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Autophagy-related gene 7 (ATG7) and reactive oxygen species/extracellular signal-regulated kinase regulate tetrandrine-induced autophagy in human hepatocellular carcinoma.
Gong, Ke; Chen, Chao; Zhan, Yao; Chen, Yan; Huang, Zebo; Li, Wenhua.
Afiliación
  • Gong K; College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072.
  • Chen C; College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072.
  • Zhan Y; College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072.
  • Chen Y; College of Pharmacy, Wuhan University, Wuhan 430071, China.
  • Huang Z; College of Pharmacy, Wuhan University, Wuhan 430071, China.
  • Li W; College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072. Electronic address: whli@whu.edu.cn.
J Biol Chem ; 287(42): 35576-35588, 2012 Oct 12.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-22927446
ABSTRACT
Tetrandrine, a bisbenzylisoquinoline alkaloid isolated from the broadly used Chinese medicinal herb Stephaniae tetrandrae, exhibits potent antitumor effects and has the potential to be used as a cancer chemotherapeutic agent. We previously reported that high concentrations of tetrandrine induce apoptosis in liver cancer cells. Here, we found that in human hepatocellular carcinoma (HCC) cells, a low dose of tetrandrine (5 µm) induced the expression of LC3-II, resulted in the formation of acidic autophagolysosome vacuoles (AVOs), and caused a punctate fluorescence pattern with the GFP-LC3 protein, which all are markers for cellular autophagy. Tetrandrine induced the production of intracellular reactive oxygen species (ROS), and treatment with ROS scavengers significantly abrogated the tetrandrine-induced autophagy. These results suggest that the generation of ROS plays an important role in promoting tetrandrine-induced autophagy. Tetrandrine-induced mitochondrial dysfunction resulted in ROS accumulation and autophagy. ROS generation activated the ERK MAP kinase, and the ERK signaling pathway at least partially contributed to tetrandrine-induced autophagy in HCC cells. Moreover, we found that tetrandrine transcriptionally regulated the expression of autophagy related gene 7 (ATG7), which promoted tetrandrine-induced autophagy. In addition to in vitro studies, similar results were also observed in vivo, where tetrandrine caused the accumulation of ROS and induced cell autophagy in a tumor xenograft model. Interestingly, tetrandrine treatment also induced autophagy in a ROS-dependent manner in C. elegans muscle cells. Therefore, these findings suggest that tetrandrine is a potent autophagy agonist and may be a promising clinical chemotherapeutic agent.
Asunto(s)
Antineoplásicos Fitogénicos/farmacocinética; Autofagia/efectos de los fármacos; Bencilisoquinolinas/farmacología; Carcinoma Hepatocelular/tratamiento farmacológico; Regulación Neoplásica de la Expresión Génica/efectos de los fármacos; Neoplasias Hepáticas/tratamiento farmacológico; Sistema de Señalización de MAP Quinasas/efectos de los fármacos; Proteínas de Neoplasias/metabolismo; Especies Reactivas de Oxígeno/metabolismo; Enzimas Activadoras de Ubiquitina/biosíntesis; Animales; Antineoplásicos Fitogénicos/química; Autofagia/genética; Proteína 7 Relacionada con la Autofagia; Bencilisoquinolinas/química; Carcinoma Hepatocelular/genética; Carcinoma Hepatocelular/metabolismo; Carcinoma Hepatocelular/patología; Relación Dosis-Respuesta a Droga; Quinasas MAP Reguladas por Señal Extracelular/genética; Quinasas MAP Reguladas por Señal Extracelular/metabolismo; Regulación Neoplásica de la Expresión Génica/genética; Células Hep G2; Humanos; Neoplasias Hepáticas/genética; Neoplasias Hepáticas/metabolismo; Neoplasias Hepáticas/patología; Sistema de Señalización de MAP Quinasas/genética; Masculino; Ratones; Ratones Endogámicos BALB C; Ratones Desnudos; Proteínas Asociadas a Microtúbulos/biosíntesis; Proteínas Asociadas a Microtúbulos/genética; Mitocondrias/genética; Mitocondrias/metabolismo; Mitocondrias/patología; Proteínas de Neoplasias/genética; Stephania tetrandra/química; Transcripción Genética/efectos de los fármacos; Transcripción Genética/genética; Enzimas Activadoras de Ubiquitina/genética; Ensayos Antitumor por Modelo de Xenoinjerto

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Autofagia / Regulación Neoplásica de la Expresión Génica / Especies Reactivas de Oxígeno / Carcinoma Hepatocelular / Sistema de Señalización de MAP Quinasas / Bencilisoquinolinas / Enzimas Activadoras de Ubiquitina / Neoplasias Hepáticas / Proteínas de Neoplasias / Antineoplásicos Fitogénicos Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Biol Chem Año: 2012 Tipo del documento: Article

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Banco de datos: MEDLINE Asunto principal: Autofagia / Regulación Neoplásica de la Expresión Génica / Especies Reactivas de Oxígeno / Carcinoma Hepatocelular / Sistema de Señalización de MAP Quinasas / Bencilisoquinolinas / Enzimas Activadoras de Ubiquitina / Neoplasias Hepáticas / Proteínas de Neoplasias / Antineoplásicos Fitogénicos Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Biol Chem Año: 2012 Tipo del documento: Article