Berberine combined with 2-deoxy-d-glucose synergistically enhances cancer cell proliferation inhibition via energy depletion and unfolded protein response disruption

Background

Targeting multiple aspects of cellular metabolism, such as both aerobic glycolysis and mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS), has the potential to improve cancer therapeutics. Berberine (BBR), a widely used traditional Chinese medicine, exerts its antitumor effects by inhibiting OXPHOS. 2-Deoxy-d-glucose (2-DG) targets aerobic glycolysis and demonstrates potential anticancer effects in the clinic. We hypothesized that BBR in combination with 2-DG would be more efficient than either agent alone against cancer cell growth.

Methods

The effects of BBR and 2-DG on cancer cell growth were evaluated using the Sulforhodamine B (SRB) method. Cell death was detected with the PI uptake assay, and Western blot, Q-PCR and luciferase reporter assays were used for signaling pathway detection. An adenovirus system was used for gene overexpression.

Results

BBR combined with 2-DG synergistically enhanced the growth inhibition of cancer cells in vitro. Further mechanistic studies showed that the combination drastically enhanced ATP depletion and strongly disrupted the unfolded protein response (UPR). Overexpressing GRP78 partially prevented the cancer cell inhibition induced by both compounds.

Conclusions

Here, we report for the first time that BBR and 2-DG have a synergistic effect on cancer cell growth inhibition related to ATP energy depletion and disruption of UPR.

General significance

Our results propose the potential use of BBR and 2-DG in combination as an anticancer treatment, reinforcing the hypothesis that targeting both aerobic glycolysis and OXPHOS provides more effective cancer therapy and highlighting the important role of UPR in the process.     

圆叶节节菜的化学成分研究

从圆叶节节菜地上部分乙酸乙酯层中分离得到8个化合物,经波谱学方法分别鉴定为pomolic acid 3β-acetate(1),7-oxo-β-sitosterol(2),6β-hydroxystigmast-4-en-3-one(3),esculetin(4),phyllemblin(5),1,2-O-di-galloylglycerol(6),apigenin(7),quercetin(8),以上化合物均为首次从该植物中分离得到。化合物(6)在GK,SIRT1激动活性及DPPIV,11β-HSD抑制活性等抗糖尿病体外活性测试中均无明显的活性。     

牛大力茎的化学成分研究

从牛大力(Millettia speciosa Champ.)茎95%乙醇提取物的乙酸乙酯部分分离得到了7个化合物,经波谱分析及与文献数据对照鉴定其结构为:4,2’,4’-三羟基查耳酮(1)、高丽槐素(2)、4’-羟基-7-甲氧基二氢黄酮(3)、谷甾-5-烯-3,7-二醇(4)、β-谷甾醇(5)、豆甾醇(6)和β-胡萝卜苷(7)。其中化合物3和4为首次从该植物中分离得到。     

燕窝生物活性及质量标准研究进展

燕窝作为一种名贵药材,来自雨燕科若干种金丝燕用唾液筑成的巢穴。随着对燕窝资源需求的持续增长,全面深入地认识燕窝的营养和药用价值十分必要。我们对该领域的相关研究进行了综述,内容涉及燕窝所含的水溶性蛋白、碳水化合物、无机盐、微量元素等化学成分,及它们具有的促有丝分裂、抑制流感病毒、抗凝血、改善骨骼强度等生物活性。目前的研究重点应放在燕窝重要生物活性成分的分离和纯化方面,在深入了解燕窝物质基础的同时通过完善质量标准以保证药材质量安全和可靠。     

短波紫外线对几种常见浅部真菌生长的影响

目的 了解短波紫外线对几种常见浅部真菌生长的影响.方法 将红色毛癣菌、须癣毛癣菌、犬小孢子菌、絮状表皮癣菌、白念珠菌、光滑念珠菌、近平滑念珠菌、热带念珠菌、克柔念珠菌、青霉、短帚霉、枝顶孢霉接种在沙氏培养基上,按不同照射功率、不同照射距离和不同照射时间分组用紫外线灯进行照射,观察记录照射后菌落的生长情况,并在透射电镜下观察菌丝或孢子的形态结构变化.结果 犬小孢子菌、絮状表皮癣菌、白念珠菌、近平滑念珠菌、克柔念珠菌经照射后停止生长;红色毛癣菌、须癣毛癣菌、光滑念珠菌、热带念珠菌、短帚霉和枝顶孢霉在某些照射条件下可以继续生长,但生长速度减缓.结论 短波紫外线对常见浅部真菌有不同程度的杀灭和抑制作用,该作用的大小与紫外线照射强度和照射时间成正比,与照射距离成反比.     

血液科感染患者致病菌耐药性分析

目的：了解血液科病房感染患者常见病原茵的分布情况及其对药物的敏感率和耐药性,为临床诊断及用药提供参考依据。方法：回顾性分析北京友谊医院血液科2008年7月至2011年7月病房送检细菌和真菌培养标本分离出的357株病原菌的药敏试验结果。结果：革兰阳性球菌对克林霉素和各种喹诺酮类抗生素均显示出很高的耐药性,但对利奈唑胺和万古霉素较敏感;革兰阴性杆菌对碳青霉烯类抗生素的敏感率达到90％以上。屎肠球菌耐药较严重,对万古霉素的敏感率仅71．4％,而对利奈唑胺敏感率为100％。铜绿假单胞菌对亚胺培南的耐药率为19％,鲍曼不动杆菌对亚胺培南的耐药率为14．3％,而丁胺卡那霉素和妥布霉素对铜绿假单胞茵和鲍曼不动杆菌的敏感率均为100％。大多数真菌对抗真菌药物敏感。结论：对合并感染的血液病患者应及时留取标本寻找病原学证据,并依据药敏试验调整用药,以便有效的控制感染和防止耐药性的产生。     

胆囊收缩素及受体基因多态性与精神分裂症的相关性研究

目的：探讨胆囊收缩素（cholecystokinin,CCK）基因、胆囊收缩素A受体（cholecystokininAreceptor。CCKAR）基因和胆囊收缩素B受体（cholecystokinin A recepmr,CCKBR）基因多态性与精神分裂症之间的相关性。方法：采用聚合酶链式反应．限制性片段长度多态性方法,对420例精神分裂症患者（病例组）和455例健康个体（对照组）三个基因的6个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNPs）位点（rs11571842、rs13069836、rs1800908、rs1800857、rs1042047、rs4758092）的多态性进行检测。并比较两组人群中基因型和等位基因频率分布的差异。结果：对照组6个SNPs位点的基因型频率分布均符合Hardy-Weinbere平衡（P〉0．05）;CCKAR基因rs1800857位点基因型频率分布在精神分裂症组与正常对照组间存在显著性差异（P〈0．000）,病例组T等位基因频率显著高于对照组（P〈0．01）。结论：CCKAR基因多态性与精神分裂症相关,携带T等位基因的个体可能更容易患精神分裂症。     

土壤干旱对观赏植物活性氧产生和抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验方法,考察自然干旱-复水处理下观赏植物红叶石楠、金叶女贞、小叶黄杨和大叶黄杨叶片超氧阴离子自由基(O-·2)产生速率、丙二醛(MDA)含量以及保护酶(SOD、POD、CAT)活性的变化,研究各种植物在干旱条件下的活性氧产生与酶促清除过程以及复水后的恢复情况差异,以揭示植物在逆境条件下的适应策略。结果表明:(1)自然干旱过程中,红叶石楠叶片O-·2生成速率呈先降低,之后明显升高,而小叶黄杨、金叶女贞、大叶黄杨均先升后降。(2)干旱提高了4种植物的MDA含量,但金叶女贞和大叶黄杨的MDA含量变化较小。(3)干旱下4种植物叶片的SOD活性增强,它们的POD活性变化不同,而CAT活性均先升高后下降。(4)复水后,4种植物O-·2产生速率和MDA含量均降低;小叶黄杨、金叶女贞、大叶黄杨SOD活性上升,而红叶石楠SOD活性下降;红叶石楠、金叶女贞、大叶黄杨CAT活性下降,而小叶黄杨则上升;红叶石楠、小叶黄杨、大叶黄杨POD活性下降,而金叶女贞却上升。研究表明,不同植物对活性氧的清除途径不同;隶属函数法分析表明4种观赏植物在干旱胁迫初期的综合抗旱性表现依次为:小叶黄杨金叶女贞大叶黄杨红叶石楠。     

龙眼体胚发生相关未知蛋白DlUP-3基因的克隆与表达分析

在龙眼体胚发生早期的蛋白质组学研究中,发现1个体胚发生相关未知蛋白DlUP-3,通过简并引物结合RACE技术进行其基因全长序列克隆。结果显示:(1)克隆到的龙眼体胚发生相关未知蛋白基因DlUP-3的全长cDNA序列为1 681bp,开放阅读框由1 017个核苷酸组成,编码338个氨基酸(GenBank登录号为GQ167202)。(2)生物信息学分析发现,该基因推导蛋白分子量为36 854.2Da,pI为9.05;该蛋白为Ras蛋白质家族成员,具有ATP/GTP-binding site motif A(P-loop)结合位点和1个典型的Ras_like_GTPase superfamily组件,无典型信号肽结构,但有跨膜螺旋的亲水性蛋白;不规则卷曲是其最大量的结构元件,散布于整个蛋白质中。(3)实时荧光定量PCR分析显示,该基因在龙眼体胚发生过程中均有表达,其中以胚性愈伤组织阶段表达量最低,而球形胚阶段最高。研究表明,DlUP-3基因在龙眼体胚发生过程尤其是球形胚阶段有重要的作用,为进一步研究该基因在龙眼体胚发生过程中的功能奠定了基础。