It has been shown that IL-12 has the ability to stimulate the immune system. The role of enhanced levels of IL-12 production in the silymarin-inhibition of the UVB-induced immunosuppression was confirmed using a local CHS model, which showed that i.p. injection of anti-IL-12 antibody before sensitization resulted in the silymarin-treated mice exhibiting UVB-induced suppression of the CHS response to DNFB. This observation was further supported when CHS experiments were conducted in IL-12 knockout (IL-12 KO) mice and their wild-type counterparts (C3H/HeN) in which topical application of silymarin failed to prevent UVB-induced immunosuppression in the IL-12 KO mice but prevent it in wild-type mice. Further, the i.p. injection of recombinant IL-12 to UVB exposed wild-types and IL-12 KO mice both restored CHS response in the mice which support the evidence that IL-12 play a crucial role in prevention of UVB-induced immunosuppression in mice. The immunostimulatory effects of IL-12 have been demonstrated in an in vivo system (84, 85) and IL-12 has been shown to play a role in vivo as a mediator and adjuvant for the induction phase of the CHS response (84). CHS appears to be a Th1 type cell-mediated immune response (86) and the Langerhans cells, which act as critical epidermal antigen presenting cells in the induction phase of CHS (87), have been reported to produce IL-12. After UV exposure, the antigen presenting cells present in the skin migrate to the regional lymph nodes and initiate sensitization. It is possible that silymarin treatment enhances the levels of IL-12 in the draining lymph nodes by increasing the number of antigen presenting cells that migrate from the skin to the regional lymph nodes in UVB-irradiated mice. IL-12 stimulates the development and function of T-cells particularly the development of Th1 type cells by stimulating the production of IFN-γ (88–90). Intraperitoneal injection of IL-12 prevents UV-induced suppression of CHS (91) and overcomes UV-induced hapten-specific tolerance in mice (92). In the CHS model, the silymarin-induced increases in the levels of IL-12 in the draining lymph nodes of the UVB-irradiated mice could tilt the immune response in favor of the development of Th1 type cells. Together with the effect of silymarin on the production of IL-10, the silymarin-induced shift in the cytokine balance of IL-10 and IL-12 appears to be a potential mechanism by which silymarin may reverse or inhibit UVB-induced suppression of contact hypersensitivity response in mice. Similar immunomodulatory effects were observed with other phytochemicals, such as topical treatment of (−)-epigallocatechin-3-gallate (80) and polyphenolic components of green tea in drinking water of mice (93), and they seem to share similar effector mechanisms in vivo animal models.

8. Future prospects of silymarin in skin photoprotectionThe studies conducted in vivo in animal models with silymarin/silibinin suggest that this phytochemical

possesses potent anti-photocarcinogenic ability which is mediated through its anti-inflammatory, anti-oxidant and immunomodulatory activities in UVB-irradiated skin. The use of silymarin in combination with sunscreens or skin care lotions may provide an effective strategy for mitigating the adverse biological effects of solar UV radiation that will lead to the protection of the skin from various skin diseases caused by excessive sun exposure. Further studies are required in human system to determine cellular uptake, distribution and long term effect of silymarin in the skin for their optimal photoprotection.

83

Таргетинг силибинин в антипролиферативное пути.Из-за недостаточности и тяжелой токсичности рака химиотерапии, силибинин, природных

флавоноидов из семян расторопши, недавно получила больше внимания для его потенциальных противоопухолевых и нетоксичных роли в животных и людей. Силибинин наглядно продемонстрировали ингибирование нескольких раковых клеточных сигнальных путей, в том числе угнетение роста, ингибирование ангиогенеза, chemosensitization, и ингибирование инвазии и метастазирования. Накопительное свидетельство подразумевает, что силибинин является потенциальным агентом для рака химиопрофилактики и химиотерапии.

ОБЛАСТИ, РАССМАТРИВАЕМЫЕ В ЭТОМ ОБЗОРЕ: Наша цель состоит в том, чтобы обсудить недавний прогресс силибинин в регуляции нескольких

противоопухолевых пролиферативных сигнальных путей; обзор литературы охватывает, в основном, из последних 3 - 5 лет.

ТО, ЧТО ЧИТАТЕЛЬ ПОЛУЧИТ: Одна из стратегий для противоопухолевой терапии является уничтожение раковых клеток путем

ориентации на определенную ячейку-пролиферативные пути. В этом обзоре освещаются актуальные знания силибинин в регуляции множества клеточных пролиферативных пути проникновения в раковые клетки, в том числе рецепторных тирозин киназ, рецепторов андрогенов, статистики, NF-kappaB, регулирующих клеточный цикл и апоптотических сигнальных путей.

ВЗЯТЬ ДОМОЙ СООБЩЕНИЕ: Молекулярные механизмы силибинин-опосредованной антипролиферативный эффекты, в

основном, через рецептор тирозин-киназы, рецепторов андрогенов, статистики, NF-kappaB, регулирующих клеточный цикл и апоптотических сигнальных путей в различных раковых клетках. Таргетинг ингибирование пролиферативной пути через силибинин лечение может обеспечить новый подход для улучшения химические и химиотерапевтического воздействия.

Expert Opin Investig Drugs. 2010 Feb;19(2):243-55. doi: 10.1517/13543780903533631.Targeting silibinin in the antiproliferative pathway.Li L1, Zeng J, Gao Y, He D.Author information 1The First Hospital of Xi'an Jiaotong University, Department of Urology, 277 Yanta West Road, Xi'an

710061, People's Republic of China.Due to the failure and severe toxicity of cancer chemotherapy, silibinin, a natural flavonoid from the

seeds of milk thistle, has recently received more attention for its potential anticancer and nontoxic roles in animals and humans. Silibinin has clearly demonstrated inhibition of multiple cancer cell signaling pathways, including growth inhibition, inhibition of angiogenesis, chemosensitization, and inhibition of invasion and metastasis. Cumulative evidence implicates that silibinin is a potential agent for cancer chemoprevention and chemotherapy.

AREAS COVERED IN THIS REVIEW: Our aim is to discuss the recent progress of silibinin in regulating multiple anticancer proliferative

signaling pathways; the review covers literature mainly from the past 3 - 5 years.WHAT THE READER WILL GAIN: One of the strategies for tumor therapy is eradication of cancer cells through targeting specific cell-

proliferative pathways. This review highlights the current knowledge of silibinin in regulating multiple cellular proliferative pathways in cancer cells, including receptor tyrosine kinases, androgen receptor, STATs, NF-kappaB, cell cycle regulatory and apoptotic signaling pathways.

TAKE HOME MESSAGE: The molecular mechanisms of silibinin-mediated antiproliferative effects are mainly via receptor tyrosine

kinases, androgen receptor, STATs, NF-kappaB, cell cycle regulatory and apoptotic signaling pathways in various cancer cells. Targeting inhibition of proliferative pathways through silibinin treatment may provide a new approach for improving chemopreventive and chemotherapeutic effects.

Имеет множество различных векторов развития терапии рака , силимарин.84

Силимарин, flavonolignan из молочного чертополоха (Silybum marianum) растение, используется для защиты печени от различных условий в обеих клинических параметров и экспериментальные модели. В этом обзоремы подводим последние исследования и механистические исследования относительно возможных молекулярных мишеней силимарин для рака - профилактика. Ряд исследований установил рака химические роли силимарин в обоих опытах in vivo и in vitro моделей. Силимарин модулирует дисбаланс между выживаемость клеток и апоптоза вследствие помех выражений регуляторов клеточного цикла и белков, участвующих в апоптозе. Кроме того, силимарин также показал, противовоспалительное, а также анти-метастатическую активность. Кроме того, защитные эффекты силимарина и его основных активных составляющих, силибинин, учился в различных тканях, рекомендуем клинического применения в онкологических пациентов в качестве дополнения к установленным терапии, чтобы предотвратить или уменьшить химиотерапии, а также лучевой терапии-индуцированной токсичности. Этот обзор посвящен химии и аналоги силимарин несколько возможных молекулярных механизмов, in vitro, а также in vivo анти-рак мероприятий и исследований на клинических испытаниях.

Cancer Lett. 2008 Oct 8;269(2):352-62. doi: 10.1016/j.canlet.2008.03.053. Epub 2008 May 9.Multitargeted therapy of cancer by silymarin.Ramasamy K1, Agarwal R.Author information 1Department of Pharmaceutical Sciences, School of Pharmacy, University of Colorado Denver, 4200

East Ninth Street, Box C238, Denver, CO 80262, USA.AbstractSilymarin, a flavonolignan from milk thistle (Silybum marianum) plant, is used for the protection against

various liver conditions in both clinical settings and experimental models. In this review, we summarize the recent investigations and mechanistic studies regarding possible molecular targets of silymarin for cancer prevention. Number of studies has established the cancer chemopreventive role of silymarin in both in vivo and in vitro models. Silymarin modulates imbalance between cell survival and apoptosis through interference with the expressions of cell cycle regulators and proteins involved in apoptosis. In addition, silymarin also showed anti-inflammatory as well as anti-metastatic activity. Further, the protective effects of silymarin and its major active constituent, silibinin, studied in various tissues, suggest a clinical application in cancer patients as an adjunct to established therapies, to prevent or reduce chemotherapy as well as radiotherapy-induced toxicity. This review focuses on the chemistry and analogues of silymarin, multiple possible molecular mechanisms, in vitro as well as in vivo anti-cancer activities, and studies on human clinical trials.

ВведениеИсследования в течение последних трех десятилетий предоставил убедительных доказательств,

подтверждающих, что диеты, богатые фруктами и овощами может быть защитной против риск различных видов рака. В последнее время, несколько лекарственных трав растительного происхождения также получили большое внимание в связи с их широким спектром фармакологических эффектов. Все эти пищевые агенты, лекарственные растения и травы были протестированы на их противораковые химические деятельности. Снижение риска рака и отсутствие токсичности, связанные с высоким потреблением натуральных продуктов предполагают, что определенные концентрации фитохимических веществ из растительных источников, могут выпускать противораковые химические эффекты, не вызывая значительных уровней токсичности. Природные агенты, как считается, подавляют воспалительный процесс, что приводит к опухолевой трансформации, hyperproliferation, промоции и прогрессии канцерогенных процессов и ангиогенеза. Подсчитано, что почти треть всех смертей от рака в США можно было бы предотвратить путем соответствующего изменения режима питания. Накапливая данные исследований позволяют предположить, что многие пищевые агенты/лекарственные растения могут быть использованы отдельно или в сочетании с традиционными химиотерапевтическими агентами для предотвращения возникновения рака, их метастатического распространения, или даже лечить рак [1,2].

Силимарин используется уже в течение более чем 2000 лет как натуральное средство для лечения гепатита и цирроза печени и защищает печень от токсических веществ. Силимарин действует,

85

антиокислительные, анти-липидный peroxidative, антифиброзных, противовоспалительной, мембраностабилизирующей, иммуномодулирующее и печени восстанавливающих механизмов в экспериментальной заболеваниях печени. Кроме того, силимарин была тщательно изучена, как in vivo и in vitro для его противораковые химические потенциал в отношении различных видов рака [3]. Эта статья содержит обзор существующих исследований по различным аспектам силимарин, как они касаются его эффективность против рака и связанных с ними молекулярных механизмов.

Силимарин - Химия и аналогиСилимарин-это активный экстракт из семян растения расторопши пятнистой (Silybum marianum (L.)

Gaertn. (Asterceae), и содержит приблизительно 65-80% силимарин flavonolignans (силимарин комплекс) на небольшие суммы флавоноидов и примерно 20-35% жирных кислот и других полифенольных соединений. Основной компонент силимарин комплекс силибин, что является синонимом силибинин (рис. 1), вместе с другими flavonolignans а именно isosilybin, silychristin, silydianin, и флавоноид препарата [4]. Исследования также сообщили, что силибин и isosilybin-это смесь двух диастереомеров а именно на силибин и силибин B и isosilybin и isosilybin B; более позднее двух региоизомеров силибин и силибин B, соответственно, от силимарин смеси [5]. Бело-цветковых сортов S. marianum содержать дополнительные соединения, такие как 3-deoxyflavanolignans silandrin, silymonin, silyhermin и neosilyhermin A и B [6]. Недавно, Mackinnon et al [7] выделили новый flavonolignan silyamandin от настойки препараты из плодов расторопши пятнистой. Наиболее часто используемыми силимарин и силибинин продукты, используемые в клинических испытаниях Легалон, Thisilyn, Siliphos и Silipide.

Силибинин является наиболее активной antihepatotoxic агента в силимарина смесь и содержит 1,4-диоксан кольцо в дополнение к флавоноид части. Ahmed et al [8] подготовили некоторые флавоноиды и кумарины, содержащие 1,4-диоксан кольцевой системы и оценивать их для antihepatotoxic деятельности четыреххлористым углеродом индуцированной гепатотоксичности у белых крыс. Соединений 3', 4'(1",4"-dioxino) флавона и 3',4'(2-гидрокси-метил, 1",4"-dioxino) флавона отмечалось значительное активностью, сравнимой стандартного препарата силимарин (silybon-70). Structure activity relationship (SAR) исследования показали, что флавоноид аналоги, содержащие окси метильной группы в позиции-2" в диоксане кольца выставлены улучшенный antihepatotoxic деятельности в сравнении производных кумарина. Varga et al [9] были синтезированы структурные аналоги (в миндале: 2-4 и флавоновые: 5 и 6) на силибин и протестированы для ингибирующей активности супероксид-аниона и протеинкиназы C (PKC) транслокация в phorbol myristate ацетата (PMA)-стимулированных нейтрофилов, а также ксантин оксидазы деятельности по выявлению молекулярных структур, ответственных за антиоксидантную собственности на силибин. Было показано, что для различных групп, силибин участвуют в торможении перепроизводства супероксид-аниона в стимулированных нейтрофилов, активности ксантиноксидазы, и для профилактики гем-опосредованной окислительная модификация липопротеинов низкой плотности (ЛПНП). Gazak et al [10] подготовили производных карбоновых кислот на силибин и 2,3-dehydrosilybin с улучшенными гидрофильности. Наличие 2-х, 3-двойной связи в C-ring флавоноидных улучшение очистки/антиоксидантная активность соединения. 2,3-dehydrosilybinic кислоты является довольно растворимые производные с Анти-перекисное окисление липидов и антирадикальная деятельности лучше, чем, что силибин.

В отношении противоопухолевой активностью, Dzubak et al [11] "подготовил ряд O-алкильные производные (метил и бензил) силибин и 2,3-dehydrosilybin и испытания на цитотоксичность в с множественной лекарственной устойчивостью клеточных линий и способность ингибировать P-гликопротеин опосредованной измеряем деятельности. 3, 7, 20-Tri-O-метил-2,3-dehydrosilybin было установлено, что лучшим ингибитором с относительно низкой цитотоксичности сравнимо с родительской 2,3-dehydrosilybin. Совсем недавно, Дэвис-Searles et al [12] выделяют семь различных flavonolignan соединений и флавоноидов от коммерческих силимарин экстрактов. Среди этих четырех соединений, а именно силибин, силибин B, isosilybin и isosilybin B, показал наиболее последовательной анти-пролиферативные эффекты в трех разных человека предстательной железы LNCaP, DU145 и PC3 клеточных линий. В дальнейшем расширении этих предварительных замечаний, недавно мы показали, что isosilybin B и isosilybin в оказывают торможение роста и гибель клеток

86

вместе с сильным G1 арест и апоптоз в человеческих предстательной железы LNCaP и 22Rv1 клетки [13]. В целом, завершены исследования показывают, что препараты, обогащенные этих двух соединений может быть предпочтительнее для будущих исследований в рак предстательной железы.

Силимарин - молекулярных мишеней для Анти-рак эффективностиКанцерогенез-многоступенчатый процесс, который активируется с помощью измененной

экспрессии транскрипционных факторов и белков, участвующих в пролиферации, регуляции клеточного цикла, дифференцировки, апоптоза, ангиогенеза, инвазии и метастазирования. Дерегулируемых клеточного цикла и апоптоза, в совокупности с повышенным ангиогенный потенциал, инвазии и метастазирования были описаны как признаки рака. Соответственно, агенты, которые могут быть ориентированы на одну или несколько из этих процессов должен быть эффективным и идеальным рака химические агенты. Силимарин и/или силибинин модулировать дисбаланс между выживаемость клеток и апоптоза вследствие помех выражений регуляторов клеточного цикла и белков, участвующих в апоптозе. Кроме того, силимарин также показал, противовоспалительное, а также анти-метастатическим путем модуляции активности специфических белков [14]. На рис. 2 показаны различные молекулярные мишени силимарина.

Как силимарин и силибинин особенно эффективны для ингибирования рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) сигнализация с подавлением циклин-зависимые киназы (CDK) выражения и регулирования CDK ингибиторы p21CIP1 и р27KIP1, при одновременном повышении их привязка к CDKs. Силимарин индуцирует рост арест в G1 и G2-пропускные пункты. Силимарин, в более низких дозах индуцирует рост ареста через внеклеточной сигнал-регулируемой киназы (ERK1/2) ингибирование и в более высоких дозах приводит к апоптозу через митоген активированной протеинкиназы (MAPK)/ c-Jun N-терминальной киназы (JNK) пути [14-16]. Наши исследования показали, что силимарин ингибирует как конститутивно активной и трансформирующий фактор роста (TGF)-α опосредованной тирозин-фосфорилирования EGFR в расширенном человеческого рака простаты DU145 клеток [17]. Исследования показали, что силимарин и силибинин вниз-регулировать EGFR сигнального через ингибирование экспрессии и секреции факторов роста, так и путем ингибирования фактора роста связывание и активация EGFR и последующее обесценение ниже по течению митогенных событий, вызывающих противоопухолевой эффективности в опухолевых клеточных линий [18].

Противовоспалительные эффекты силимаринаПротивовоспалительные эффекты силимарина связаны с ингибированием фактора транскрипции

ядерного фактора-b (NF-b), который регулирует и координирует экспрессию различных генов, участвующих в воспалении, выживаемость клеток, дифференцировки и роста. В частности, NF-b способствует образованию интерлейкина (ил)-1 и -6, фактора некроза опухоли (ФНО)-α, лимфотоксины, гранулоцитарно макрофагального колониестимулирующего фактора (GM-CSF), интерферон (IFN)-γ. В большинстве покоящиеся клетки, NF-b количество накапливается в цитоплазме путем привязки к тормозящее-b (IκB)-белки, которые блокируют последовательности ядерной локализации NF-b. Исследования показали, что силимарин является мощным ингибитором NF-b активации в ответ на TNFα. Этот эффект опосредуется через ингибирование фосфорилирования и деградации IκB [18]. Она также уменьшает Р65 субъединицы ядерной транслокации NF-b зависимой транскрипции репортерного Гена. Силимарин также заблокирован NF-b активация, индуцированная phorbol эфира, липополисахарид, окадаиновой кислоты и керамиды, принимая во внимание, что ч2O2-индуцированной NF-b активации существенно не влияет. Manna et al [19] изучали влияние силимарина на NF-b активация, индуцированная различных воспалительных агентов. Силимарин также ингибирует TNF-α, индуцированного активацией JNK MAPK и, TNF-индуцированную цитотоксичность и активации каспаз. Силимарин в сочетании с tetrandrine ослабляет NF-b активированный путей и индукции metallothionein генной транскрипции в печени dimethylnitrosamine (DMN), управляемых крыс [20]. В человеческой mesangial клеток, силимарин, показал, зависимости от дозы ингибирование TNF-α и IL-1β-индуцированной NF-b активации, и TNF-α-индуцированных внутриклеточных кальций и MCP-1 выражение [21]. Силимарин оказывает защитное действие против эндотоксин-индуцированной сепсисом, а также ингибирующее действие на продукцию IL-1β и простагландина (ПГ) Е2 [22]. Силимарин доза-зависимо ингибирует оба

87

цитокин-индуцированного оксида азота (NO) производства и гибели клеток в RINm5F клеток и предотвращает IL-1β и IFN-γ-индуцированных нет производства и β-клеточной дисфункции в человеческих островков поджелудочной железы. [23].

Модуляция клеточного цикла, силимаринНарушение нормальной регуляции клеточного цикла и деления-это важное событие в

злокачественной трансформации. Регуляция клеточного цикла находится под контролем семьи cyclins, CDKs и CDK ингибиторы (CDKIs). Силимарин сообщалось подавлять пролиферацию опухолевых клеток в различных раков, в том числе предстательной железы [15-17], яичников [25], молочной железы [26], легких [27], кожи [18] и мочевого пузыря [28,29]. Многочисленные сообщения указывают на то, что силимарин ингибирует пролиферацию клеток путем ингибирования клеточного цикла на различных стадиях клеточного цикла. Исследования нашей лаборатории показали, что силимарин индуцирует G1 арест и/или G2-M ареста человеческого рака простаты LNCaP, PC3 и DU145 клеток. Силимарин вызвало индукции CDK ингибиторы Cip1/р21 и Kip1/р27, и снижение CDK2 и CDK4 и связанной киназы деятельности, что привело к G1 арест [18]. Силибинин лечения отмечено дозо - и время-зависимое торможение роста вместе с G1 арест в переходно-клеточного рака мочевого пузыря (TCC) - клеток, Т-24 (высококачественной опухоли) и TCC-SUP (high-grade инвазивные опухоли). Кроме того, силибинин при высокой концентрации индуцированного G2/M ареста в TCC-SUP клеток, что было связано с уменьшением pCdc25c (Ser216), Cdc25c, pCdc2 (Tyr15), Cdc2 и циклин B1 уровни белка [29]. Силимарин лечения было показано, ингибируют рост андроген-зависимых (LNCaP) и андроген-независимых (PC3 и DU145) клетки рака простаты. [12]. Силимарин также индуцирует G1 арест за счет увеличения Cip1/р21 и снижение активности киназы CDK и связанные cyclins в рака молочной железы человека MDA-MB-468 клеток [26]. Силимарин лечения индуцированных привязка Cip1/p21 с CDK2 и CDK6 сопровождалось значительным снижением CDK2-, CDK6-, циклин D1, циклин E-ассоциированной киназы деятельности, наряду со снижением cyclins D1 и Е. наши исследования также показали, что силимарин и силибинин модуляции фазы G1 cyclins-Cdk-CDKIs для G1 арест, и Chk2-Cdc25C-Cdc2/циклин B1 путь для G2-M ареста, вместе с измененным субклеточная локализация важнейших регуляторов клеточного цикла [18]. Недавно мы показали, что силибинин блокирует UVB-вызвало увеличение пролиферации клеток и плотность микрососудов и down-регуляции воспалительных и ангиогенных ответы в безволосых мышей SKH-1 [30]. В других исследованиях, силибинин значительно выше регулируемых p21/CDK4 и р27/CDK4 комплексов и вниз регулируется Rb-фосфорилирования и E2F1/DP1 комплекс, таким образом, ингибируя гепатомы человека HuH7 роста клеток [31]. Мы также продемонстрировали противоопухолевой активностью двух чистых соединений isosilybin B и isosilybin, изолированных от силимарин, в человеческой карциномы простаты LNCaP и 22Rv1 клеток, опосредованное через арест клеточного цикла и индукции апоптоза [13]. Эти исследования показали, что регуляция клеточного цикла является одним из механизмов действия силимарина в профилактических и терапевтических вмешательств рака.

Индукция апоптоза силимаринАпоптоз, или запрограммированная смерть клетки, которая возникает в различных

физиологических и патологических состояниях, является одним из признаков рака. Несколько фитохимических веществ, которые, как известно ингибировать NF-kB и AP-1 активация может подавлять пролиферацию клеток и повысить чувствительность клеток к индукции апоптоза. Исследования показали, что силимарин проявляет противоопухолевый эффект, вызывает арест клеточного цикла и индукции апоптоза в различных типах рака. Li et al., [32] показали, что силимарин индуцирует апоптотической гибели клеток в CH11-лечить человека злокачественная меланома А375-S2 клеток путем повышения экспрессии Fas-белков, связанных со смертью домена (FADD), ниже по течению молекулы рецептора смерти путь, сопровождаемый расщепление procaspase-8, который индуцирует апоптоз. В УФ-облученного человека злокачественная меланома А375-S2 клеток, силимарин активации SIRT1, выживаемость клеток белка, вниз-регулируется Bax и поли(ADP-рибоза) полимеразы (PARP) выражение со снижением высвобождения цитохрома c и индуцированной G2-M ареста [33]. Недавно, наши исследования показали, что диастереомеров от силимарин индуцировать апоптоз, вызывая расщепление PARP, каспазы-9 и каспазы 3 и уменьшение survivin уровнях

88

человеческого рака простаты LNCaP и 22Rv1 клеток [13]. Аналогичные результаты также были замечены в клетки DU145 с ингибированием активных Stat3. Силибинин синергии рост-ингибирующее действие митоксантрон, ингибитор топоизомеразы II в карциномы простаты PC-3 клетки, снижая жизнеспособность клеток с усилением апоптоза [34]. Силимарин вызывает апоптоз в человеческих лейкозных клеток K562 путем ингибирования Akt деятельности, связанные с активацией каспаз-9 и -3, а также расщепление PARP [35]. Мы также показали, индукции апоптоза, силибинин с участием р53-каспазы 2 активации caspase-опосредованного расщепления Cip1/р21 в мочевой пузырь переходно-клеточная папиллома RT4 клеток [36]. Силибинин способствует также апоптоз гепатомы человека HuH7 клетки вниз, регулирующих survivin и регулирования активированных каспаз-3 и -9 [31]. Было показано, что пищевые добавки с силимарин ингибирует 3,2'-диметил-4-aminobiphenyl-индуцированного канцерогенеза предстательной железы у самцов крыс F344 путем увеличения апоптоза и изменение пролиферации клеток [37].

Анти-ангиогенных активность силимаринаАнти-ангиогенных деятельности является одним из основных способов лечения рака. Анти-

ангиогенный потенциал силимарин была продемонстрирована в различных раковых заболеваний. Мы показали, что силимарин подавляет рост и выживание эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVECs) путем ингибирования капиллярной трубки формирования и индукции клеточного цикла и апоптоза вместе со снижением инвазии и миграции. Молекулярные события, связанные с этим эффекты включать в себя регулирование Kip1/р27, Cip1/р21 и р53; митохондриального апоптоза и активации каспазы; вниз регулирование survivin и ингибирование Akt и NF-kB сигнального; и матриксных металлопротеиназ (ММП)-2 секреции [14, 15, 18, 38]. Другие исследования также показали, что силимарин снижает секретируемый фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), уровни простаты DU145 и молочной железы MCF и MDA-MB-468 раковых клеток [26, 38]. Yang et al [39] показали, что силимарин/силибинин до лечения-регулирует рецептора VEGF (VEGFR-1(Flt-1)) на экспрессию генов, но не киназы вставить домен рецептора (KDR) в EA.hy 926 клеток. Они также сообщили, что силимарин/силибинин вызывает Зависимое от дозы уменьшение сосудистой плотности индекса в Лово клеток. Gallo et al [40] показали, что администрация силибин-фосфатидилхолина комплекс, IdB 1016, вниз-регулирует VEGFR - 3 и выше-регулирует ангиопоэтина-2 в female nude мышей подшипник человека ксенотрансплантатов рака яичников. Кроме того, наши in vivo работы показали, что силибинин тормозит плотность микрососудов и ингибирует секрецию VEGF в предстательной железы и опухолей легких [14, 41]. Анти-ангиогенные эффекты силибинин также было показано, что в терминах вниз-регулирование MMP2 и CD34 в гепатомы человека линии клеток. [31]. Вместе, эти результаты четко показывают, анти-ангиогенных эффективность силимарина и силибинин в различные виды рака, которые могли бы стать дополнительным важным механизмом их химические эффективность.

Анти-метастатическую активность силимаринаРаковые метастазы, основной причиной смерти от рака и которая может осложнить управления,

зависит от подвижности и инвазивности раковых клеток. ММП играют важную роль в инвазии и метастазировании раковых клеток. Силибинин в концентрации 100 мкм ингибирует вторжения и подвижность SCC-4 рак языка, а также A459 рака легких клетки вниз, регулирующих ММП-2 и урокиназы-типа активатора плазминогена (u-PA) и регулирующие тканевой ингибитор металлопротеиназы-2 (TIMP-2) и PAI-1 выражения [42, 43]. Кроме того, в А549 клеток рака легких, силибинин ингибирует ММП-2 и u-PA выражение через снижение ERK1/2 и Akt фосфорилирования, что в свою очередь повлекло снижение инвазивности раковых клеток [43]. В человеческой остеосаркомы мг-63 клеток, силибинин угнетал u-PA и ММП-2 выражения, IL-6-индуцированного ERK 1/2 и c-Jun фосфорилирования, и инвазивность клеток [44].

Активированный протеин-1 (AP-1), комплекс, состоящий из гомо - или гетеродимеры членов jun и fos семейство белков, регулирует экспрессию ряда генов, участвующих в злокачественной трансформации. В частности, AP-1, Как известно, способствуют эпителиальных для мезенхимальных переход опухолевых клеток, что рассматривается как ключевой шаг в раковых метастаз. Наши предыдущие исследования показали, что силибинин подавляет УФ-индуцированной AP-1 и NF-kB активации кожи мыши в модели [18]. Недавно, Lee et al [45] сообщили, что силибинин снижает PMA-

89

индуцированной инвазии клеток MCF-7 с помощью специфического ингибирования AP-1-зависимой ММП-9 экспрессии генов. Эти результаты показывают, что путем подавления раковых клеток вторжения через специфическим ингибированием AP-1-зависимой ММП-9 экспрессии генов, силибинин представляет потенциальную антиметастатических агентов. Вместе, анти-инвазивных, а также анти - метастатический потенциал силибинин может иметь большое значение в развитии потенциальных терапии рака.

Антиоксидантной активностью силимаринаСилимарин и силибинин оказывает антиоксидантное действие и поддерживает окислительно-

восстановительный гомеостаз в несколько in vitro и in vivo модели. Kiruthiga et al [46] показали, что администрация силимарин увеличивает деятельность антиоксидантных ферментов, как супероксиддисмутаза (СОД), каталазы, глутатион-пероксидазы (ГП), глутатионредуктазы (гр) и глутатион-s-трансферазы (GST) вместе со снижением уровня малонового диальдегида (мда), маркера перекисного окисления липидов в эритроцитах воздействию H2O2. Силимарин приложения широко уменьшает истощение GSH и рос производства, а также перекисного окисления липидов в UVA облучения-индуцированного повреждения кератиноцитов человека. Формирование UVA-индуцированной разрывами одноцепочечной ДНК и активность каспазы-3 была также значительно снизились на силимарин [47]. Наши исследования показали, что силимарин ингибирует мда в формировании эпидермального микросомах в зависимости от дозы, и также угнетает Т-И перекиси бензоила (BPO)-вызвало перекисного окисления липидов в мышь эпидермиса, который показывает его сильные in vivo антиоксидантная активность [14]. Другие исследования показали, что силимарин существенно тормозит УФ-индуцированной продукции H2O2. С понятием, что бесплатный антирадикальное и антиоксидантные свойства силимарин может предотвратить или уменьшить появление и прогрессирование химиотерапии-индуцированной токсичности у пациентов с острый лимфобластный лейкоз, пероральное введение Siliphos в дозе 5,1 мг/кг/сут оказывает защитный эффект на химиотерапии-индуцированной гепатотоксичности [48].

Противоопухолевой активностью Силимарина: In Vitro ИсследованияПротивоопухолевой активностью силимарина была продемонстрирована в клинических рака

молочной железы, рака кожи, андроген-зависимый и независимый рак предстательной железы, рак шейки матки, рак толстой кишки, рак яичников, гепатоцеллюлярная карцинома, рак мочевого пузыря и рак легких клетки [14-16]. Активных соединений силимарин, isosilybin B и isosilybin, лечение было показано, в результате торможение роста и гибель клеток вместе с сильным G1 арест и апоптотической гибели в человеческой карциномы простаты LNCaP и 22Rv1 клеток [13]. Наши in vitro исследования также показали, что силибинин тормозит конститутивно активной Stat3 и индуцирует апоптоз в клетках DU145, и, таким образом, может иметь потенциальное значение в терапевтической интервенции. В других исследованиях мы показали, что силибинин синергетический эффект человеческой карциномы простаты DU145 клеток доксорубицин, цисплатин и карбоплатин индуцированного ингибирования роста и апоптотической смерти [18]. Подобный синергетический эффект силибинин с доксорубицином и цисплатином также сообщалось в груди и рака яичников клеточных линий [25]. Другие противоопухолевые эффекты силимарина и силибинин в клеточных линий и связанные с ними механизмы обширно были кратко изложены в предыдущих разделах.

Противоопухолевой активностью Силимарина: In Vivo ИсследованияЭффективность силимарина было показано в отношении химически индуцированного

канцерогенеза, рост ксенотрансплантат опухоли, а также в различных трансгенных моделей. Мы были первыми продемонстрировать активность силимарина в отношении 12-O-tetradecanoyl-phorbol-13-ацетата (тра) индуцированные опухоли акции путем ингибирования активности и экспрессии эпидермального орнитин декарбоксилазы [49]. Дальнейшие исследования показали важную роль силимарин ингибирует химической и УФ-индуцированный канцерогенез кожи [18]. Недавно, Gu et al [30] показали, что актуальным или диетическое силибинин лечение вызывает сильную защиту от УФ-индуцированного photocarcinogenesis путем ингибирования клеточной пролиферации, воспаления и ангиогенеза в безволосых мышей SKH-1. Мы также сообщали, что диетическое питание силибинин предотвращает UVB радиационно-индуцированных повреждений

90

кожи, в том числе тимидина димер-позитивных клеток, ядерный антиген пролиферирующих клеток (PCNA) выражение и апоптоза загар клеток. Исследования нашей лаборатории показали, что силибинин может также ингибировать член MAPKs семьи (ERK1/2, JNK и p38) и активацию Akt обусловленных либо острым или хроническим UVB облучения SKH-1 мышь кожи [18].

Что касается рака предстательной железы, было показано, что пищевые администрации силимарин значительно уменьшилась заболеваемость 3,2-диметил-4-aminobiphenyl (DMBA)-индуцированной аденокарциномы предстательной железы у самцов крыс F344 [37]. Исследования нашей лаборатории показали, что пищевые администрации силибинин блокирует advanced человека ксенотрансплантат опухоли простаты рост бестимусных мышей, демонстрируя антипролиферативное, проапоптотических и антиангиогенных эффективность против простаты опухоли [14, 15]. Недавно мы также продемонстрировали, что пищевые силибинин ингибирует рост опухоли предстательной железы и прогрессии в трансгенных аденокарциномы мыши простаты (бродяга) мышей путем модуляции экспрессии Cdk, CDKIs, и инсулин-подобный фактор роста (IGF)-1 и ИФР-связывающий белок (IGFBP)-3 [50]. В других исследованиях мы продемонстрировали, что администрация силибинин существенно тормозит N-бутил-N-(4-hydroxybutyl) нитрозаминов индуцированного канцерогенеза мочевого пузыря у самцов мышей ICR, вызывает арест клеточного цикла и индукции апоптоза [28]. Мы также обнаружили, что силибинин блокирует рост человеческого мочевого пузыря ксенотрансплантат опухоли в бестимусных мышей вниз-регулирование survivin и увеличение экспрессии белка р53 совместно с активизацией апоптоза [51]. Vinh et al [52] показали, что администрация силимарин снижает маркировки индекса для BrdU и циклин D1-соотношение позитивных клеток в различных поражений мочевого пузыря.

Химические эффективность силибинин против рака легких была широко изучена в нашей группе в обоих in vitro и in vivo систем. Исследования нашей лаборатории сообщили, что силибинин подавляет рост человека, не-мелкоклеточный рак легких А549 ксенотрансплантат роста в athymic BALB/c nu/nu мышам. Силибинин также снижает системную токсичность доксорубицина с повышенной терапевтической эффективности путем модуляции NF kappa B опосредованного сигнального пути в этой модели [53]. Дальнейшие исследования проводили с целью оценки химические эффективность силибинин в уретан-индуцированного канцерогенеза в легких мышей A/J. Диетическое силибинин добавок значительно ингибирует уретан-индуцированной легочной опухолей и размер опухоли, модулирующих белков, участвующих в клеточной пролиферации, воспаления и ангиогенеза [41].

Противоопухолевой активностью силимарина также продемонстрировало, что и в in vivo и in vitro модели рака толстой кишки. Volate et al [54] показали, что силимарин значительно уменьшает количество аберрантных crypt очагов (АКФ) в azoxymethane (AOM), индуцированной крыса рак толстой кишки модели. Еще et al [55] заметил, что пищевые администрации силимарин (100, 500 и 1000 ppm в диете), либо во время или после воздействия канцерогенов (АОМ) в течение 4 недель, приводит к значительному снижению частоты Толстой АКФ в зависимости от дозы образом. В долгосрочном эксперименте, диетическое кормление силимарин (100 и 500 ppm) во время посвящения или после инициации фазы АОМ-индуцированного канцерогенеза толстой кишки снижал частоту и множественность аденокарциномы толстой кишки. Они также обнаружили, что силимарин снижает PCNA маркировки индекса и увеличивается количество апоптотических клеток, связанное с пониженным содержанием бета-глюкуронидаза деятельности, уровень PGE2 и полиамин содержимого толстой кишки.

Разных лабораториях исследовали также потенциал силимарин против рака молочной железы и имеются противоречивые сведения в отношении химические эффективность силимарина/силибинин в молочных канцерогенеза [14, 25, 56]. Пищевые добавки силимарина увеличилось количество опухолей молочной железы в 1-метил-1 - nitrosourea (MNU)-индуцированный канцерогенез молочной, а также повышенную частоту и множественность опухолей молочной железы в MMTV-neu/трансгенных мышей HER2 [56]. Наоборот, силибинин лечения было показано, сильно тормозят развитие опухолей молочной железы, а также метастазы в легких HER-2/neu трансгенных мышей [57]. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы четко понимать, эффект силимарина и его активных компонентов против канцерогенеза молочной.

91

Противоопухолевые эффекты силимарина также сообщалось в модели ксенотрансплантата рака яичников. Gallo et al., [40] установили, что администрация Silipide путем устного желудочный зонд для nude мышей, несущих ксенотрансплантат опухоли яичника человека линии клеток рака A2780 производит значительное ингибирование опухоли, и снижение экспрессии VEGF рецептор 3 и upregulationof ангиопоэтина-2 возможные механизмы для антиангиогенной активности. Джакомелли et al [58] показали, что Silipide был способен усиливать цитотоксичность противоопухолевого препарата цисплатин (CDDP) под in vitro условия, в то время как под in vivo условия, администрация Silipide значительно повышенной противоопухолевой активности CDDP в мышей вместе с облегчение токсичности, связанной с CDDP.

Противоопухолевые эффекты силибинин были зарегистрированы в почечно-клеточного рака, где пероральное введение силибинин был найден подавлять рост местной и метастатической опухоли в ксенотрансплантат модель почечно-клеточного рака путем повышения плазменного уровня IGFBP-3, binding protein IGF-1 [59]. Yanaida et al [60] продемонстрировали, что пищевые администрации силимарин подавляет 4-nitroquinoline 1-оксид-индуцированной язык канцерогенеза у самцов крыс F344 путем ингибирования клеточной пролиферации и увеличение индекса апоптоза. Они также обнаружили, что силимарин снижает содержание полиамина и PGE2 уровне, и что она изменяет фазы II ферментов деятельности. В целом, эти исследования убедительно показывают, рак химические эффективность силимарина и/или силибинин, и предоставить веские причины для их использования в клинических испытаниях.

Силимарин в клинических испытанияхКлинические исследования показали, что расторопша экстракт обладает значительным

гепатопротекторное, антидиабетические, и кардиопротекторный эффекты. Эффективность силимарина оценивается в больных раком, либо в одиночку, либо в сочетании с другими химиотерапевтических агентов. Несколько доз силимарин были протестированы как в одиночку, так и в сочетании с другими препаратами в нескольких популяциях. Silipide, силибинин формулировка, было дано устно пациентов с колоректальной аденокарциномы при дозах 360, 720 или 1440 мг ежедневно в течение 7 дней и высокий уровень силибинин были достигнуты в слизистой прямой кишки больных [61]. Наша группа также недавно завершили первый этап клинических испытаний с силибинин в рак предстательной железы. Силибинин phytosome (SiliphosR), промышленный препарат силибинин, в дозе 13г, разделить на 3 суточных доз, по-видимому, хорошо переносится у пациентов с прогрессирующим раком простаты. Мы также обнаружили более 100 мкм в плазме уровни бесплатно силибинин в пациентов, хотя этот уровень не был поддержан в [62]. Сейчас мы находимся в процессе запуска пилотной фазы II клинических испытаний для оценки влияния силибинин Администрации на прогрессирование рака предстательной железы с использованием суррогатных биомаркеров в качестве конечных точек. Силимарин использовался (наряду с сои, ликопин и антиоксиданты) в фазе III клинических испытаний для задержки простатический специфический антиген прогрессии после простатэктомии и лучевой терапии в случае рака предстательной железы пациентов [63].

Химиотерапевтические агенты обеспечивают значительный защитный эффект против многих видов рака; однако было показано, что гепатотоксичность часто даже вызываемое этими препаратами. Исследования показали, что расторопша применяется в лечение химиотерапией индуцированной гепатотоксичности и защита печени при проведении химиотерапии. Invernizzi et al [64] было показано, применение силимарина в 34-летняя женщина с промиелоцитарного лейкоза. Следователи назначают 800 мг/сут силимарин в ходе пациента Метотрексат и 6-меркаптопурин химиотерапии. В течение 4-х месяцев лечения с силимарин, пациент имел нормальный печеночных трансаминаз и не было никакого прерывания терапии. Расторопша добавок у детей с острыми lymphopblastic лейкоз (олл) и выше печеночной токсичности был связан со снижением уровня печеночных трансаминаз и больше, чем 50% снижение общего билирубина. Исследования показали, что силимарин может играть роль в адъювантной терапии рака. In vitro исследования показали, что силимарин увеличилось дауномицина накопления, усиливал токсичность доксорубицина и тормозится истечение этих препаратов от раковых клеток. В нерандомизированные исследования, у больных метастазы в головной мозг получения стереотаксической лучевой терапии с Омега-3

92

жирные кислоты и силимарина было больше времени выживания и уменьшилось количество radionecroses [65]. Будущие клинические исследования оправданным рассмотреть силимарин деятельности в multifatorial механизмы действия, хорошо спланированных клинических испытаний и разъяснения негативных последствий.

Фармакология и метаболизм СилимаринДоклинических и клинических исследований, посвященных изучению фармакокинетики,

pharmacodyanamics и метаболизм силимарин. В in vivo эффективность силимарина flavonolignans зависит от биодоступности и достижения терапевтических концентраций в органах интересов. Компоненты силимарина плохо растворим в воде и исследований в доклинических и клинических показали только нг/мл в плазме крови после перорального приема порошковых экстрактов. Однако фармакокинетика исследования показали, что биодоступность силибин была увеличена, когда сочетается с phosphaditylcholine как silipide, Siliphos или Ибр 1016. Barzaghi et al [66] сообщили о суде в девять здоровых добровольцев, получающих IdB 1016 (эквивалентно 120 мг на силибин) в течение 8 дней подряд, и показал 340ng/мл и 183 нг/мл силибин в плазме крови в 1-й день на 8-й день. Большинство силибин, присутствующих в системный кровоток был в конъюгированной форме. Менее 3% введенной дозы приходится на мочевой восстановление всего силибин. Чтобы увеличить биодоступность силимарина, Wu et al., [67], разработанных липидов на основе самостоятельного microemulsifying drug delivery system (SMEDDS). В этом исследовании, Wu et al [67] по сравнению биодоступность силимарина SMEDDS с тем, что в раствор и суспензию. После внутрижелудочного введения кроликам, биодоступность силимарина SMEDDS был 1.88-и 48.82 раза, что силимарина раствора и суспензии. Kim et al [68] проверил Сравнительная биодоступность в Liverman капсулы для Легалон капсулы и силимарин таблетки в 24 здоровых корейских мужчин-добровольцев, которые получили на силибин в дозе 120 мг в 3 × 3 перекрестного исследования. Они обнаружили, что биодоступность при пероральном приеме составляет siibinin после liverman капсула была значительно быстрее и больше, чем после легалон капсулы силимарин таблетки. Ибр 1016 (silipide), силибинин phosphoditylcholine рецептуры показал улучшение устной доступности по сравнению с силимарин, достигая пика в плазме крови здоровых добровольцев. В другом исследовании пациентов с колоректальной карциномой получил IdB 1016 в дозах, 360, 720 или 1440mg из силибинин в день в течение 7 дней. Достигнутые уровни силибинин были 0,3-4μmol/Л в плазме, от 0,3 до 2,5 нмоль/г в печени, и от 20 до 141 нмоль/г в толстой ткани [61].

ВыводыВ этом мини-обзоре кратко изложены multi-целевые химические и interventive цели и механизмы

силимарин/силибинин в различных in vitro и in vivo рак моделей. Все эти результаты проверить фармакологической безопасности силимарин, который необходим для эффективного химические, а также химиотерапевтического агента. Силимарин проявляет противоопухолевый эффект, несколько молекулярных механизмов, которые могли бы блокировать всех стадиях канцерогенеза, инициации, промоции и прогрессии. В частности, анти-инвазивных и антиметастатических эффекты силимарина проверки ее возможной полезности в качестве профилактического и терапевтического средства в лечении более продвинутых и агрессивных форм рака. Клинические исследования показали, что силимарин лечения в комбинации с химиотерапевтическими препаратами снижает токсичность, связанные с химиотерапией. Дополнительные клинические исследования требуют, чтобы оценить дальнейшие химические, а также химиотерапевтических эффекты силимарина и его аналоги от различных опухолей человека.

IntroductionResearch over the last three decades has provided convincing evidence to support that the diets rich in

fruits and vegetables may be protective against the risk of different types of cancers. Of late, several medicinal herbs from plant origin have also received great attention due to their wide range of pharmacological effects. All these dietary agents, medicinal plants and herbs have been tested for their cancer chemopreventive activity. The reduced cancer risk and lack of toxicity associated with high intake of natural products suggest that specific concentrations of phytochemicals from these plant sources may produce cancer chemopreventive effects without causing significant levels of toxicity. Natural agents are believed to suppress the inflammatory process that lead to neoplastic transformation, hyperproliferation,

93

promotion and progression of carcinogenic process and angiogenesis. It is estimated that nearly one-third of all cancer deaths in the United States could be prevented through appropriate dietary modification. Accumulating research evidence suggests that many dietary agents/medicinal plants may be used alone or in combination with traditional chemotherapeutic agents to prevent the occurrence of cancer, their metastatic spread, or even to treat cancer [1,2].

Silymarin has been used for more than 2000 years as a natural remedy for treating hepatitis and cirrhosis and to protect liver from toxic substances. Silymarin acts by antioxidative, anti-lipid peroxidative, antifibrotic, anti-inflammatory, membrane stabilizing, immunomodulatory and liver regenerating mechanisms in experimental liver diseases. Furthermore, silymarin has been extensively studied, both in vivo and in vitro, for its cancer chemopreventive potential against various cancers [3]. This article reviews the current studies regarding various aspects of silymarin as they relate to its efficacy against cancer and associated molecular mechanisms.

Silymarin - Chemistry and AnaloguesSilymarin is an active extract from the seeds of the plant milk thistle (Silybum marianum (L.) Gaertn.

(Asterceae), and contains approximately 65-80% silymarin flavonolignans (silymarin complex) with small amounts of flavonoids and approximately 20-35% fatty acids and other polyphenolic compounds. The major component of the silymarin complex is silybin that is synonymous with silibinin (Figure 1), together with other flavonolignans namely isosilybin, silychristin, silydianin, and flavonoid taxifolin [4]. Studies have also reported that silybin and isosilybin are the mixture of two diastereoisomers namely silybin A and silybin B and isosilybin A and isosilybin B; the later two are regioisomers of silybin A and silybin B, respectively, from the silymarin mixture [5]. White-flowering varieties of S. marianum contain additional compounds such as 3-deoxyflavanolignans silandrin, silymonin, silyhermin and neosilyhermin A and B [6]. Recently, Mackinnon et al [7] have isolated a new flavonolignan silyamandin from the tincture preparations of the milk thistle fruit. The most commonly utilized silymarin and silibinin products used in clinical trials are Legalon, Thisilyn, Siliphos and Silipide.

Silibinin is the most active antihepatotoxic agent in silymarin mixture and contains 1,4-dioxane ring in addition to flavonoid moiety. Ahmed et al [8] have prepared some flavones and coumarins containing the 1,4-dioxane ring system and evaluated them for antihepatotoxic activity against carbon tetrachloride induced hepatotoxicity in albino rats. The compounds 3 , 4 (1″,4″-dioxino) flavone and 3 ,4 (2-hydroxy′ ′ ′ ′ methyl, 1″,4″-dioxino) flavone exhibited a significant activity comparable to standard drug silymarin (silybon-70). Structure activity relationship (SAR) studies revealed that flavonoid analogues containing a hydroxy methyl group at position-2″ in the dioxane ring exhibited superior antihepatotoxic activity in comparison to coumarin derivatives. Varga et al [9] have synthesized structural analogues (flavanone: 2-4 and flavone: 5 and 6) of silybin and tested for inhibitory activity on superoxide anion and protein kinase C (PKC) translocation in phorbol myristate acetate (PMA)-stimulated neutrophils as well as xanthine oxidase activity to identify the molecular structures responsible for the antioxidant property of silybin. It has been shown that different moieties of silybin are involved in the inhibition of overproduction of superoxide anion in stimulated neutrophils, xanthine oxidase activity, and for prevention of hem-mediated oxidative modification of low density lipoproteins (LDL). Gazak et al [10] have prepared carboxylic acid derivatives of silybin and 2,3-dehydrosilybin with improved hydrophilicity. The presence of 2, 3-double bond in the C-ring of flavonoid improved the scavenging/antioxidant potency of the compound. 2,3-dehydrosilybinic acid is a fairly soluble derivative with anti-lipid peroxidation and antiradical activities better than that of silybin.

Regarding anti-cancer activity, Dzubak et al [11] have prepared a series of O-alkyl derivatives (methyl and benzyl) of silybin and 2,3-dehydrosilybin and tested for cytotoxicity in multidrug resistant cell lines and the ability to inhibit P-glycoprotein mediated efflux activity. The 3, 7, 20-Tri-O-methyl-2,3-dehydrosilybin was found to be the best inhibitor with relatively low cytotoxicity comparable with that of parent 2,3-dehydrosilybin. More recently, Davis-Searles et al [12] identified seven distinct flavonolignan compound and a flavonoid from commercial silymarin extracts. Among these, four compounds namely silybin A, silybin B, isosilybin A and isosilybin B, showed most consistent anti-proliferative effects in three different human prostate carcinoma LNCaP, DU145 and PC3 cell lines. In further expanding these preliminary observations, recently we have shown that isosilybin B and isosilybin A exert growth inhibition and cell death together with a strong G1 arrest and apoptosis in human prostate carcinoma LNCaP and 22Rv1 cell

94

[13]. Overall, completed studies suggest that the preparations enriched of these two compounds may be preferable for future studies in prostate cancer.

Silymarin - Molecular Targets for Anti-cancer EfficacyCarcinogenesis is a multistep process that is activated by altered expression of transcriptional factors and

proteins involved in proliferation, cell cycle regulation, differentiation, apoptosis, angiogenesis, invasion and metastasis. Deregulated cell cycle progression and apoptosis together with increased angiogenic potential, invasion and metastasis have been described as hallmarks of cancer. Accordingly, the agents that could target one or more of these processes should be effective and ideal cancer chemopreventive agents. Silymarin and/or silibinin modulate imbalance between cell survival and apoptosis through interference with the expressions of cell cycle regulators and proteins involved in apoptosis. In addition, silymarin also showed anti-inflammatory as well as anti-metastatic activity by modulating specific proteins [14]. Figure 2 shows the different molecular targets of silymarin.

Both silymarin and silibinin are particularly effective in inhibiting epidermal growth factor receptor (EGFR) signaling with suppression of cyclin-dependent kinase (CDK) expression and up-regulation of the CDK-inhibitors p21CIP1 and p27KIP1, with concomitant increase in their binding to CDKs. Silymarin induces growth arrest at the G1 and G2 checkpoints. Silymarin, in lower doses induces the growth arrest through extracellular signal-regulated kinases (ERK1/2) inhibition and in higher doses leads to apoptosis through mitogen activated protein kinase (MAPK)/ c-Jun N-terminal kinase (JNK) pathway [14-16]. Our studies have shown that silymarin inhibits both constitutively active and transforming growth factor (TGF)-α mediated tyrosine phosphorylation of EGFR in advanced human prostate cancer DU145 cells [17]. Studies have shown that silymarin and silibinin down-regulate EGFR signaling via the inhibition in the expression and secretion of growth factors, and by inhibiting growth factor binding to and activation of EGFR and subsequent impairment of downstream mitogenic events causing anticancer efficacy in tumor cell lines [18].

Anti-inflammatory effects of silymarinAnti-inflammatory effects of silymarin are related to inhibition of the transcription factor nuclear factor-

κB (NF-κB), which regulates and coordinates the expression of various genes involved in inflammation, cell survival, differentiation and growth. In particular, NF-κB contributes to the production of interleukin (IL)-1 and -6, tumor necrosis factor (TNF)-α, lymphotoxin, granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) and interferon (IFN)-γ. In most of the resting cells, NF-κB is sequestered in the cytoplasm by binding to the inhibitory-κB (IκB)-proteins which block the nuclear localization sequences of NF-κB. Studies have demonstrated that silymarin is a potent inhibitor of NF-κB activation in response to TNFα. This effect was mediated through the inhibition of phosphorylation and degradation of IκB [18]. It also decreases the p65 subunit nuclear translocation and NF-κB dependent reporter gene transcription. Silymarin also blocked NF-κB activation induced by phorbol ester, lipopolysaccharide, okadaic acid and ceramide, whereas H2O2-induced NF-κB activation was not significantly affected. Manna et al [19] studied the effect of silymarin on NF-κB activation induced by various inflammatory agents. Silymarin also inhibited TNF-α induced activation of MAPK and JNK, TNF-induced cytotoxicity and caspase activation. Silymarin in combination with tetrandrine attenuates NF-κB activated pathways and the induction of metallothionein gene transcription in the liver of dimethylnitrosamine (DMN) administered rats [20]. In human mesangial cells, silymarin showed dose dependent inhibition of TNF-α- and IL-1β-induced NF-κB activation, and TNF-α-induced intracellular calcium and MCP-1 expression [21]. Silymarin has a protective effect against endotoxin-induced sepsis and also have the inhibitory effect on the production of IL-1β and prostaglandin (PG)-E2 [22]. Silymarin dose-dependently inhibits both cytokine-induced nitric oxide (NO) production and cell death in RINm5F cells, and prevents IL-1β and IFN-γ-induced NO production and β-cell dysfunction in human pancreatic islets. [23].

Modulation of cell cycle progression by silymarinDisruption of the normal regulation of cell cycle progression and division is an important event in

malignant transformation. The regulation of the cell cycle is controlled by a family of cyclins, CDKs and CDK inhibitors (CDKIs). Silymarin has been reported to suppress the proliferation of tumor cells in various cancers including prostate [15-17], ovarian [25], breast [26], lung [27], skin [18] and bladder [28,29]. Numerous reports indicate that silymarin inhibits proliferation of cells by inhibiting cell cycle progression at

95

different stages of the cell cycle. Studies from our laboratory have demonstrated that silymarin induces G1 arrest and/or G2-M arrest in human prostate cancer LNCaP, PC3 and DU145 cells. Silymarin caused an induction of the CDK inhibitors Cip1/p21 and Kip1/p27, and a decrease in CDK2 and CDK4 and associated kinase activities that led to G1 arrest [18]. Silibinin treatment showed dose- and time-dependent growth inhibition together with a G1 arrest in bladder transitional cell carcinoma (TCC) cells, T-24 (high-grade tumor) and TCC-SUP (high-grade invasive tumor). Furthermore, silibinin at high concentration induced G2/M arrest in TCC-SUP cells that was associated with a decrease in pCdc25c (Ser216), Cdc25c, pCdc2 (Tyr15), Cdc2 and cyclin B1 protein levels [29]. Silymarin treatment has been shown to inhibit the growth of androgen dependent (LNCaP) and androgen independent (PC3 and DU145) prostate cancer cells. [12]. Silymarin also induces G1 arrest through an increase in Cip1/p21 and a decrease in the kinase activity of CDK and associated cyclins in human breast cancer MDA-MB 468 cells [26]. Silymarin treatment induced binding of Cip1/p21 with CDK2 and CDK6 paralleled a significant decrease in CDK2-, CDK6-, cyclin D1-, and cyclin E-associated kinase activities, along with a decrease in cyclins D1 and E. Our studies have also shown that silymarin and silibinin modulate G1 phase cyclins-CDKs-CDKIs for G1 arrest, and the Chk2-Cdc25C-Cdc2/cyclin B1 pathway for G2-M arrest, together with an altered subcellular localization of critical cell cycle regulators [18]. Recently, we have shown that silibinin inhibits UVB-caused increase in cell proliferation and microvessel density and down-regulation of inflammatory and angiogenic responses in SKH-1 hairless mice [30]. In other studies, silibinin significantly up-regulated p21/CDK4 and p27/CDK4 complexes and down-regulated Rb-phosphorylation and E2F1/DP1 complex thereby inhibiting human hepatoma HuH7 cell growth [31]. We have also demonstrated the anticancer activity of two pure compounds isosilybin B and isosilybin A, isolated from silymarin, in human prostate carcinoma LNCaP and 22Rv1 cells that is mediated via cell cycle arrest and apoptosis induction [13]. These studies suggested that regulation of cell cycle is one of the mechanisms of action of silymarin in the prevention and therapeutic intervention of cancer.

Induction of apoptosis by silymarinApoptosis or programmed cell death that occurs in various physiological and pathological conditions is

one of the hallmarks of cancer. Several phytochemicals that are known to inhibit NF-kB and AP-1 activation can suppress cell proliferation and sensitize cells to apoptosis induction. Studies have reported that silymarin exerts its anticancer effects by causing cell cycle arrest and inducing apoptosis in different type of cancers. Li et al [32] have shown that silymarin induces apoptotic cell death in CH11-treated human malignant melanoma A375-S2 cells by increasing the expression of Fas-associated proteins with death domain (FADD), a downstream molecule of the death receptor pathway followed by cleavage of procaspase-8 that induces apoptosis. In UV-irradiated human malignant melanoma A375-S2 cells, silymarin activated SIRT1, a cell survival protein, down-regulated Bax and poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) expression with decreased release of cytochrome c and induced G2-M arrest [33]. Recently, our studies have shown that diastereoisomers from silymarin induce apoptosis by causing the cleavage of PARP, caspase 9 and caspase 3 and decreasing survivin levels in human prostate cancer LNCaP and 22Rv1 cells [13]. Similar results have also been seen in DU145 cells with inhibition of active Stat3. Silibinin synergies the growth-inhibitory effect of mitoxantrone, a topoisomerase II inhibitor in prostate carcinoma PC-3 cells by reducing cell viability with increased apoptosis [34]. Silymarin causes apoptosis in human K562 leukemia cells by inhibiting Akt activity associated with activation of caspases-9 and -3 as well as PARP cleavage [35]. We have also shown apoptosis induction by silibinin involving p53-caspase 2 activation and caspase-mediated cleavage of Cip1/p21 in bladder transitional-cell papilloma RT4 cells [36]. Silibinin also promotes apoptosis of human hepatoma HuH7 cells by down-regulating survivin and up-regulating activated caspase-3 and -9 [31]. It has been shown that dietary supplementation with silymarin inhibits 3,2 -dimethyl-4-′aminobiphenyl-induced prostate carcinogenesis in male F344 rats by increasing apoptosis and modification of cell proliferation [37].

Anti-angiogenic activity of silymarinAnti-angiogenic activity is one of the fundamental ways of the cancer treatment. The anti-angiogenic

potential of silymarin has been demonstrated in various cancers. We have demonstrated that silymarin inhibits the growth and survival of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) by inhibiting capillary tube formation, and induction of cell cycle arrest and apoptosis together with a reduction in invasion and

96

migration. The molecular events associated with these effects include an up regulation of Kip1/p27, Cip1/p21 and p53; mitochondrial apoptosis and caspase activation; down regulation of survivin and inhibition of Akt and NF-kB signaling; and matrix metalloproteinase (MMP)-2 secretion [14, 15, 18, 38]. Other studies have also demonstrated that silymarin decreases the secreted vascular endothelial growth factor (VEGF) levels in prostate DU145 and breast MCF and MDA-MB-468 cancer cells [26, 38]. Yang et al [39] have shown that silymarin/silibinin treatment up-regulates VEGF receptor (VEGFR-1(Flt-1)) gene expression but not kinase insert domain containing receptor (KDR) in EA.hy 926 cells. They also reported that silymarin/silibinin causes a dose-dependent decrease in the vascular density index in LoVo cells. Gallo et al [40] have shown that administration of silybin-phosphatidylcholine complex, IdB 1016, down-regulates VEGFR- 3 and up-regulates angiopoietin-2 in female nude mice bearing human ovarian cancer xenografts. Furthermore, our in vivo work has shown that silibinin inhibits microvessel density and inhibits VEGF secretion in prostate and lung tumors [14, 41]. The anti-angiogenic effects of silibinin have also been shown in terms of down-regulation of MMP2 and CD34 in human hepatoma cell lines. [31]. Together, these findings clearly suggest an anti-angiogenic efficacy of silymarin and silibinin in different cancers, which could be an additional important mechanism of their chemopreventive efficacy.

Anti-metastatic activity of silymarinCancer metastasis, a primary cause of cancer death and which may complicate the clinical management,

depends on the motility and invasiveness of cancer cells. MMPs play an important role in the invasion and metastasis of cancer cells. Silibinin at 100μM concentration inhibited invasion and motility of SCC-4 tongue cancer as well as A459 lung cancer cells by down-regulating MMP-2 and urokinase-type plasminogen activator (u-PA) and up-regulating tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2) and PAI-1 expressions [42, 43]. Moreover, in A549 lung cancer cells, silibinin inhibited MMP-2 and u-PA expression through reducing ERK1/2 and Akt phosphorylation, which in turn led to the reduced invasiveness of the cancer cells [43]. In human osteosarcoma MG-63 cells, silibinin inhibited u-PA and MMP-2 expressions, IL-6-induced ERK 1/2 and c-Jun phosphorylation, and cell invasiveness [44].

Activated protein-1 (AP-1), a complex consisting of homo- or heterodimers of the members of jun and fos family of proteins, regulates the expression of several genes involved in malignant transformation. In particular, AP-1 is known to promote epithelial to mesenchymal transition of tumor cells that is considered as a key step in cancer metastasis. Our previous studies have shown that silibinin suppresses UVB-induced AP-1 and NF-kB activation in mouse skin models [18]. Recently, Lee et al [45] have reported that silibinin reduces PMA-induced invasion of MCF-7 cells through the specific inhibition of AP-1-dependent MMP-9 gene expression. These findings suggest that by suppressing the cancer cells invasion through the specific inhibition of AP-1-dependent MMP-9 gene expression, silibinin represents a potential anti-metastatic agent. Together, the anti-invasive as well as anti- metastatic potential of silibinin could be of great value in the development of a potential cancer therapy.

Antioxidant activity of silymarinSilymarin and silibinin exert antioxidant activity and support redox homeostasis in several in vitro and in

vivo models. Kiruthiga et al [46] have shown that administration of silymarin increases the activities of antioxidant enzymes like superoxide dismutase (SOD), catalase, glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) and glutathione-s-transferase (GST) together with a decrease in the levels of malondialdehyde (MDA), a marker for lipid peroxidation, in erythrocytes exposed to H2O2. Silymarin application extensively reduces GSH depletion and ROS production as well as lipid peroxidation in UVA irradiation-induced damage in human keratinocytes. Formation of UVA-induced DNA single strand breaks and caspase-3 activity was also significantly decreased by silymarin [47]. Our studies have shown that silymarin inhibits MDA formation in epidermal microsomes in a dose-dependent manner, and also inhibits TPA-and benzoyl peroxide (BPO)-caused lipid peroxidation in mouse skin epidermis, which shows its strong in vivo antioxidant activity [14]. Other studies have shown that silymarin significantly inhibits UVB-induced production of H2O2. With the notion that the free radical scavenging and antioxidant properties of silymarin could prevent or reduce the onset and progression of chemotherapy-induced toxicity, in the patients with acute lymphoblastic leukemia, oral administration of Siliphos at a dose of 5.1mg/Kg/day has exerted protective effect on chemotherapy-induced hepatotoxicity [48].

97

Anticancer Activity of Silymarin: In Vitro StudiesAnticancer activity of silymarin has been demonstrated in human breast cancer, skin cancer, androgen-

dependent and —independent prostate cancer, cervical cancer, colon cancer, ovarian cancer, hepatocellular carcinoma, bladder cancer and lung cancer cells [14-16]. Active compounds of silymarin, isosilybin B and isosilybin A, treatment has been shown to result in growth inhibition and cell death together with a strong G1 arrest and apoptotic death in human prostate carcinoma LNCaP and 22Rv1 cells [13]. Our in vitro studies have also shown that silibinin inhibits constitutively active Stat3 and induces apoptosis in DU145 cells, and thus might have potential significance in therapeutic intervention. In other studies, we have shown that silibinin synergizes human prostate carcinoma DU145 cells to doxorubicin, cisplatin and carboplatin induced growth inhibition and apoptotic death [18]. Similar synergistic effects of silibinin with doxorubicin and cisplatin have also been reported in breast and ovarian cancer cell lines [25]. The other anticancer effects of silymarin and silibinin in cell lines and their associated mechanisms have been extensively summarized in the earlier sections.

Anticancer Activity of Silymarin: In Vivo StudiesThe efficacy of silymarin has been shown against chemically induced carcinogenesis, growth of tumor

xenograft, as well as in various transgenic models. We were the first one to demonstrate the activity of silymarin against 12-O-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate (TPA) induced tumor promotion by inhibiting the activity and expression of epidermal ornithine decarboxylase [49]. Further studies suggested the important role of silymarin in inhibiting the chemical- and UV-induced skin carcinogenesis [18]. Recently, Gu et al [30] have shown that topical or dietary silibinin treatment causes a strong protection against UVB-induced photocarcinogenesis by inhibiting cell proliferation, inflammation and angiogenesis in SKH-1 hairless mice. We have also reported that dietary feeding of silibinin prevents UVB radiation-induced skin damages including thymidine dimer-positive cells, proliferating cell nuclear antigen (PCNA) expression and apoptotic sunburn cells. Studies from our laboratory have demonstrated that silibinin can also inhibit the member of MAPKs family (ERK1/2, JNK and p38) and Akt activation induced by either acute or chronic UVB exposure of SKH-1 mouse skin [18].

With regard to prostate cancer, it has been shown that dietary administration of silymarin significantly decreased the incidence of 3,2-dimethyl-4-aminobiphenyl (DMBA)-induced prostatic adenocarcinoma in male F344 rats [37]. Studies from our laboratory have shown that dietary administration of silibinin inhibits the advanced human prostate tumor xenograft growth in athymic nude mice by exhibiting antiproliferative, proapoptotic and antiangiogenic efficacy against prostate tumor [14, 15]. Recently, we have also demonstrated that dietary silibinin inhibits prostate tumor growth and progression in transgenic adenocarcinoma of the mouse prostate (TRAMP) mice by modulating the expression of CDKs, CDKIs, and insulin like growth factor (IGF)-1 and IGF binding protein (IGFBP)-3 [50]. In other studies, we have demonstrated that administration of silibinin significantly inhibits N-butyl-N-(4-hydroxybutyl) nitrosamine induced urinary bladder carcinogenesis in male ICR mice by causing cell cycle arrest and induction of apoptosis [28]. We also found that silibinin inhibits the growth of human bladder tumor xenograft in athymic nude mice by down-regulating survivin and an increase in p53 expression together with enhanced apoptosis [51]. Vinh et al [52] have shown that administration of silymarin reduces the labeling index for BrdU and the cyclin D1-positive cell ratio in various bladder lesions.

Chemopreventive efficacy of silibinin against lung cancer has been extensively studied by our group in both in vitro and in vivo systems. Studies from our laboratory have reported that silibinin suppresses the growth of human non-small-cell lung carcinoma A549 xenograft growth in athymic BALB/c nu/nu mice. Silibinin also reduces systemic toxicity of doxorubicin with an enhanced therapeutic efficacy by modulating NF kappa B mediated signaling pathway in this model [53]. Further studies have carried out to assess the chemopreventive efficacy of silibinin in urethane-induced lung carcinogenesis in A/J mice. Dietary silibinin supplementation significantly inhibited the urethane-induced lung tumorigenesis and tumor size by modulating proteins involved in cell proliferation, inflammation and angiogenesis [41].

Anticancer activity of silymarin has also been demonstrated in both in vivo and in vitro models of colon cancer. Volate et al [54] have shown that silymarin significantly decreases the number of aberrant crypt foci (ACF) in an azoxymethane (AOM) induced rat colon cancer model. Kohno et al [55] have observed that dietary administration of silymarin (100, 500 and 1,000 ppm in diet), either during or after carcinogen

98

exposure (AOM) for 4 weeks, causes significant reduction in the frequency of colonic ACF in a dose-dependent manner. In a long-term experiment, dietary feeding of silymarin (100 and 500 ppm) during the initiation or post-initiation phase of AOM-induced colon carcinogenesis reduced the incidence and multiplicity of colonic adenocarcinoma. They also found that silymarin reduces the PCNA labeling index and increases the number of apoptotic cells associated with decreased levels of beta-glucuronidase activity, PGE2 level and polyamine content in colonic mucosa.

Different laboratories have also investigated the potential of silymarin against breast cancer and there are conflicting reports regarding the chemopreventive efficacy of silymarin/silibinin in mammary carcinogenesis [14, 25, 56]. Dietary supplementation of silymarin increased the number of mammary tumors in 1-methyl-1- nitrosourea (MNU)-induced mammary carcinogenesis and also increased incidence and multiplicity of mammary tumors in MMTV-neu/HER2 transgenic mice [56]. On the contrary, silibinin treatment was shown to strongly inhibit development of mammary tumors as well as lung metastasis in HER-2/neu transgenic mice [57]. Further studies are needed to clearly understand the effect of silymarin and its active constituents against mammary carcinogenesis.

Anticancer effects of silymarin have also been reported in ovarian cancer xenograft models. Gallo et al [40] have found that administration of Silipide by oral gavage to nude mice bearing tumor xenograft of human ovarian cancer cell line A2780 produces significant tumor inhibition, and the downregulation of VEGF receptor 3 and upregulationof angiopoietin-2 was the possible mechanisms for the antiangiogenic activity. Giacomelli et al [58] have shown that Silipide was able to potentiate the cytotoxicity of anticancer drug cisplatin (CDDP) under in vitro conditions, whereas under in vivo conditions, administration of Silipide significantly enhanced the anti-tumor activity of CDDP in mice along with alleviating the toxicity associated with CDDP.

Anticancer effects of silibinin have been reported in renal cell carcinoma where oral administration of silibinin was found to suppress the growth of local and metastatic tumors in xenograft model of renal cell carcinoma by increasing the plasma levels of IGFBP-3, a binding protein for IGF-1 [59]. Yanaida et al [60] have demonstrated that dietary administration of silymarin suppresses 4-nitroquinoline 1-oxide-induced tongue carcinogenesis in male F344 rats by inhibiting cell proliferation and increased apoptotic index. They also found that silymarin decreases the polyamine content and PGE2 level, and that it modifies phase II enzymes’ activity. Overall, these studies strongly suggest the cancer chemopreventive efficacy of silymarin and/or silibinin, and provide a strong rationale for their use in the clinical trials.

Silymarin in Clinical TrialsHuman clinical studies have demonstrated that milk thistle extract has significant hepatoprotective,

antidiabetic, and cardioprotective effects. The efficacy of silymarin is being evaluated in cancer patients either alone or in combination with other chemotherapeutic agents. Several doses of silymarin have been tested both alone and in conjunction with other drugs in several populations. Silipide, a silibinin formulation, was given orally to patients with colorectal adenocarcinoma at doses of 360, 720, or 1440 mg daily for 7 days and high levels of silibinin were achieved in colorectal mucosa of the patients [61]. Our group has also recently completed a phase-I clinical trial with silibinin in prostate cancer patients. Silibinin phytosome (SiliphosR), a commercial preparation of silibinin, at a dose of 13g, divided in 3 daily doses, appears to be well tolerated in patients with advanced prostate cancer. We also found over 100μM of plasma levels of free silibinin in patients, though this level was not sustained [62]. Now, we are in the process of starting a pilot Phase II clinical trial to assess the effect of silibinin administration on prostate cancer progression using surrogate biomarkers as endpoints. Silymarin was used (along with soy, lycopene and antioxidants) in a phase III clinical trials to delay prostate specific antigen progression after prostatectomy and radiotherapy in prostate cancer patients [63].

Chemotherapeutic agents provide significant protective effects against many cancers; however it has been shown that hepatotoxicity is a frequent even caused by these drugs. Studies have shown that milk thistle has been used in treatment of chemotherapy induced hepatotoxicity and protecting the liver during chemotherapy. Invernizzi et al [64] have shown the use of silymarin in a 34-year-old woman with promyelocytic leukemia. The investigators administered 800 mg/d silymarin during the patient’s methotrexate and 6-mercaptopurine chemotherapy. During the 4 months of treatment with silymarin, the patient had normal liver transaminase levels and there was no further interruption of therapy. Milk thistle

99

supplementation in children with acute lymphopblastic leukemia (ALL) and higher hepatic toxicity has been associated with decrease in liver transaminases level and greater than 50% reduction in total bilirubin. Studies have demonstrated that silymarin may play a role in adjuvant cancer therapy. In vitro studies have shown that silymarin increased daunomycin accumulation, potentiated doxorubicin toxicity and inhibited efflux of these drugs from cancer cells. In a nonrandomized study, patients with brain metastases receiving stereotactic radiotherapy with omega 3 fatty acids and silymarin had longer survival times and a decreased number of radionecroses [65]. Future clinical studies are warranted to examine silymarin activity in multifatorial mechanisms of action, well-designed clinical trials and clarification of adverse effects.

Pharmacology and Metabolism of SilymarinPreclinical and clinical studies have examined the pharmacokinetics, pharmacodyanamics and

metabolism of silymarin. The in vivo effectiveness of silymarin flavonolignans depends on bioavailability and achieving therapeutics concentrations in the organs of interest. The components of the silymarin are poorly soluble in water and studies in both preclinical and clinical have shown only ng/ml in plasma following oral administration of powdered extracts. However, pharmacokinetics studies have shown that bioavailability of silybin has been increased when combines with phosphaditylcholine as silipide, Siliphos or IdB 1016. Barzaghi et al [66] have reported on a trial in nine healthy volunteers receiving IdB 1016 (equivalent to 120 mg silybin) for 8 consecutive days, and showed 340ng/ml and 183 ng/ml silybin plasma levels from day 1 to day 8. Most of the silybin present in the systemic circulation was in conjugated form. Less than 3% of the administered dose was accounted for by urinary recovery of total silybin. To increase the bioavailability of silymarin, Wu et al [67] developed lipid-based self-microemulsifying drug delivery system (SMEDDS). In this study, Wu et al [67] compared the bioavailability of silymarin SMEDDS with that in solution and suspension. After intragastric administration to rabbits, the bioavailability of silymarin SMEDDS was 1.88-and 48.82-fold that of silymarin solution and suspension. Kim et al [68] examined the comparative bioavailability of a Liverman capsule to a Legalon capsule and a silymarin tablet in 24 healthy Korean male volunteers, who received a silybin dose of 120 mg in a 3 × 3 crossover study. They found that oral bioavailability of siibinin after liverman capsule was significantly faster and greater than that after legalon capsule and silymarin tablet. IdB 1016 (silipide), a silibinin phosphoditylcholine formulation showed improved oral availability compared with silymarin, achieving peak plasma levels in healthy volunteers. In another study, patients with colorectal carcinoma received IdB 1016 at dosages of 360, 720, or 1440mg of silibinin daily for 7 days. The achieved levels of silibinin were 0.3 to 4μmol/L in the plasma, 0.3 to 2.5 nmol/g in the liver, and 20 to 141 nmol/g in colorectal tissue [61].

ConclusionsThis mini review briefly summarizes multi-targeted chemopreventive and interventive targets and

mechanisms of silymarin/silibinin in various in vitro and in vivo cancer models. All these results validate pharmacological safety of silymarin, which is needed for effective chemopreventive as well as chemotherapeutic agent. Silymarin exerts its anticancer effects by multiple molecular mechanisms that could block all stages of carcinogenesis, initiation, promotion and progression. In particular, anti-invasive and anti-metastatic effects of silymarin authenticate its possible usefulness as preventive and therapeutic agent in the treatment of more advanced and aggressive forms of cancer. Clinical studies have shown that silymarin treatment in combination with chemotherapeutic agents reduces the toxicity associated with chemotherapy. Additional clinical research is warranted to evaluate further the chemopreventive as well as chemotherapeutic effects of silymarin and its analogues against various human cancers.

Интеграция пищевые добавки в cancer care.Многие исследования подтверждают, что большинство пациентов, перенесших рак терапия с

использованием самостоятельно выбранных форм дополнительных методов лечения, в основном БАДы. К сожалению, пациенты часто не сообщают их использования добавок для их поставщиков. Отказ врачей эффективно общаться с пациентами на этом его использование может привести к потере доверия в терапевтических отношениях и в выборе пациентами вредными, бесполезными или неэффективными и дорогостоящими нетрадиционной терапии при эффективной интегративной вмешательства могут существовать. Плохая связь может также привести к ухудшению,

100

самостоятельности пациента и самоэффективность и тем самым мешать заживлению ответ. Быть открытым с точки зрения пациента, и чувствительны к его потребности в автономии и расширения прав и возможностей, врачи должны сменить свои взгляды. Пожалуй, оптимальный подход, чтобы обсуждать факты и неопределенность с пациентом, в целях достижения взаимно осознанное решение. Сегодня информированные пациенты действительно ценим врачей, которые ценят их как равноправных участников в создании их собственного здоровья выбор. Чтобы достигнуть взаимно осознанное решение об использовании этих добавок в клинической практике Комитета общества интегративной онкологии взяла на себя задачу предоставления информации для врачей, которые хотят обсудить эти вопросы со своими пациентами. Список ведущих добавки, которые имеют лучшие предложения выгода была построена ведущих исследователей и клиницистов, которые имеют опыт в использовании этих добавок. Этот список содержит куркумин, глютамин, витамин D, Маитаке грибы, рыбий жир, зеленый чай, расторопша, Астрагал, мелатонин, и пробиотики. Список включает в себя основную информацию о каждой добавки, такие как фактических данных об эффективности и клинических испытаний, побочные эффекты, взаимодействия лекарств. Информация, был построен, чтобы предоставить актуальную базу знаний, так что врачи и другие медицинские работники будут в курсе добавки, и быть в состоянии обсуждать реалистичные ожидания и потенциальные выгоды и риски.

Integr Cancer Ther. 2013 Sep;12(5):369-84. doi: 10.1177/1534735412473642. Epub 2013 Feb 25.Integrating dietary supplements into cancer care.Frenkel M1, Abrams DI, Ladas EJ, Deng G, Hardy M, Capodice JL, Winegardner MF, Gubili JK, Yeung KS,

Kussmann H, Block KI.Author information 1University of Texas, Houston, TX, USA. frenkelm@netvision.net.ilAbstractMany studies confirm that a majority of patients undergoing cancer therapy use self-selected forms of

complementary therapies, mainly dietary supplements. Unfortunately, patients often do not report their use of supplements to their providers. The failure of physicians to communicate effectively with patients on this use may result in a loss of trust within the therapeutic relationship and in the selection by patients of harmful, useless, or ineffective and costly nonconventional therapies when effective integrative interventions may exist. Poor communication may also lead to diminishment of patient autonomy and self-efficacy and thereby interfere with the healing response. To be open to the patient's perspective, and sensitive to his or her need for autonomy and empowerment, physicians may need a shift in their own perspectives. Perhaps the optimal approach is to discuss both the facts and the uncertainty with the patient, in order to reach a mutually informed decision. Today's informed patients truly value physicians who appreciate them as equal participants in making their own health care choices. To reach a mutually informed decision about the use of these supplements, the Clinical Practice Committee of The Society of Integrative Oncology undertook the challenge of providing basic information to physicians who wish to discuss these issues with their patients. A list of leading supplements that have the best suggestions of benefit was constructed by leading researchers and clinicians who have experience in using these supplements. This list includes curcumin, glutamine, vitamin D, Maitake mushrooms, fish oil, green tea, milk thistle, Astragalus, melatonin, and probiotics. The list includes basic information on each supplement, such as evidence on effectiveness and clinical trials, adverse effects, and interactions with medications. The information was constructed to provide an up-to-date base of knowledge, so that physicians and other health care providers would be aware of the supplements and be able to discuss realistic expectations and potential benefits and risks.

Обзор клинических испытаний для оценки безопасности и эффективности молочного чертополоха (Silybum marianum [Л.] Gaertn.).

101

Расторопши, экстракты были использованы как традиционные растительные лекарственные средства в течение почти 2000 лет. Выдержки по-прежнему широко используется для защиты печени от токсинов и контроля хронических заболеваний печени. В последние годы экспериментальные и клинические исследования показывают, что расторопши, экстракты также противораковым, антидиабетическим и кардиопротекторный эффекты. В этой статье рассматриваются клинические испытания расторопши , проведенных в последние 5 лет, включая фармакокинетические и токсикологические, трава-лекарственные взаимодействия и другие вопросы безопасности. Несколько исследований было изучено влияние расторопши для пациентов с заболеваниями печени, рак, гепатит C, ВИЧ, сахарный диабет и гиперхолестеринемия. Многообещающие результаты были получены и в защитного действия расторопши при некоторых видах рака, и текущие испытания будут, подтверждающих этот эффект. Кроме того, новые установленных дозах и на улучшение качества и стандартизации этой травы обеспечит долгожданное доказательств об эффективности расторопши пятнистой в лечении заболеваний печени. Расторопша экстракты известны, чтобы быть безопасным и хорошо переносится, и токсических или побочных эффектов, наблюдаемых в рассматриваемых клинических испытаний были минимальны. Будущее расторопши исследования перспективных и высококачественных рандомизированных клинических испытаний на молочный чертополох в сравнении с плацебо, могут быть необходимы, чтобы продемонстрировать безопасность и эффективность этой травы.

Integr Cancer Ther. 2007 Jun;6(2):146-57.Review of clinical trials evaluating safety and efficacy of milk thistle (Silybum marianum [L.] Gaertn.).Tamayo C1, Diamond S.Author information 1Research and Development at Flora Inc, Bethesda, MD 20817, USA. ctamayo2@comcast.netAbstractMilk thistle extracts have been used as traditional herbal remedies for almost 2000 years. The extracts

are still widely used to protect the liver against toxins and to control chronic liver diseases. Recent experimental and clinical studies suggest that milk thistle extracts also have anticancer, antidiabetic, and cardioprotective effects. This article reviews clinical trials of milk thistle conducted in the past 5 years including pharmacokinetic and toxicity studies, herb-drug interactions, and other safety issues. Several trials have studied the effects of milk thistle for patients with liver diseases, cancer, hepatitis C, HIV, diabetes, and hypercholesterolemia. Promising results have been reported in the protective effect of milk thistle in certain types of cancer, and ongoing trials will provide more evidence about this effect. In addition, new established doses and improvement on the quality and standardization of this herb will provide the much-awaited evidence about the efficacy of milk thistle in the treatment of liver diseases. Milk thistle extracts are known to be safe and well tolerated, and toxic or adverse effects observed in the reviewed clinical trials seem to be minimal. The future of milk thistle research is promising, and high-quality randomized clinical trials on milk thistle versus placebo may be needed to further demonstrate the safety and efficacy of this herb.

Химические эффективность силимарина в кожи и предстательной железы.Профилактические и лечебные вмешательства фитохимические новее, размеры на арене рак

управления. В связи с этим рак химические роли силимарин (Silybum marianum) была тщательно изучена и показал противоопухолевой эффективности против различных раковых узлов, особенно кожи и простаты. В кожу рака, силимарин лечение тормозит ультрафиолетового B-излучения или химически начать или стимулировать канцерогенез. Эти эффекты силимарина в отношении канцерогенеза кожи обусловлено его выраженным антиоксидантным и противовоспалительным действием, а также его ингибирующее действие на митогенных сигналов. Аналогичным образом, силимарин лечения ингибирует 3, 2-диметил-4-aminobiphenyl-индуцированного канцерогенеза предстательной железы и замедляет рост передовых ксенотрансплантат опухоли простаты в бестимусных мышей. При раке предстательной железы, силимарин лечение вниз регулирует

102

андроген рецептор, рецептора эпидермального фактора роста-и ядерного фактора-kappaB - опосредованной сигнализации и индуцирует арест клеточного цикла. Обширные доклинические исследования поддержала противоопухолевого потенциала силимарина, и теперь его эффективность оценивается в онкологических пациентов.

Integr Cancer Ther. 2007 Jun;6(2):130-45.Chemopreventive efficacy of silymarin in skin and prostate cancer.Deep G1, Agarwal R.Author information 1Department of Pharmaceutical Sciences, School of Pharmacy, University of Colorado Health

Sciences Center, CO 80262, USA.AbstractPrevention and therapeutic intervention by phytochemicals are newer dimensions in the arena of cancer

management. In this regard, the cancer chemopreventive role of silymarin (Silybum marianum) has been extensively studied and has shown anticancer efficacy against various cancer sites, especially skin and prostate. In skin cancer, silymarin treatment inhibits ultraviolet B radiation or chemically initiated or promoted carcinogenesis. These effects of silymarin against skin carcinogenesis have been attributed to its strong antioxidant and anti-inflammatory action as well as its inhibitory effect on mitogenic signaling. Similarly, silymarin treatment inhibits 3, 2-dimethyl-4-aminobiphenyl-induced prostate carcinogenesis and retards the growth of advanced prostate tumor xenograft in athymic nude mice. In prostate cancer, silymarin treatment down-regulates androgen receptor-, epidermal growth factor receptor-, and nuclear factor-kappaB- mediated signaling and induces cell cycle arrest. Extensive preclinical findings have supported the anticancer potential of silymarin, and now its efficacy is being evaluated in cancer patients.

К определению механизм действия силимарина: деятельность, связанная клеточной защиты от токсических повреждений, вызванных химиотерапией.

Силимарин, активный экстракт из расторопши, широко используется у пациентов с заболеваниями печени различной этиологии. Хотя силимарин-комплекс 7 flavonolignans и полифенолы, силибинин, как правило, рассматривается как наиболее активного компонента. In vitro и in vivo исследования показали, что силимарин и силибинин защитить печень от окислительного стресса и устойчивого воспалительных процессов, главным образом за счет активных форм кислорода (АФК) и вторичных цитокинов. Окислительный стресс и воспаление, также участвуют в повреждение клеток многих других тканей и их роль в развитии и токсических реакций у пациентов, получающих рак терапии установлено. Защитные эффекты силимарина и силибинин, продемонстрировали в различных тканях, рекомендуем клинического применения в онкологических пациентов в качестве дополнения к установленным терапии, чтобы предотвратить или уменьшить их токсичность. Здесь мы обсуждаем возможный механизм защитного действия силимарина и силибинин, ориентируясь на рак терапии в качестве агентов, вызывающих повреждение клеток.

Integr Cancer Ther. 2007 Jun;6(2):120-9.Toward the definition of the mechanism of action of silymarin: activities related to cellular protection

from toxic damage induced by chemotherapy.Comelli MC1, Mengs U, Schneider C, Prosdocimi M.Author information 1Madaus srl, Padova, Italy. comelli@madaus.itAbstractSilymarin, the active extract from milk thistle, has been extensively used in patients with liver disease of

different etiology. Although silymarin is a complex of 7 flavonolignans and polyphenols, silibinin is usually regarded as the most active component. In vitro and in vivo studies indicate that silymarin and silibinin protect the liver from oxidative stress and sustained inflammatory processes, mainly driven by Reactive Oxygen Species (ROS) and secondary cytokines. Oxidative stress and inflammation are also involved in cellular damage of many other tissues and their role in the development and toxic reactions in patients receiving cancer therapies is established. The protective effects of silymarin and silibinin, demonstrated in

103

various tissues, suggest a clinical application in cancer patients as an adjunct to established therapies, to prevent or reduce their toxicity. Here we discuss the possible mechanism of the protective action of silymarin and silibinin, focusing on cancer therapies as agents causing cellular damage.

Обновленный систематический обзор фармакологии силимарин.В последние годы наблюдается взрыв научных трудов, которые занимаются препаратов из плодов

расторопши и ее активные вещества силимарин (стандартизированный смесь flavonolignanes), тем самым оправдывая обновленный систематический обзор.

Методы: Электронных баз данных, выявленных силимарин, силибинин, silicristin или расторопши в качестве

дескрипторов в >700 работ (34% опубликованных в последние 5 лет; 92% расправился с животным фармакологических). Только адекватно документы отчетности об экспериментальных условиях, дозировка, переменные испытания и статистические данные были проанализированы.

Результаты: Силимарин было обнаружено, что изменения, в частности, функции, связанные с различных

транспортеров и рецепторов, расположенных в клеточных мембранах; то есть, органический анион поглощение transporter пептидов (OATP), ABC транспортеров (P-gp), bile salt export pump, а также ФНО-Альфа-зависимой и, возможно селектина-зависимые явления. В цитоплазме некоторых антиоксидантными свойствами и ингибирования липоксигеназы пути кажутся довольно избирательно и могла бы согласиться на антитоксический эффекты. Некоторые эффекты, такие как ингибирование inducible nitric-oxide synthase, ядерного фактора каппа B, и снижение синтеза коллагена, являются ориентировочными ДНК/РНК-опосредованного эффектов. Несколько исследований с использованием "in vitro" и "in vivo' рак модели показывают, что потенциальный силимарина при таких заболеваниях. Топических и системных силимарин имеет защитные свойства кожи от УФ-индуцированного повреждения в эпидермис и вызывает до-регулирование опухоль-супрессорных генов р53 и p21CIP1. Нет данных по печени вирусной репликации, виремии или спонтанных опухолей в данных проверил.

Выводы: Данные, представленные здесь, не решают вопрос о сложном механизме(s) действие

лекарственного растительного лекарственного препарата силимарин. Силимарин может быть естественным многофункциональное и мульти-целевого препарата.

Forsch Komplementmed. 2007 Apr;14(2):70-80. Epub 2007 Apr 23.An updated systematic review of the pharmacology of silymarin.Saller R1, Melzer J, Reichling J, Brignoli R, Meier R.Author information 1Institute of Complementary Medicine, Department of Internal Medicine, University Hospital Zurich,

Zurich, Switzerland. reinhard.saller@usz.chAbstractBACKGROUND: Recent years have seen an explosion of scientific papers that deal with drugs from the fruits of milk

thistle and its active substances silymarin (standardized mixture of flavonolignanes), thus justifying an updated systematic review.

METHODS: Electronic databases identified silymarin, silibinin, silicristin or milk thistle as descriptors in >700 papers

(34% published in last 5 years; 92% dealt with animal pharmacological). Only papers adequately reporting on experimental conditions, dosing, variables tested and statistics were analysed.

RESULTS: Silymarin was found to modify specifically the functions related to various transporters and receptors

located in the cell membranes; that is, organic anion uptake transporter peptides (OATP), ABC transporters (P-gp), bile salt export pump, as well as TNF-alpha-dependent and possibly selectin-dependent phenomena. In the cytoplasm, some antioxidant properties and the inhibition of the lipoxygenase pathway

104

seem quite selective and could concur to the antitoxic effects. Some effects like the inhibition of inducible nitric-oxide synthase, of nuclear factor kappa B, and reduction of collagen synthesis are indicative of DNA/RNA-mediated effects. Several studies using 'in vitro' and 'in vivo' cancer models suggest a potential of silymarin in such diseases. Topical and systemic silymarin has skin protective properties against UV-induced damage in epidermis and causes an up-regulation of tumour-suppressor genes p53- and p21CIP1. There were no data on hepatic viral replication, viremia or spontaneous tumours in the data examined.

CONCLUSIONS: Data presented here do not solve the question about the complex mechanism(s) of action of the

medicinal herbal drug silymarin. Silymarin may be a natural multi-functional and multi-target drug.

Расторопша.Расторопша используется в качестве cytoprotectant для лечения заболеваний печени, для лечения

и профилактики рака, а также как поддерживающее лечение отравления Amanita phalloides. Клинические исследования во многом разнородных и противоречивых. Помимо мягкой желудочно-кишечные расстройства и аллергические реакции, побочные эффекты встречаются редко, и серьезные токсичность редко сообщалось. В устной форме стандартизированы, чтобы содержать 70-80% силимарин, расторопши кажется безопасным для до 41 месяцев. Существенной реакции на препарат не наблюдалось. Клинические исследования в онкологии и инфекционных заболеваний, которые ведутся поможет определить эффективность и эффективность расторопши.

Am Fam Physician. 2005 Oct 1;72(7):1285-8.Milk thistle.Rainone F1.Author information 1Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University, Bronx, New York.AbstractMilk thistle has been used as a cytoprotectant for the treatment of liver disease, for the treatment and

prevention of cancer, and as a supportive treatment of Amanita phalloides poisoning. Clinical studies are largely heterogeneous and contradictory. Aside from mild gastrointestinal distress and allergic reactions, side effects are rare, and serious toxicity rarely has been reported. In an oral form standardized to contain 70 to 80 percent silymarin, milk thistle appears to be safe for up to 41 months of use. Significant drug reactions have not been reported. Clinical studies in oncology and infectious disease that are under way will help determine the efficacy and effectiveness of milk thistle.

ФармакологияРяд исследований показали, что силимарин является противовоспалительным. Он регулирует

воспалительных медиаторов, таких как фактор некроза опухоли (TNF),3 TNF-Альфа,4 - закись азота, интерлейкин-6 и интерлейкин-1 антагонист рецептора.5 Силимарин также увеличивает пролиферацию лимфоцитов, интерферона-гамма, интерлейкин-4 и интерлейкин-10 цитокинов, в зависимости от дозы образом.6,7 , взятые вместе, эти эффекты предполагают возможную роль в профилактике и лечении инфекционных заболеваний.

Несколько механизмов cytoprotection выявлено не было. В некоторых исследованиях,8 расторопши способствовало нейрональную дифференцировку и выживание. В других, силимарин ингибирует образование лейкотриенов путем клетках Купфера9 и повышенная экспрессия фактора роста бета-1 и c-myc.10 в исследованиях на животных, показано защитное действие против повреждения поджелудочной железы циклоспорин (Сандиммун)11; повреждение почек от ацетаминофен, цисплатин (Platinol), винкристин (Oncovin)12; поражение печени из четыреххлористого углерода,13,14 частично за счет снижения перекисного окисления липидов. В другом исследовании,15 силимарин тормозит прогрессирование алкоголь-индуцированный фиброз печени в бабуинов. "In vitro" и животных исследования подтверждают возможность того, что расторопша оказывает антиканцерогенное воздействие на рак простаты, молочной железы, кожи, прямой кишки, языка и мочевого пузыря.16-24

105

Использование и эффективностьЗАБОЛЕВАНИЯ ПЕЧЕНИВ Соединенных Штатах, расторопши наиболее часто используется для лечения вирусных инфекций

и цирроз печени. Клинические исследования дали противоречивые результаты. В исследовании,25 пациентов с циррозом печени, 170 пациентов (46 с алкоголизмом) были рандомизированы в Легалон, Проприетарный продукт стандартизированы, чтобы содержать 70-80% силимарин, или плацебо. В 146 пациентов, которым была выполнена 24 до 41 месяцев терапии была ниже смертности среди пациентов, получавших Легалон. Наибольшую выгоду произошло в тех, чьи цирроза печени, вызванного алкоголизмом и в тех, кто был менее тяжелым циррозом печени на запись.25

В шестимесячный двойное слепое исследование, в26 из 36 пациентов с хронической алкогольной болезни печени, группы с учетом Легалон показал нормализации билирубина, аспартат-трансаминазы и аланин-трансаминазы в сыворотке крови, а также показали улучшение в гистологии. Эти эффекты не возникают в группе плацебо. В другом исследовании,27 106 пациентов с легкой острые и подострые заболевания печени характеризуется повышенными уровни трансаминазы сыворотки были рандомизированы для получения силимарин или плацебо. Из 97 пациентов, которые завершили четыре недели исследования, статистически значимо большее снижение уровня трансаминаз в силимарин-группу. Кроме того, результаты небольшого исследования28 из 20 пациентов с хроническим активным гепатитом рандомизированных плацебо или силибин показали, что расторопша группе была значительно ниже, трансаминаз, билирубина и гамма-glutamyltranspeptidase уровнях, чем в группе плацебо. В этом исследовании был использован комплекс силибин с фосфатидилхолина, который появляется, чтобы увеличить биодоступность.

В других исследованиях не дублируются эти положительные эффекты. В исследовании29 200 пациентов с алкогольным циррозом печени, не было никаких различий во времени до смерти или прогрессирования печеночной недостаточности в 125 пациентов, которые завершили 24 месяцев терапии. Аналогичным образом, в исследование,30 из 72 пациентов с алкогольным заболеванием печени, не было никаких различий в смертности или лабораторных значений между плацебо и силимарин групп. Наконец, три месяца исследования31 из 116 пациентов с гистологически доказанным алкогольного гепатита рандомизированных плацебо или силимарин показали никаких существенных различий в сыворотке крови активность трансаминаз или гистологическое фиброз баллов.

Два Мета-анализа расторопши для печени32,33 подробно основные ограничения предварительного исследования и сделать вывод, что данных недостаточно, чтобы поддерживать ее использовать в это время. Двумя основными ограничениями являются неоднородность исследования популяций, вызванные отсутствием точного включения и исключения критерии и noncomparability полученных доз. В большинстве исследований не отчет или использовать объективные критерии для определения степени тяжести и этиологии цирроза печени, а не для управления вмешивающиеся факторы, такие как инфекции с гепатитом B или C и продолжающееся употребление алкоголя. Кроме того, испытания могут значительно различаться по продолжительности, начиная от одной недели до 41 месяцев, без соглашения о минимальной продолжительности, необходимой, чтобы увидеть эффект. Эффект силимарина считается, что в зависимости от дозы, и не известно, будет ли биодоступность разные формулировки эквивалентны.6,7 , поскольку в этих исследованиях использовались различные продукты, не известно ли участников в разных исследованиях, представленных в эквивалентных дозах. Эти ограничения делают сравнения исследований трудно интерпретировать. Предпринимаются усилия, чтобы изолировать, semisynthesize, и широко характеризуют биологическую деятельность flavonolignans, которые составляют силимарин.34 Разработка продуктов, которые содержат стандартизированный процент точных соотношений компонентов силимарина улучшит возможность проверить ее эффективность.

CYTOPROTECTANTИсследования применения расторопши как cytoprotectant у людей были ограничены. В одном

исследовании,35 49 200 работников, подвергающихся воздействию толуола или ксилола от пяти до 106

20 лет разработаны стойким повышением активности печеночных трансаминаз; 30 этих разнородных пациентов лечили с Легалон, в то время как другие не были обработаны. В Легалон группы, активность трансаминаз, уменьшилось и количество тромбоцитов увеличилось по сравнению с необработанной группой. Пациенты двух до 21-летнего возраста с острым лимфобластным лейкозом, получающих гепатотоксического химиотерапии проводится набор на второй фазе рандомизированного пилотного исследования силимарина.

ANTICARCINOGENИсследователи изучают использование расторопши активных ингредиентов для профилактики и

лечения рака. Два дополнительных исследования животного на проведение химиопрофилактики рака предстательной железы и лечение продолжается, и третий этап судебного разбирательства в человеческом пациентов с раком простаты и рост на специфический антиген простаты также.

AMANITA PHALLOIDES ОТРАВЛЕНИЯA. phalloides гриб, называется “death cap,” производит сильная тошнота, рвота и водянистая

диарея в пределах от пяти до 12 часов после приема. Это часто приводит к гиповолемии и гипогликемии. Силимарин ингибирует связывание токсинов в гриб для гепатоцитов и прерывания энтерогепатической циркуляции токсинов.36 несколько журналов опубликовали отчеты случае силимарин лечения (внутривенно и перорально) для A. phalloides отравления людей, но самый большой серии37 следовать только 18 пациентов. В любом случае, силимарин был использован в комбинации с другими агентами, обычно добавляется при стандартной терапии оказалась неудачной. Относительный вклад силимарин, чтобы эти схемы лечения неизвестен. Внутривенная форма силимарина был, используемые в этих исследованиях, но он не доступен в Соединенных Штатах.

НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ЭФФЕКТОВ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЙАгентство по исследованиям в здравоохранении и качеству рассмотрено влияние расторопши на

заболевания печени и цирроз,32 , отметив, что серьезных побочных реакций практически неслыханное. Наиболее часто сообщаемые жалобы были желудочно-кишечные нарушения, но в целом заболеваемость ничем не отличалась от плацебо. Аллергические реакции, начиная от зуда и сыпи, экземе и анафилаксии, редки.

Лекарственные взаимодействия не представляется проблематичным. Силибин тормозит деятельности CYP2D6, CYP2E1 и CYP3A4, но в физиологических концентрациях намного выше, чем те, что даны клинически.38 В исследовании39 10 здоровых добровольцев, администрация 175 мг расторопши три раза в день в течение трех недель не оказал существенного влияния на одновременно вводят индинавир (Криксиван).

ДозировкаБольшинство клинических испытаний использовали ежедневной дозы 420 до 480 мг силимарин,

разделить на две или три дозы в день. Пока конкретных эффектов каждого из flavonolignans известен и продуктов, которые содержат стандартизованные соотношения этих компонентов, оптимальной дозировке и останется неизвестным. Таблица 1 описывает эффективность, безопасность, переносимость препарата, дозировка и стоимость расторопши.

PharmacologyA number of studies have suggested that silymarin is an anti-inflammatory. It regulates inflammatory

mediators such as tumor necrosis factor (TNF),3 TNF-alpha,4 nitrous oxide, interleukin-6, and interleukin-1 receptor antagonist.5 Silymarin also increases lymphocyte proliferation, interferon gamma, interleukin-4, and interleukin-10 cytokines, in a dose-dependent manner.6,7 Taken together, these effects suggest a possible role in preventing or treating infectious disease.

Several mechanisms of cytoprotection have been identified. In some studies,8 milk thistle promoted neuronal differentiation and survival. In others, silymarin inhibited leukotriene formation by Kupffer cells9 and increased expression of growth factor beta-1 and c-myc.10 In animal studies, it has shown protective effects against damage to the pancreas from cyclosporine (Sandimmune)11; damage to the kidney from acetaminophen, cisplatin (Platinol), and vincristine (Oncovin)12; and damage to the liver from carbon tetrachloride,13,14 partly by reducing lipid peroxidation. In another study,15 silymarin slowed the progression of alcohol-induced liver fibrosis in baboons. In vitro and animal studies support the possibility

107

that milk thistle has anticarcinogenic effects for cancers of the prostate, breast, skin, colon, tongue, and bladder.16–24

Uses and EffectivenessLIVER DISEASEIn the United States, milk thistle is most commonly used to treat viral infections and cirrhosis of the liver.

Clinical trials have produced conflicting results. In a study25 of patients with cirrhosis, 170 patients (46 with alcoholism) were randomized to Legalon, a proprietary product standardized to contain 70 to 80 percent silymarin, or placebo. In the 146 patients who completed 24 to 41 months of therapy, there was a lower mortality rate among the patients treated with Legalon. The greatest benefit occurred in those whose cirrhosis was caused by alcoholism and in those who had less severe cirrhosis on entry.25

In a six-month double-blind study26 of 36 patients with chronic alcoholic liver disease, the group given Legalon showed normalization of their bilirubin, aspartate transaminase and alanine transaminase serum levels, and also showed improvement in histology. These effects did not occur in the placebo group. In another study,27 106 patients with mild acute and subacute liver disease characterized by elevated serum transaminase levels were randomized to receive silymarin or placebo. Of the 97 patients who completed the four-week study, there was a statistically significant greater decrease in transaminase levels in the silymarin group. In addition, results of a smaller study28 of 20 patients with chronic active hepatitis randomized to placebo or silybin showed that the milk thistle group had significantly lower transaminase, bilirubin, and gamma-glutamyltranspeptidase levels than the placebo group. This study used a complex of silybin with phosphatidylcholine, which appears to increase bioavailability.

Other studies have not duplicated these positive effects. In a study29 of 200 patients with alcoholic cirrhosis, there were no differences in time to death or progression to liver failure in the 125 patients who completed 24 months of therapy. Similarly, in a study30 of 72 patients with alcoholic liver disease, there were no differences in mortality or laboratory values between the placebo and silymarin groups. Finally, a three-month study31 of 116 patients with histologically proven alcoholic hepatitis randomized to placebo or silymarin showed no significant differences in serum transaminase activity or histologic fibrosis scores.

Two meta-analyses of milk thistle for liver disease32,33 detail the major limitations of prior studies and conclude that data are insufficient to support its use at this time. The two main limitations are the heterogeneity of the study populations, caused by lack of precise inclusion and exclusion criteria and the noncomparability of doses received. Most studies did not report or use objective criteria to determine the severity and etiology of cirrhosis and did not control for confounding factors such as infection with hepatitis B or C and ongoing alcohol intake. In addition, the trials vary considerably in duration, ranging from one week to 41 months, without agreement on the minimum duration needed to see effect. The effect of silymarin is thought to be dose-dependent, and it is not known whether the bioavailability of different formulations is equivalent.6,7 Because the studies used different products, it is not known whether participants in the different studies received equivalent doses. These limitations make comparisons of studies difficult to interpret. Efforts are under way to isolate, semisynthesize, and extensively characterize the biologic activities of the flavonolignans that constitute silymarin.34 Developing products that contain standardized percentages of precise ratios of the components of silymarin will improve the ability to test its effectiveness.

CYTOPROTECTANTStudies of the use of milk thistle as a cytoprotectant in humans have been limited. In one study, 35 49 of

200 workers exposed to toluene or xylene for five to 20 years developed persistent elevations in transaminase levels; 30 of these heterogeneous patients were treated with Legalon, whereas the others were not treated. In the Legalon group, transaminase activity decreased and platelet count increased when compared with the untreated group. Patients two to 21 years of age with acute lymphoblastic leukemia who are receiving hepatotoxic chemotherapy are being recruited for a second phase randomized pilot trial of silymarin.

ANTICARCINOGENResearchers are investigating the use of milk thistle’s active ingredients for the prevention and treatment

of cancer. Two additional animal studies on prostate cancer chemoprevention and treatment are ongoing,

108

and a third phase trial in human prostate cancer patients with rising prostate-specific antigen also is under way.

AMANITA PHALLOIDES POISONINGThe A. phalloides mushroom, called the “death cap,” produces severe nausea, vomiting, and watery

diarrhea within five to 12 hours of ingestion. This often causes hypovolemia and hypoglycemia. Silymarin inhibits the binding of the toxins in the mushroom to hepatocytes and interrupts the enterohepatic circulation of the toxins.36 Several journals have published case reports of silymarin treatment (intravenously and orally) for A. phalloides poisoning in humans, but the largest series37 followed only 18 patients. In every case, silymarin was used in combination with other agents, usually being added when standard treatment appeared to fail. The relative contribution of silymarin to these treatment regimens is unknown. The intravenous form of silymarin was used in these studies, but it is not available in the United States.

ADVERSE EFFECTS AND INTERACTIONSThe Agency for Healthcare Research and Quality reviewed the effects of milk thistle on liver disease and

cirrhosis,32 noting that serious adverse reactions are virtually unheard of. The most common reported complaints were gastrointestinal disturbances, but the overall incidence was no different from placebo. Allergic reactions, ranging from pruritus and rash to eczema and anaphylaxis, are rare.

Drug interactions do not appear to be problematic. Silybin inhibits the activities of CYP2D6, CYP2E1, and CYP3A4, but at physiologic concentrations far higher than those given clinically.38 In a study39 of 10 healthy volunteers, administration of 175 mg of milk thistle three times daily for three weeks had no significant effect on concomitantly administered indinavir (Crixivan).

DOSAGEMost clinical trials have used daily dosages of 420 to 480 mg silymarin, divided into two or three doses

daily. Until the specific effects of each of the flavonolignans is known and products are available that contain standardized ratios of these components, the optimal dosage will remain unknown. Table 1 outlines the efficacy, safety, tolerability, dosage, and cost of milk thistle.

И предклинические эффективность силибинин в предотвращении кожи рак.Эукариотические клеточные механизмы, в том числе генома сталкиваются с постоянной

проблемой из окружающей среды вредных веществ, а также от продуктов собственного метаболизма. Наша кожа-это самый важный барьер. Он защищает нас от ксенобиотиков и генотоксических агентов, в том числе ультрафиолетового (УФ) излучения солнца и потенциальных канцерогенов, которые славятся кожи, вызывая рак. Подъем в номера-меланома кожи, рак (НМСК), который диагностируется у более чем миллиона человек ежегодно в одних только Соединенных Штатах, и также распространено и в других западных странах. Помимо солнцезащитных кремов, проведение химиопрофилактики кожи, рака с помощью природных нетоксичных соединений предлагается эффективная стратегия предотвращения случаев кожного рака. Наши обширные исследования на животных на силибинин, нетоксичных биологически активных компонентов в расторопши, предполагают, что она имеет мощный потенциал, чтобы предотвратить кожу от рака заболеваемость, промоции и прогрессии в ответ на химические канцерогены и опухолевых промоторов, а также УФ-излучения. Наши данные позволяют предположить, что силибинин имеет несколько мишеней в клетке, и может быть защитной против вредного воздействия цитотоксических агентов, таких как активные формы кислорода и воспаления. Далее, силибинин модулирует митогенных и выживания сигнализации, р53, Cip1/р21 и других молекул, регулирующих клеточный цикл, чтобы предотвратить УФ-индуцированный канцерогенез кожи. Наши текущие исследования также показывают положительный эффект силибинин на ремонт УФ-индуцированных повреждений ДНК в мышь кожу. В целом, защитную эффективность силибинин против кожи рак поддерживается звук механистическое обоснование в животных и культуры клеток исследования, и предполагает возможность его применения для человека.

Eur J Cancer. 2005 Sep;41(13):1969-79.Mechanisms and preclinical efficacy of silibinin in preventing skin cancer.

109

Singh RP1, Agarwal R.Author information 1Department of Pharmaceutical Sciences, School of Pharmacy, University of Colorado at Denver and

Health Sciences Center, 4200 East Ninth Avenue, Box C238, Denver, CO 80262, USA.AbstractEukaryotic cellular machineries including the genome face continuous challenge from environmental

deleterious agents, as well as from the by products of their own metabolism. Our skin is the most important barrier. It protects us from xenobiotic and genotoxic agents including ultraviolet (UV) solar radiation and potential carcinogens, which are notorious for causing skin cancer. There is a rise in non-melanoma skin cancer (NMSC), which is diagnosed in more than a million people every year in the United States alone, and is also prevalent in the other Western countries. In addition to sunscreens, chemoprevention of skin cancer by natural non-toxic compounds is suggested as an effective strategy to prevent the incidence of skin cancer. Our extensive animal studies on silibinin, a non-toxic bioactive component in milk thistle, suggest that it has a strong potential to prevent skin cancer incidence, promotion and progression in response to chemical carcinogens and tumour promoters as well as UV radiation. Our data suggest that silibinin has multiple targets in the cell, and can be protective against the harmful effects of cytotoxic agents such as reactive oxygen species and inflammation. Further, silibinin modulates mitogenic and survival signalling, p53, Cip1/p21 and other cell cycle regulatory molecules to prevent UVB-induced skin carcinogenesis. Our ongoing studies also suggest the positive effect of silibinin on the repair of UVB-induced DNA damage in mouse skin. Overall, the protective efficacy of silibinin against skin cancer is supported by sound mechanistic rationale in animal and cell culture studies, and suggests its potential use for humans.

Фазы I доза-finding study силибин фосфатидилхолина (молочный чертополох) у пациентов с развитой гепатоцеллюлярной карциномы.

Для определения максимально переносимой дозы в день силибин фосфатидилхолина (Siliphos) у пациентов с развитой гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) и печеночной дисфункции.

ДИЗАЙН ЭКСПЕРИМЕНТА: Пациентам с повышенной ЖСК не имеют права на другие виды терапии, основанные на плохой

функции печени были зачислены в фазе I исследования силибин фосфатидилхолина. Стандартный I этап проектирования был использован с 4 плановые когорт, доза эскалации от 2, 4, 8, 12 г в день в разделенных дозах в течение 12 недель.

Результаты: Трое участников, обучающихся в одном учреждении суда. Все зарегистрированные субъекты

потребленной 2 г в день обучения агента в разделенных дозах. Сывороточные концентрации силибинин и силибинин глюкуронида увеличилось в течение 1-3 недель. Во всех 3 больных, нарушения функции печени и опухолевого маркера Альфа-фетопротеина прогрессировала, но после 56-й день третьего пациента показал некоторое улучшение функции печени аномалии и воспалительные биомаркеры. Все умерли в течение 3-х участников от 23 до 69 дней поступления в суд, скорее всего, от печеночной недостаточности, но это не может быть исключено, что смертей было возможно из-за исследуемый препарат.

Вывод: Краткосрочные администрации силибин фосфатидилхолина у пациентов с развитой ГЦК привело к

обнаружению увеличивается в силибинин и его метаболита, силибинин глюкуронида. Максимально переносимой дозы, не может быть установлено. Поскольку у пациентов умер вскоре после зачисления в этой популяции пациентов, возможно, были слишком больны, чтобы получить выгоду от вмешательства, направленного на улучшение функции печени.

Integr Cancer Ther. 2014 Jan;13(1):46-53. doi: 10.1177/1534735413490798. Epub 2013 Jun 11.A phase I dose-finding study of silybin phosphatidylcholine (milk thistle) in patients with advanced

hepatocellular carcinoma.

110

Siegel AB1, Narayan R, Rodriguez R, Goyal A, Jacobson JS, Kelly K, Ladas E, Lunghofer PJ, Hansen RJ, Gustafson DL, Flaig TW, Tsai WY, Wu DP, Lee V, Greenlee H.

Author information 1Columbia University, New York, NY, USA.To determine the maximum tolerated dose per day of silybin phosphatidylcholine (Siliphos) in patients

with advanced hepatocellular carcinoma (HCC) and hepatic dysfunction.EXPERIMENTAL DESIGN: Patients with advanced HCC not eligible for other therapies based on poor hepatic function were

enrolled in a phase I study of silybin phosphatidylcholine. A standard phase I design was used with 4 planned cohorts, dose escalating from 2, 4, 8, to 12 g per day in divided doses for 12 weeks.

RESULTS: Three participants enrolled in this single institution trial. All enrolled subjects consumed 2 g per day of

study agent in divided doses. Serum concentrations of silibinin and silibinin glucuronide increased within 1 to 3 weeks. In all 3 patients, liver function abnormalities and tumor marker α-fetoprotein progressed, but after day 56 the third patient showed some improvement in liver function abnormalities and inflammatory biomarkers. All 3 participants died within 23 to 69 days of enrolling into the trial, likely from hepatic failure, but it could not be ruled out that deaths were possibly due to the study drug.

CONCLUSION: Short-term administration of silybin phosphatidylcholine in patients with advanced HCC resulted in

detectable increases in silibinin and its metabolite, silibinin glucuronide. The maximum tolerated dose could not be established. Since patients died soon after enrollment, this patient population may have been too ill to benefit from an intervention designed to improve liver function tests.

Дозы до 2,1 г в день силимарина экстракты были найдены, чтобы быть безопасным у пациентов с хроническим гепатитом С без цирроза.10 Siliphos является коммерчески доступным формулировке (Indena S. p.Милан, Италия) - силибин, экстракт в сочетании с фосфатидилхолина для увеличения поглощения (1:2 отношение силибин:фосфатидилхолин). Ладас et al.5 в нашем учреждении проведено рандомизированное, контролируемое исследование 50 детей с острым лимфобластным лейкозом и печеночной токсичности с использованием до 320 мг в сутки (исходя из веса) силибин phosphatidlycholine. Печеночная токсичность определяется как класс 2 или выше АЛТ, АСТ, или общего билирубина (по оценкам Национального института рака критерии общей токсичности, версия 2.0.11 Авторы сообщили, что у пациентов, получавших Siliphos было заметно значительное снижение токсичности печени по сравнению с теми, кто получал плацебо. Flaig et al.12 проведен I этап исследования силибин phosphatidlycholine у пациентов с раком простаты (иначе и нормальной функции печени), а также определены максимально переносимой дозы (MTD) 13 г, суточная.12

Мы предположили, что у пациентов с развитой ГЦК и значимые заболевания печени, лечение силибин приведет к снижению показателей функции печени (в том числе общего билирубина, АСТ и АЛТ) достаточно, чтобы позволить им получать и/или возобновления химиотерапии. По нашим сведениям, опубликованных клинических испытаний проведена оценка клинической эффективности силибин у пациентов с развитой ГЦК, и только несколько испытаний на силибин были проведены в больных раком в целом.13,14 В качестве предварительной работы к пробной, что бы проверить нашу гипотезу, мы провели испытания фазы I для определения MTD силибин phosphatidlycholine (Siliphos) у пациентов с развитой ГЦК. Мы планировали оценить 4 дозы, уровни Siliphos: 2, 4, 8 и 12 г в сутки в 3 приема в течение 12 недель.

Doses of up to 2.1 g per day of silymarin extracts have been found to be safe in patients with chronic hepatitis C without cirrhosis.10 Siliphos is a commercially available formulation (Indena S.p.A, Milan, Italy) of silybin extract combined with phosphatidylcholine to increase absorption (1:2 ratio of silybin:phosphatidylcholine). Ladas et al5 at our institution conducted a randomized, controlled trial of 50 children with acute lymphoblastic leukemia and hepatic toxicity using up to 320 mg per day (based on weight) of silybin phosphatidlycholine. Hepatic toxicity was defined as grade 2 or greater of ALT, AST, or total bilirubin as assessed by the National Cancer Institute Common Toxicity Criteria, version 2.0.11 The authors reported that patients who received Siliphos had marginally significant reductions in liver toxicity compared with those who received placebo. Flaig et al12 conducted a phase I study of silybin

111

phosphatidlycholine in patients with prostate cancer (and otherwise normal liver function) and determined the maximum tolerated dose (MTD) to be 13 g daily.12

We hypothesized that in patients with advanced HCC and significant liver disease, treatment with silybin would lower liver function tests (including total bilirubin, AST, and ALT levels) enough to allow them to receive and/or resume chemotherapy. To our knowledge, no published clinical trials have evaluated the clinical efficacy of silybin in patients with advanced HCC, and only a few trials of silybin have been conducted in cancer patients in general.13,14 As preliminary work toward a trial that would test our hypothesis, we conducted a phase I trial to identify the MTD of silybin phosphatidlycholine (Siliphos) in patients with advanced HCC. We planned to evaluate 4 dose levels of Siliphos: 2, 4, 8, and 12 g daily in 3 divided doses over 12 weeks.

Безопасность и эффективность силимарина и Селена сочетание у мужчин после радикальной простатэктомии - шесть месяцев, плацебо-контролируемых двойных слепых клинических испытаний.

Силимарин, расторопши flavonolignan смеси, обладает анти-пролиферативной и анти-ангиогенных деятельности в ксенотрансплантатов человеческой предстательной железы (PCa). Низкий рационе Селена, с другой стороны, было связано с повышением заболеваемости СПС. Целью настоящего исследования является определить, является ли ежедневное администрирование силимарин, селен (SM-Se) комбинации в течение 6 месяцев будет изменять основные клинической химии и маркеры окислительного стресса, а также улучшить показатель качества жизни (КЖ) у мужчин после радикальной простатэктомии (РП).

Методы: Тридцать семь участников, 2-3 месяца после RP, были рандомизированы для получения 570 мг

силимарина и 240 мкг селена в виде селенометионина (n = 19, SM-Se группа) или плацебо (n = 18, плацебо-группе) ежедневно в течение шести месяцев. Обе группы имели схожие клинические и демографические характеристики. Физикальное обследование, оценка КЖ, гематологии, основной клинической химии и маркеры окислительного стресса, селен и уровень тестостерона, антиоксидантный статус оценивали исходно, через 3 и 6 месяцев.

Результаты: Шесть месяцев, администрация силимарин, селен улучшена оценка КЖ, снижение липопротеинов

низкой плотности (ЛПНП) и общего холестерина и холестерина, увеличение содержания в сыворотке крови уровни Селена. Комбинация имела никакого эффекта на антиоксидантного статуса крови и не влияет на уровень тестостерона. Никаких побочных явлений зафиксировано не было. Нет улучшение в группе плацебо.

Выводы: Выбранное сочетание силимарин, селен значительно снижается двух маркеров липидного обмена

как известно, связаны с СПС прогрессии, ЛПНП и общего холестерина в крови мужчин после RP. Это говорит о том, что эта комбинация может быть эффективным в снижении СПС прогрессии.

Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub. 2010 Sep;154(3):239-44.The safety and efficacy of a silymarin and selenium combination in men after radical prostatectomy - a

six month placebo-controlled double-blind clinical trial.Vidlar A1, Vostalova J, Ulrichova J, Student V, Krajicek M, Vrbkova J, Simanek V.Author information 1Department of Urology, University Hospital, Olomouc, Czech Republic.Silymarin, a milk thistle flavonolignan mixture, has anti-proliferative and anti-angiogenic activities in

xenografts of human prostate cancer (PCa). Low dietary selenium on the other hand has been associated with increased incidence of PCa. The purpose of the current trial was to determine whether a daily administration of a silymarin and selenium (SM-Se) combination for 6 months would alter basic clinical chemistry and oxidative stress markers, and improve the quality of life score (QoL) in men after radical prostatectomy (RP).

112

METHODS: Thirty seven participants, 2-3 months after RP, were randomly assigned to receive 570 mg of silymarin

and 240 µg of selenium as selenomethionine (n = 19, SM-Se group) or placebo (n = 18, Placebo group) daily for six months. Both groups had similar clinical and demographic characteristics. Physical examination, QoL score, haematology, basic clinical chemistry and oxidative stress markers, selenium and testosterone levels, antioxidant status were evaluated at baseline, at 3 and 6 months.

RESULTS: The six months administration of silymarin and selenium improved the QoL score, decreased low density

lipoproteins (LDL) and total cholesterol and, increased serum selenium levels. The combination had no effect on blood antioxidant status and no influence on testosterone level. No adverse events were recorded. No improvement was found in the placebo group.

CONCLUSIONS: The selected combination of silymarin and selenium significantly reduced two markers of lipid

metabolism known to be associated with PCa progression, LDL and total cholesterol in the blood of men after RP. This suggests that this combination may be effective in reducing PCa progression.

Исследование высокие дозы пероральных силибин-phytosome последующим простатэктомии у пациентов с локализованным предстательной железы.

Силибинин является полифенольных flavonolignan, полученных из молочного чертополоха (Silybum marianium) с антиоксидантными свойствами. Целью настоящего исследования является определение ткани и крови, воздействие высоких доз силибин-phytosome в предстательной железы пациентов.

Методы: Темы с локализованном раке предстательной железы планирование простатэктомии имели право

записаться. Шесть пациентов получили 13 г силибин-phytosome ежедневно с шести дополнительных участников, выступающей в качестве субъектов контроля.

Результаты: Пациенты в лечении руку, полученных на силибин-phytosome для 14-31 дней (в среднем 20 дней)

до операции. Силибинин были измерены уровни в крови 1 ч после первого силибин-phytosome дозы среднее значение 19,7 мкмоль. Корыто силибинин оценивались в конце судебного процесса со средней концентрацией 1,2 мкмоль. В отличие от высоких пиковых уровней силибинин, наблюдаемые в крови, высочайшее силибинин уровню, наблюдаемому в заготовленной ткани простаты был 496.6 пмоль/г. Не было никаких существенных различий, отмеченных в базовом и после лечения в крови ИФР-I и IGFBP-3. Один из пациентов разработали 4 класс послеоперационных тромбоэмболических событий. В других наблюдаемых побочных эффектов в группе лечения были незначительными: по четырем предметам был понос и надо было бессимптомное 2 степень гипербилирубинемии, которая была временной.

Выводы: Высокие дозы пероральных силибин-phytosome достигает высокой концентрации в крови

скоротечно, но низкий уровень силибинин видны в ткани предстательной железы. Силибинин отсутствие ткани на проникновение может быть объяснено его короткий период полураспада, краткая Продолжительность терапии в данном исследовании, или активный процесс удаления силибинин от простаты.

Prostate. 2010 Jun 1;70(8):848-55. doi: 10.1002/pros.21118.A study of high-dose oral silybin-phytosome followed by prostatectomy in patients with localized

prostate cancer.Flaig TW1, Glodé M, Gustafson D, van Bokhoven A, Tao Y, Wilson S, Su LJ, Li Y, Harrison G, Agarwal R,

Crawford ED, Lucia MS, Pollak M.Author information 1Department of Medicine, University of Colorado Denver, Aurora, Colorado, USA.

thomas.flaig@ucdenver.edu

113

Silibinin is a polyphenolic flavonolignan derived from milk thistle (Silybum marianium) with anti-oxidant properties. The purpose of the current trial was to determine the tissue and blood effects of high-dose silybin-phytosome in prostate cancer patients.

METHODS: Subjects with localized prostate cancer planning for a prostatectomy were eligible to enroll. Six patients

received 13 g of silybin-phytosome daily with six additional participants serving as control subjects.RESULTS: Patients in the treatment arm received silybin-phytosome for 14-31 days (mean was 20 days) prior to

surgery. Silibinin blood levels were measured 1 hr after the first silybin-phytosome dose with a mean value of 19.7 microM. Trough silibinin levels were assessed at the end of the trial with an average concentration of 1.2 microM. In contrast to the high peak levels of silibinin observed in blood, the highest silibinin level observed in the harvested prostate tissue was 496.6 pmol/g. There were no significant differences noted in baseline and post-treatment blood levels of IGF-I and IGFBP-3. One of the treated patients developed a grade 4 post-operative thromboembolic event. The other observed toxicities in the treatment group were mild: four subjects had diarrhea and one had asymptomatic grade 2 hyperbilirubinemia which was transient.

CONCLUSIONS: High-dose oral silybin-phytosome achieves high blood concentrations transiently, but low levels of

silibinin are seen in prostate tissue. Silibinin's lack of tissue penetration may be explained by its short half-life, the brief duration of therapy in this study or an active process removing silibinin from the prostate.

Рандомизированное, контролируемое, двойное слепое пилотное исследование расторопши для лечения токсического гепатита при остром лимфобластном лейкозе (олл).

Несмотря на ограниченные доклинических и клинических исследований, расторопша пятнистая (MT) часто используется для лечения химиотерапии гепатотоксичности, связанной. Ограниченные варианты лечения существуют для химиотерапии, связанных с hepatoxicity. Учитывая широкое использование МТ, авторы исследовали МТ как в лабораторных, так и клинических условиях.

Методы: В двойном слепом исследовании детей с острым лимфобластным лейкозом (олл) и печеночной

токсичности были рандомизированы в МТ или плацебо перорально в течение 28 дней. Печеночные пробы были оценены в течение периода исследования. Для оценки МТ in vitro, авторы оценивали supratherapeutic концентрации в клеточной линии.

Результаты: Пятьдесят детей были зачислены. Никаких существенных различий в частоте побочных эффектов,

частота и выраженность побочных эффектов, или инфекции наблюдались между группами. Не было никаких существенных изменений в средней аминокислоты аланин трансферазы (АЛТ), аспартат-амино-трансфераза (АСТ), или общего билирубина (ТБ) в сутки 28. В день 56, МТ группе была значительно ниже, АСТ (P = .05) и тенденция к значительно ниже, ALT (P = .07). Хотя это и не существенно отличается, химиотерапии, дозы были снижены в 61% МТ группе по сравнению с 72% в группе, получавшей плацебо. В экспериментах in vitro выявлено никаких антагонистических взаимодействий между МТ и винкристин или L-аспарагиназа в ГК РФ-CEM клеток. Скромный синергетический эффект с винкристином не наблюдалось.

Выводы: У детей со всеми и токсичность печени, MT был связан с тенденцией к значительному снижению

токсичности печени. МТ не отталкивает эффекты химиотерапии препаратов, используемых для лечения всех. Будущие исследования необходимы, чтобы определить наиболее эффективные дозы и длительность МТ и его влияние на гепатотоксичность и лейкоз-бесплатная выживания.

Cancer. 2010 Jan 15;116(2):506-13. doi: 10.1002/cncr.24723.A randomized, controlled, double-blind, pilot study of milk thistle for the treatment of hepatotoxicity

in childhood acute lymphoblastic leukemia (ALL).Ladas EJ1, Kroll DJ, Oberlies NH, Cheng B, Ndao DH, Rheingold SR, Kelly KM.

114

Author information 1Division of Pediatric Oncology, Columbia University Medical Center, New York, New York 10032,

USA.Despite limited preclinical and clinical investigations, milk thistle (MT) is often used for the treatment of

chemotherapy-associated hepatotoxicity. Limited treatment options exist for chemotherapy-related hepatoxicity. Given the wide use of MT, the authors investigated MT in both the laboratory and a clinical setting.

METHODS: In a double-blind study, children with acute lymphoblastic leukemia (ALL) and hepatic toxicity were

randomized to MT or placebo orally for 28 days. Liver function tests were evaluated during the study period. To assess MT in vitro, the authors evaluated supratherapeutic concentrations in an ALL cell line.

RESULTS: Fifty children were enrolled. No significant differences in frequency of side effects, incidence and severity

of toxicities, or infections were observed between groups. There were no significant changes in mean amino alanine transferase (ALT), aspartate amino transferase (AST), or total bilirubin (TB) at Day 28. At Day 56, the MT group had a significantly lower AST (P = .05) and a trend toward a significantly lower ALT (P = .07). Although not significantly different, chemotherapy doses were reduced in 61% of the MT group compared with 72% of the placebo group. In vitro experiments revealed no antagonistic interactions between MT and vincristine or L-asparaginase in CCRF-CEM cells. A modest synergistic effect with vincristine was observed.

CONCLUSIONS: In children with ALL and liver toxicity, MT was associated with a trend toward significant reductions in

liver toxicity. MT did not antagonize the effects of chemotherapy agents used for the treatment of ALL. Future study is needed to determine the most effective dose and duration of MT and its effect on hepatotoxicity and leukemia-free survival.

Каждый MT капсула содержала 240 мг расторопши, стандартизованный до 80 мг силибинин (Silibin A и B). Целевая доза силибинин составил 5,1 мг/кг/день. Учитывая размеры капсулы и широкий диапазон массы тела участников исследования, следующих диапазонах доз были назначены: 15-20 кг = 80 мг/сут; 21-40 кг= 160 мг/сут; 41-60 кг= 240 мг/сут; 61-70кг = 320mg/день.

Фазы I и фармакокинетические исследования на силибин-phytosome в предстательной железы пациентов.

Силибинин является полифенольных флавоноидов изолирован от расторопши с противоопухолевую активность в несколько in vitro и in vivo моделях рака, в том числе и предстательной железы. Силибин-phytosome является коммерчески доступный препарат, содержащий силибинин. Этот судебный процесс был разработан для оценки токсичности высоких доз силибин-phytosome и рекомендовать фаза II дозу. Силибин-phytosome вводили перорально предстательной железы пациентов, давая 2.5-20 г ежедневно, в трех разделенных дозах. Каждый курс был 4 недель в продолжительности. Тринадцать пациентов поступило в общей сложности 91 курсы силибин-phytosome. Исходные характеристики пациентов, включенных: средний возраст 70 лет, средний исходный уровень простатического специфического антигена (пса) - 4,3 нг/мл, а медиана ECOG performance status 0. Самых известных неблагоприятных событий была гипербилирубинемия, с 1-2 уровня билирубина отметок в 9 из 13 пациентов. Только 3 класс токсичности наблюдалась повышение аланинаминотрансферазы (АЛТ) у одного пациента; no 4 класс токсичности было отмечено. Никаких объективных PSA ответы были соблюдены. Мы заключаем, что 13 g устной силибин-phytosome ежедневно, в 3 разделенных дозах, по-видимому, хорошо переносится у пациентов с развитой простаты рак и рекомендуется фазы II дозу. Бессимптомной токсичности печени является наиболее часто неблагоприятные события.

Invest New Drugs. 2007 Apr;25(2):139-46. Epub 2006 Nov 1.A phase I and pharmacokinetic study of silybin-phytosome in prostate cancer patients.

115

Flaig TW1, Gustafson DL, Su LJ, Zirrolli JA, Crighton F, Harrison GS, Pierson AS, Agarwal R, Glodé LM.Author information 1Department of Medicine, Division of Medical Oncology, University of Colorado at Denver and

Health Sciences Center, Denver, Colorado, USA.AbstractSilibinin is a polyphenolic flavonoid isolated from milk thistle with anti-neoplastic activity in several in

vitro and in vivo models of cancer, including prostate cancer. Silybin-phytosome is a commercially available formulation containing silibinin. This trial was designed to assess the toxicity of high-dose silybin-phytosome and recommend a phase II dose. Silybin-phytosome was administered orally to prostate cancer patients, giving 2.5-20 g daily, in three divided doses. Each course was 4 weeks in duration. Thirteen patients received a total of 91 courses of silybin-phytosome. Baseline patient characteristics included: median age of 70 years, median baseline prostate specific antigen (PSA) of 4.3 ng/ml, and a median ECOG performance status of 0. The most prominent adverse event was hyperbilirubinemia, with grade 1-2 bilirubin elevations in 9 of the 13 patients. The only grade 3 toxicity observed was elevation of alanine aminotransferase (ALT) in one patient; no grade 4 toxicity was noted. No objective PSA responses were observed. We conclude that 13 g of oral silybin-phytosome daily, in 3 divided doses, appears to be well tolerated in patients with advanced prostate cancer and is the recommended phase II dose. Asymptomatic liver toxicity is the most commonly seen adverse event.

Двойной эффект силимарина на клетки карциномы носоглотки (РНГ-TW01).Силимарин является активным компонентом из семян Silybum marianum и широко используется в

качестве защиты печени агента. Апоптоза, индуцированного силимарин был упомянут в цервикальных раковых клеток. Однако, силимарин показывает двойной эффект на опухолевые клетки: цитостатического действия, в низкой дозе и цитотоксическое действие в высоких дозах. Таким образом, в настоящем исследовании мы акцентировали внимание на низкой дозировки силимарина в назофарингеальная карцинома клеток, NPC-TW01 (TW01).

Методы: Жизнеспособность клеток тест был использован для экрана эффект силимарина в TW01 клеток.

Вестерн-блот-анализ был использован для выявления проявления антиоксидантных ферментов и анти-и проапоптотических белков. Флуоресцентные красители используются для определения содержания активных форм кислорода (АФК) и апоптоза клеток.

Результаты: Лечение TW01 клеток с силимарина при низкой дозе (80 мкмоль/л) привело к значительному

увеличению антиоксидантных ферментов. Силимарин увеличил выражений супероксиддисмутаза 1, каталазы и глутатионпероксидазы. Следовательно, апоптоз клеток сократилось заметно. Увеличение экспрессии Bcl-2 и снижение активации каспазы-3 или апоптоз-индуцирующего фактора (AIF) наблюдались в TW01 клеток при низкой дозе (80 мкмоль/л) лечения.

Вывод: Силимарин в низкой дозе может вызвать цитостатическое действие на TW01 клеток в основном за

счет увеличения антиоксидантной-как действие. Таким образом, силимарин следует применять с осторожностью пациентам с назофарингеальная карцинома.

Forsch Komplementmed. 2013;20(4):261-6. doi: 10.1159/000354594. Epub 2013 Aug 15.Dual effects of silymarin on nasopharyngeal carcinoma cells (NPC-TW01).Su CH1, Chen LJ, Liao JF, Cheng JT.Author information 1Institute of Pharmacology, National Yang-Ming University, Taipei City, Taiwan.Silymarin is an active component from the seeds of Silybum marianum and is widely used as a hepatic

protection agent. Apoptosis induced by silymarin has been mentioned in cervical cancer cells. However, silymarin shows dual effects on tumor cells: cytostatic action at a low dose and cytotoxic action at higher dose. Thus, in the present study, we focused on low-dosing of silymarin in nasopharyngeal carcinoma cells, NPC-TW01 (TW01).

116

METHODS: Cell viability assay was used to screen the effect of silymarin in TW01 cells. Western blot analysis was

used to identify the expressions of antioxidant enzymes and anti-/proapoptotic proteins. Fluorescent dyes are employed to detect the content of reactive oxygen species (ROS) and cell apoptosis.

RESULTS: Treatment of TW01 cells with silymarin at a low dose (80 µmol/l) resulted in a significant increase of

antioxidant enzymes. Silymarin increased the expressions of superoxide dismutase 1, catalase, and glutathione peroxidase. Consequently, the cell apoptosis was reduced markedly. An increase of Bcl-2 expression and a decrease of activated caspase-3 or apoptosis-inducing factor (AIF) were observed in TW01 cells at a low dose (80 µmol/l) treatment.

CONCLUSION: Silymarin at a low dose can induce cytostatic effect on TW01 cells mainly through an increase of

antioxidant-like action. Thus, silymarin should be applied carefully to patients with nasopharyngeal carcinoma.

Силибинин переворачивает лекарственной устойчивости в человеческом мелкоклеточный рак легких клетки.

Мелкоклеточный рак легких (МРЛ) имеет мрачный прогноз отчасти из-за множественной лекарственной устойчивости (МЛУ). Силибинин является flavonolignan, извлеченные из молочного чертополоха (Silybum marianum), экстракты которых используются в традиционной медицине. Мы протестировали влияние силибинин на лекарственно-чувствительным (H69) и множественной лекарственной устойчивостью (VPA17) МРЛ клеток. VPA17 клетки не проявляли устойчивость к силибинин (IC50 = 60 мкм для H69 и VPA17). Проточной цитометрии анализа после инкубации в 30 мкм силибинин показал никаких изменений в фазы клеточного цикла в VPA17 или H69 клеток по сравнению с необработанными клетками. Силибинин (30 мкм) инкубации был pro-apoptotic в VPA17 клеток после > 3 дней, как измерено методом ИФА из BUdR меченых фрагментов ДНК. Апоптоз также было отмечено увеличение каспазы-3 удельная активность и снижение survivin в VPA17 МЛУ клеток. VPA17 клеток увеличилось Pgp-опосредованной эманации calcein acetoxymethyl эфира (calcein AM); однако, это было законсервировано в клетки предварительно инкубировали в силибинин в течение 5 дней. Предварительная инкубация VPA17 клеток в 30 мкм силибинин в течение 5 дней вспять сопротивление этопозид (IC50 = 5.50 до 0,65 мкм) и доксорубицин (IC50 = 0,625 до 0.035 мкм). Возможные синергические отношения между силибинин и химиотерапевтических препаратов определялась экспозиция VPA17 клеток 1:1 коэффициенты соответствующих значений ИК50, с серийных разведений на уровне 0,25 до 2,0 × IC50 и расчет комбинации индекс (CI). Силибинин и этопозид показала синергизм (CI = 0.46 при ED50), как это делали силибинин и доксорубицин (CI = 0.24 при ED50). Эти данные указывают на то, что в МРЛ, силибинин - pro-apoptotic, переворачивает МЛУ и действует синергически с химиотерапевтическими препаратами. Силибинин, нетоксичный натуральный продукт может быть полезен в лечении лекарственно-устойчивых МРЛ.

Cancer Lett. 2013 Oct 1;339(1):102-6. doi: 10.1016/j.canlet.2013.07.017. Epub 2013 Jul 20.Silibinin reverses drug resistance in human small-cell lung carcinoma cells.Sadava D1, Kane SE.Author information 1Department of Cancer Biology, Beckman Research Institute at City of Hope, 1500 East Duarte Rd.,

Duarte, CA 91010, USA. dsadava@jsd.claremont.eduAbstractSmall-cell lung carcinoma (SCLC) has a dismal prognosis in part because of multidrug resistance (MDR).

Silibinin is a flavonolignan extracted from milk thistle (Silybum marianum), extracts of which are used in traditional medicine. We tested the effects of silibinin on drug-sensitive (H69) and multi-drug resistant (VPA17) SCLC cells. VPA17 cells did not show resistance to silibinin (IC50 = 60 μM for H69 and VPA17). Flow cytometry analysis after incubation in 30 μM silibinin showed no changes in cell cycle phases in VPA17 or H69 cells compared with untreated cells. Silibinin (30 μM) incubation was pro-apoptotic in VPA17 cells after

117

> 3 days, as measured by ELISA of BUdR labeled DNA fragments. Apoptosis was also indicated by an increase in caspase-3 specific activity and decrease in survivin in VPA17 MDR cells. VPA17 cells had increased Pgp-mediated efflux of calcein acetoxymethyl ester (calcein AM); however, this was inhibited in cells pre-incubated in silibinin for 5 days. Pre-incubation of VPA17 cells in 30 μM silibinin for 5 days also reversed resistance to etoposide (IC50 = 5.50 to 0.65 μM) and doxorubicin (IC50 = 0.625 to 0.035 μM). The possible synergistic relationship between silibinin and chemotherapy drugs was determined by exposure of VPA17 cells to 1:1 ratios of their respective IC50 values, with serial dilutions at 0.25 to 2.0 × IC50 and calculation of the combination index (CI). Silibinin and etoposide showed synergism (CI = 0.46 at ED50), as did silibinin and doxorubicin (CI = 0.24 at ED50). These data indicate that in SCLC, silibinin is pro-apoptotic, reverses MDR and acts synergistically with chemotherapy drugs. Silibinin, a non-toxic natural product may be useful in the treatment of drug-resistant SCLC.

Молочный чертополох's активные компоненты силибин и isosilybin: роман ингибиторы PXR-опосредованной индукции CYP3A4.

Потому что рак часто, получавших комбинированную терапию, неожиданные Фармакологические эффекты могут возникнуть из-за лекарственных взаимодействий. Некоторые препараты способны вызвать увеличение или снижение экспрессии перевозчиков наркотиков или цитохрома P450 ферментов, в частности CYP3A4. Индукции CYP3A4 может привести к снижению плазменного уровня и терапевтической эффективности противоопухолевых препаратов. Поскольку pregnane X рецептор (PXR) является одним из основных транскрипционных регуляторов CYP3A4, при антагонисты могут, возможно, предотвратить индукции CYP3A4. В настоящее время, ограниченное число PXR антагонисты. Некоторые из этих антагонистов, таких как sulphoraphane и coumestrol, принадлежат к так называемой комплементарной и альтернативной медицины (CAM). Таким образом, Цель исследования-определить потенциал выбранного CAM (β-каротин, Эхинацея пурпурная, чеснок, Гинкго билоба, женьшеня, виноградных косточек, зеленого чая, расторопша, saw palmetto, валериана, зверобой, витамины B6, B12 и C) для подавления PXR-опосредованной индукции CYP3A4 на транскрипционном уровне, с использованием репортерного Гена анализа и real-time полимеразной цепной реакции анализа в LS180 клеток аденокарциномы толстой кишки. Кроме того, вычислительные молекулярного докинга и LanthaScreen time-resolved fluorescence resonance energy transfer (TR-FRET) при конкурентном связывании анализа были выполнены, чтобы исследовать, является ли ингибирование CAM компоненты взаимодействуют с PXR. Результаты показали, что расторопша является сильным ингибитором PXR-опосредованной индукции CYP3A4. Компоненты расторопши , ответственным за этот эффект, были определены как силибин и isosilybin. Кроме того, компьютерная молекулярная Стыковка выявлено сильное взаимодействие между обоими силибин и isosilybin и PXR, который был подтвержден в TR-FRET при анализе. В заключение, силибин и isosilybin может быть подходящим кандидатам дизайн мощным PXR антагонисты, чтобы предотвратить лекарственных взаимодействий через CYP3A4 в онкологических пациентов.

rug Metab Dispos. 2013 Aug;41(8):1494-504. doi: 10.1124/dmd.113.050971. Epub 2013 May 14.Milk thistle's active components silybin and isosilybin: novel inhibitors of PXR-mediated CYP3A4

induction.Mooiman KD1, Maas-Bakker RF, Moret EE, Beijnen JH, Schellens JH, Meijerman I. 1Division of Pharmacoepidemiology and Clinical Pharmacology, Department of Pharmaceutical

Sciences, Utrecht Institute for Pharmaceutical Sciences, Utrecht University, Universiteitsweg 99, 3584 CG Utrecht, The Netherlands. K.D.Mooiman@uu.nl

AbstractBecause cancer is often treated with combination therapy, unexpected pharmacological effects can

occur because of drug-drug interactions. Several drugs are able to cause upregulation or downregulation of drug transporters or cytochrome P450 enzymes, particularly CYP3A4. Induction of CYP3A4 may result in decreased plasma levels and therapeutic efficacy of anticancer drugs. Since the pregnane X receptor (PXR) is one of the major transcriptional regulators of CYP3A4, PXR antagonists can possibly prevent CYP3A4 induction. Currently, a limited number of PXR antagonists are available. Some of these antagonists, such as

118

sulphoraphane and coumestrol, belong to the so-called complementary and alternative medicines (CAM). Therefore, the aim was to determine the potential of selected CAM (β-carotene, Echinacea purpurea, garlic, Ginkgo biloba, ginseng, grape seed, green tea, milk thistle, saw palmetto, valerian, St. John's Wort, and vitamins B6, B12, and C) to inhibit PXR-mediated CYP3A4 induction at the transcriptional level, using a reporter gene assay and a real-time polymerase chain reaction assay in LS180 colon adenocarcinoma cells. Furthermore, computational molecular docking and a LanthaScreen time-resolved fluorescence resonance energy transfer (TR-FRET) PXR competitive binding assay were performed to explore whether the inhibiting CAM components interact with PXR. The results demonstrated that milk thistle is a strong inhibitor of PXR-mediated CYP3A4 induction. The components of milk thistle responsible for this effect were identified as silybin and isosilybin. Furthermore, computational molecular docking revealed a strong interaction between both silybin and isosilybin and PXR, which was confirmed in the TR-FRET PXR assay. In conclusion, silybin and isosilybin might be suitable candidates to design potent PXR antagonists to prevent drug-drug interactions via CYP3A4 in cancer patients.

Силибинин индуцированного апоптоза клеток Hep-2 клетки через окислительный стресс и вниз, регулирующих survivin выражение.

Силибинин является противоопухолевым и природные химические соединения, которые извлекаются из молочного чертополоха (Silybum marianum). Сообщается, что силибинин обладает противоопухолевой эффективности при многих злокачественных новообразованиях. Гортани рак является второй наиболее распространенной головы и шеи плоскоклеточный рак. В настоящей работе мы исследовали влияние силибинин на гортани плоскоклеточный рак (LSCC) клеточной линии Hep-2 клетках. Мы обнаружили, что силибинин индуцированное снижение жизнеспособности клеток в Hep-2 клеток с концентрацией - и время-зависимым образом. Кроме того, силибинин в результате апоптоза клеток Hep-2 клеток и имел синергетических эффектов с триоксида мышьяка. Внутриклеточных активных форм кислорода (АФК) накопления увеличились из-за силибинин воздействия. ROS старьевщик НАК смягчило цитотоксичность силибинин к Hep-2 клетках. Митохондриальный мембранный потенциал (ММП) было потеряно в Hep-2 клетках, обработанных силибинин. Впоследствии, силибинин индуцированную активацию каспазы-3 в Hep-2 клеток и ингибитора каспаз Z-VAD-FMK ингибирует цитотоксичность силибинин в Hep-2 клетках. В survivin выражении снизился после Hep-2 клетки были обработаны силибинин. В заключение, силибинин индуцированного апоптоза клеток Hep-2 клетки через окислительный стресс и вниз, регулирующих survivin выражение. Поэтому, силибинин является потенциальным терапевтическим агентом против LSCC в будущем.

Eur Arch Otorhinolaryngol. 2013 Aug;270(8):2289-97. doi: 10.1007/s00405-013-2444-x. Epub 2013 Apr 12.

Silibinin induced the apoptosis of Hep-2 cells via oxidative stress and down-regulating survivin expression.

Yang X1, Li X, An L, Bai B, Chen J.Author information 1Jining Medical University, Jining, Shandong Province, People's Republic China.

yangxinxin1979@yahoo.com.cnAbstractSilibinin is an anticancer and chemopreventive natural compound, which is extracted from milk thistle

(Silybum marianum). It is reported that silibinin has anticancer efficacy in many malignant tumors. Laryngeal carcinoma is the second most common head and neck squamous carcinoma. In the present work, we investigated the effects of silibinin on laryngeal squamous cell carcinoma (LSCC) cell line Hep-2 cells. We found that silibinin induced the decrease of cell viability in Hep-2 cells with a concentration- and time-dependent manner. Moreover, silibinin resulted in the apoptosis of Hep-2 cells and had synergy effects with arsenic trioxide. Intracellular reactive oxygen species (ROS) accumulation increased because of silibinin exposure. ROS scavenger NAC alleviated the cytotoxicity of silibinin to Hep-2 cells. The mitochondrial membrane potential (MMP) was lost in Hep-2 cells treated with silibinin. Subsequently, silibinin induced the activation of caspase-3 in Hep-2 cells and caspase inhibitor Z-VAD-FMK inhibited the

119

cytotoxicity of silibinin in Hep-2 cells. The survivin expression decreased after Hep-2 cells were treated with silibinin. In conclusion, silibinin induced the apoptosis of Hep-2 cells via oxidative stress and down-regulating survivin expression. Therefore, silibinin is a potential therapeutical agent against LSCC in future.

Прямой адресности MEK1/2 и RSK2, силибин индуцирует клеточного цикла, арест и ингибирует рост клеток меланомы.

Ненормальное функционирование нескольких продуктов генов лежит в основе опухолевой трансформации клеток. Таким образом, химические и/или химиотерапевтических агентов с мультигенные целей перспективны в разработке эффективных противоопухолевых препаратов. Силибин, компонент расторопши, является природным противораковым агентом. В настоящей работе мы исследовали влияние на силибин на рост клеток меланомы и осветил его молекулярные мишени. Наше исследование показало, что силибин ослабляется рост меланомы ксенотрансплантат опухоли у бестимусных мышей. Силибин ингибирует активности киназы митоген-активированной протеинкиназы (МЭК)-1/2 и рибосомальной S6 киназы (РСК)-2 в клетках меланомы. Прямой привязки силибин с MEK1/2 и RSK2 был исследован с использованием вычислительной док-модель. Лечение меланомы с силибин ослабляется фосфорилирование внеклеточной сигнал-регулируемой киназы (ERK)-1/2 и RSK2, которые регулируются вверх по течению киназ MEK1/2. Блокада MEK1/2-ERK1/2-RSK2 сигнализации, силибин, привело к уменьшению активации NF-b, активатора протеина-1, и STAT3, которые транскрипционных регуляторов различных пролиферативных генов в меланом. Силибин, блокируя активация этих транскрипционных факторов, индуцированного клеточного цикла, арест в G1 фазе и ингибирует рост клеток меланомы in vitro и in vivo. Взятые вместе, силибин подавляет роста меланомы путем прямого таргетирования MEK - и RSK-опосредованных сигнальных путей.

Cancer Prev Res (Phila). 2013 May;6(5):455-65. doi: 10.1158/1940-6207.CAPR-12-0425. Epub 2013 Feb 27.

Direct targeting of MEK1/2 and RSK2 by silybin induces cell-cycle arrest and inhibits melanoma cell growth.

Lee MH1, Huang Z, Kim DJ, Kim SH, Kim MO, Lee SY, Xie H, Park SJ, Kim JY, Kundu JK, Bode AM, Surh YJ, Dong Z.

Author information 1Hormel Institute, University of Minnesota, 801 16th Ave NE, Austin, MN 55912, USA.AbstractAbnormal functioning of multiple gene products underlies the neoplastic transformation of cells. Thus,

chemopreventive and/or chemotherapeutic agents with multigene targets hold promise in the development of effective anticancer drugs. Silybin, a component of milk thistle, is a natural anticancer agent. In the present study, we investigated the effect of silybin on melanoma cell growth and elucidated its molecular targets. Our study revealed that silybin attenuated the growth of melanoma xenograft tumors in nude mice. Silybin inhibited the kinase activity of mitogen-activated protein kinase (MEK)-1/2 and ribosomal S6 kinase (RSK)-2 in melanoma cells. The direct binding of silybin with MEK1/2 and RSK2 was explored using a computational docking model. Treatment of melanoma cells with silybin attenuated the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2 and RSK2, which are regulated by the upstream kinases MEK1/2. The blockade of MEK1/2-ERK1/2-RSK2 signaling by silybin resulted in a reduced activation of NF-κB, activator protein-1, and STAT3, which are transcriptional regulators of a variety of proliferative genes in melanomas. Silybin, by blocking the activation of these transcription factors, induced cell-cycle arrest at the G1 phase and inhibited melanoma cell growth in vitro and in vivo. Taken together, silybin suppresses melanoma growth by directly targeting MEK- and RSK-mediated signaling pathways

120

Силибинин, природный флавоноид, модулирует начале выражения химиопрофилактики биомаркеров в доклинической модели канцерогенеза толстой кишки.

В flavonolignan силибинин, основных биологически активного соединения из молочного чертополоха (Silybum marianum), как было показано, обладают противораковыми свойствами в различных эпителиальных раков. В настоящем исследовании изучали потенциал силибинин как химические агента в канцерогенез толстой кишки. Крыса azoxymethane (AOM)-индуцированный канцерогенез толстой кишки была использована модель из-за ее молекулярные и клинические сходства спорадические колоректального рака. Через неделю после АОМ инъекций (после инициации), крысы линии Wistar, полученных ежедневного внутрижелудочного кормления 300 мг силибинин/кг массы тела в сутки до тех пор, пока их жертва после 7 недель лечения. Силибинин-крыс показал 2 раза сократилось количество АОМ-индуцированной гиперпролиферативных аберрантных крипт и склеп очагов в толстой кишке по сравнению с АОМ-ля контроля крыс, получавших автомобиля. Силибинин-индуцированного апоптоза в клетках слизистой оболочки толстой кишки была продемонстрирована методом проточной цитометрии после propodium йодида окрашивание и колориметрические измерения активность каспазы-3. Механизмы, участвующие в силибинин-индуцированного апоптоза в интернет экспрессирован в антиапоптозных белков Bcl-2 и регуляция про-апоптозного белка Bax, инвертирующий Bcl-2/Bax коэффициент к <1. Эта модуляция происходит уже на уровень экспрессии мРНК как показано в режиме реального времени RT-PCR. Кроме того, силибинин лечения достоверно (P<0,01) снизился генетической экспрессии биомаркеров воспалительной реакции, таких как IL1β, TNFα и их последующее целевой MMP7, все из них показано, что upregulated в ходе канцерогенеза толстой кишки. Подавление MMP7 белка была подтверждена вестерн-блот анализа. Полученные результаты показывают способность силибинин переложить нарушается баланс между обновлению клеток и клеточной гибели в канцерогенез толстой кишки у крыс, ранее вводили канцероген АОМ. Силибинин вводят через внутрижелудочного кормления выставляются сильнодействующие pro-apoptotic, противовоспалительное и multi-целенаправленное воздействие на молекулярном уровне. Эффективное снижение предраковый поражений, силибинин поддерживает его использовать в качестве природного средства для колон рак химиопрофилактики.

Int J Oncol. 2012 Sep;41(3):849-54. doi: 10.3892/ijo.2012.1526. Epub 2012 Jun 25.Silibinin, a natural flavonoid, modulates the early expression of chemoprevention biomarkers in a

preclinical model of colon carcinogenesis.Kauntz H1, Bousserouel S, Gosse F, Marescaux J, Raul F.Author information 1Laboratory of Nutritional Cancer Prevention, EA 4438, Faculty of Medicine, IRCAD, University of

Strasbourg, Strasbourg, France.AbstractThe flavonolignan silibinin, the major biologically active compound of the milk thistle (Silybum

marianum), has been shown to possess anticancer properties in a variety of epithelial cancers. The present study investigated the potential of silibinin as a chemopreventive agent in colon carcinogenesis. The rat azoxymethane (AOM)-induced colon carcinogenesis model was used because of its molecular and clinical similarities to sporadic human colorectal cancer. One week after AOM injection (post-initiation), Wistar rats received daily intragastric feeding of 300 mg silibinin/kg body weight per day until their sacrifice after 7 weeks of treatment. Silibinin-treated rats exhibited a 2-fold reduction in the number of AOM-induced hyperproliferative crypts and aberrant crypt foci in the colon compared to AOM-injected control rats receiving the vehicle. Silibinin-induced apoptosis in the colon mucosal cells was demonstrated by flow cytometry after propodium iodide staining and by colorimetric measurement of caspase-3 activity. Mechanisms involved in silibinin-induced apoptosis included the downregulation of the anti-apoptotic protein Bcl-2 and upregulation of the pro-apoptotic protein Bax, inverting the Bcl-2/Bax ratio to <1. This modulation already takes place at the mRNA expression level as shown by real-time RT-PCR. Furthermore, silibinin treatment significantly (P<0.01) decreased the genetic expression of biomarkers of the inflammatory response such as IL1β, TNFα and their downstream target MMP7, all of them shown to be upregulated during colon carcinogenesis. The downregulation of MMP7 protein was confirmed by western

121

blot analysis. The present findings show the ability of silibinin to shift the disturbed balance between cell renewal and cell death in colon carcinogenesis in rats previously injected with the carcinogen AOM. Silibinin administered via intragastric feeding exhibited potent pro-apoptotic, anti-inflammatory and multi-targeted effects at the molecular level. The effective reduction of preneoplastic lesions by silibinin supports its use as a natural agent for colon cancer chemoprevention.

Р53-опосредованного истощение GSH усиливает цитотоксичность не в силибинин-лечение карциномы шейки матки человека HeLa клеток.

Силибинин является активной составляющей, извлеченные из благословенной расторопша пятнистая (Silybum marianum). В предыдущем исследовании мы показали, что силибинин лечения индуцированной генерации активных форм азота (RNS), которые были связаны с активными формами кислорода (АФК), и причиной апоптоза и аутофагии в клетках HeLa. Еще одно исследование сообщило, что силибинин лечения ослабленных апоптотической влияние нитропруссида натрия (SNP) путем генерации АФК в феохромоцитомы крысы PC12 клеток [ 1 ]. Для выяснения отношений между RNS и окись азота (NO) в клетках HeLa, мы выбрали SNP как нет донора, подавляют жизнеспособность клеток. Мы обнаружили, что силибинин лечения не снижают цитотоксичность NO путем снижения АФК-индуцированных RNS уровнях; наоборот, силибинин лечение усиливает цитотоксичность нет. Предварительная обработка с не старьевщик PTIO сохранили жизнеспособность SNP - или силибинин-обработанных клетках. Buthionine sulfoximine (BSO) лечение также используется для разрушающим уровень глутатиона (GSH) и впоследствии повышать цитотоксичность нет. Предварительная обработка с BSO усиленной SNP-индуцированное снижение жизнеспособности клеток, но не было такого эффекта на силибинин-обработанных клетках. Эти результаты привели нас к исследовать вопрос о том силибинин лечения может вызвать истощение GSH. JNK и р53 было показано, посредником истощение GSH [ 2 , 3 ], и ранее мы продемонстрировали существование ROS-JNK-p53 цикла в силибинин-обработанных клеток HeLa [ 4 ]. Таким образом, мы предположили, что р53 играет важную роль в силибинин-индуцированной истощение GSH. Выяснение роли р53 в этом процессе, клетках А431 были использованы, потому что они, естественно, лишены функционального р53 (p53His273 мутации). К нашему удивлению, силибинин лечения не ниже уровня GSH в клетках А431, но относительно повышенные ГШ уровне. В отличие от рос уровень, уровень не был еще-регулируется силибинин лечение в клетках А431. В совокупности, эти результаты подтверждают идею о том, что силибинин-индуцированной истощение GSH, который опосредуется р53, усиливает цитотоксичность NO в клетках HeLa.

Free Radic Res. 2012 Sep;46(9):1082-92. doi: 10.3109/10715762.2012.688964. Epub 2012 May 18.P53-mediated GSH depletion enhanced the cytotoxicity of NO in silibinin-treated human cervical

carcinoma HeLa cells.Fan S1, Yu Y, Qi M, Sun Z, Li L, Yao G, Tashiro S, Onodera S, Ikejima T.Author information 1China-Japan Research Institute of Medical and Pharmaceutical Sciences, Shenyang Pharmaceutical

University, Shenyang 110016, China.AbstractSilibinin is an active constituent extracted from the blessed milk thistle (Silybum marianum). In a

previous study, we demonstrated that silibinin treatment induced the generation of reactive nitrogen species (RNS), which were associated with reactive oxygen species (ROS), and caused apoptosis and autophagy in HeLa cells. Another study reported that silibinin treatment attenuated the apoptotic effect of sodium nitroprusside (SNP) by generating ROS in rat pheochromocytoma PC12 cells [ 1 ]. To clarify the relationship between RNS and nitric oxide (NO) in HeLa cells, we chose SNP as a NO donor to inhibit the cell viability. We found that silibinin treatment did not reduce the cytotoxicity of NO by reducing the ROS-induced RNS levels; conversely, silibinin treatment enhanced the cytotoxicity of NO. Pre-treatment with the NO scavenger PTIO preserved the viability of SNP- or silibinin-treated cells. Buthionine sulfoximine (BSO) treatment was also used to deplete the level of glutathione (GSH) and subsequently enhance the cytotoxicity of NO. Pre-treatment with BSO enhanced the SNP-induced reduction of cell viability but had no

122

such effects in the silibinin-treated cells. These results led us to investigate whether silibinin treatment could induce the depletion of GSH. JNK and p53 have been shown to mediate the depletion of GSH [ 2 , 3 ], and we previously demonstrated the existence of a ROS-JNK-p53 cycle in silibinin-treated HeLa cells [ 4 ]. Thus, we speculated that p53 also plays a crucial role in the silibinin-induced GSH depletion. To elucidate the role of p53 in this process, A431 cells were used because they are naturally devoid of a functional p53 (p53His273 mutation). To our surprise, silibinin treatment did not lower the GSH level in A431 cells but rather elevated the GSH level. Unlike the ROS level, the NO level was still up-regulated by silibinin treatment in A431 cells. Cumulatively, these findings support the idea that the silibinin-induced GSH depletion, which is mediated by p53, enhances the cytotoxicity of NO in HeLa cells.

В flavonolignan силибинин потенцирует TRAIL-индуцированного апоптоза в человеческой аденокарциномы толстой кишки и в производных TRAIL-резистентных метастатических клеток.

Силибинин, flavonolignan, является основным активным компонентом расторопши завод (Silybum marianum) и было показано, обладают противоопухолевыми свойствами. TNF-related apoptosis-индуцирующий лиганд (TRAIL) - это перспективный анти-рак агент, который селективно индуцирует апоптоз в раковых клетках. Однако, устойчивость к TRAIL-индуцированному апоптозу является важной и часто встречающейся проблемой в рак лечение. В этом исследовании мы исследовали влияние силибинин и след в in vitro модели человеческой толстой кишки рак прогрессии, состоящей из первичной кишки опухолевых клеток SW480) и их производные TRAIL-резистентных метастатических клеток (SW620). Мы показали, методом проточной цитометрии, силибинин и след синергически индуцированная гибель клеток в двух клеточных линий. -Регулирование смерть рецептора 4 (DR4) и DR5, силибинин было показано методом от-ПЦР и методом проточной цитометрии. Человеческий рекомбинантный DR5/Fc chimera белок, который имеет доминантно-негативное влияние со стороны конкурирующих с эндогенным рецепторов отменен клеточной гибели, индуцированной силибинин и тропы, демонстрируя активации рецептора смерти путь. Синергетический активации каспазы-3, -8 и -9, силибинин и след был показан колориметрических анализов. Когда ингибиторы каспаз были использованы, гибель клеток была заблокирована. Кроме того, силибинин и след потенцированные активации митохондриального пути апоптоза и вниз регулируется анти-апоптотических белков Mcl-1 и XIAP. Участие XIAP в сенсибилизации двух клеточных линий, чтобы тропа была продемонстрирована с помощью XIAP ингибитор embelin. Эти результаты демонстрируют синергическое действие силибинин и тропы, предполагая, химические и терапевтический потенциал, которые должны быть дополнительно изучены.

poptosis. 2012 Aug;17(8):797-809. doi: 10.1007/s10495-012-0731-4.The flavonolignan silibinin potentiates TRAIL-induced apoptosis in human colon adenocarcinoma and

in derived TRAIL-resistant metastatic cells.Kauntz H1, Bousserouel S, Gossé F, Raul F.Author information 1Laboratory of Nutritional Cancer Prevention, Unit EA 4438, IRCAD, University of Strasbourg, 1 Place

de l'Hôpital, 67091, Strasbourg-Cedex, France.AbstractSilibinin, a flavonolignan, is the major active component of the milk thistle plant (Silybum marianum) and

has been shown to possess anti-neoplastic properties. TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) is a promising anti-cancer agent which selectively induces apoptosis in cancer cells. However, resistance to TRAIL-induced apoptosis is an important and frequent problem in cancer treatment. In this study, we investigated the effect of silibinin and TRAIL in an in vitro model of human colon cancer progression, consisting of primary colon tumor cells (SW480) and their derived TRAIL-resistant metastatic cells (SW620). We showed by flow cytometry that silibinin and TRAIL synergistically induced cell death in the two cell lines. Up-regulation of death receptor 4 (DR4) and DR5 by silibinin was shown by RT-PCR and by flow cytometry. Human recombinant DR5/Fc chimera protein that has a dominant-negative effect by competing with the endogenous receptors abrogated cell death induced by silibinin and TRAIL, demonstrating the activation of the death receptor pathway. Synergistic activation of caspase-3, -8, and -9 by silibinin and

123

TRAIL was shown by colorimetric assays. When caspase inhibitors were used, cell death was blocked. Furthermore, silibinin and TRAIL potentiated activation of the mitochondrial apoptotic pathway and down-regulated the anti-apoptotic proteins Mcl-1 and XIAP. The involvement of XIAP in sensitization of the two cell lines to TRAIL was demonstrated using the XIAP inhibitor embelin. These findings demonstrate the synergistic action of silibinin and TRAIL, suggesting chemopreventive and therapeutic potential which should be further explored.

Влияние силимарина на активности теломеразы в клеток лейкоза человека линии K562.Теломераза была предложена в качестве нового и потенциально селективные цели в рак терапии.

Силимарин, который является стандартизированная смесь flavonolignans из лекарственного растения Расторопша пятнистая, оказывает мощное воздействие против различных видов рака клетки, но его влияние на активность теломеразы в клеток лейкоза человека линии K562 не исследована. Целью настоящего исследования явилось изучение механизма силимарин-индуцированного апоптоза в клетках к562, с особым акцентом на его влияние на активность теломеразы. В antiproliferation воздействие силимарина на K562 клеток оценивали с помощью МТТ-теста. Для измерения апоптоза, Hoechst 33342 окрашивания и проточной цитометрии. Теломеразы деятельности определялась с помощью telomeric repeat amplification protocol (TRAP)-ИФА. Обработка клеток линии к562 с силимарин привело к значительному ингибированию роста клеток и активности теломеразы. Кроме того, были обнаружены положительные корреляции между теломеразы ингибирования и индукции апоптоза в силимарин-обработанных клетках к562. Эти результаты позволяют предложить новый механизм противоопухолевой активностью силимарина в лейкемии человека K562 клеток и может послужить основой для будущего развития анти-теломеразы терапии.

Planta Med. 2012 Jun;78(9):899-902. doi: 10.1055/s-0031-1298464. Epub 2012 Apr 24.The effect of silymarin on telomerase activity in the human leukemia cell line K562.Faezizadeh Z1, Mesbah-Namin SA, Allameh A.Author information 1Department of Clinical Biochemistry, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University,

Tehran, Iran.AbstractTelomerase has been proposed as a novel and potentially selective target in cancer therapy. Silymarin,

which is a standardized mixture of flavonolignans from the medical plant Silybum marianum, has potent effects against various types of cancer cells, but its effect on telomerase activity in the human leukemia cell line K562 has not been investigated. The aim of this study was to examine the mechanism of silymarin-induced apoptosis in K562 cells, with particular emphasis on its effect on telomerase activity. The antiproliferation effect of silymarin on K562 cells was evaluated by the MTT assay. To measure apoptosis, Hoechst 33342 staining and flow cytometry were used. The telomerase activity was determined using the telomeric repeat amplification protocol (TRAP)-ELISA assay. The treatment of the K562 cells with silymarin resulted in a significant inhibition of cell growth and telomerase activity. Also, a positive correlation was found between telomerase inhibition and induction of apoptosis in silymarin-treated K562 cells. These results suggest a novel mechanism in the anticancer activity of silymarin in human leukemia K562 cells and may provide a basis for future development of anti-telomerase therapies.

Angiopreventive эффективность чистого flavonolignans из расторопши экстракт в отношении предстательной железы: таргетинга VEGF-VEGFR сигнализации.

Роль Нео-ангиогенеза при раке предстательной железы (PCA) роста и метастазирования является устоявшимся, но развитие эффективных и нетоксичных фармакологических ингибиторов ангиогенеза остается незавершенным цели. В связи с этим, таргетирование аберрантных ангиогенеза с помощью нетоксичных фитохимические может быть привлекательным angiopreventive стратегии против СПС. В обоснование настоящего исследования было сравнить анти-ангиогенный потенциал " четыре чистых диастереомерных flavonolignans, а именно силибин, силибин B, isosilybin и isosilybin B, который мы

124

установили ранее как биологически активных компонентов в расторопши извлечь. Результаты показали, что кормление этих flavonolignans (50 и 100 мг/кг веса тела), эффективно подавляют рост advanced человеческое СПС DU145 ксенотрансплантатов. Иммуногистохимический анализ показал, что эти flavonolignans подавления ангиогенеза опухоли биомаркеров (CD31 и nestin) и сигнальных молекул, регулирующих ангиогенез (VEGF, VEGFR1, VEGFR2, фосфо-Akt и HIF-1α) без ущерба для судна-граф в нормальных тканях (печени, легких и почек) опухоли подшипник мышей. Эти flavonolignans также ингибирует микрососудов прорастания от мыши спинной aortas ex vivo, и VEGF-индуцированной пролиферации клеток, капилляров-как пробка формирования и инвазивность эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVEC) in vitro. Дальнейшие исследования в HUVEC показали, что эти диастереомеры целевой клеточного цикла, апоптоза и VEGF-индуцированной сигнальный каскад. Трехмерный рост анализа, а также co-культуры инвазии и ангиогенеза in vitro исследований (с HUVEC и клеток DU145) предложил дифференциальной эффективности диастереомеров в сторону СПС и эндотелиальных клеток. В целом, эти исследования освещены сравнительные анти-ангиогенных эффективность чистого flavonolignans от Расторопша и рекомендуем их полезность в СПС angioprevention.

PLoS One. 2012;7(4):e34630. doi: 10.1371/journal.pone.0034630. Epub 2012 Apr 13.Angiopreventive efficacy of pure flavonolignans from milk thistle extract against prostate cancer:

targeting VEGF-VEGFR signaling.Deep G1, Gangar SC, Rajamanickam S, Raina K, Gu M, Agarwal C, Oberlies NH, Agarwal R.Author information 1Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, University of Colorado Denver, Aurora,

Colorado, United States of America.AbstractThe role of neo-angiogenesis in prostate cancer (PCA) growth and metastasis is well established, but the

development of effective and non-toxic pharmacological inhibitors of angiogenesis remains an unaccomplished goal. In this regard, targeting aberrant angiogenesis through non-toxic phytochemicals could be an attractive angiopreventive strategy against PCA. The rationale of the present study was to compare the anti-angiogenic potential of four pure diastereoisomeric flavonolignans, namely silybin A, silybin B, isosilybin A and isosilybin B, which we established previously as biologically active constituents in Milk Thistle extract. Results showed that oral feeding of these flavonolignans (50 and 100 mg/kg body weight) effectively inhibit the growth of advanced human PCA DU145 xenografts. Immunohistochemical analyses revealed that these flavonolignans inhibit tumor angiogenesis biomarkers (CD31 and nestin) and signaling molecules regulating angiogenesis (VEGF, VEGFR1, VEGFR2, phospho-Akt and HIF-1α) without adversely affecting the vessel-count in normal tissues (liver, lung, and kidney) of tumor bearing mice. These flavonolignans also inhibited the microvessel sprouting from mouse dorsal aortas ex vivo, and the VEGF-induced cell proliferation, capillary-like tube formation and invasiveness of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) in vitro. Further studies in HUVEC showed that these diastereoisomers target cell cycle, apoptosis and VEGF-induced signaling cascade. Three dimensional growth assay as well as co-culture invasion and in vitro angiogenesis studies (with HUVEC and DU145 cells) suggested the differential effectiveness of the diastereoisomers toward PCA and endothelial cells. Overall, these studies elucidated the comparative anti-angiogenic efficacy of pure flavonolignans from Milk Thistle and suggest their usefulness in PCA angioprevention.

ОбсуждениеНео-ангиогенез является важным шагом в развитии и прогрессировании большинства опухолей

человека. За критический Размер 1-2 мм, кислорода и питательных веществ испытывают трудности в распространении в ядро клетки опухоли, вызывая состояние клеточной гипоксии. В условиях гипоксии, раковые клетки секретируют несколько про-ангиогенных факторов, таких как VEGF и bFGF, которые вызывают найма эндотелиальных клеток из соседних кровеносных сосудов [6], [44]. Но постоянное и чрезмерное присутствие про-ангиогенных стимулов в опухоли микроокружения препятствует нормальному созреванию емкости сети, и, как результат, сосудов в области опухоли посмотреть аномальной морфологии и физиологии. Следовательно, можно целенаправленно аномального ангиогенеза опухоли, ингибируя эндотелиальных клеток найма, а также их

125

пролиферации в опухоли микроокружения. В частности, результаты данного исследования ясно свидетельствуют о сильной эффективности " четыре чистых flavonolignans из расторопши экстракт, на этих аспектов, что означает их angiopreventive эффективность против СПС. Эти выводы также транснациональном уровне внимания, как в настоящее время, анти-ангиогенных стратегии широко распространены на предотвращение прогрессирования диагностированного предварительно злокачественных опухолей или для терапевтической регрессии уже на поздних стадиях болезни [16], [45].

Молочный чертополох были использованы на протяжении веков для лечения хронических заболеваний печени, а также для защиты печени от токсинов [46]. В последние годы, расторопши исследований значительно выросло почти двух десятков клинических испытаний ведутся или уже завершены оценки его эффективности против различных заболеваний, включая хронический гепатит, диабет, астма, отравление грибами и различными формами рака (результаты этих исследований приведены в ClinicalTrials.gov). В прошлом предпринимались многочисленные усилия в изоляции и очистки отдельных составляющих, в расторопша лучше использовать его клиническую полезность. Члены нашей команды были первыми, чтобы очистить и прояснить семь разных flavonolignans из расторопши экстракт, а именно: силибин, силибин B, isosilybin, isosilybin B, silydianin, silychristin, и isosilychristin, и один флавоноид, таксифолин [47]. Их биологические эффекты в виде чистых соединений оценивали на несколько анти-пролиферативной конечных точек в человеческом СПС клеточных линий, где isosilybin б " на первое место среди самых мощных flavonolignan почти для всех конечных точек, включая ингибирование роста клеток, clonogenic потенциал, PSA и андрогенных рецепторов уровнях, и topo IIα активности промотора [20], [21], [22], [24]. Несмотря на эти успехи в расторопши исследования, in vivo биологической эффективности и токсичности этих чисто flavonolignans оставалась неизвестной из-за недостаточного количества составных. В частности, isosilybin B был самым сложным из основных диастереомером, чтобы очистить, в силу ограниченной численности в натуральный экстракт [21] и его сравнительно долгое время удерживания в большинстве обращенно-фазовая ВЭЖХ систем. В доклинических или будущего клинического использования этих чистых соединений, необходимых продвижения в их изоляции; таким образом, мы разработали гибридный хроматографического/precipitative техника для шкалы грамм очистки flavonolignan диастереомеров из расторопши экстракт [26]. Мы считаем, что это является серьезным продвижением в направлении будущего поступательного значимость этих чисто flavonolignans.

Результаты настоящего исследования адекватно доказал, что чистых диастереомеров из расторопши обладают сильным angiopreventive эффективность за счет целевых про-ангиогенных сигнализации в СПС клеток, а также в эндотелиальных клетках; важный компонент PCA микросреду (Рис. 10). Кроме того, на основе общей in vitro и in vivo анализы, также очевидно, что Сравнительная эффективность isosilybin B занимает два противоположных концах с точки зрения его влияния на PCA клеток и эндотелиальных клеток. В частности, он является ведущим агентом с точки зрения его эффективности против СПС клеток, но это наименее эффективное средство против эндотелиальных клеток. Наоборот, силибин является, по-видимому, наиболее перспективным агентом с точки зрения ее влияния на эндотелиальные клетки. Поэтому, разумно предположить, что определенные смеси на силибин и isosilybin B должны быть проверены, в частности, in vivo с ожиданием этих двух соединений, действующих совместно приложить максимум выгоды с помощью таргетинга как опухоли и опухоли микроокружения компонентов.

Диастереомеры проявляют анти-ангиогенных эффектов посредством ориентации сигнальных молекул в обоих простаты раковых клеток и эндотелиальных клеток.

В целом, настоящее исследование, впервые, отчет анти-рак эффективности четырех flavonolignans из расторопши экстракт в in vivo система продвинутой стадии человеческое СПС. Эти результаты также предполагают, стереохимия на основе дифференциальной эффективности этих flavonolignans к раку и эндотелиальных клеток. Кроме того, эти результаты подтверждают нетоксичность, а также СПС специфических анти-ангиогенных эффектов чистых диастереомеров, которые свидетельствуют об их полезности в СПС angioprevention.

126

DiscussionNeo-angiogenesis is the critical step in the development and progression of most of the human cancers.

Beyond the critical size of 1–2 mm, oxygen and nutrients have difficulty in diffusing to the core cells of the tumor, causing a state of cellular hypoxia. Under hypoxic conditions, cancer cells secrete several pro-angiogenic factors such as VEGF and bFGF, which cause recruitment of endothelial cells from the neighboring blood vessels [6], [44]. But the continuous and excessive presence of pro-angiogenic stimuli in the tumor microenvironment interferes with the normal maturation of vessel network, and as a result, vessels in the tumor area show abnormal morphology and physiology. Hence, it is possible to specifically target abnormal tumor angiogenesis by inhibiting endothelial cell recruitment as well as their proliferation in the tumor microenvironment. Notably, the results from the present study clearly suggest the strong efficacy of four pure flavonolignans from Milk Thistle extract, on these aspects, which signifies their angiopreventive efficacy against PCA. These findings are aslo transnationally noteworthy, as currently, anti-angiogenic strategies are extensively pursued towards preventing the progression of diagnosed pre-malignant tumors or for the therapeutic regression of the already advanced disease [16], [45].

Milk thistle has been used for centuries to treat chronic liver disease, and to protect the liver against toxins [46]. In recent years, Milk thistle research use has grown significantly with close to two dozen clinical trials underway or already completed evaluating its efficacy against variety of diseases including chronic hepatitis, diabetes, asthma, mushroom poisoning and various cancers (these studies are listed at ClinicalTrials.gov). In the past, there have been numerous efforts in isolating and purifying the individual constituents in Milk thistle to better exploit its clinical usefulness. Members of our team were the first to purify and elucidate seven distinct flavonolignans from Milk Thistle extract, namely: silybin A, silybin B, isosilybin A, isosilybin B, silydianin, silychristin, and isosilychristin, and one flavonoid, taxifolin [47]. Their biological effects as pure compounds were assessed on several anti-proliferative end points in human PCA cell lines, where isosilybin B ranked as the most potent flavonolignan for nearly all the end points, including the inhibition of cell growth, clonogenic potential, PSA and androgen receptor levels, and topo IIα promoter activity [20], [21], [22], [24]. Despite these advances in the Milk Thistle research, the in vivo biological efficacy and related toxicity of these pure flavonolignans remained unknown because of insufficient compound quantities. In particular, isosilybin B was the most challenging of the major diastereoisomer to purify, due to its limited abundance in the natural extract [21] and its relatively long retention time in most reverse-phase HPLC systems. The pre-clinical or future clinical use of these pure compounds needed advancement in their isolation; therefore, we developed a hybrid chromatographic/precipitative technique for gram scale purification of flavonolignan diastereoisomers from Milk Thistle extract [26]. We believe that this is a major advancement towards the future translational significance of these pure flavonolignans.

The results from the present study adequately proved that the pure diastereoisomers from Milk Thistle have strong angiopreventive efficacy through targeting the pro-angiogenic signaling in PCA cells as well as in endothelial cells; the important component of PCA microenvironment (Fig. 10). Furthermore, based upon the overall in vitro and in vivo analyses, it is also clear that the comparative efficacy of isosilybin B occupies two opposite ends in terms of its effect on PCA cells and endothelial cells. Specifically, it is the lead agent in terms of its efficacy against PCA cells but it is the least effective agent against endothelial cells. On the contrary, silybin A appears to be the most promising agent in terms of its effects on endothelial cells. Therefore, it is prudent to suggest that a defined mixture of silybin A and isosilybin B should be tested, particularly in vivo, with an expectation of these two compounds acting in concert to exert maximum benefits via targeting both the tumor and the tumor microenvironment components.

Diastereoisomers exhibit anti-angiogenic effects through targeting signaling molecules in both prostate cancer cells and endothelial cells.

In summary, the present study, for the first time, report the anti-cancer efficacy of four flavonolignans from Milk Thistle extract in an in vivo system of advanced stage human PCA. These results further suggest the stereochemistry based differential efficacy of these flavonolignans towards cancer and endothelial cells. Furthermore, these results confirm the non-toxicity as well as PCA specific anti-angiogenic effects of the pure diastereoisomers, which suggest their usefulness in PCA angioprevention.

127

Silybum marianum (расторопша пятнистая) в управлении и гепатотоксичности у пациентов, перенесших reinduction терапии острой миелогенной лейкемии.

Гепатотоксичность наблюдается несколько химиотерапевтических агентов и схем антиретровирусной терапии. Традиционные методы лечения часто включают в себя поддерживающее лечение или наблюдение. Мы сообщаем о случае пациента с отметил, transaminitis предполагаемой вторичной по отношению к химиотерапии, которые не удалось решить с поддерживающий уход, но было показано, что ответить расторопши. У пациента немедленного снижения функции печени и показал снизился высот в уровнях после лечения с последующей химиотерапии. Этот случай показывает, потенциальная эффективность расторопши в качестве уникального гепатопротекторное средство.

J Oncol Pharm Pract. 2012 Sep;18(3):360-5. doi: 10.1177/1078155212438252. Epub 2012 Feb 29.Silybum marianum (milk thistle) in the management and prevention of hepatotoxicity in a patient

undergoing reinduction therapy for acute myelogenous leukemia.McBride A1, Augustin KM, Nobbe J, Westervelt P.Author information 1Arthur G. James Cancer Hospital, The Ohio State University Department of Pharmacy, Columbus,

OH 43210, USA. alimcbride@gmail.comAbstractHepatotoxicity has been observed with several chemotherapy agents and combination regimens.

Conventional treatment methods often include supportive care or observation. We report a case of a patient with noted transaminitis presumed secondary to chemotherapy, which did not resolve with supportive care but was shown to respond to milk thistle. The patient had an immediate decrease in liver function tests and showed decreased elevation in levels upon treatment with subsequent chemotherapy regimens. This case demonstrates the potential efficacy of milk thistle as a unique hepatoprotective agent.

В химические эффект Гинкго билоба и Silybum marianum выписки на hepatocarcinogenesis в крыс.Данное исследование было разработано для оценки потенциальных химические деятельности

экстракт Гинкго билоба (Эгб) и Silybum marianum extract (силимарин) против hepatocarcinogenesis, индуцированных N-nitrosodiethylamine (NDEA) у крыс.

Методы: Крысы были разделены на 6 групп. 1 группа служила в качестве нормального контроля крыс. 2

группе животных внутрижелудочно управляются NDEA в дозе 10 мг/кг пять раз в неделю в течение 12 недель, чтобы побудить гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК). Группы 3 и 4 животные были предварительно обработанные с силимарин и Эгб соответственно. Группы 5 и 6 животных были posttreated с силимарин и Эгб соответственно. Исследованных показателей в сыворотке крови являются аланин-аминотрансфераза (ALT), аспартат-аминотрансфераза (AST), гамма-глутамилтрансфераза (ГГТ) и сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF). Исследованных показателей в ткани печени являются малонового диальдегида (мда), глутатион (GSH), активность супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГП), глутатионредуктазы (гр) и comet assay параметров.

Результаты: В NDEA группы, уровень мда был повышен с последующим снижением уровня GSH и СОД, ГП и гр

мероприятий. Кроме того, NDEA группы выявлено значительное увеличение в сыворотке крови АЛТ, АСТ и ГГТ деятельности и уровня VEGF. Кроме того, NDEA управляемых животных показали заметное увеличение comet assay параметров. Эти биохимические изменения, индуцированные NDEA были подтверждены гистопатологические обследования печени крыс при интоксикации NDEA, которые показали явное повреждение клеток и хорошо дифференцированной КАРЦИНОМОЙ.В отличие от этого, силимарин+NDEA группах, получавших (3&5) и Эгб+NDEA группах, получавших (4&6), показали значительное снижение уровня мда и значительное увеличение содержание GSH и СОД, ГП и гр, деятельности по сравнению NDEA группы. Силимарин и Эгб также благотворно вниз-регулируется

128

увеличение в сыворотке крови АЛТ, АСТ, ГГТ деятельности и уровня VEGF индуцированной NDEA. Кроме того, силимарин и Эгб значительно снизилась comet assay параметров. Гистопатологические обследования печени крыс, получавших либо силимарин или Эгб выставлены улучшение в печени архитектуры по сравнению NDEA группы.

Выводы: Полученные результаты свидетельствовали, что силимарин и Эгб может иметь благотворные

химические роли против hepatocarcinogenesis благодаря их антиоксидантным, антиангиогенных и антигенотоксическим деятельности.

Cancer Cell Int. 2011 Oct 31;11(1):38. doi: 10.1186/1475-2867-11-38.The chemopreventive effect of Ginkgo biloba and Silybum marianum extracts on hepatocarcinogenesis

in rats.El Mesallamy HO1, Metwally NS, Soliman MS, Ahmed KA, Abdel Moaty MM.Author information 1Therapeutical Chemistry Department, Pharmaceutical and Drug Industries Research Division,

National Research Centre (NRC), Tahrir st,, Dokki, Giza, Egypt. nadiametwally@yahoo.com.This study was designed to evaluate the potential chemopreventive activities of Ginkgo biloba extract

(EGb) and Silybum marianum extract (silymarin) against hepatocarcinogenesis induced by N-nitrosodiethylamine (NDEA) in rats.

METHODS: Rats were divided into 6 groups. Group 1 served as normal control rats. Group 2 animals were

intragastrically administrated NDEA at a dose of 10 mg/kg five times a week for 12 weeks to induce hepatocellular carcinoma (HCC). Groups 3 and 4 animals were pretreated with silymarin and EGb respectively. Groups 5 and 6 animals were posttreated with silymarin and EGb respectively. The investigated parameters in serum are alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), gamma glutamyltransferase (GGT) and vascular endothelial growth factor (VEGF). The investigated parameters in liver tissue are malondialdehyde (MDA), glutathione (GSH), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) and comet assay parameters.

RESULTS: In NDEA group, MDA level was elevated with subsequent decrease in GSH level and SOD, GPx and GR

activities. In addition, NDEA group revealed a significant increase in serum ALT, AST and GGT activities and VEGF level. Furthermore, NDEA administrated animals showed a marked increase in comet assay parameters. These biochemical alterations induced by NDEA were confirmed by the histopathological examination of rat livers intoxicated with NDEA that showed an obvious cellular damage and well differentiated HCC.In contrast, silymarin+NDEA treated groups (3&5) and EGb+NDEA treated groups (4&6) showed a significant decrease in MDA level and a significant increase in GSH content and SOD, GPx and GR activities compared to NDEA group. Silymarin and EGb also beneficially down-regulated the increase in serum ALT, AST, GGT activities and VEGF level induced by NDEA. In addition, silymarin and EGb significantly decreased comet assay parameters. Histopathological examination of rat livers treated with either silymarin or EGb exhibited an improvement in the liver architecture compared to NDEA group.

CONCLUSIONS: The obtained findings suggested that silymarin and EGb may have beneficial chemopreventive roles

against hepatocarcinogenesis through their antioxidant, antiangiogenic and antigenotoxic activities.

Силимарин подавляет шейки раковые клетки через увеличение гомолог фосфатазы и гомолога тензина.

Силимарин является активной составляющей, содержащейся в семена расторопши растений и широко используется в качестве защиты печени агента благодаря своей антиоксидантной активности. В настоящем исследовании мы оценили потенциальное действие силимарина против цервикального рака и исследован механизм его действия. Лечение шейки матки рак клеток (C-33A) с силимарин привело к значительному снижению жизнеспособности клеток. Силимарин индуцированного апоптоза посредством модуляции Bcl-2 семейства белков и активации каспазы 3.

129

Силимарин также ингибирует фосфорилирование Akt с увеличением экспрессии фосфатазы и гомолога тензина гомолог (PTEN). Мы также отметили, что силимарин подавлено C-33A клеточной инвазии и ранозаживляющее миграции в зависящей от концентрации образом. Вестерн-блот анализ показал, что силимарин значительно ингибирует экспрессию матриксной металлопротеиназы-9 (ММП-9) в C-33A клеток. Кроме того, мы применили siRNA снизить Гена PTEN, что нивелировало противоопухолевого действия силимарина. Взятые вместе, эти результаты показывают, что силимарин обладает потенциалом для подавления выживания, миграции и инвазии C-33A раковые клетки; таким образом, она может быть разработана как перспективное средство для лечения цервикального рака в будущем.

Phytother Res. 2012 May;26(5):709-15. doi: 10.1002/ptr.3618. Epub 2011 Oct 20.Silymarin inhibits cervical cancer cell through an increase of phosphatase and tensin homolog.Yu HC1, Chen LJ, Cheng KC, Li YX, Yeh CH, Cheng JT.Author information 1Department of Obstetrics and Gynecology, Zhudong Veterans Hospital, Zhudong City, Taiwan.AbstractSilymarin is an active constituent contained in the seeds of the milk thistle plant and is widely used as a

hepatic protection agent due to its antioxidant-like activity. In the present study we evaluated the potential action of silymarin against cervical cancer and investigated its mechanism of action. Treatment of cervical cancer cells (C-33A) with silymarin resulted in a significant decrease in cell viability. Silymarin induced apoptosis through the modulation of Bcl-2 family proteins and activation of caspase 3. Silymarin also inhibited the phosphorylation of Akt with an increase in expression of phosphatase and tensin homolog (PTEN). We also observed that silymarin suppressed C-33A cell invasion and wound-healing migration in a concentration-dependent manner. Western-blot analysis showed that silymarin significantly inhibited the expression of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) in C-33A cells. Furthermore, we applied siRNA to lower the PTEN gene, which diminished the anticancer actions of silymarin. Taken together, these results show that silymarin has the potential to suppress the survival, migration and invasion of C-33A cancer cells; thus, it could be developed as a promising agent for the treatment of cervical cancer in the future.

Osteoblastogenesis и osteoprotection усиливается flavonolignan силибинин в остеобласты и остеокласты.

Кости-дисбаланс ремоделирования индуцированных снизился osteoblastogenesis и повышенной костной резорбции, как известно, вызывает скелетных заболеваний, таких как остеопороз. Силибинин является основным активным компонентом силимарин, смесь flavonolignans, извлеченные из благословенный чертополох молочный (Silybum marianum). Многочисленные исследования показали, что силибинин является мощным антиоксидантом и обладает анти-гепатотоксические свойства и анти-рак эффекты в отношении клеток карциномы. Это исследование исследовали, что силибинин у кости-формирование и osteoprotective эффекты в клеточных системах in vitro мышиных остеобластического MC3T3-E1 клеток и RAW 264.7 мышиных макрофагов. MC3T3-E1 клетки инкубировали в остеогенной СМИ в присутствии 1-20 мкм силибинин до 15 дней. Силибинин ускоренной пролиферации клеток и способствовали матрицы за счет повышения минерализации костной образование конкреций путем отложения кальция. Кроме того, силибинин способствует индукции osteoblastogenic биомаркеров щелочной фосфатазы, коллаген типа 1, фактор роста соединительной ткани и костный морфогенетический белок-2. Дифференцированный MC3T3-E1 клеток усиленную секрецию рецептора активатора ядерного фактора-b лиганда (RANKL), необходимых для osteoclastogenesis, который был отменен силибинин. С другой стороны, RAW 264.7 клетки были предварительно инкубированы с 1-20 мкм силибинин в течение 5 дней в присутствии RANKL. Номера-токсичных силибинин заметно ослабляется ранг транскрипции, внутриклеточные молекулы адгезии-1 выражение повышенной, RANKL, таким образом, подавляя дифференциации макрофагов мульти-ядерных остеокластов. Было также обнаружено, что силибинин отсталых тартрат-упорный кислой фосфатазы и катепсина K индукции и матриксная металлопротеиназа-9 активность повышается по RANKL через тревожные TRAF6-c-Src сигнальных путей. Эти результаты

130

показывают, что силибинин был потенциальный терапевтический агент по продвижению формирующих кость osteoblastogenesis и обременении остеокластов костной резорбции.

J Cell Biochem. 2012 Jan;113(1):247-59. doi: 10.1002/jcb.23351.Osteoblastogenesis and osteoprotection enhanced by flavonolignan silibinin in osteoblasts and

osteoclasts.Kim JL1, Kang SW, Kang MK, Gong JH, Lee ES, Han SJ, Kang YH.Author information 1Department of Food and Nutrition, Hallym University, Chuncheon, Korea.AbstractBone-remodeling imbalance induced by decreased osteoblastogenesis and increased bone resorption is

known to cause skeletal diseases such as osteoporosis. Silibinin is the major active constituent of silymarin, the mixture of flavonolignans extracted from blessed milk thistle (Silybum marianum). Numerous studies suggest that silibinin is a powerful antioxidant and has anti-hepatotoxic properties and anti-cancer effects against carcinoma cells. This study investigated that silibinin had bone-forming and osteoprotective effects in in vitro cell systems of murine osteoblastic MC3T3-E1 cells and RAW 264.7 murine macrophages. MC3T3-E1 cells were incubated in osteogenic media in the presence of 1-20 µM silibinin up to 15 days. Silibinin accelerated cell proliferation and promoted matrix mineralization by enhancing bone nodule formation by calcium deposits. In addition, silibinin furthered the induction of osteoblastogenic biomarkers of alkaline phosphatase, collagen type 1, connective tissue growth factor, and bone morphogenetic protein-2. Differentiated MC3T3-E1 cells enhanced secretion of receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL) essential for osteoclastogenesis, which was reversed by silibinin. On the other hand, RAW 264.7 cells were pre-incubated with 1-20 µM silibinin for 5 days in the presence of RANKL. Non-toxic silibinin markedly attenuated RANK transcription and intracellular adhesion molecule-1 expression elevated by RANKL, thereby suppressing the differentiation of macrophages to multi-nucleated osteoclasts. It was also found that silibinin retarded tartrate-resistant acid phosphatase and cathepsin K induction and matrix metalloproteinase-9 activity elevated by RANKL through disturbing TRAF6-c-Src signaling pathways. These results demonstrate that silibinin was a potential therapeutic agent promoting bone-forming osteoblastogenesis and encumbering osteoclastic bone resorption.

Силибинин увеличивает ультрафиолетового B-индуцированного апоптоза в человека линии mcf-7 груди раковые клетки.

Химиотерапии молочной железы , как правило, имеют сильную цитотоксичность и серьезные побочные эффекты. Таким образом, значительный акцент был сделан на комбинации встречающихся в природе химические агенты. Силибинин является основным биологически активных flavonolignan, извлеченные из расторопши с химические деятельности в различных органах, в том числе кожи, простаты и груди. Однако механизм, лежащий в основе ингибирующего действия силибинин молочной железы не были полностью выяснены. Поэтому мы исследовали влияние силибинин в человека линии MCF-7 молочной железы клетки и определить, являются ли силибинин увеличивает ультрафиолетовое (УФ) B-индуцированного апоптоза.

Методы: Последствия силибинин на MCF-7 жизнеспособность клеток определяли с помощью МТТ-теста.

Эффект силибинин на расщепление PARP, как признак апоптотической гибели клеток и экспрессии белка р53 в MCF-7 клеток анализировали с помощью Вестерн-блот. Эффект силибинин на УФ-индуцированного апоптоза в MCF-7 клеток анализировали методом проточной цитометрии.

Результаты: Дозы и время-зависимое снижение жизнеспособности наблюдалось в MCF-7 клеток,

обработанных силибинин. Силибинин сильно индуцированной апоптотической гибели клеток в MCF-7 клеток и индукции апоптоза был связан с увеличением экспрессии белка р53. Кроме того, силибинин усиленной УФ-индуцированного апоптоза в MCF-7 клеток.

131

Вывод: Силибинин индуцированной потере жизнеспособности клеток и апоптотической гибели клеток в

MCF-7 клеток. Кроме того, сочетание силибинин и UVB результате аддитивный эффект на апоптоз в MCF-7 клеток. Эти результаты позволяют предположить, что силибинин, может быть, важное дополнительное средство для лечения больных раком молочной железы.

J Breast Cancer. 2011 Mar;14(1):8-13. doi: 10.4048/jbc.2011.14.1.8. Epub 2011 Mar 31.Silibinin enhances ultraviolet B-induced apoptosis in mcf-7 human breast cancer cells.Noh EM1, Yi MS, Youn HJ, Lee BK, Lee YR, Han JH, Yu HN, Kim JS, Jung SH.Author information 1Department of Biochemistry, Institute for Medical Sciences, Chonbuk National University Medical

School, Jeonju, Korea.AbstractPURPOSE: Chemotherapies for breast cancer generally have strong cellular cytotoxicity and severe side effects.

Thus, significant emphasis has been placed on combinations of naturally occurring chemopreventive agents. Silibinin is a major bioactive flavonolignan extracted from milk thistle with chemopreventive activity in various organs including the skin, prostate, and breast. However, the mechanism underlying the inhibitory action of silibinin in breast cancer has not been completely elucidated. Therefore, we investigated the effect of silibinin in MCF-7 human breast cancer cells and determined whether silibinin enhances ultraviolet (UV) B-induced apoptosis.

METHODS: The effects of silibinin on MCF-7 cell viability were determined using the MTT assay. The effect of silibinin

on PARP cleavage, as the hallmark of apoptotic cell death, and p53 protein expression in MCF-7 cells was analyzed using Western blot. The effect of silibinin on UVB-induced apoptosis in MCF-7 cells was analyzed by flow cytometry.

RESULTS: A dose- and time-dependent reduction in viability was observed in MCF-7 cells treated with silibinin.

Silibinin strongly induced apoptotic cell death in MCF-7 cells, and induction of apoptosis was associated with increased p53 expression. Moreover, silibinin enhanced UVB-induced apoptosis in MCF-7 cells.

CONCLUSION: Silibinin induced a loss of cell viability and apoptotic cell death in MCF-7 cells. Furthermore, the

combination of silibinin and UVB resulted in an additive effect on apoptosis in MCF-7 cells. These results suggest that silibinin might be an important supplemental agent for treating patients with breast cancer.

Силимарин цели β-катенин сигнального блокирования миграции/вторжение в клетках меланомы человека.

Вейду М1, Прасад R, Терраса Q, Katiyar SK.Сведения об автореРефератМетастатическая меланома является ведущей причиной смерти от заболеваний кожи, и часто

ассоциируется с активация Wnt/β-катенин сигнального пути. Мы исследовали ингибирующее действие силимарина, завод flavanoid из Silybum marianum на клеточной миграции метастазирования-специфических клеточных линиях меланомы человека (А375 и Hs294t) и оценили ли Wnt/β-катенин сигнального является целевой силимарин. С помощью in vitro вторжения анализа, мы обнаружили, что лечение клеточных линиях меланомы человека с силимарин в результате зависящей от концентрации ингибирование миграции клеток, что было связано с накопление цитозольного β-катенин, в то время как сокращение ядерного накопление β-катенина (то есть, β-катенин инактивации) и снижение уровня матриксных металлопротеиназ (ММП) -2 и ММП-9, которые находятся вниз по течению цели β-катенин. Силимарин enhanced: (i) уровни казеин киназы 1α, гликоген синтазы киназы-3β и фосфорилированных-β-катенин на критических остатков Ser(45), Ser(33/37) и Thr(41) и (ii) связывание β-transducin повторить-содержащие белки (β-TrCP) с фосфо-

132

формы β-катенина в клетках меланомы. Эти события играют важную роль в деградации или инактивации β-катенин. Чтобы проверить, является ли β-катенин является мощным молекулярной мишенью силимарин, эффект силимарина была определена на β-катенин-activated (Mel 1241) и β-катенин-инактивированные (Mel 1011) клеток меланомы. Лечение Mel 1241 клеток с силимарин или FH535, ингибитор Wnt/β-катенин пути, значительно ингибирует клеточной миграции Мел 1241 клеток, что было связано с повышенными уровнями казеин киназы 1α и гликоген синтазы киназы-3β, и снижение накопления ядерного β-катенина и ингибирование ММП-2 и ММП-9 уровней. Однако, этот эффект силимарина и FH535 не найден в Mel 1011 клеток меланомы. Эти результаты показывают, что силимарин препятствует миграции клеток меланомы путем воздействия β-катенин сигнального пути.

PLoS One. 2011;6(7):e23000. doi: 10.1371/journal.pone.0023000. Epub 2011 Jul 28.Silymarin targets β-catenin signaling in blocking migration/invasion of human melanoma cells.Vaid M1, Prasad R, Sun Q, Katiyar SK.Author information 1Department of Dermatology, University of Alabama at Birmingham, Birmingham, Alabama, United

States of America.AbstractMetastatic melanoma is a leading cause of death from skin diseases, and is often associated with

activation of Wnt/β-catenin signaling pathway. We have examined the inhibitory effect of silymarin, a plant flavanoid from Silybum marianum, on cell migration of metastasis-specific human melanoma cell lines (A375 and Hs294t) and assessed whether Wnt/β-catenin signaling is the target of silymarin. Using an in vitro invasion assay, we found that treatment of human melanoma cell lines with silymarin resulted in concentration-dependent inhibition of cell migration, which was associated with accumulation of cytosolic β-catenin, while reducing the nuclear accumulation of β-catenin (i.e., β-catenin inactivation) and reducing the levels of matrix metalloproteinase (MMP) -2 and MMP-9 which are the down-stream targets of β-catenin. Silymarin enhanced: (i) the levels of casein kinase 1α, glycogen synthase kinase-3β and phosphorylated-β-catenin on critical residues Ser(45), Ser(33/37) and Thr(41), and (ii) the binding of β-transducin repeat-containing proteins (β-TrCP) with phospho forms of β-catenin in melanoma cells. These events play important roles in degradation or inactivation of β-catenin. To verify whether β-catenin is a potent molecular target of silymarin, the effect of silymarin was determined on β-catenin-activated (Mel 1241) and β-catenin-inactivated (Mel 1011) melanoma cells. Treatment of Mel 1241 cells with silymarin or FH535, an inhibitor of Wnt/β-catenin pathway, significantly inhibited cell migration of Mel 1241 cells, which was associated with the elevated levels of casein kinase 1α and glycogen synthase kinase-3β, and decreased accumulation of nuclear β-catenin and inhibition of MMP-2 and MMP-9 levels. However, this effect of silymarin and FH535 was not found in Mel 1011 melanoma cells. These results indicate for the first time that silymarin inhibits melanoma cell migration by targeting β-catenin signaling pathway.

Силибинин триггеры апоптотических сигнальных путей и autophagic выживания ответ в человеческой аденокарциномы толстой кишки клеток и их производных метастатических клеток.

Kauntz Ч 1, Bousserouel S, Gossé F, Рауль F .Сведения об автореРефератСилибинин, flavonolignan изолирован от расторопши завод (Silybum marianum), обладает

противоопухолевыми свойствами. In vitro и in vivo исследования недавно показали, что силибинин блокирует рост колоректального рака (CRC). Настоящее исследование посвящено изучению механизмов силибинин-индуцированной гибели клеток с использованием in vitro модели человеческой толстой кишки рак прогрессии, состоящей из первичных опухолевых клеток (SW480) и их производные метастатических клеток (SW620) изолирован от метастаз из одного и того же пациента. Силибинин индуцированной апоптотической гибели клеток свидетельствует фрагментации ДНК и активацией каспазы-3 в обеих клеточных линий. Силибинин усиленной выражение (белка и мРНК) TNF-related apoptosis-индуцирующий лиганд (TRAIL) рецепторы смерти

133

(DR4/DR5) на поверхности клеток в клетки SW480 и индуцированной их выражение в TRAIL-резистентных SW620 клетки, как правило, не экспрессирующих DR4/DR5. Каспазы-8 и -10 уже были активированы демонстрируя привлечением внешних апоптотические пути в силибинин-лечение SW480 и SW620 клеток. Белка Bid был расщепляется в клетках SW480 с указанием кросс-беседы внешние и внутренние пути апоптоза. Мы показали, что силибинин активированный также внутренние пути апоптоза в обеих клеточных линий, включая возмущения мембранный потенциал митохондрий, высвобождение цитохрома С В цитозоль и активации каспазы-9. Одновременно апоптоза, силибинин, вызвал autophagic ответ. Ингибирование аутофагии с помощью специфического ингибитора усиленной гибели клеток, что свидетельствует о цитопротекторной функции для аутофагии в силибинин-обработанных клетках. Взятые вместе, наши данные показали, что силибинин возбуждено в SW480 и SW620 клеток в autophagic-опосредованной выживания ответ перегружены активации как внешние и внутренние апоптотических путей.

Apoptosis. 2011 Oct;16(10):1042-53. doi: 10.1007/s10495-011-0631-z.Silibinin triggers apoptotic signaling pathways and autophagic survival response in human colon

adenocarcinoma cells and their derived metastatic cells.Kauntz H1, Bousserouel S, Gossé F, Raul F.Author information 1Laboratory of Nutritional Cancer Prevention, University of Strasbourg, Unistra, EA 4438, IRCAD, 1

Place de l'Hôpital, 67091, Strasbourg-Cedex, France.AbstractSilibinin, a flavonolignan isolated from the milk thistle plant (Silybum marianum), possesses anti-

neoplastic properties. In vitro and in vivo studies have recently shown that silibinin inhibits the growth of colorectal cancer (CRC). The present study investigates the mechanisms of silibinin-induced cell death using an in vitro model of human colon cancer progression, consisting of primary tumor cells (SW480) and their derived metastatic cells (SW620) isolated from a metastasis of the same patient. Silibinin induced apoptotic cell death evidenced by DNA fragmentation and activation of caspase-3 in both cell lines. Silibinin enhanced the expression (protein and mRNA) of TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) death receptors (DR4/DR5) at the cell surface in SW480 cells, and induced their expression in TRAIL-resistant SW620 cells normally not expressing DR4/DR5. Caspase-8 and -10 were activated demonstrating the involvement of the extrinsic apoptotic pathway in silibinin-treated SW480 and SW620 cells. The protein Bid was cleaved in SW480 cells indicating a cross-talk between extrinsic and intrinsic apoptotic pathway. We demonstrated that silibinin activated also the intrinsic apoptotic pathway in both cell lines, including the perturbation of the mitochondrial membrane potential, the release of cytochrome c into the cytosol and the activation of caspase-9. Simultaneously to apoptosis, silibinin triggered an autophagic response. The inhibition of autophagy with a specific inhibitor enhanced cell death, suggesting a cytoprotective function for autophagy in silibinin-treated cells. Taken together, our data show that silibinin initiated in SW480 and SW620 cells an autophagic-mediated survival response overwhelmed by the activation of both the extrinsic and intrinsic apoptotic pathways.

Силимарин выборочно защищает человека почечных клеток от цисплатин-индуцированной гибели клеток.

Цисплатин-индуцированной нефротоксичности был принят в качестве важного препятствия для эффективного цисплатин химиотерапии. Силимарин из семян расторопши пятнистой [Silybum marianum L. (Asteraceae)] было показано, обладают различными потенциальными фармакологическими свойствами; однако, является ли этот агент избирательно защищает почечные клетки от цисплатин-индуцированной гибели клеток без вмешательства эффект на раковые клетки, не ясно.

Цель: Потенциал силимарин в защите цисплатин-индуцированной почечной клеточной смерти без

ущерба эффект противоопухолевой активности цисплатина было продемонстрировано в данном исследовании.

134

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Цисплатин-индуцированной гибели клеток оценивали человека в проксимальных трубчатых HK-2,

карциномы легкого H460, и меланомы G361 клеток с использованием МТТ, Hoechst 33342, и пропидия йодида анализов.

Результаты: Цисплатин-индуцированной оба апоптоза и некроза в HK-2 клеток и вызывает снижение

жизнеспособности клеток на ~40% и 60% в дозах 25 и 100 мкм, соответственно. Предварительная обработка с 25-200 мкм силимарина значительно защищены от цисплатин-индуцированной гибели клеток в зависимости от дозы образом. В отличие от предварительной обработки силимарина (25-100 мкм) вызывало никаких существенных изменений на цисплатин-индуцированной клеточной гибели в клетках H460 но значительно усиливал цисплатин-индуцированного апоптоза в G361 клеток.

ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ: Эти результаты показывают, избирательность силимарин в защиту почечной клетки от цисплатин-

индуцированной гибели клеток и может быть полезным для развития этого заботливо безопасное соединение как renoprotective агента.

Pharm Biol. 2011 Oct;49(10):1082-90. doi: 10.3109/13880209.2011.568506. Epub 2011 May 18.Silymarin selectively protects human renal cells from cisplatin-induced cell death.Ninsontia C1, Pongjit K, Chaotham C, Chanvorachote P.Author information 1Department of Pharmacology and Physiology, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Chulalongkorn

University, Bangkok, Thailand.Cisplatin-induced nephrotoxicity has been accepted as an important obstacle for efficient cisplatin-based

chemotherapy. Silymarin from seeds of milk thistle [Silybum marianum L. (Asteraceae)] has been shown to possess various potential pharmacological properties; however, whether or not this agent selectively protects renal cells from cisplatin-induced cell death with no interfering effect on cancer cells is not clear.

OBJECTIVE: Potential of silymarin in protection of cisplatin-induced renal cell death without compromising effect on

anticancer activity of cisplatin was demonstrated in this study.MATERIALS AND METHODS: Cisplatin-induced cell death was evaluated in human proximal tubular HK-2, lung carcinoma H460, and

melanoma G361 cells using MTT, Hoechst 33342, and propidium iodide assays.RESULTS: Cisplatin induced both apoptosis and necrosis in HK-2 cells and caused a decrease in cell viability by

~40% and 60% at the doses of 25 and 100 µM, respectively. Pretreatment with 25-200 µM of silymarin significantly protected against cisplatin-induced cell death in a dose-dependent manner. In contrast, pretreatment of silymarin (25-100 µM) caused no significant change on cisplatin-induced cell death in H460 cells but significantly potentiated cisplatin-induced apoptosis in G361 cells.

DISCUSSION AND CONCLUSION: These findings reveal the selectivity of silymarin in protection of renal cells from cisplatin-induced cell

death and could be beneficial for the development of this considerately safe compound as a renoprotective agent.

Силибин и dehydrosilybin снижение усвоения глюкозы путем ингибирования избытком белков.Силибин, основной флавоноид Silybum marianum, широко используется для лечения заболеваний

печени, таких как гепатоцеллюлярная карцинома и цирроз печени-ассоциированной резистентности к инсулину. До настоящего времени исследования сосредоточены на его антиоксидантные свойства. Здесь мы показываем, что силибин и его производные dehydrosilybin ингибируют поглощение глюкозы в нескольких модельных системах. Как флавоноиды доза-зависимо снижению базальной и инсулин-зависимого поглощения глюкозы из 3T3-L1 адипоцитов, с dehydrosilybin показывая значительно сильнее торможение. Однако, сигнализации инсулина не нарушена, и

135

иммунофлюоресценции и субклеточном фракционировании показали, что инсулин-индуцированной транслокации GLUT4 плазматической мембраны, также без изменений. Аналогично, активность гексокиназы не пострадало предполагая, что силибин и dehydrosilybin вмешиваться непосредственно с транспорта глюкозы через PM. Экспрессии GLUT4 в CHO клетки противодействовать ингибирование усвоения глюкозы как флавоноиды. Кроме того, обработка клеток CHO с силибин и dehydrosilybin снижение жизнеспособности клеток, который был частично спасен экспрессии GLUT4. Кинетический анализ показал, что силибин и dehydrosilybin тормозят GLUT4-опосредованный транспорт глюкозы в конкурентной манере с K(i)=60 и 116 мкм, соответственно. Мы заключаем, что силибин и dehydrosilybin ингибируют клеточную усвоения глюкозы непосредственно взаимодействующих с транспортеров GLUT. Глюкоза голодания предлагает роман объяснение анти-рак эффекты силибин.

J Cell Biochem. 2011 Mar;112(3):849-59. doi: 10.1002/jcb.22984.Silybin and dehydrosilybin decrease glucose uptake by inhibiting GLUT proteins.Zhan T1, Digel M, Küch EM, Stremmel W, Füllekrug J.Author information 1Molecular Cell Biology Laboratory, Internal Medicine IV, University of Heidelberg, Im Neuenheimer

Feld 345, D-69120 Heidelberg, Germany.AbstractSilybin, the major flavonoid of Silybum marianum, is widely used to treat liver diseases such as

hepatocellular carcinoma and cirrhosis-associated insulin resistance. Research so far has focused on its anti-oxidant properties. Here, we demonstrate that silybin and its derivative dehydrosilybin inhibit glucose uptake in several model systems. Both flavonoids dose-dependently reduce basal and insulin-dependent glucose uptake of 3T3-L1 adipocytes, with dehydrosilybin showing significantly stronger inhibition. However, insulin signaling was not impaired, and immunofluorescence and subcellular fractionation showed that insulin-induced translocation of GLUT4 to the plasma membrane is also unchanged. Likewise, hexokinase activity was not affected suggesting that silybin and dehydrosilybin interfere directly with glucose transport across the PM. Expression of GLUT4 in CHO cells counteracted the inhibition of glucose uptake by both flavonoids. Moreover, treatment of CHO cells with silybin and dehydrosilybin reduced cell viability which was partially rescued by GLUT4 expression. Kinetic analysis revealed that silybin and dehydrosilybin inhibit GLUT4-mediated glucose transport in a competitive manner with K(i)=60 and 116 µM, respectively. We conclude that silybin and dehydrosilybin inhibit cellular glucose uptake by directly interacting with GLUT transporters. Glucose starvation offers a novel explanation for the anti-cancer effects of silybin.

Химиотерапевтическая активность силимарина в сочетании с доксорубицином или паклитаксел в чувствительных и резистентных форм толстой кишки раковые клетки.

На расторопши экстракт, силимарин, самостоятельно или в комбинированной химиотерапии, сейчас находится под следствием в противораковых исследований, особый интерес для его можно использовать в лечении chemoresistant опухолей. До сих пор последствия силимарин предварительной обработки не были тщательно расследованы. Мы изучали ли силимарин предварительной обработки объединяют с химиотерапией, знакомства доза-зависимость взаимодействия в чувствительных и резистентных форм клеток.

Методы: Мы изучали клеточный цикл возмущений, индуцированных силимарин в двух линиях клеток

карцином толстой кишки, Лово и лекарственно-устойчивые изогенные Лово/DX. Синергизм/аддитивности/антагонизм силимарин-доксорубицин силимарин-паклитаксел комбинированного лечения были оценены isobologram/комбинации индексного анализа, в целом спектр активных и суб-активные концентрации всех препаратов. Механизмы силимарин взаимодействие с другими препаратами были исследованы путем измерения препарата поглощения и клеточного цикла возмущения.

Результаты: Силимарин были подобные антипролиферативное действие в отношении обеих клеточных линий.

Предварительная обработка с низким силимарин концентрации synergised как доксорубицин и 136

паклитаксел в Лово, но не в Лово/DX. Выше силимарин концентрации добавки с доксорубицин и паклитаксел в обеих клеточных линий. Силимарин благожелательно вмешивалась поглощения и клеточного цикла эффекты химиотерапия, проводимая в Лово, но не в Лово/DX.

Вывод: Эти данные подтверждают активность силимарина в отношении рака толстой кишки, в том числе с

множественной лекарственной устойчивостью типов, при относительно высоких, но клинически достижимых концентрациях. Ввиду своей низкой токсичности, два расписания на основе высокой и низкой дозы силимарина предварительной обработки может предложить ценный вариант для комбинированного лечения.

Cancer Chemother Pharmacol. 2011 Feb;67(2):369-79. doi: 10.1007/s00280-010-1335-8. Epub 2010 Apr 30.

Chemotherapeutic activity of silymarin combined with doxorubicin or paclitaxel in sensitive and multidrug-resistant colon cancer cells.

Colombo V1, Lupi M, Falcetta F, Forestieri D, D'Incalci M, Ubezio P.Author information 1Laboratory of Anticancer Pharmacology, Department of Oncology, Istituto di Ricerche

Farmacologiche Mario Negri, Via La Masa 19, 20156 Milan, Italy.The milk thistle extract silymarin, alone or in combined chemotherapy, is now under investigation in

anticancer research, with particular interest for its possible employ in the treatment of chemoresistant tumours. So far, the consequences of a silymarin pre-treatment have not been thoroughly investigated. We studied whether silymarin pre-treatment synergized with chemotherapy, exploring the dose-dependence of the interaction in sensitive and multidrug-resistant cells.

METHODS: We studied cell cycle perturbations induced by silymarin in two colon carcinoma cell lines, LoVo and the

multidrug-resistant isogenic LoVo/DX. Synergism/additivity/antagonism of silymarin-doxorubicin silymarin-paclitaxel combined treatments were evaluated by isobologram/combination index analysis, in the whole spectrum of active and sub-active concentrations of all drugs. The mechanisms of silymarin interaction with the other drugs were investigated by measuring drug uptake and cell cycle perturbations.

RESULTS: Silymarin had similar antiproliferative activity against both cell lines. Pre-treatment with low silymarin

concentrations synergised with both doxorubicin and paclitaxel in LoVo but not in LoVo/DX. Higher silymarin concentrations were additive with doxorubicin and paclitaxel in both cell lines. Silymarin favourably interfered with uptake and cell cycle effects of the chemotherapeutics in LoVo but not in LoVo/DX.

CONCLUSION: These findings confirm activity of silymarin against colon carcinoma, including multidrug-resistant types,

at relatively high but clinically achievable concentrations. In view of its low toxicity, two schedules based on low- and high-dose silymarin pre-treatment might offer a valuable option for combined treatment.

Диетических добавок силимарин защищает от химически индуцированной нефротоксичности, воспаления и опухоли почечной продвижение ответа.

Железа нитрилотриацетата (Fe-NTA) является мощным nephrotoxicant и почечной канцероген, который вызывает эффект, вызывая окислительный стресс. Настоящее исследование было предпринято для изучения защитного эффекта силимарина, flavonolignan из молочного чертополоха (Silybum marianum), в отношении Fe-NTA опосредованной почек, оксидативный стресс, воспаление и опухоли продвижение ответа вместе с выяснение замешаны механизм(ы). Администрация Fe-NTA (10 мг/кг bd мас, я.стр.) для мышей Swiss albino индуцированной помечено оксидативного стресса в почках, очевидно, от аугментации в почечной metallothionein (MT) выражение, истощение содержание глутатиона и активности антиоксидантной и фаза II метаболизма ферментов и увеличения производственных альдегида продуктов, таких как 4-гидрокси-2-nonenal. Fe-NTA также значительно активируется ядерный фактор каппа B (NFkappaB) и upregulated выражение

137

нижестоящих генов: циклооксигеназы 2 и индуцибельной синтазы оксида азота и повышение продукции провоспалительных цитокинов: фактора некроза опухоли Альфа (ФНО-альфа) и интерлейкина-6 (IL-6). Однако, подавая 0,5% и 1% силимарин диета присвоил значительную защиту от Fe-NTA индуцированного окислительного стресса и воспаления. Далее она дополненной MT expression, восстановлено антиоксидантной оружейной, мелиорированной активации NFkappaB и снижение экспрессии провоспалительных медиаторов. Силимарин также подавляются Fe-NTA индуцированной hyperproliferation в почках, улучшения почечной орнитин декарбоксилазы активность и синтез ДНК. Исходя из этих результатов, можно сделать вывод, что силимарин заметно защищает от химически индуцированной почечной рак и актов правдоподобно благодаря своим антиоксидантным, противовоспалительным и антипролиферативным деятельности.

Invest New Drugs. 2010 Oct;28(5):703-13. doi: 10.1007/s10637-009-9289-6. Epub 2009 Jul 10.Dietary supplementation of silymarin protects against chemically induced nephrotoxicity, inflammation

and renal tumor promotion response.Kaur G1, Athar M, Alam MS.Author information 1Department of Chemistry, Faculty of Science, Jamia Hamdard, Hamdard Nagar, New Delhi 110062,

India. gurpreet6@yahoo.comAbstractFerric nitrilotriacetate (Fe-NTA) is a potent nephrotoxicant and a renal carcinogen that induces its effect

by causing oxidative stress. The present study was undertaken to explore protective effect of silymarin, a flavonolignan from milk thistle (Silybum marianum), against Fe-NTA mediated renal oxidative stress, inflammation and tumor promotion response along with elucidation of the implicated mechanism(s). Administration of Fe-NTA (10 mg/kg bd wt, i.p.) to Swiss albino mice induced marked oxidative stress in kidney, evident from augmentation in renal metallothionein (MT) expression, depletion of glutathione content and activities of antioxidant and phase II metabolizing enzymes, and enhancement in production of aldehyde products such as 4-hydroxy-2-nonenal. Fe-NTA also significantly activated nuclear factor kappa B (NFkappaB) and upregulated the expression of downstream genes: cyclooxygenase 2 and inducible nitric oxide synthase and enhancing the production of proinflammatory cytokines: tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) and interleukin-6 (IL-6). However, feeding of 0.5% and 1% silymarin diet conferred a significant protection against Fe-NTA induced oxidative stress and inflammation. It further augmented MT expression, restored the antioxidant armory, ameliorated NFkappaB activation and decreased the expression of proinflammatory mediators. Silymarin also suppressed Fe-NTA induced hyperproliferation in kidney, ameliorating renal ornithine decarboxylase activity and DNA synthesis. From these results, it could be concluded that silymarin markedly protects against chemically induced renal cancer and acts plausibly by virtue of its antioxidant, anti-inflammatory and antiproliferative activities.

Торможению роста и вниз-регулирование survivin, силибинин в гортани плоскоклеточный рак клеточной линии.

Нарушения в регуляции апоптотической гибели клеток, как было показано, оказывает важное влияние на патогенез и прогрессирование рака. Survivin, которое определено в большинстве видов рака, и недавно были определены в качестве ингибитора апоптоза, является потенциальной терапевтической мишенью для рака управления. Мы исследовали клеточный рост, апоптоз, и выражение survivin в гортани плоскоклеточный рак клеточных линий после обработки биологически активных соединений силибинин.

Методы: Человеческие гортани плоскоклеточный рак SNU-46 клетки обрабатывали различными

концентрациями силибинин, и степень клеточного роста и апоптоза была проанализирована. Кроме того, survivin белка и РНК анализировали западные иммуноблотинга и обратной транскрипции-полимеразной цепной реакции.

138

Результаты: Силибинин подавляет рост SNU-46 ячеек в обоих дозо - и время-зависимым образом (p < 0,01). По

fluorescence-activated cell sorter анализ, силибинин (200 micromol/Л) лечение привело к увеличению доли апоптотических клеток от 7% до 40%. При высоких концентрациях (более 150 micromol/Л), силибинин значительно снижается матричной РНК и белка выражение survivin.

Выводы: Наши результаты показывают, что силибинин индуцированного апоптоза гортани плоскоклеточная

карцинома клеток по механизму с участием снизился survivin выражение, что предполагает возможность того, что силибинин может быть эффективным лечение рака гортани.

Ann Otol Rhinol Laryngol. 2008 Oct;117(10):781-5.Cell growth inhibition and down-regulation of survivin by silibinin in a laryngeal squamous cell

carcinoma cell line.Bang CI1, Paik SY, Sun DI, Joo YH, Kim MS.Author information 1Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, School of Medicine, Catholic University of

Korea, Seoul, Korea.Abnormalities in the regulation of apoptotic cell death have been shown to have an important effect on

the pathogenesis and progression of cancer. Survivin, which is identified in most cancers and has recently been identified as an inhibitor of apoptosis, is a potential therapeutic target for cancer management. We investigated cell growth, apoptosis, and expression of survivin in laryngeal squamous cell carcinoma cell lines after treatment with the bioactive compound silibinin.

METHODS: Cultured human laryngeal squamous cell carcinoma SNU-46 cells were treated with different

concentrations of silibinin, and the degree of cell growth and apoptosis was analyzed. Additionally, survivin protein and messenger RNA were analyzed by Western immunoblotting and reverse transcription-polymerase chain reaction.

RESULTS: Silibinin inhibited the growth of SNU-46 cells in a both dose- and time-dependent manner (p < 0.01).

Upon fluorescence-activated cell sorter analysis, silibinin (200 micromol/L) treatment increased the proportion of apoptotic cells from 7% to 40%. At high concentrations (more than 150 micromol/L), silibinin greatly reduced messenger RNA and protein expression of survivin.

CONCLUSIONS: Our findings demonstrate that silibinin induced apoptosis of laryngeal squamous carcinoma cells by a

mechanism involving decreased survivin expression, which suggests the possibility that silibinin may be an effective treatment of laryngeal cancers.

Силимарин ослабляется тучных клеток найма, таким образом, снизилась выражения матриксных металлопротеиназ-2 и 9 в печени крыс канцерогенеза.

Печень рака является шестым наиболее распространенных рака во всем мире, но из-за очень плохой прогноз, она является третьей наиболее распространенной причиной смерти от рака. В настоящее время существует ограниченное терапевтических режимов, доступных для эффективного лечения этого рака. Силимарин-это, естественно, полифенольных производных антиоксидант, является активной составляющей в широко потребляемых БАД расторопша пятнистая (Silybum marianum) экстракт. Тучные клетки играют важную роль в воспалительных компонент развивающегося новообразования; они являются также основным источником для матриксных металлопротеиназ (Mmp), которые участвуют в инвазии и ангиогенеза. В настоящей работе мы исследовали, могут ли пищевые добавки силимарина имеет никакой роли в плотности тучных клеток (MCD) и в выражениях, ММП-2 и ММП-9 В N-nitrosodiethylamine индуцированной (NDEA) печени рак в Wistar albino самцов крыс. NDEA вводят крыс выявлено повышение MCD как показал toluidine blue окрашивание вместе с upregulated выражений ММП-2 и ММП-9. Силимарин лечения приостанавливают этот рост в МКД и downregulated выражения ММП-2 и ММП-9 как показал с

139

помощью Вестерн-блоттинга и иммуногистохимии. В заключение, силимарин оказало благотворное влияние на канцерогенез печени, ослабляя найма тучных клеток и тем самым уменьшили выражения ММП-2 и ММП-9.

Invest New Drugs. 2009 Jun;27(3):233-40. doi: 10.1007/s10637-008-9163-y. Epub 2008 Jul 30.Silymarin attenuated mast cell recruitment thereby decreased the expressions of matrix

metalloproteinases-2 and 9 in rat liver carcinogenesis.Ramakrishnan G1, Jagan S, Kamaraj S, Anandakumar P, Devaki T.Author information 1Department of Biochemisty, University of Madras, Guindy Campus, Chennai, 600025, Tamilnadu,

India.Erratum in Invest New Drugs. 2013 Apr;31(2):488-9. AbstractLiver cancer is the sixth most common cancer worldwide but because of very poor prognosis, it is the

third most common cause of death from cancer. There are currently limited therapeutic regimens available for effective treatment of this cancer. Silymarin is a naturally derived polyphenolic antioxidant, is the active constituent in a widely consumed dietary supplement milk thistle (Silybum marianum) extract. Mast cells play an important role in the inflammatory component of a developing neoplasm; they are also a major source for matrix metalloproteinases (MMPs), which are involved in invasion and angiogenesis. In the present study, we investigated whether dietary supplementation of silymarin has any role in mast cell density (MCD) and in the expressions of MMP-2 and MMP-9 in N-nitrosodiethylamine induced (NDEA) liver cancer in Wistar albino male rats. NDEA administered rats showed increased MCD as revealed by toluidine blue staining along with upregulated expressions of MMP-2 and MMP-9. Silymarin treatment inhibited this increase in MCD and downregulated the expressions of MMP-2 and MMP-9 as revealed by Western blotting and immunohistochemistry. In conclusion, silymarin exerted beneficial effects on liver carcinogenesis by attenuating the recruitment of mast cells and thereby decreased the expressions of MMP-2 and MMP-9.

Клеточный цикл управления в качестве основы для рака химиопрофилактики через пищевые агенты.

Развитие рака связан с нарушениями в регуляции клеточного цикла. Цель этого обзора состоит в том, чтобы кратко резюмировать известна последовательность событий, которые регулируют клеточный цикл прогрессии с акцентом на контрольно-пропускных пунктах и механизмов клетки используют страховать стабильность ДНК в условиях генотоксического стресса. Ключевые переходы в клеточный цикл регулируется деятельность различные протеинкиназы комплексы, состоящие из циклин и циклин-зависимых киназ (CDK) молекул. В cyclins CDK являются обязательными партнерами, которые необходимы для киназы и их белковые уровни тесно связаны между собой на стадии клеточного цикла. CDK деятельность может регулироваться с помощью других механизмов, таких как фосфорилирование события, которые могут способствовать дерегуляции клеточного цикла и развития рак. В то время как фрукты и овощи рекомендуются для профилактики рака, их активных ингридиентов и механизмы действия менее хорошо поняты. Здесь мы кратко представить доказательства, что пищевые агенты, идентифицированные из фруктов и овощей своими действиями можете модулировать эффекты нерегулируемому клеточному циклу контрольно-пропускные пункты, и что это может способствовать профилактике рака. Агенты включают апигенин (сельдерей, петрушка), куркума (turmeric), (-)-эпигаллокатехин-3-галлат (зеленый чай), ресвератрол (из красного винограда, арахис и ягод), генистеин (сои), и силимарин (расторопша пятнистая). Учение Гиппократа-прежнему верно и "пусть пища будет твоим лекарством, а Лекарство будет твоей пищей".

Front Biosci. 2008 Jan 1;13:2191-202.Cell cycle control as a basis for cancer chemoprevention through dietary agents.Meeran SM1, Katiyar SK.

140

Author information 1Department of Dermatology, University of Alabama at Birmingham, Birmingham, AL 35294, USA.AbstractThe development of cancer is associated with disorders in the regulation of the cell cycle. The purpose of

this review is to briefly summarize the known sequence of events that regulate cell cycle progression with an emphasis on the checkpoints and the mechanisms cell employ to insure DNA stability in the face of genotoxic stress. Key transitions in the cell cycle are regulated by the activities of various protein kinase complexes composed of cyclin and cyclin-dependent kinases (CDK) molecules. The cyclins are CDK binding partners which are required for kinase activity and their protein levels are intimately linked to the cell cycle stage. CDK activity can be regulated by other mechanisms, such as phosphorylation events, that may contribute to deregulation of cell cycle and the development of cancer. While fruits and vegetables are recommended for prevention of cancer, their active ingredients and mechanisms of action are less well understood. Here, we briefly present evidence that dietary agents identified from fruits and vegetables can act to modulate the effects of deregulated cell cycle checkpoints, and that this may contribute to the prevention of cancer. The agents include apigenin (celery, parsley), curcumin (turmeric), (-)-epigallocatechin-3-gallate (green tea), resveratrol (red grape, peanuts and berries), genistein (soybean), and silymarin (milk thistle). The teachings of Hippocrates are still true "let food be thy medicine and medicine be thy food".

4. Молекулярные мишени диетического агентов по прогрессии клеточного цикла раковых клеток

Рак-это сложное заболевание, в которых есть генетическая изменчивость не только среди различных видов рака, но и среди различных пациентов с таким же типом рака, и даже среди разных клеток в пределах одной опухоли. Опухоли также являются кульминацией нескольких генетических аномалий. Как следствие, определение единой молекулярной мишенью для терапевтических целей может быть недостаточно, чтобы добиться желаемого результата. Различных питательных веществ, в частности, пищевые растительные компоненты, может играть роль в регуляции как в нормальных, так и патологических процессов. Более глубокое понимание регулирующей роли этих питательных веществ, регулирующих клеточный цикл контрольно-пропускные пункты могут помочь в профилактике и лечении различных видов рака. На протяжении более чем десятилетия наблюдается значительный интерес к использованию природных растительных компонентов для профилактики заболеваний, в том числе профилактики различных видов рака. Хотя несколько диетических агентов и питательных веществ, как было показано, влияют на регуляцию клеточного цикла на лечение раковых клеток, мы кратко резюмировать роль некоторые распространенные пищевые агенты, например, и представить доказательства, что пищевые агенты могут мешать аномальные прогрессии регуляции клеточного цикла раковых клеток. Агенты, которые мы обсуждаем, относятся проантоцианидины виноградных косточек (GSPs), полифенол зеленого чая, (-)-эпигаллокатехин-3-галлат (EGCG), ресвератрол (красный виноград, арахис и ягод), силимарин/силибинин (молочный чертополох), генистеин (сои), куркумин (куркума) и апигенин (сельдерей, петрушка). Краткое обсуждение включает в себя их влияние на раковые клетки in vitro и in vivo исследований для их многочисленных ролей в регуляции клеточного цикла белки/контрольно-пропускные пункты. Их источники и сооружений кратко резюмируются в Рис. 2. Клеточный цикл контрольно-пропускные пункты, которые, как

4.1. Проантоцианидины виноградных косточекВиноградный (Vitis vinifera) семена являются мощным источником проантоцианидинов (GSPs),

которые состоят в основном из димеров, тримеров и высоко полимеризованных олигомеров мономерных катехинов [69]. GSPs, как было показано, обладают мощным анти-канцерогенные свойства в несколько in vitro и in vivo опухоль моделей. Они, как было показано, контроль ненормальной регуляции клеточного цикла раковых клеток и способствовать апоптотической гибели клеток. Лечение эпидермоидной карциномы человека А431 клеток с GSPs результаты в ингибировании клеточной пролиферации и продвижение цитотоксические эффекты в зависимости от дозы, которая была связана с арестом клеток в фазе G1. Было отмечено, что обработка клеток А431 с GSPs привело к заметному снижению уровней экспрессии CDK2, CDK4 и CDK6. Аналогичным

141

образом, заметное снижение уровней экспрессии cyclins D1, D2 и E наблюдалась после GSPs лечения [70]. В Cip1/р21 и Kip1/р27 регулировать прогрессию клеток в Go/G1 фазе клеточного цикла и индукции этих белков вызывает блокаду G1-S перехода, тем самым, в результате Go/G1 фазе арест клеточного цикла [71]. Потеря CDKI в опухолей человека приводит к неконтролируемой пролиферации клеток [72]. В этом контексте in vitro экспериментальные данные показали, что лечение эпидермоидной карциномы человека А431 клеток с GSPs привело к дозо-зависимое увеличение белка уровней Cip1/р21 и Kip1/р27. Эти in vitro наблюдения показывают, что GSP-индуцированное повышение уровня CDKI может иметь важную роль в GSP-индуцированной G1-фазы остановки клеточного цикла в клетках А431, возможно, через ингибирование киназы CDK [70]. Это событие может привести к апоптотической гибели клеток раковых клеток. Апоптоз играет важную роль в ликвидации мутировавших неопластических и hyperproliferating опухолевых клеток из системы и, следовательно, рассматривается как защитный механизм против развития рака [73].

Хотя in vitro культуры клеток модели полезны в получении механистические идеи, наблюдения, сделанные с помощью in vitro системы должны быть проверены in vivo животных моделей для установления актуальности сотовой выводы. В in vivo исследование, мы обнаружили, что администрация GSPs путем устного желудочный зонд подавляет рост А431 опухолевых ксенотрансплантатов в бестимусных мышей. Механизм ингибирования роста опухолей GSPs было в дальнейшем подтверждено анализ уровней мРНК ядерный антиген пролиферирующих клеток (PCNA) и циклин D1, в качестве маркеров опухолевой пролиферации. Снижение экспрессии мРНК циклина D1 и PCNA наблюдалось в опухоли-ксенотрансплантат образцы ГСП-обработанных мышей по сравнению опухоли-ксенотрансплантат образцы контрольных мышей, которые не давали GSPs путем принудительного кормления. Кроме того, ингибирование роста опухоли ксенотрансплантат в бестимусных мышей GSPs был связан с индукцией апоптоза клеточной гибели опухолевых клеток [74]. Аналогичные наблюдения были отмечены, когда клетки рака простаты, DU145 и LNCaP, лечили экстракт виноградных косточек. Эти исследования показывают, что лечение рака предстательной железы клетки с GSPs результаты в торможении пролиферации, индукция апоптоза, G1 фазы ареста, увеличивается в Cip1/р21 и уменьшается в CDK4, CDK2 и циклин E [75].

4.2. EGCG/полифенол зеленого чаяEGCG был определен как основной и наиболее эффективной составляющей зеленого чая. Поэтому

большинство in vitro и in vivo исследования влияния зеленого чая были проведены с использованием EGCG. EGCG было показано, что для индуцирования апоптоза и клеточного цикла во многих раковые клетки, не затрагивая нормальные клетки [76]. Лечение различных раковых клеток (предстательной железы, легких и кожи) с EGCG изменили картину клеточного цикла белки; в частности, ингибирование Cdk. EGCG также усиливает экспрессию CDKI белков, таких как Cip1/р21 и Kip1/р27 при одновременном снижении экспрессии циклина D1 и фосфорилирование белка ретинобластомы. EGCG вызывает арест клеточного цикла и апоптоза способствует через дозы и времени-зависимая регуляция Cip1/p21, Kip1/р27, и p16/INK4A и down-регуляции белков, таких как циклин D1, циклин Е, CDK2 и CDK4 [77]. EGCG вызвало рост ареста на стадии G1 клеточного цикла посредством регулирования циклин D1, CDK4, CDK6, Cip1/р21 и Kip1/р27 и индуцированного апоптоза за счет генерации активных форм кислорода и активация каспазы-3 и каспазы-9 [78]. Комплексный эффект EGCG был описан на различных клеточных сигнальных целей in vitro и in vivo системы, которая показывает несколько целей ЭГКГ против онкологических заболеваний [79, 80].

4.3. РесвератролНесколько докладов показывают, что ресвератрол, полифенол найден в высоких концентрациях в

винограде и красном вине, подавляет пролиферацию раковых клеток путем ингибирования клеточного цикла прогрессии на разных стадиях клеточного цикла [81-84]. Kuwajerwala et al. [85] сообщили, что лечение простаты LNCaP клеток ресвератрол индуцированных клеток вступать в S-фазе, но последующие прогрессии через S-фазы была ограничена ингибирующее действие ресвератрола на синтез ДНК. Эта уникальная способность ресвератрола могут быть ответственны за его апоптоза и антипролиферативным эффектами. Бенитес et al.. отмечено, что лечение LNCaP и PC-3 клетки с ресвератролом индуцированного апоптоза и что это было связано со снижением уровня экспрессии cyclins D1 и E и CDK4, а также снижение циклин D1/киназы CDK4 [86]. Ресвератрол также

142

снижение пролиферации и апоптоза в клетках эпидермоидной карциномы А431 клеток в дозе - и время-зависимым образом. Ресвератрол-индуцированного апоптоза в клетках А431 были связаны со снижением уровня экспрессии cyclins D1, D2 и E2; снижение уровня CDK2, CDK4 и CDK6, а также повышение уровня Cip1/р21 и Kip1/р27 белков [82]. Вольтер et al. показал вниз-регулирование циклин D1/CDK4 комплекса ресвератрол в клеточных линий рака толстой кишки [87].

4.4. Генистеин/АпигенинГенистеин был найден, чтобы вызвать апоптоз и G2 ареста и ингибирует пролиферацию различных

клеточных линий рака, независимо от р53-статуса [88]. Диетических флавоноид апигенин, который в изобилии присутствует в фруктах и овощах, индуцирует G2/M фазе ареста в два р53-мутантных клеточных линий рака, HT-29 и MG63, и одновременно повышает уровень Cip1/p21, CDK ингибиторного белка [89]. Пероральное введение апигенин, калийную было обнаружено, ингибируют рост опухоли простаты ксенотрансплантат в бестимусных мышей через вниз-модуляции cyclins D1, D2 и E; CDK2, CDK4 и CDK6, и повышение уровня Cip1/р21 и Kip1/р27 белков [90]. Лечение ПК-3 и LNCaP клеток с апигенин вызвала заметное снижение уровня циклина D1 белка и уменьшается в CDK2, CDK4 и CDK6, что приводит к G0/G1 фазе арест клеточного цикла и индукции апоптоза [91]. Апигенин индуцированной фазе G2/M клеточного цикла и снижение уровня циклин а, циклин B, фосфорилированных форм cdc2 и cdc25 в клеточных линий рака поджелудочной железы [92]. Было показано, что апоптоз, индуцированный апигенин в клетках Hep G2 был, возможно, опосредуется через р53-зависимого пути и индукции Cip1/p21 выражение, что, вероятно, связано с арест клеточного цикла в фазе G2/M [93]. Лечение апигенин вылилось в рост-торможение и G2/M фазе ареста в два р53-мутантных клеточных линий рака, HT-29 и MG63. Эти эффекты были связаны с заметным увеличением экспрессии белков из Cip1/p21. Эти результаты позволяют предположить, что существует р53-независимого пути для апигенин в р53-мутантных клеточных линий, которые индуцирует Cip1/p21 самовыражения и роста, торможение, и, что апигенин может быть полезным химические агента не только в дикого типа р53-статуса, но и в рак с мутантным р53 [94].

4.5. Силимарин/силибининЛечение простаты раковых клеток с силибинин, активной составляющей силимарин, растительный

флавоноид из расторопши, индуцированного апоптоза, что было связано с G1 фазы ареста, ингибирования циклин зависимых киназ (CDK2, CDK4 и CDK6), и снижение уровня циклина D1 [рассмотрела в 95]. В один и тот же набор экспериментов, силибинин было обнаружено увеличение уровней CDKI (Cip1/р21 и Kip1/р27) белки, предполагая их механистической участия. Пищевые агенты также могут взаимодействовать с химиотерапевтических препаратов, тем самым снижая токсичность этих препаратов. Силибинин был найден, чтобы объединить рост-ингибирующее действие доксорубицина на предстательной железы DU145 клеток, и это было связано со значительным G2/M ареста. Основной механизм G2/M ареста указано тормозящее влияние на Cdc25c, Cdc2 и циклин B1 экспрессии белков и Cdc2/p34 киназы [95]. Лечение человеческих клеток злокачественной меланомы, А375-S2, с силимарин приводит к увеличению G(2)/M фазе ареста, возможно предоставление длительного времени для репарации ДНК. Следовательно, силимарин охраняемых А375-S2 клеток от УФ-индуцированного апоптоза был частично через SIRT1 пути и модуляции клеточного цикла распределения [96]. Обширные исследования в течение последнего десятилетия показали, что силимарин может подавлять пролиферацию различных опухолевых клеток (например,, простаты, молочной железы, яичников, толстой кишки, легких, мочевого пузыря), и это достигается с помощью клеточного цикла в G1/S-фазе индукции циклин-зависимые киназы, ингибиторы (такие как р15, Cip1/р21 и Kip1/р27), вниз-регулирование антиапоптозных генов, продукты (например,, Bcl-2 и Bcl-xL), угнетение клеточного выживания киназ (AKT, PKC и MAPK) и подавление воспалительных факторов транскрипции (e.g., NF-kappaB). Силимарин также можете вниз-регулировать продуктов генов, участвующих в пролиферации опухолевых клеток (циклин D1, EGFR, COX-2, TGF-бета, IGF-IR), вторжение (ММП-9), ангиогенеза и метастазирования [97].

4.6. КуркуминКуркумин (Curcuma longa)- это распространенная приправа, которая обычно используется в

приготовлении пищи в большинстве индийских дом-держит и в ряде азиатских стран. Куркумин ингибирует клеточный цикл прогрессирования увековечил эндотелиальных клетках пупочной вены

143

человека до-регулирующей циклин-зависимые киназы, ингибиторы, Cip1/p21, Kip1/р27 и р53 [98]. В клетки нейробластомы, как куркумин и ресвератрол upregulate экспрессия р53 и вызвать ядерную транслокацию р53, следуют индукции Cip1/р21 и экспрессии Bax [99]. Лечение Лово клеток и НСТ-116 клеток с куркумой привело к накоплению клеток в фазе G2/M и предотвратить клеток от входа следующего клеточного цикла [100-102]. Куркумин подавляет рост глиомы U251 клеток в зависимости от дозы, с низкой дозы куркумина вызывая G2/M клеточного цикла. Высокие дозы куркумина не только расширенные G2/M клеточного цикла, а также индуцированной фазы S ареста. Куркумин индуцирует экспрессию р53 и регулирует уровень Cip1/р21 и ING4 в глиомы U251 клеток [103]. Аггарвал et al. [104] показали, дозы и времени, зависящих от down-регуляции экспрессии циклин E, куркумин, что коррелирует со снижением пролиферации человеческих предстательной железы и клеток рака молочной железы. Подавление циклин E выражение не было сотового, в зависимости от типа как вниз-регулирование произошла в эстроген-положительных и-отрицательных клеток рака молочной железы, андроген-зависимой и-независимой клетки рака простаты, лейкемии и лимфомы, клетки, головы и шеи, карциномы клеток и клеток рака легких. Это исследование показало, что куркумин усиленной экспрессии опухолевых циклин-зависимые киназы, ингибиторы Cip1/р21 и Kip1/р27, а также опухолевого супрессорного белка р53 но подавил экспрессию белка Rb. Куркумин также способствовало накоплению клеток в G1 фазе клеточного цикла.

В совокупности, очевидно, что пищевые агенты являются важнейшими регуляторами клеточной пролиферации и специфические модуляторы клеточного цикла-ассоциированных белков. В настоящее время исследования показывают, что пищевые агенты имеют возможность контролировать регуляции клеточного цикла раковых клеток через используя различные молекулярные мишени, как показано в Рис. 4.; и, возможно, обладают способностью ингибировать прогрессирование рака многих органов, если они используются надлежащим образом и в систематическом порядке. Эти результаты подтверждают, что Гиппократ сказал, двадцать пять веков назад, “пусть пища будет твоим лекарством, а Лекарство будет твоей пищей”.

4. Molecular targets of dietary agents on cell cycle progression of cancer cellsCancer is a complex disease, in which there is genetic variability among not only different types of cancer

but also among different patients with the same type of cancer, and even among different cells within the same tumor. Tumors also represent the culmination of multiple genetic abnormalities. As a consequence, the targeting of a single molecular target for therapeutic purposes might not be sufficient to elicit the desired outcome. Different nutrients, specifically dietary botanicals, can play a role in the regulation of both normal and pathologic processes. An improved understanding of the regulatory role of these nutrients on cell cycle regulatory checkpoints may help in the prevention and treatment of various cancers. For more than a decade, there has been considerable interest in the use of naturally occurring botanicals for the prevention of disease including prevention of various cancers. Although several dietary agents or nutrients have been shown to affect the cell cycle regulation on treatment with cancer cells, we briefly summarize the role of some common dietary agents as an example and present evidence that dietary agents can interfere with the abnormal progression of cell cycle regulation of cancer cells. The agents which we discuss include grape seed proanthocyanidins (GSPs), green tea polyphenol, (−)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG), resveratrol (red grapes, peanuts and berries), silymarin/silibinin (milk thistle), genistein (soybean), curcumin (turmeric) and apigenin (celery, parsley). A brief discussion includes their effects on cancer cells in vitro and in vivo studies for their multiple roles in the regulation of cell cycle proteins/checkpoints. Their sources and structures are summarized briefly in Figure 2. The cell cycle checkpoints that are known to be targeted by dietary agents are summarized in Figure 3.

4.1. Grape seed proanthocyanidinsGrape (Vitis vinifera) seeds are potent source of proanthocyanidins (GSPs), which are composed mainly

of dimers, trimers and highly polymerized oligomers of monomeric catechins [69]. GSPs have been shown to have potent anti-carcinogenic properties in several in vitro and in vivo tumor models. They have been shown to control abnormal regulation of cell cycle progression in cancer cells and promote apoptotic cell death. Treatment of human epidermoid carcinoma A431 cells with GSPs results in inhibition of cell proliferation and the promotion of cytotoxic effects in a dose-dependent manner, which was associated with the arrest of cells in the G1 phase. It was observed that treatment of A431 cells with GSPs resulted in a

144

marked reduction in the expression levels of CDK2, CDK4 and CDK6. Similarly, a marked reduction in the expression levels of cyclins D1, D2 and E was observed after GSPs treatment [70]. The Cip1/p21 and Kip1/p27 regulate the progression of cells in the Go/G1 phase of the cell cycle and induction of these proteins causes a blockade of the G1 to S transition, thereby resulting in a Go/G1 phase arrest of the cell cycle [71]. The loss of CDKI in human cancers leads to uncontrolled cell proliferation [72]. In this context, the in vitro experimental data revealed that treatment of human epidermoid carcinoma A431 cells with GSPs resulted in a dose-dependent increase in the protein levels of Cip1/p21 and Kip1/p27. These in vitro observations indicate that the GSP-induced enhancement of the levels of CDKI may have an important role in the GSP-induced G1-phase arrest of cell cycle progression in A431 cells, possibly through their inhibition of CDK kinase activity [70]. This event may lead to the apoptotic cell death of cancer cells. Apoptosis plays a crucial role in eliminating the mutated neoplastic and hyperproliferating neoplastic cells from the system and therefore is considered as a protective mechanism against the development of cancer [73].

Although in vitro cell culture models are useful in obtaining mechanistic insights, the observations made using the in vitro systems need to be verified in vivo animal models to establish the relevance of the cellular findings. In an in vivo study, we found that administration of GSPs by oral gavage inhibits the growth of A431 tumor-xenografts in athymic nude mice. The mechanism of inhibition of the growth of tumors by GSPs was further confirmed by the analysis of mRNA levels of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and cyclin D1, as markers of tumor cell proliferation. A reduction in the mRNA expression of cyclin D1 and PCNA was observed in the tumor-xenograft samples of GSP-treated mice as compared to the tumor-xenograft samples of control mice that were not given GSPs by gavage. Further, the inhibition of the growth of tumor xenograft in athymic nude mice by GSPs was associated with the induction of apoptotic cell death of tumor cells [74]. Similar observation were noted when the prostate cancer cells, DU145 and LNCaP, were treated with grape seed extract. These studies indicate that treatment of prostate cancer cells with GSPs results in inhibition of proliferation, induction of apoptosis, G1 phase arrest, increases in Cip1/p21 and decreases in CDK4, CDK2 and cyclin E [75].

4.2. EGCG/green tea polyphenolEGCG has been identified as a major and most effective constituent of green tea. Therefore most of the

in vitro and in vivo studies of the effects of green tea have been conducted using EGCG. EGCG has been shown to induce apoptosis and cell cycle arrest in many cancer cells without affecting normal cells [ 76]. Treatment of various cancer cells (prostate, lung and skin) with EGCG altered the pattern of cell cycle proteins; specifically the inhibition of CDKs. EGCG also enhances the expression of CDKI proteins, such as Cip1/p21 and Kip1/p27 while reducing the expression of cyclin D1 and the phosphorylation of retinoblastoma protein. EGCG causes cell cycle arrest and promotes apoptosis via a dose- and time-dependent upregulation of Cip1/p21, Kip1/p27, and p16/INK4A and down-regulation of proteins such as cyclin D1, cyclin E, CDK2, and CDK4 [77]. EGCG caused growth arrest at G1 stage of cell cycle through regulation of cyclin D1, CDK4, CDK6, Cip1/p21 and Kip1/p27, and induced apoptosis through generation of reactive oxygen species and activation of caspase-3 and caspase-9 [78]. A comprehensive effect of EGCG has been described on various cell signaling targets in vitro and in vivo systems, which shows the multiple targets of EGCG against malignancies [79, 80].

4.3. ResveratrolSeveral reports indicate that resveratrol, a polyphenol found at high concentrations in grapes and red

wine, inhibits proliferation of cancer cells by inhibiting cell-cycle progression at different stages of the cell cycle [81–84]. Kuwajerwala et al. [85] have reported that treatment of prostate LNCaP cells with resveratrol induced the cells to enter into S phase, but subsequent progression through S phase was limited by the inhibitory effect of resveratrol on DNA synthesis. This unique ability of resveratrol may be responsible for its apoptotic and antiproliferative effects. Benitez et al. observed that treatment of LNCaP and PC-3 cells with resveratrol induced apoptosis and that this was associated with the reduced levels of expression of cyclins D1 and E and CDK4, as well as a reduction in cyclin D1/CDK4 kinase activity [ 86]. Resveratrol also reduced proliferation and induced apoptosis in human epidermoid carcinoma A431 cells in a dose- and time-dependent manner. Resveratrol-induced apoptosis in A431 cells was associated with a reduced level of expression of cyclins D1, D2 and E2; a reduction in the levels of CDK2, CDK4 and CDK6; and

145

enhanced levels of Cip1/p21 and Kip1/p27 proteins [82]. Wolter et al. has shown the down-regulation of the cyclin D1/CDK4 complex by resveratrol in colon cancer cell lines [87].

4.4. Genistein/ApigeninGenistein has been found to induce apoptosis and G2 arrest and inhibited proliferation in a variety of

cancer cell lines, regardless of p53 status [88]. The dietary flavonoid apigenin, which is abundantly present in fruits and vegetables, induces G2/M phase arrest in two p53-mutant cancer cell lines, HT-29 and MG63, and simultaneously enhances the levels of Cip1/p21, a CDK inhibitory protein [89]. Oral administration of apigenin by gavage has been found to inhibit the growth of prostate tumor xenograft in athymic nude mice through the down-modulation of cyclins D1, D2 and E; CDK2, CDK4, and CDK6, and enhancement of the levels of Cip1/p21 and Kip1/p27 proteins [90]. Treatment of PC-3 and LNCaP cells with apigenin caused a marked reduction in the levels of cyclin D1 protein and decreases in CDK2, CDK4 and CDK6, which leads to G0/G1 phase arrest of the cell cycle and induction of apoptosis [91]. Apigenin induced G2/M phase cell cycle arrest and reduced the levels of cyclin A, cyclin B, phosphorylated forms of cdc2 and cdc25 in pancreatic cancer cell lines [92]. It was shown that the apoptosis induced by apigenin in Hep G2 cells was possibly mediated through the p53-dependent pathway and the induction of Cip1/p21 expression, which was probably associated with the cell cycle arrest in G2/M phase [93]. Treatment with apigenin resulted in growth-inhibition and G2/M phase arrest in two p53-mutant cancer cell lines, HT-29 and MG63. These effects were associated with a marked increase in the protein expression of Cip1/p21. These results suggest that there is a p53-independent pathway for apigenin in p53-mutant cell lines, which induces Cip1/p21 expression and growth-inhibition, and that apigenin may be a useful chemopreventive agent not only in wild-type p53 status, but also in cancer with mutant p53 [94].

4.5. Silymarin/silibininTreatment of prostate cancer cells with silibinin, an active constituent of silymarin, a plant flavonoid

from milk thistle, induced apoptosis, which was associated with G1 phase arrest, inhibition of cyclin dependent kinases (CDK2, CDK4 and CDK6), and a reduction in the levels of cyclin D1 [Reviewed in 95]. In the same set of experiments, silibinin was found to increase the levels of CDKI (Cip1/p21 and Kip1/p27) proteins, suggesting their mechanistic involvement. Dietary agents also can synergize with chemotherapeutic drugs, thereby reducing the toxicity of these drugs. Silibinin has been found to synergize the growth-inhibitory effect of doxorubicin on prostate carcinoma DU145 cells, and this was associated with a significant G2/M arrest. The underlying mechanism of G2/M arrest indicated an inhibitory effect on Cdc25c, Cdc2 and cyclin B1 protein expression and Cdc2/p34 kinase activity [95]. Treatment of human malignant melanoma cells, A375-S2, with silymarin results in increased G(2)/M phase arrest, possibly providing a prolonged time for DNA repair. Consequently, silymarin protected A375-S2 cell against UV-induced apoptosis was partially through SIRT1 pathway and modulation of the cell cycle distribution [96]. Extensive research within the last decade has shown that silymarin can suppress the proliferation of a variety of tumor cells (e.g., prostate, breast, ovary, colon, lung, bladder), and this is accomplished through cell cycle arrest at the G1/S-phase, induction of cyclin-dependent kinase inhibitors (such as p15, Cip1/p21 and Kip1/p27), down-regulation of anti-apoptotic gene products (e.g., Bcl-2 and Bcl-xL), inhibition of cell-survival kinases (AKT, PKC and MAPK) and inhibition of inflammatory transcription factors (e.g., NF-kappaB). Silymarin can also down-regulate gene products involved in the proliferation of tumor cells (cyclin D1, EGFR, COX-2, TGF-beta, IGF-IR), invasion (MMP-9), angiogenesis and metastasis [97].

4.6. CurcuminCurcumin (Curcuma longa) is a common spice that is used commonly in the preparation of food in most

Indian house-holds and in several Asian countries. Curcumin inhibits cell cycle progression of immortalized human umbilical vein endothelial cells by up-regulating the cyclin-dependent kinase inhibitors, Cip1/p21, Kip1/p27 and p53 [98]. In neuroblastoma cells, both curcumin and resveratrol upregulate p53 expression and induce nuclear translocation of p53, followed by induction of Cip1/p21 and Bax expression [99]. Treatment of Lovo cells and HCT-116 cells with curcumin resulted in an accumulation of the cells in the G2/M phase and prevented cells from entering the next cell cycle [100–102]. Curcumin inhibited the growth of glioma U251 cells in a dose-dependent manner, with the low dose of curcumin inducing G2/M cell cycle arrest. The high dose of curcumin not only enhanced G2/M cell cycle arrest, but also induced S phase arrest. Curcumin induces the expression of p53 and up-regulates the levels of Cip1/p21 and ING4 in

146

glioma U251 cells [103]. Aggarwal et al. [104] have demonstrated a dose-and time-dependent down-regulation of expression of cyclin E by curcumin that correlates with a reduction in the proliferation of human prostate and breast cancer cells. The suppression of cyclin E expression was not cell-type dependent as down-regulation occurred in estrogen-positive and -negative breast cancer cells, androgen-dependent and -independent prostate cancer cells, leukemia and lymphoma cells, head and neck carcinoma cells, and lung cancer cells. This study indicated that curcumin enhanced the expression of tumor cyclin-dependent kinase inhibitors Cip1/p21 and Kip1/p27 as well as tumor suppressor protein p53 but suppressed the expression of Rb protein. Curcumin also promoted the accumulation of the cells in G1 phase of the cell cycle.

Collectively, it is apparent that dietary agents are important regulators of cellular proliferation and specific modulators of cell cycle-associated proteins. The present studies provide evidence that dietary agents have the ability to control the regulation of cell cycle progression in cancer cells through employing various molecular targets, as summarized in Figure 4; and may have the capability to inhibit the progression of cancers of many organs, if used appropriately and in a systematic manner. These findings reaffirm what Hippocrates said twenty-five centuries ago, “let food be thy medicine and medicine be thy food”.

Флавоноид, силибинин, подавляет пролиферацию и стимулирует клеточный цикл арест Толстой кишке человека рак.

Антиоксидантные экстракты из расторопши завод (Silybum marianum), как было показано, обладают антипролиферативным эффектами в несколько типов опухоли. Силибинин является основным активным компонентом, изолированные от сырого семени экстракт, силимарин. Он был использован в качестве пищевой добавки для hepatoprotection более 2000 лет. Силибинин было показано, чтобы быть безопасным в нескольких животных моделях и имеет серьезные неблагоприятные события в клинических исследованиях. Мы исследовали потенциал для этого нетоксичен flavolignan ингибировать пролиферацию человеческих толстой кишки рак.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Три изученных клеточных линий, Фет, Гео, и HCT116, были изучены. МТТ клеточной

жизнеспособности анализа было проведено с целью изучения влияния силибинин на распространение. Fluorescence-activated cell sorter (FACS) анализ был использован для определения влияния силибинин на клеточный цикл и апоптоз. 4', 6'-diamidine-2'-phenylindole (DAPI) окрашивание с конфокальной микроскопии был использован для морфологически подтвердить эти результаты. Поли-АДФ-рибоза-полимераза (PARP) расщепление и уровней экспрессии р21, р27, cyclins B1/D1, и CDK-2 были измерены. Циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2) уровни также были измерены. Опыты проводились в трех экземплярах и сообщается в виде средних значений со стандартной ошибки. Значит, были противопоставлены с помощью дисперсионного анализа с Dunnet исправления для нескольких испытаний. Все статистические испытания была двусторонняя с уровнем значимости 5%.

Результаты: МТТ открыл сильный дозозависимое ингибирующее действие. Лечение с 75 микрогр/мл

приводило к 50% ингибированию клеточной жизнеспособности (СК-50) в Fet и Гео линии 72 ч. IC50 = дозе 40 мкг/мл был получен в HCT116, плохо дифференцированная клеточная линия, 72 ч. FACS анализ показал статистически значимые клеточного цикла, арест во всех клеточных линиях. G(2)-м этапе аресты в Fet и Гео клеточных линий (P < 0,001) и G1 арест в HCT116 (P = 0.005) отмечено не было. Тривиальный увеличивается в ранних апоптотических цены (от 2% до 3%) для Geo и HCT116 были отмечены на FACS-анализа, с помощью аннексина V-пропидия йодида техника (P < 0,05), но нет доказательств апоптоза было увидеть на Вестерн-блот для расщепления PARP или DAPI. Циклин B1/D1 и CDK-2 уровня были заторможены. Повышенная экспрессия ингибиторов клеточного цикла, p21 или р27, было отмечено, и не было никакого эффекта на экспрессия ЦОГ-2.

Выводы: Силибинин значительно ингибирует пролиферацию посредством клеточного цикла, арест через

ингибирования циклин-CDK активности промотора. Несмотря на свой антиоксидантный профиль, нет эффекта по экспрессия ЦОГ-2. Апоптоз не представляется значительно увеличивается в толстой

147

кишке человека раковых клеточных линий Fet, Гео, и HCT116. Напротив, ингибирование клеточного цикла регуляторных белков, играет фундаментальную роль в силибинин, механизм действия, и это может служить основой для комбинированного использования с обычными химиотерапия.

J Surg Res. 2007 Nov;143(1):58-65.Flavonoid, silibinin, inhibits proliferation and promotes cell-cycle arrest of human colon cancer.Hogan FS1, Krishnegowda NK, Mikhailova M, Kahlenberg MS.Author information 1Department of General Surgery, Wilford Hall Medical Center, Lackland Air Force Base, San Antonio,

Texas, USA. hoganf@uthscsa.eduAnti-oxidative extracts from the milk thistle plant (Silybum marianum) have been shown to have

antiproliferative effects in several tumor types. Silibinin is the primary active component isolated from the crude seed extract, silymarin. It has been used as a dietary supplement for hepatoprotection for over 2000 years. Silibinin has been shown to be safe in multiple animal models and has had no significant adverse events in human studies. We investigated the potential for this nontoxic flavolignan to inhibit proliferation of human colon cancer.

MATERIALS AND METHODS: Three well-characterized cell lines, Fet, Geo, and HCT116, were studied. The MTT cell-viability assay was

performed to study the effect of silibinin on proliferation. Fluorescence-activated cell sorter (FACS) analysis was used to determine the effects of silibinin on cell cycle and apoptosis. 4', 6'-diamidine-2'-phenylindole (DAPI) staining with confocal microscopy was used to morphologically confirm these results. Poly ADP-ribose polymerase (PARP) cleavage and expression levels of p21, p27, cyclins B1/D1, and CDK-2 were measured. Cyclooxygenase-2 (COX-2) levels were also measured. The experiments were performed in triplicate and reported as mean values with standard errors. Means were contrasted using analysis of variance with Dunnet's correction for multiple testing. All statistical testing was two-sided with a significance level of 5%.

RESULTS: The MTT assay revealed a strong dose-dependent inhibitory effect. Treatment with 75 microg/mL

resulted in 50% inhibition of cell-viability (IC-50) in Fet and Geo lines at 72 h. An IC50 dose of 40 ug/mL was obtained in HCT116, a poorly-differentiated cell line, at 72 h. FACS analysis demonstrated statistically significant cell-cycle arrest in all cell lines. G(2)-M phase arrests in Fet and Geo cell lines (P < 0.001) and a G1 arrest in HCT116 (P = 0.005) were noted. Trivial increases in early apoptotic rates (2% to 3%) for Geo and HCT116 were noted on FACS analysis via annexin V-propidium iodide technique (P < 0.05), but no evidence for apoptosis was seen on Western blot for PARP cleavage or DAPI. Cyclin B1/D1 and CDK-2 levels were inhibited. Increased expression of cell cycle inhibitors, p21 or p27, was noted, and there was no effect on COX-2 expression.

CONCLUSIONS: Silibinin significantly inhibits proliferation through cell-cycle arrest via inhibition of cyclin-CDK promoter

activity. Despite its antioxidant profile, there is no effect on COX-2 expression. Apoptosis does not appear to be greatly increased in human colon cancer cell lines Fet, Geo, and HCT116. Rather, inhibition of cell cycle regulatory proteins plays a fundamental role in silibinin's mechanism of action, and this may serve as a basis for combined use with conventional chemotherapeutics.

Гепатопротекторное действие силимарина.Использование лекарственных растений в лечении заболеваний сообщается с исконных времен. В

случае заболеваний печени, несколько видов, таких как Silybum marianum), Phyllanthus niruri, и Panus giganteus (Berk.) было показано, улучшить поражений печени. Силимарин-это природное соединение, полученных от видов Silybum marianum, который широко известен как расторопша пятнистая. Это растение содержит не менее семи flavoligands и флавоноид препарата. В гепатопротекторной и антиоксидантной активностью силимарина обусловлено его способностью ингибировать свободные радикалы, возникающие от метаболизма токсичных веществ, таких как этанол, ацетаминофен, и четыреххлористый углерод. Генерация свободных радикалов, как известно,

148

повреждения клеточных мембран и вызывают липопероксидации. Силимарин повышает уровень глутатиона печени и может способствовать антиоксидантной защиты печени. Кроме того, было показано, что силимарин увеличивает синтез белка в гепатоцитах путем стимуляции РНК-полимеразы I деятельности. Предыдущие исследования на людях сообщили, что силимарин лечение вызвало незначительное увеличение выживаемости пациентов с циррозом печени алкоголизм по сравнению с необработанными контролями.

World J Hepatol. 2014 Mar 27;6(3):144-9. doi: 10.4254/wjh.v6.i3.144.Hepatoprotective effect of silymarin.Vargas-Mendoza N1, Madrigal-Santillán E1, Morales-González A1, Esquivel-Soto J1, Esquivel-Chirino C1,

García-Luna Y González-Rubio M1, Gayosso-de-Lucio JA1, Morales-González JA1.Author information 1Nancy Vargas-Mendoza, Juan A Gayosso-de-Lucio, Institute of Health Sciences, Autonomous

University of Hidalgo State, Pachuca 42000, México.AbstractThe use of medicinal plants in treating illnesses has been reported since ancestral times. In the case of

hepatic diseases, several species such as Silybum marianum, Phyllanthus niruri, and Panus giganteus (Berk.) have been shown to ameliorate hepatic lesions. Silymarin is a natural compound derived from the species Silybum marianum, which is commonly known as Milk thistle. This plant contains at least seven flavoligands and the flavonoid taxifolin. The hepatoprotective and antioxidant activity of silymarin is caused by its ability to inhibit the free radicals that are produced from the metabolism of toxic substances such as ethanol, acetaminophen, and carbon tetrachloride. The generation of free radicals is known to damage cellular membranes and cause lipoperoxidation. Silymarin enhances hepatic glutathione and may contribute to the antioxidant defense of the liver. It has also been shown that silymarin increases protein synthesis in hepatocytes by stimulating RNA polymerase I activity. A previous study on humans reported that silymarin treatment caused a slight increase in the survival of patients with cirrhotic alcoholism compared with untreated controls.

СИЛИМАРИНОбзорФлавоноиды являются полифенольные соединения, которые также считаются необходимыми

питательными веществами. Их основные химические структуры состоит из двух бензольных колец, связанных три-гетероциклических атома углерода в цепи. Окисление структура генерирует несколько семей флавоноиды (флавоны, flavonoles, флаваноны, антоцианы, flavanoles, и изофлавонов). Химические модификации каждой семье может привести к > 5000 индивидуальных соединений с различными свойствами[7].

Silybum marianum это научное название расторопша пятнистая или чертополох Святой Марии. Это растение родом из средиземноморских области и относится к семейству Астровых. Он характеризуется колючими ветвями и Млечный сок, с его овальные листья достигают до 30 см. Цветки ярко-розовые и могут достигать в длину до 8 см в диаметре[8]. Расторопша пятнистая растет в диком виде в Южной Европе, Северной Африке и на Ближнем Востоке. Растение культивируется в Венгрии, Китае и странах Южной Америки, таких как Аргентина, Венесуэла и Эквадор. В Мексике, расторопши, используются в качестве дополнительного питания[9].

Силимарин-это природное соединение, которое присутствует в видов, полученных из Silybum marianum, который широко известен как расторопша. Растение содержит, по крайней мере, семь флаволигнанов и флавоноидов препарата. Наиболее важные флаволигнанов настоящее время включают силибин, silydianin, и silychristine. Силибин представляет между 50% и 70% экстракта из силимарин. Следующие flavolignan известны изоформы (Рис. (Рисунок 1):1): silbyna, silbyna B, isosilbyna, и isosilbyna B[10]. Силимарин используется по всему миру в течение многих лет в качестве дополнительной альтернативной медицины, поскольку положительные эффекты, связанные с лечением заболеваний печени. Силимарин принадлежит сложноцветные (Asteraceae или Compositae). Взрослое растение имеет большие блестящие-фиолетовые цветы и обильными шипами. Растение произрастает в местах с достаточным количеством солнечного облучения[11].

149

Низкий уровень биологически флаволигнанов известно. Например, уровень силимарин поглощения находится между 20% и 50%. Силибин является важнейшей составной силимарина и ограничивающих факторов, таких как низкая растворимость в воде, низкая биодоступность, и плохого всасывания в кишечнике снижают его эффективность. Новые растворимые силибин-производные biocompounds (силибин-бис-hemisuccinate, β-циклодекстрин комплекс, силибин-N-метил-glucamine, силибин 11-O-фосфат, и силибин-фосфатидилхолина) таким образом были разработаны[10]. Хроническое воспаление возникает у пациентов с повреждением печени. Таким образом, для пациентов с компенсаторной цирроз печени, гепатит C, и безалкогольные стеатоз печени, биодоступность соединений, присутствующих в силимарин может быть нарушена, что также объясняет низкую эффективность лечения с помощью флавоноидов в этих больных[12,13].

Sy-Кордеро et al[14] четыре изолированных ключа флаволигнанов и диастереомеров (силибин, силибин B, isosilybin, и isosilybin B) S. marianum на грамм масштаба. Эти соединения, а два других смежных аналоги присутствуют в крайне малых количествах. Соединений оценивали по их антипролиферативное/цитотоксической активности против человеческих клеточных линий рака предстательной железы. Силимарин снижает заболеваемость некоторыми видами рака[15]. Su et al[16] используется силимарин) на клетки карциномы носоглотки (РНГ-TW01) и обнаружили увеличение Bcl-2 слова и снижение активации каспазы-3 или апоптоз-индуцирующего фактора (AIF) с низкой дозы (80 мкмоль/л) лечения.

Молекулярные мишени силимарина для профилактики рака изучены. Расторопша препятствует экспрессии регуляторов клеточного цикла и белков, участвующих в апоптозе. Таким образом, можно регулировать баланс между выживаемость клеток и апоптоз. Lee et al[17] сообщили, что силибин ингибирует активности киназы митоген-активированной протеинкиназы (МЭК)-1/2 и рибосомальной S6 киназы (РСК)-2 в клетках меланомы. Лечение меланомы с силибин ослабляется фосфорилирование внеклеточной сигнал-регулируемой киназы (ERK)-1/2 и RSK2, которая регулируется вверх по течению киназ MEK1/2. Блокада MEK1/2-ERK1/2-RSK2 сигнализации на силибин в результате снижается активация ядерного фактора-каппа B (NF-b), активатора протеина-1, и STAT3. Эти белки являются транскрипционными регуляторами несколько пролиферативных генов в меланом. Силибин блоков активация этих транскрипционных факторов и индуцирует клеточного цикла, арест в г1 этап, который ингибирует рост клеток меланомы in vitro и in vivo. Силимарин подавляет ультрафиолетового излучения A-индуцированного окислительного стресса (ОС), которая может вызвать повреждения кожи. Таким образом, местное применение силимарина может быть полезной стратегией для защиты от рака кожи[18].

В предыдущих исследованиях, присущие гепатопротекторной и антиоксидантной активностью силимарина было показано, причиненный его контроля свободных радикалов (FR), которые производятся путем печеночного метаболизма токсичных веществ, таких как Et-OH, ацетаминофен (парацетамол), или четыреххлористый углерод. FR повреждения клеточных мембран и вызывают липопероксидации (ЛПО)[19]. В цитопротекторный эффект в печени обусловлена ингибированием циклооксигеназы цикла, лейкотриенов и производства FR в клетках Купфера в мышей. Эти аффекты уменьшения воспаления[20], и было высказано предположение, что силимарин также выполняет следующие функции: защита от геномной травмы, увеличивая синтез белка гепатоцитов, снижением активности опухолевых промоторов, стабилизации тучных клеток, хелатирующие железо, и замедление метаболизма кальция, среди других мероприятий, которые были описаны в литературе[21].

Силимарин, как сообщается, обладают антиоксидантными, иммуномодулирующими, фиброзный, антипролиферативным и противовирусным свойствами. Это также влияет на синтез РНК и ДНК. Кроме того, силимарин обеспечивает целостность мембраны гепатоцитов и затрудняет вход токсичных веществ и ксенобиотиков. Благодаря фенольной природы, она способна отдавая электроны стабилизировать FR и активных форм кислорода (АФК). Силимарин также влияет на внутриклеточный глутатион, который предотвращает липопероксидации мембран[22].

Чистого соединения, извлеченные из силимарин были рассмотрены в клеточные линии, инфицированные вирусом гепатита С (HCV). Polyak et al[23] показали, что силимарин ингибирует репликацию инфекционного гепатита С Генотип 2а деформации (JFH1) в культуре клеток гепатомы.

150

Наиболее эффективными компонентами были isosilbin, таксифолин, и silybinin, и эти соединения снижается вирусная инфекция. На уровне ОС, индуцированного гепатита С, фактора некроза опухоли (ФНО)-α-уровня, и фактора транскрипции NF-b были затронуты silbyn и silbyn B лечение. В общем, все соединения проявили противовирусную активность и снижение на уровне ОС, вызванного HCV-инфекции[24].

Использование силимарин, экстракт в 72 пациентов с non-алкогольный стеатоз печени (неалкогольная жировая болезнь печени, НАЖБП) на контролируемой диете, привели к значительному снижению уровней аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартам-аминотрансферазы (АСТ) (АСТ/АЛТ < 1). Еще один параметр вычисляется была γ-глютамил транспептидаза (γ-GT). В НАЖБП у пациентов, γ-GT высока из-за ожирения, гиперинсулинемии, воспаления и изменений в проницаемость мембраны гепатоцитов. Уровень γ-GT снизилась из-за силимарин-опосредованное ингибирование токсины, поступающие в клетки. Кроме того, силимарин разрешений на стабилизации мембран гепатоцитов. Он также снижение уровня ФНО-α, который уменьшает воспаление. Благоприятные изменения в hepatorenal оформление индекса было также отмечено, что предполагает сокращение объемов накопления липидов в печени. Все эти результаты стали видны уже после 6 мес лечения[4].

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ СИЛИМАРИНА КАК ПЕЧЕНОЧНЫЙ ПРОТЕКТОР ПРОТИВ ЭТАНОЛА

Силимарин обладает как гепатопротекторное и регенерирующее действия. Механизм действия-снижение FR образуется токсинов, которые повреждают клеточные мембраны (пол) и конкурентного ингибирования через гепатоцитов внешней клеточной мембраны модификации. Силимарин форм сложной, что затрудняет вход токсинов внутрь клеток печени. Кроме того, силимарин метаболически стимулирует клетки печени и активирует РНК iosynthesis рибосом, чтобы стимулировать образование белков[25-27]. В исследовании, опубликованном по Sandoval et al[28] авторы наблюдали силимарин защитный эффект на клетки печени крысы, когда они используются как фактор сравнения для измерения веса печени/animal вес % (гепатомегалия). В гепатомегалия была снижена по сравнению с другими группами, которые вводили антиоксидант веществ. Не было никаких существенных различий, наблюдаемых между силимарин группы и силимарин-спиртовой группы. Этот результат позволяет предположить, защита печени, силимарин. Силимарин усиливает печени глутатион поколения подъемные цистеин доступности и индуцируя синтез цистеина сдерживая его катаболизма таурина. Регуляция синтеза цистеина может впоследствии способствовать антиоксидантной защиты[29]. Силимарин снижение накопления коллагена на 30% в билиарного фиброза, индуцированного у крыс[30]. Исследования на людях сообщили незначительное увеличение выживаемости пациентов с циррозом печени алкоголизм по сравнению с необработанной контрольной группы[31]. Силимарин является, пожалуй, наиболее часто используется натуральный состав для лечения заболеваний печени во всем мире благодаря своим антиоксидантным, противовоспалительным и анти-фиброзные деятельности[32].

Исследования, проводимые с морских свинок (Cavia porcellus) изучение печеночного фиброза, индуцированного через администрацию Et-OH (4/кг веса/сут) в течение 90 d выявлено значительное снижение поражения маркеров, таких как АЛТ, АСТ, γ-глютамил после силимарин лечения. На экспрессию генов цитохрома р-450 2Е1 (CYP2E1), TNF-α, трансформирующий фактор роста бета-1 (TGF-β1), и nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells-1 также были снижены. Отмечалось также сокращение в FR и снижение маркеров фиброза, такие как Альфа-актин гладких мышц, коллагена α 1(Я), и в каспазы цитотоксичность маркер. Однако, силимарин был менее эффективен, чем витамин C в данном исследовании. Этот результат указывает на то, что витамин C является более эффективным в снижении маркеров повреждения и продукцию ROS в течение Et-О-О-индуцированных поражений[33]. В другом исследовании оценивается гепатопротекторное действие путем измерения уровня антиоксидантов и влияние веса тела (bw) у крыс, подвергшихся Et-OH (1,6 г/кг bw в течение 4 нед). Результаты показали, что интоксикация Et-OH влияет на bw крыс и уровни thiobarbituric кислота химически-активных веществ (надольник л). Активность ферментов супероксиддисмутазы (СОД) и глутатион-S-трансферазы (GST) значительно увеличилось. И наоборот, глутатион (GSH), активность глутатионредуктазы (гр), глутатион-пероксидазы и каталазы (CAT) были

151

снижены под воздействием Et-OH. Крысы, которые получали на силибин и аскорбиновой кислоты у ослабленных маркеров поражения, хотя эффект был выше в группе, получавшей аскорбиновую кислоту, чем в группе получавших силибин. Исследования также пришли к выводу, что прекращение приема алкоголя способствует регенерации печеночной. Таким образом, он является более эффективным, принимать профилактические меры, чем осуществлять лечение[34]. Мышь исследования антиоксидантной, иммуномодулирующей активностью и васкулярную функцию мышей наблюдалось значительное увеличение OS уровнях у животных, которые получали этанол (1,6 г/кг в bw/сут в течение 12 нед). Этанол увеличил производство надольник л, нитрит уровнях, и активность GST. Этанол также значительно уменьшается содержание GSH и активность СОД, кат, ГП и гр. У мышей, которые получали Et-OH плюс силимарин (250 мг/кг bw/сут в течение 12 нед) нормализацию измененных показателей. Кроме того, силимарин-мышей был снижен уровень интерлейкина-10 (IL-10), TNF-α, интерферона (IFN), IFN-γ, фактор роста эндотелия сосудов-A и TGF-1β. Лечение также снижение уровней IL-4 в крови. Результаты силимарин лечения были похожи на мышей, которые получали витамин C лечение[35].

Использование Sylubim β-циклодекстрин был изучен в не-инсулин-зависимых пациентов с сахарным диабетом и алкогольной болезни печени. Лечение с 135-mg/d в дозе не влияло на секрецию инсулина, но не существенно сократить глюкозы (P < 0.03) и сывороточные уровни триглицеридов (P < 0.01) по сравнению с плацебо. Эти результаты показывают, что этот метод лечения улучшает реакцию на инсулин[36].

Клиническое исследование, проведенное в 170 цирроза печени у пациентов, получавших 140 мг силимарина три раза в день в течение 41 месяца, показал значительное улучшение, особенно в подгруппах с алкогольным циррозом печени и начальный “детской” болезни печени[31]. Тем не менее, результаты весьма противоречивы. Мета-анализ 13 рандомизированных клинических анализов, оценили благотворное или вредное влияние расторопши и были включены пациенты с алкогольной и/или гепатитов B и C печеночной болезни. Авторы пришли к выводу, что в соответствии с данными, расторопши существенно не влияют на улучшение этих заболеваний. Наоборот, это может негативно сказались патологического состояния[37].

ВыводИмеются веские данные, свидетельствующие о том, что силимарин лечение улучшает заболеваний

печени. Однако, некоторые данные противоречивы. Таким образом, дополнительные молекулярные исследования с целью изучения механизмов действия этих соединений необходимы. Известно, что силимарин не обладает побочные эффекты в высоких дозах. Таким образом, он является природным соединением, которое широко используется в традиционной медицине и исследована в формальных научных исследований. Разнообразные поражения печени моделей и этанола травмы были использованы для изучения силимарин, поскольку этанол является причиной многих случаев повреждения печени во всем мире. Текущие данные показывают, что использование силимарина лечение алкогольного цирроза печени пациенты могут уменьшить ущерб. Однако, силимарин Лечение не влияет на смертность.

SILYMARINOverviewFlavonoids are polyphenol compounds that are also considered essential nutrients. Their basic chemical

structure consists of two benzene rings bound by a three-atom heterocyclic carbon chain. The oxidation of the structure generates several families of flavonoids (flavones, flavonoles, flavanones, anthocyanins, flavanoles, and isoflavones). Chemical modifications of each family can lead to > 5000 individual compounds with different properties[7].

Silybum marianum is the scientific name for Milk thistle or St. Mary’s thistle. It is a plant native to the Mediterranean region and belongs to the Asteraceae family. It is characterized by thorny branches and a milky sap, with its oval leaves reaching up to 30 cm. The flowers are bright pink and can measure up to 8 cm in diameter[8]. Milk thistle grows in its wild form in southern Europe, northern Africa, and the Middle East. The plant is cultivated in Hungary, China, and South American countries such as Argentina, Venezuela, and Ecuador. In Mexico, Milk thistle is consumed as a supplementary food[9].

152

Silymarin is a natural compound that is present in species derived from Silybum marianum, which is commonly known as Milk thistle. The plant contains at least seven flavolignans and the flavonoid taxifolin. The most important flavolignans present include silybin, silydianin, and silychristine. Silybin represents between 50% and 70% of the extract from silymarin. The following flavolignan isoforms are known (Figure (Figure1):1): silbyna A, silbyna B, isosilbyna A, and isosilbyna B[10]. Silymarin has been used worldwide for many years as a complementary alternative medicine because of the beneficial effects associated with the treatment of hepatic diseases. Silymarin belongs to the Aster family (Asteraceae or Compositae). The mature plant has large brilliant-purple flowers and abundant thorns. The plant grows in places with sufficient sun exposure[11].

The low level of bioavailable flavolignans is known. For example, the level of silymarin absorption is between 20% and 50%. Silybin is the major compound of silymarin and limiting factors such as low solubility in water, low bioavailability, and poor intestinal absorption reduce its efficacy. New soluble silybin-derived biocompounds (silybin bis-hemisuccinate, β-cyclodextrin complex, silybin-N-methyl-glucamine, silybin 11-O-phosphate, and silybin-phosphatidylcholine) have thus been designed[10]. Chronic inflammation occurs in patients with hepatic damage. Thus, for patients with compensatory cirrhosis, hepatitis C, and non-alcoholic hepatic steatosis, the bioavailability of compounds present in silymarin may be affected, which may also explain the low effectiveness of treatment with flavonoids in these patients[12,13].

Sy-Cordero et al[14] isolated four key flavolignans and diastereoisomers (silybin A, silybin B, isosilybin A, and isosilybin B) from S. marianum on a gram-scale. These compounds and two other related analogues are present in extremely minute quantities. The compounds were evaluated for their antiproliferative/cytotoxic activity against human prostate cancer cell lines. Silymarin reduces the incidence of certain cancers[15]. Su et al[16] used silymarin on nasopharyngeal carcinoma cells (NPC-TW01) and found an increase in Bcl-2 expression and a decrease in the activated caspase-3 or apoptosis-inducing factor (AIF) with low-dose (80 μmol/L) treatment.

The molecular targets of silymarin for cancer prevention have been studied. Milk thistle interferes with the expression of the cell cycle regulators and proteins involved in apoptosis. Thus, it can modulate the balance between cell survival and apoptosis. Lee et al[17] reported that silybin inhibited the kinase activity of mitogen-activated protein kinase (MEK)-1/2 and ribosomal S6 kinase (RSK)-2 in melanoma cells. The treatment of melanoma cells with silybin attenuated the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2 and RSK2, which is regulated by the upstream kinases MEK1/2. The blockade of MEK1/2-ERK1/2-RSK2 signaling by silybin resulted in the reduced activation of nuclear factor-kappa B (NF-κB), activator protein-1, and STAT3. These proteins are transcriptional regulators of several proliferative genes in melanomas. Silybin blocks the activation of these transcription factors and induces cell-cycle arrest at the G1 phase, which inhibits melanoma cell growth in vitro and in vivo. Silymarin suppresses ultraviolet radiation A-induced oxidative stress (OS), which can induce skin damage. Thus, the topical application of silymarin can be a useful strategy for protecting against skin cancer[18].

In previous studies, the inherent hepatoprotective and antioxidant activity of silymarin was shown to be caused by its control of free radicals (FR), which are produced by the hepatic metabolism of toxic substances such as Et-OH, acetaminophen (Paracetamol), or carbon tetrachloride. The FR damage cellular membranes and cause lipoperoxidation (LPO)[19]. The cytoprotective effect in liver is also caused by the inhibition of the cyclooxygenase cycle, leukotrienes, and the production of FR in Kupffer cells in mice. These affects reduce inflammation[20], and it has been suggested that silymarin also performs the following functions: protecting against genomic injury, increasing hepatocyte protein synthesis, decreasing the activity of tumor promoters, stabilizing mast cells, chelating iron, and slowing calcium metabolism, among other activities that have been described in the literature[21].

Silymarin has been reported to have antioxidant, immunomodulatory, anti-fibrotic, anti-proliferative, and antiviral properties. It also affects the synthesis of RNA and DNA. Furthermore, silymarin maintains the integrity of the hepatocyte membrane and impedes the entrance of toxic substances or xenobiotics. Due to its phenolic nature, it is capable of donating electrons to stabilize FR and reactive oxygen species (ROS). Silymarin also affects intracellular glutathione, which prevents lipoperoxidation of membranes[22].

153

Pure compounds extracted from silymarin have been examined in cell lines infected with the hepatitis C virus (HCV). Polyak et al[23] showed that silymarin inhibits the replication of an infectious HCV genotype 2a strain (JFH1) in hepatoma cell cultures. The most effective compounds were isosilbin A, taxifolin, and silybinin, and these compounds reduced virus infection. The OS level induced by HCV, the tumor necrosis factor (TNF)-α level, and the transcription factor NF-κB were affected by silbyn A and silbyn B treatment. In general, all of the compounds showed antiviral activity and reduced the OS level caused by HCV infection[24].

The use of a silymarin extract in 72 patients with non-alcoholic hepatic steatosis (non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) on a controlled diet led to significantly reduced levels of alanine aminotransferase (ALT) and aspartame aminotransferase (AST) (AST/ALT < 1). Another parameter evaluated was γ-glutamyl transpeptidase (γ-GT). In NAFLD patients, γ-GT is high because of obesity, hyperinsulinemia, inflammation, and changes in the membrane permeability of the hepatocytes. The level of γ-GT decreased due to the silymarin-mediated inhibition of toxins entering the cells. Additionally, silymarin permits the stabilization of hepatocyte membranes. It also reduced the level of TNF-α, which reduces inflammation. A favorable change in the hepatorenal clearance index was also observed, which suggests a reduction in the accumulation of lipids in the liver. All of these results were visible after 6 mo of treatment[4].

EVIDENCE FROM STUDIES OF SILYMARIN AS A HEPATIC PROTECTOR AGAINST ETHANOLSilymarin has both hepatoprotective and regenerative actions. The mechanism of action is a reduction of

the FR formed by toxins that damage the cell membranes (LPO) and competitive inhibition through hepatocyte external cell membrane modification. Silymarin forms a complex that impedes the entrance of toxins into the interior of liver cells. Additionally, silymarin metabolically stimulates hepatic cells and activates the RNA iosynthesis of ribosomes to stimulate protein formation[25-27]. In a study published by Sandoval et al[28], the authors observed a silymarin protection effect in rat hepatic cells when they used it as a comparison factor to measure liver weight/animal weight % (hepatomegaly). The hepatomegaly was reduced compared to other groups that were administered antioxidant substances. There was no significant difference observed between the silymarin group and the silymarin-alcohol group. This result suggests liver protection by silymarin. Silymarin enhances hepatic glutathione generation by elevating cysteine availability and inducing cysteine synthesis while inhibiting its catabolism to taurine. The regulation of cysteine synthesis may subsequently contribute to the antioxidant defense[29]. Silymarin reduced collagen accumulation by 30% in biliary fibrosis induced in rats[30]. A study in humans reported a slight increase in the survival of patients with cirrhotic alcoholism compared with untreated controls[31]. Silymarin is perhaps the most frequently used natural compound for the treatment of hepatic diseases worldwide due to its antioxidant, anti-inflammatory, and anti-fibrotic activities[32].

Study conducted with guinea pigs (Cavia porcellus) examining hepatic fibrosis induced through the administration of Et-OH (4/kg of weight/d) for 90 d revealed a significant reduction of lesion markers such as ALT, AST, and γ-glutamyl after silymarin treatment. The gene expressions of cytochrome 450 2E1 (CYP2E1), TNF-α, transforming growth factor beta-1 (TGF-β1), and nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells-1 were also reduced. There was also a reduction in FR and reduced markers of fibrosis such as alpha smooth muscle actin, collagen α 1(I), and in the caspase cytotoxicity marker. However, silymarin was less effective than vitamin C in this study. This result indicates that vitamin C is more effective in reducing the markers of damage and the production of ROS during Et-OH-induced lesions[33]. Another study evaluated the hepatoprotective effect by measuring the level of antioxidants and the effect of body weight (bw) in rats exposed to Et-OH (1.6 g/kg of bw for 4 wk). The results revealed that intoxication by Et-OH influences the bw of rats and the levels of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS). The activity of the enzymes superoxide dismutase (SOD) and glutathione-S-transferase (GST) increased significantly. Conversely, glutathione (GSH), the activity of glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase, and catalase (CAT) were reduced by exposure to Et-OH. The rats that received silybin and ascorbic acid had attenuated lesion markers, although the effect was greater in the group that received ascorbic acid than in the group treated with silybin. The study also concluded that stopping alcohol intake favors hepatic regeneration. Thus, it is more effective to take preventive measures than to implement curative treatment[34]. A mouse study examining the antioxidant, immunomodulatory activity and vascular function of mice showed a significant increase in OS levels in animals that received ethanol

154

(1.6 g/kg per bw/d during 12 wk). Ethanol increased the production of TBARS, nitrite levels, and the activity of GST. Ethanol also significantly diminished the content of GSH and the activity of SOD, CAT, GPX, and GR. Mice that received Et-OH plus silymarin (250 mg/kg of bw/d for 12 wk) normalized the altered parameters. In addition, the silymarin-treated mice had reduced levels of interleukin-10 (IL-10), TNF-α, interferon (IFN), IFN-γ, vascular endothelial growth factor-A, and TGF-1β. The treatment also reduced the levels of IL-4 in the blood. The results of silymarin treatment were similar to mice that received vitamin C treatment[35].

The use of Sylubim β-cyclodextrin has been studied in non-insulin-dependent patients with diabetes and alcoholic hepatopathy. Treatment with a 135-mg/d dose did not influence insulin secretion but did significantly reduce the glucose (P < 0.03) and serum levels of triglycerides (P < 0.01) compared with the placebo. These results suggest that this treatment improves the response to insulin[36].

Clinical study conducted in 170 cirrhosis patients treated with 140 mg of silymarin three times daily for 41 months showed significant improvement, especially in the subgroups with alcoholic cirrhosis and initial “Child A” hepatic disease[31]. However, the results are controversial. A meta-analysis of 13 randomized clinical assays evaluated the beneficial or detrimental effects of Milk thistle and included patients with alcoholic and/or hepatitis B and C hepatic disease. The authors concluded that according to the data, Milk thistle did not significantly influence the improvement of these diseases. Conversely, it may have negatively affected the pathological condition[37].

CONCLUSIONThere is substantial evidence suggesting that silymarin treatment improves hepatic diseases. However,

some of the data are contradictory. Therefore, additional molecular studies investigating the mechanisms of action for these compounds are needed. It is known that silymarin does not possess adverse effects at high doses. Thus, it is a natural compound that is widely utilized in traditional medicine and has been investigated in formal scientific studies. Diverse hepatic damage models and ethanol injury have been utilized to study silymarin because ethanol is responsible for many cases of liver damage worldwide. The current data demonstrate that the use of silymarin treatment in alcoholic cirrhosis patients may attenuate the damage. However, silymarin treatment does not affect mortality.

Нейропротективный потенциал силимарин против заболеваний ЦНС: понимание пути и молекулярные механизмы действия.

Силимарин, C25, содержащий флавоноид из растения Silybum marianum был золотой стандарт лекарственного средства для лечения заболеваний печени, связанных с употреблением алкоголя, острых и хронических вирусных гепатитов, и токсин-индуцированной печеночной неудачи с момента своего открытия в 1960 году. Помимо гепатопротекторного природы, которая, в основном, благодаря своим антиоксидантным и регенеративные свойства тканей, Силимарин недавно сообщалось, что предполагаемым нейропротективным агент против многих неврологических заболеваний, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, болезни и ишемии головного мозга. Хотя основные нейропротекторный механизм Силимарин считается, что объясняется его способностью ингибировать окислительный стресс в мозге, оно также дает дополнительные преимущества, влияющие на пути, такие как β-амилоидной агрегации, воспалительные механизмы клеточного апоптоза машины, и эстрогенных рецепторов медиации. В этом обзор, у нас осветил возможные нейропротективные эффекты Силимарина и базовых молекулярных событий, и предложил дальнейшего курса действий для его принятия в качестве ЦНС препарат для лечения нейродегенеративных заболеваний.

CNS Neurosci Ther. 2013 Nov;19(11):847-53. doi: 10.1111/cns.12175. Epub 2013 Oct 14.Neuroprotective potential of silymarin against CNS disorders: insight into the pathways and molecular

mechanisms of action.Borah A1, Paul R, Choudhury S, Choudhury A, Bhuyan B, Das Talukdar A, Dutta Choudhury M,

Mohanakumar KP.Author information 1Cellular and Molecular Neurobiology Laboratory, Department of Life Science and Bioinformatics,

Assam University, Silchar, India.155

AbstractSilymarin, a C25 containing flavonoid from the plant Silybum marianum, has been the gold standard drug

to treat liver disorders associated with alcohol consumption, acute and chronic viral hepatitis, and toxin-induced hepatic failures since its discovery in 1960. Apart from the hepatoprotective nature, which is mainly due to its antioxidant and tissue regenerative properties, Silymarin has recently been reported to be a putative neuroprotective agent against many neurologic diseases including Alzheimer's and Parkinson's diseases, and cerebral ischemia. Although the underlying neuroprotective mechanism of Silymarin is believed to be due to its capacity to inhibit oxidative stress in the brain, it also confers additional advantages by influencing pathways such as β-amyloid aggregation, inflammatory mechanisms, cellular apoptotic machinery, and estrogenic receptor mediation. In this review, we have elucidated the possible neuroprotective effects of Silymarin and the underlying molecular events, and suggested future courses of action for its acceptance as a CNS drug for the treatment of neurodegenerative diseases.

Расторопша: будущего потенциального борьбе с остеопорозом и заживление перелома агента.Остеопороз-это прогрессирующее заболевание скелета, характеризующееся хрупкости костей из-

за снижения костной массы и, возможно, изменение структуры кости, что приводит к склонности к перелом при минимальной травме. Большинство остеопоротических переломов происходит в местах, богатых трабекулярной или губчатой костной ткани и, как правило, связанные постменопаузальных женщин. Недавно, силимарин, полученные внимание благодаря своей альтернативной благотворное влияние на формирование костей. Это смесь флавоноидов с мощным антиоксидантным свойствам. Этот обзор ориентирован на использование расторопши или силимарин для лечения остеопороза, которые могут быть связаны перелом кости. Силимарин показывает мощный антиоксидант травы, которые могут модулировать несколько генов, в пользу и помогает строить кости и предотвратить потерю костной массы. В мыши заживление перелома модель, силимарин добавок улучшенная большеберцовой исцеление с повышенными БМД и сыворотке крови ALP и остеокальцин. Силимарин также продемонстрировали четкое эстрогенные antiosteoporotic эффекты в костной структуры. Силимарин-видимому, играет решающую роль для предотвращения потери костной массы и может регулировать остеогенеза и может быть полезным для заживления перелома. Если силимарин считается за пользование постменопаузальных женщин, он может использоваться для лечения остеопороза. Было бы весьма полезно для женщин в постменопаузе развитие эстроген-антагонист, как мощным и эффективным, как и эстроген в предотвращении потери костной массы без значительных побочных эффектов, связанных с HRT.

Curr Drug Targets. 2013 Dec;14(14):1659-66.Milk thistle: a future potential anti-osteoporotic and fracture healing agent.Mohd Fozi NF, Mazlan M, Shuid AN, Isa Naina M1.Author information 1Department of Pharmacology, Faculty of Medicine, Universiti Kebangsaan Malaysia, Kuala Lumpur

Campus, 50300 Kuala Lumpur, Malaysia. isa@medic.ukm.my.AbstractOsteoporosis is a progressive disease of the skeleton characterised by bone fragility due to a reduction in

bone mass and possibly to alteration in bone architecture that lead to a propensity to fracture with minimum trauma. Most osteoporotic fractures occur at locations rich in trabecular or cancellous bone and usually related to post menopausal women. Recently, silymarin received attention due to its alternative beneficial effect on bone formation. It is a mixture of flavonoids with powerful antioxidant properties. This review focuses on the use of milk thistle or silymarin for the treatment of osteoporosis that may be related to fracture bone. Silymarin shows potent antioxidant herb that may modulate multiple genes in favour of helping to build bone and prevent bone loss. In the mouse fracture healing model, silymarin supplementation improved tibial healing with elevated BMD and serum levels of ALP and osteocalcin. Silymarin also demonstrated clear estrogenic antiosteoporotic effects in bone structure. Silymarin appears

156

to play a crucial role to prevent bone loss and might regulate osteogenesis and may be beneficial for fracture healing. If silymarin is considered for the use of post menopausal women, it may be used for the treatment of osteoporosis. It would be of great benefit to postmenopausal women to develop an oestrogen antagonist that is as potent and efficacious as oestrogen in preventing bone loss without the major side effect associated with HRT.

Силимарин и диабетической нефропатии.Нефропатия является одним из наиболее важных осложнений сахарного диабета и лекарственно

индуцированной токсичности. Нефротоксичность является, в основном, связанных с окислительным стрессом и в настоящее время много внимания было сделано в направлении возможного почек защитные свойства лекарственных растений. Исследования показали, что силимарин является полезным для диабетической нефропатии. Комбинация метформина, силимарин и ренин-ангиотензиновую систему ингибиторы или блокаторы ангиотензиновых рецепторов могут иметь добавки почек защитные свойства для предотвращения или замедления прогрессирования диабетической нефропатии.

J Renal Inj Prev. 2012 Jan 1;1(1):3-5. doi: 10.12861/jrip.2012.02. eCollection 2012.Silymarin and diabetic nephropathy.Rafieian-Kopaie M1, Nasri H2.Author information 1Medical Plants Research Center, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran. 2Department of Nephrology, Division of Nephropathology, Isfahan University of Medical Sciences,

Isfahan, Iran.AbstractNephropathy is one of the most important complications of diabetes mellitus and drug induced toxicity.

Nephrotoxicity is mostly related to oxidative stress and nowadays much attention has been made towards the possible kidney protective properties of medicinal plants. Studies revealed, silymarin is useful for diabetic nephropathy. The combination of metformin, silymarin and renin-angiotensin system inhibitors or angiotensin receptor blockers may have additive kidney protective property to prevent or slowing the progression of diabetic nephropathy.

Переоценка биодоступность силимарина.Силимарин, flavonolignan, полученных из Silybum marianum обладает разнообразной

фармакологической активности, в том числе гепатопротекторным, антиоксидантным, противовоспалительным, противоопухолевым, и кардиопротекторное. Хотя клинических испытаний показали, что силимарин является безопасным в высоких дозах (>1500 мг/день) в организме человека, фармакокинетические исследования последних трех десятилетий, связанные всасывания, распределения, метаболизма и экскреции силимарин выявили слабое всасывание, быстрый метаболизм, и, в конечном итоге, бедные устные биодоступность. Для оптимального биодоступность силимарина, вопросы растворимость, проницаемость, метаболизма и экскреции должны быть устранены. Массив методы были описаны в последние годы, что может улучшить его биодоступность, включая комплексообразование с β-циклодекстринов, твердые дисперсии методом, формирования микрочастиц и наночастиц, self-microemulsifying систем доставки лекарств, мицеллы, липосомы, и phytosomes. В данной статье критически рассматриваются последние опубликованные в литературе различные технологии для увеличения биодоступность силимарина.

Altern Med Rev. 2011 Sep;16(3):239-49.Reassessing bioavailability of silymarin.Javed S1, Kohli K, Ali M.Author information 1Department of Pharmaceutics, Jamia Hamdard, New Delhi, India.Abstract

157

Silymarin, a flavonolignan derived from Silybum marianum, possesses diverse pharmacological activities, including hepatoprotective, antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, and cardioprotective. Although clinical trials have shown silymarin is safe at high doses (>1500 mg/day) in humans, the pharmacokinetic studies over the past three decades related to absorption, distribution, metabolism, and excretion of silymarin have revealed poor absorption, rapid metabolism, and ultimately poor oral bioavailability. For optimum silymarin bioavailability, issues of solubility, permeability, metabolism, and excretion must be addressed. An array of methods have been described in recent years that can improve its bioavailability, including complexation with β-cyclodextrins, solid dispersion method, formation of microparticles and nanoparticles, self-microemulsifying drug delivery systems, micelles, liposomes, and phytosomes. This article critically reviews the recent published literature on various techniques for increasing the bioavailability of silymarin.

158