Investigation the expression changes of miR-34a, Caspase 3, Caspase 9, BAX in pancreatic cancer cells (AsPC-1 cell line) treated with methanolic extract of Artemisia absinthium and 5-Fluorouracil

Document Type : Research - Scientific

Authors

1 Department of Biology, Ma.c, Islamic Azad University, Mashhad, Iran

2 Department of Biology & Research Center for Animal Development Applied Biology, Ma.c, Islamic Azad University, Mashhad, Iran

10.66224/JCT.17.1.89
Abstract
Introduction: Pancreatic cancer is the fourth leading cause of cancer-related deaths worldwide. 5-Fluorouracil is one of the commonly used chemotherapeutic drugs. The plant Artemisia absinthium has attracted attention as a potential herbal anticancer agent. This study investigated the effect of the methanolic extract of this plant on the expression of miR-34a and the apoptotic genes BAX, Caspase-3, and Caspase-9 in AsPC-1 pancreatic cancer cells.
Aims: This study aimed to evaluate the cytotoxic and pro-apoptotic effects of Artemisia absinthium methanolic extract on pancreatic cancer cells. The research specifically investigated the molecular mechanism by analyzing expression changes in the tumor suppressor miR-34a and key apoptotic genes BAX, Caspase-3, and Caspase-9 to elucidate the extract's anti-cancer mode of action.
Materials and Methods: To evaluate the cytotoxic effects of the plant extract on cancer cells, an MTT ((3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 diphenyl tetrazolium bromide)) assay was performed to determine the viability and survival rate of the cells following treatment with various concentrations of the extract, the chemotherapeutic drug fluorouracil (5-FU), and the combined treatment of the extract and the drug. This assay measures cellular metabolic activity and allows quantification of live and dead cells after exposure to different treatments. Based on the obtained results, the IC₅₀ value for each treatment was calculated, representing the concentration at which 50% of the cells were inhibited or killed. After determining the IC₅₀ value, cells were treated with concentrations equal to, lower than, and higher than the IC₅₀ to further investigate the cytotoxic effects and the mode of cell death induced by the treatments. To distinguish between apoptotic and necrotic cell death, the Annexin V-FITC/PI assay was employed. This assay detects phosphatidylserine externalization on the cell membrane and enables differentiation between live, early apoptotic, late apoptotic, and necrotic cells.

In addition to the morphological and physiological assessments, molecular analyses were conducted to examine the expression levels of key apoptosis-related genes, including Caspase-3, Caspase-9, and BAX, as well as the regulatory microRNA miR-34a. Gene expression analysis was performed using Real-time PCR (qPCR).

Results: The results of the MTT assay demonstrated that the proliferation of AsPC-1 pancreatic cancer cells was inhibited by treatment with the extract of Artemisia absinthium and the chemotherapeutic drug fluorouracil (5-FU) in a concentration-dependent manner. As the concentration of each treatment increased, cell viability significantly decreased, indicating a marked cytotoxic effect of both the plant extract and the drug. Moreover, a possible synergistic effect between the extract and fluorouracil in suppressing cell proliferation was observed. To determine the mode of cell death induced by these treatments, the Annexin V-FITC/PI assay was performed. The results revealed that a considerable proportion of treated cells underwent programmed cell death (apoptosis), while the percentage of necrotic cells remained relatively low. These findings suggest that the observed reduction in cell viability is mainly mediated through the activation of apoptotic pathways rather than necrosis. Furthermore, real-time PCR analysis showed a significant upregulation in the expression of the regulatory microRNA miR-34a and the apoptosis-related genes Caspase-3, Caspase-9, and BAX in the treated groups compared to the control group.
Discussion: The obtained results suggest that Artemisia absinthium extract exerts its cytotoxic effect primarily through the induction of apoptosis rather than necrosis in AsPC-1 pancreatic cancer cells. The observed upregulation of miR-34a, Caspase-3, Caspase-9, and BAX implies activation of intrinsic apoptotic pathways. These findings are consistent with previous studies reporting pro-apoptotic properties of A. absinthium and other Artemisia species. Therefore, the extract may enhance the therapeutic response of pancreatic cancer cells when combined with conventional chemotherapeutic agents such as fluorouracil (5-FU).
Conclusion: In conclusion, Artemisia absinthium extract demonstrated strong antiproliferative and apoptosis-inducing effects on AsPC-1 cancer cells in a dose-dependent manner. Its combination with fluorouracil (5-FU) produced a synergistic cytotoxic effect, significantly enhancing cell death through apoptotic signaling. The molecular findings support the potential of this extract as a complementary therapeutic agent. Further studies are recommended to explore its mechanisms and evaluate its efficacy in in vivo models of pancreatic cancer.

Highlights

-

Keywords

Subjects

1-    مقدمه

سرطان یک بیماری پیچیده است که با تکثیر سلولی غیرطبیعی، غیرقابل کنترل و با پتانسیل متاستاز به سایر قسمت‌های بدن از طریق گردش خون و یا گردش خون لنفاوی شناخته می‌شود (1 و 2). سرطان یکی از جدی‌ترین بیماری‌های قرن بیست و یکم می‌باشد، به‌طوری که احتمالا از هر چهار نفر، یک نفر در طول زندگی خود در معرض خطر ابتلا به سرطان قرار دارد. بر اساس برآوردهای به‌روز شده از آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) در سال 2022 نزدیک به 20 میلیون مورد جدید سرطان و 7/9 میلیون مرگ ناشی از سرطان گزارش شده است. این ارقام نشان می‌دهد که سرطان همچنان یک بار عمده و رو به رشد برای سلامت عمومی در جهان محسوب می‌شود (3 و 4). با وجود پیشرفت‌های روز افزون هنوز درمان قطعی برای بیماری سرطان پیدا نشده است، جراحی، شیمی درمانی، پرتو درمانی یا ترکیبی از این روش‌ها برای کوچک کردن و از بین بردن تومور استفاده می‌شود. هورمون درمانی، پیوند سلول‌های بنیادی مغز استخوان و ایمنی درمانی از جمله سایر روش‌های درمانی برای مبارزه با بیماری سرطان می‌باشند (5). با این وجود در بسیاری از موارد سلول‌های سرطانی در نهایت می‌توانند با راهکارهای درمانی ارائه شده مقابله کرده و حتی گاهی با بروز مقاومت به شیمی درمانی از درمان‌های به کار رفته، برای رشد سریع‌تر تومور بهره ببرند (6). سرطان پانکراس یکی از تهاجمی‌ترین و کشنده‌ترین سرطان‌ها می‌باشد، در سال 2020؛ 418000 مورد جدید ابتلا به سرطان پانکراس شناسایی شده است؛ میزان مرگ و میر ناشی از سرطان پانکراس تقریبا با میزان بروز آن برابر می‌باشد (7 و 8). این نوع از سرطان به علت علائم ناخوشایند مانند متاستاز پیش از موعد (حدود 80 درصد از بیماران در زمان تشخیص به مرحله غیر قابل توقف بیماری رسیده‌اند و بیماران دچار متاستاز شده‌اند و مقاومت نسبت به شیمی درمانی بهعنوان چهارمین علت مرگ و میر ناشی از سرطان در سراسر جهان بهشمار می‌رود؛ تنها روش‌های درمان سرطان پانکراس جراحی همراه با شیمی‌درمانی است. تقریبا شش درصد از بیماران مبتلا به سرطان پانکراس دارای نرخ بقای 5 سال می‌باشند، اما در کل متوسط میزان بقا در میان مبتلایان به این سرطان در حدود 6 ماه است. عدم موفقیت در درمان سرطان پانکراس عمدتا بهدلیل تشخیص ضعیف در مراحل اولیه بیماری، پیشرفت سریع و نتایج نا امید کننده درمان جراحی، مربوط می‌شود. آدنوکارسینومای مجرای پانکراس شکل غالب سرطان پانکراس است و بیشتر از 85 درصد موارد بالینی را بهخود اختصاص می‌دهد. بعضی از عوامل خطرساز ایجاد سرطان پانکراس عبارتند از: اختلالات ژنتیکی، سابقه خانوادگی، رژیم‌های غذایی با چربی زیاد و غیره (9-11). بعضی از نشانه‌های سرطان پانکراس می‌تواند شامل کاهش وزن شدید، درد شکم، ایجاد تومور در نزدیکی مجرای صفراوی که می‌تواند باعث زردی پوست و چشم شود و همچنین حالت تهوع و استفراغ باشد (12). فلوروپیریمیدین‌ها مانند 5-فلورواوراسیل پایه و اساس طیف گسترده‌ای از رژیم‌های شیمی درمانی را تشکیل می‌دهند. 5-فلورواوراسیل سومین ماده شیمی درمانی رایج در درمان انواع سرطان‌ها در سراسر جهان است. این دارو بهطور اختصاصی بهصورت آنتاگونیست متابولیسم پیریمیدین‌ها عمل می‌کند و بهعنوان یک آنتی متابولیت طبقه‌بندی می‌شود و با مهار سنتز پیریمیدین‌ها باعث می‌شود که ساخت DNA مهار می‌شود و نهایتا منجر به مرگ سلولی یا آپوپتوزیس می‌شود (13). فرآیند آپوپتوزیس یا مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی بهعنوان روشی حفاظت شده، تحت کنترل ژن‌ها می‌باشد که به منظور حذف سلول‌های ناخواسته یا غیر ضروری در موجودات زنده به کار می‌رود. این فرآیند در تنظیم میزان رشد و تکثیر سلول‌ها بسیار مهم بوده و بروز بسیاری از بیماری‌ها، مانند انواع سرطان‌ها، نتیجه عملکرد ضعیف یا مهار شدن پدیده مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی است. آپوپتوزیس می‌تواند از طریق دو مکانیسم سیگنالینگ اصلی رخ دهد: مسیر بیرونی که به عنوان مسیر گیرنده مرگ نیز شناخته می‌شود  و مسیر درونی یا میتوکندریایی. در میان پروتئین‌های تنظیمی دخیل، خانواده Bcl-2 نقش محوری دارند، بهویژه Bax (پیش‌برنده آپوپتوزیس) و Bcl-2 (ضد آپوپتوزیس)، که بر فعال‌سازی کاسپازها تاثیر می‌گذارند. نشانگرهای کلیدی آپوپتوزیس مانند Bax، Bcl-2 و کاسپاز-3 به مسیر PI3K/AKT مرتبط هستند (14 و 15). کاسپازها انواعی از پروتئازهای سیستئین-آسپارتات مربوط به مسیر آپوپتوزیس می‌باشند که نقش مهمی در تنظیم و اجرای آپوپتوزیس ایفا می‌کنند. کاسپاز-۳ می‌تواند بهعنوان یک آنزیم پیرایش انتهایی در آپوپتوزیس عمل کند و در مکانیسمی که داروهای سیتوتوکسیک سلول‌های سرطانی را از بین می‌برند، شرکت کند (16). از زمان‌های بسیار قدیم، محصولات طبیعی جدا شده از گیاهان دارویی برای درمان بیماری‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گرفت، این امر به این دلیل است که گیاهان کارخانه‌های شیمیایی پیچیده‌ای هستند که بهطور مداوم در حال تولید محصولات طبیعی هستند و می‌توانند منبع موثری برای درمان و پیشگیری از بیماری‌ها باشند، همچنین مشخص شده است که گیاهان دارای طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های دارویی و بیولوژیکی هستند. در طول تاریخ، درمان‌های گیاهی همواره نقش محوری در مبارزه با سرطان ایفا کرده‌اند و در گذر زمان تکامل یافته‌اند (17-19). یکی از پرکاربردترین گیاهان بهعنوان گیاهان دارویی، جنس Artemisia (درمنه) متعلق به خانواده Asteraceae می‌باشد که از حدود 500 گونه در سراسر جهان تشکیل شده است. در ایران 34 گونه شناخته شده از Artemisia وجود دارد (20 و 21). جنس Artemisia شامل گیاهان دارویی مهمی می‌باشد که بهدلیل ترکیبات شیمیایی و فیتوشیمیایی ویژه خود در سراسر جهان مورد توجه بوده است. بهدلیل اجزا و ترکیبات منحصر به فرد از جمله آرتمیزین، ترکیبات آروماتیک، ترپنوئیدها، فلاونوئیدها، کومارین‌ها و یا مشتقات فنل که به فعالیت‌های بیولوژیکی آن، به ویژه فعالیت آنتی‌اکسیدانتی و اثرات آن در برابر سرطان کمک می‌کند، در طب سنتی، صنعت داروسازی و صنایع آرایشی-بهداشتی مورد استفاده می‌باشد (20-22). با توجه به این ویژگی‌های امیدوارکننده، Artemisia و ترکیبات فعال حاصل از آن بهعنوان داروهای ضد سرطانی، ضد مالاریا، آنتی‌اکسیدانتی، سیتوتوکسیک، ضد اسپاسم، ضد التهابی، ضد میکروبی و غیره بررسی شده‌اند (22). بعضی از تحقیقات نشان داده‌اند که عصاره برخی از گونه‌های Artemisia دارای فعالیت سیتوتوکسیکی و اثر آپوپتوزیسی در شرایط آزمایشگاهی در برابر رده‌های سلولی سرطانی و مدل‌های حیوانی سرطانی می‌باشد و در مقابل دارای سمیت کم در برابر سلول‌های طبیعی است. وجود ترکیباتی چون آرتمیزین در برخی از گونه‌های این گیاه باعث می‌شود که این گیاه دارای فعالیت ضد رگزایی و ضد سرطانی و همچنین دارای اثر آپوپتوزیسی باشد (23)

MicroRNAها، مولکول‌های RNA کوچک 19 تا 22 نوکلئوتیدی بهشدت محافظت شده و غیر کدکننده‌ای هستند که در تنظیم فرآیندهای سلولی گسترده و متنوع از طریق تداخل با بیان پروتئین یا تخریب mRNA دخالت دارند.  MicroRNAها نقش مهمی در عملکردهای بیولوژیک از جمله تکثیر سلولی، تمایز، تعیین سرنوشت سلول، انتقال سیگنال، تکامل، تومورزایی و پیشرفت سرطان ایفا می‌کنند MicroRNAها در روند سرطان می‌توانند بهعنوان سرکوبگر تومور یا انکوژن عمل کنند و حتی گاهی بسته به نوع تومور هر دو نقش را دارند (24). نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که بیان miR-34a در سرطان پانکراس کاهش پیدا می‌کند و کاهش بیان miR-34a مانع از ایجاد آپوپتوزیس در سلول‌های سرطانی پانکراس می‌شود (25). هدف از انجام این پژوهش بررسی تغییرات بیان miR-34a و ژن‌های کاسپاز 3، کاسپاز 9 و BAX در سلول‌های سرطانی پانکراس تیمار شده با عصاره تام متانولی گیاه آرتمیزیا و داروی 5-فلورواوراسیل است.

مواد و روش­ها

در این پژوهش کلیه مراحل آزمایش  بر اساس اخلاق کمیته اخلاق پژوهشی نهادی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد انجام شد. (مجوز شماره  IR.IAU.MSHD.REC.1402.086 ).

تهیه و کشت سلول های ردهAsPC-1 : رده سلولی AsPC-1  (سلول های سرطانی پانکراس انسانی) از انسیتیو پاستور ایران تهیه و در محیط کشت RPMI-1640 حاوی 10 در صد FBS و یک درصد آنتی بیوتیک استرپتومایسین-پنی‌سیلین و درون فلاسک‌های کشت سلولی، کشت داده شد.

تهیه محلول تیماری عصاره تام متانولی Artemisia absinthium : برای تهیه عصاره متانولی گیاه Artemisia absinthium ابتدا اندامهای هوایی گیاه خشک شده و سپس پودر شدند، سپس بهازای هر یک گرم از پودر گیاه؛ مقدار 10 میلیلیتر متانول اضافه شد و بهمدت 72 ساعت در شرایط تاریکی و در دمای اتاق قرار داده شد. در طی این مدت مخلوط روزی 3 بار جهت هم خوردن و مخلوط شدن مواد بهخوبی تکان داده شد. پس از طی زمان 72 ساعت، مخلوط حاصل با استفاده ازکاغذ واتمن صاف و در نهایت عصاره گیری توسط دستگاه "Rotary Evaporator" انجام شد؛ سپس عصاره حاصل، در دمای بین 40 تا50 درجه سانتیگراد بهمدت 24 تا 48 ساعت در دستگاه آون بهمنظور تبخیر متانول قرار داده شد تا پودر خشک عصاره بهدست آمد. برای تهیه استوک اصلی؛ 001/0 گرم از پودر عصاره وزن شد و در 50 میکرولیتر دی ‌متیل سولفوکسید حل شد، سپس با محیط کشت به حجم یک میلیلیتر رسانده شد. محلول حاصل برای استفادههای بعدی در شرایط تاریکی نگه داری شد. جهت ساخت غلظت های تیماری از استوک اصلی از فرمول N1V1=N2V2 استفاده شد.

آزمونMTT: برای بررسی اثر سمیت عصاره گیاه Artemisia absinthium، داروی فلورواوراسیل و کاربرد توأم آندو و تعیین میزان بقای سلولی در سلول هایِ سرطانیِ پانکراس انسانی رده AsPC-1 از آزمون MTT استفاده شد(26). ابتدا تعداد 103×3 عدد، از سلول هایِ سرطان پانکراس انسانی رده AsPC-1؛ در پلیت 96 خانه کشت داده شد، بعد از گذشت زمان مناسب از کشت سلول ها و چسبیدن سلولها به کف پلیت؛ سلولها را با غلظتهای 50، 100، 150، 200، 250، 300، 350، 400، 450، 500 و 550 میکروگرم بر میلی‌لیتر از عصاره گیاه Artemisiaabsinthium و با غلظتهای 5/0 ،1، 2، 4، 8، 16، 32، 64، 125، 250، 500 و 550 میکرومولار از داروی فلورواوراسیل تیمار شد. بعد از گذشت زمان 24 ساعت از تیمار سلول‌ها، مقدار 10 میکرولیتر از محلول 5 درصد MTT را به سلول‌ها اضافه شد، سپس پلیت کشت سلول‌ها بهمدت 3 تا 4 ساعت درون انکوباتور قرار گرفت. تمامی مراحل فوق در تاریکی انجام شد. بعد از گذشت این مدت، مایع رویی سلول‌ها را خارج کرده و مقدار 80 میکرولیتر، دی ‌متیل سولفوکسید (DMSO) به سلولها اضافه شد. سپس پلیت مربوطه به دستگاه اسپکتروفتومتر "EPOCH" منتقل و میزان جذب نوری در 570 نانومتر قرائت شد. لازم بهذکر است از محیط کشت دارای سلول بدون حضور تیمارها به عنوان نمونه شاهد استفاده شد. پس از تعیین میزان IC50 و تعیین غلظت‌های موثر عصاره و دارو، تاثیر کاربرد توام عصاره و دارو انجام شد. برای تعیین و بررسی اثر کاربرد توام عصاره Artemisiaabsinthium و داروی فلورواوراسیل، بعد از کشت سلول‌های AsPC-1، بهصورت همزمان با غلظت‌های 300،250،200 میکروگرم بر میلی لیتر از عصاره بههمراه غلظت های 2، 4، 8 میکرومولار از دارو تیمار صورت گرفت.

گروه های آزمون: براساس نتایج تست MTT  گروه بندی بهصورت زیر انجام شد:

در گروه شاهد سلول ها تیماری دریافت نکردند. در گروه آرتمیزیا سلولها با غلظت350 میکروگرم بر میلی‌لیتر از عصاره آرتمیزیا تیمار شدند. در گروه فلورواوراسیل سلولها با غلظت 16 میکرومولار از داروی فلورواوراسیل تیمار شدند و همچنین در گروه توام آرتمیزیا+ فلورواوراسیل سلولها با غلظت250 میکروگرم بر میلی‌لیتر از عصاره و 4 میکرومولار از داروی فلورواوراسیل تیمار شدند.

آزمون :Annexin V-FITC بهمنظور تعیین نوع مرگ سلولی از کیت تشخیص آپوپتوزیس( ,UK Annexin V-FITC/PI (Abcam استفاده شد. طبق دستورالعمل سازنده کیت، سلولها پس از تیمار، توسط سانتریفیوژ دور g3000 جمع آوری و در بایدینگ بافر معلق شدند. سپس 2 میکرو لیتر Annexin V-FITC و1 میکرولیتر PI برای آنالیز فلوسیتومتری اضافه شد (27).

تکنیکRael-time PCR: تعداد 106×1 سلول در فلاسک کوچک کشت داده شد و بعد از گذشت زمان مناسب، جهت بررسی بیان ژن‌های مورد نظر توسطReal- time PCR ، در گروه‌های تیماری نسبت به گروه شاهد؛ استخراج RNA  در  شرایط عاری از DNase و RNase توسط کیتpars tous  طبق دستورالعمل مربوطه انجام شد و غلظت RNA  بهدست آمده در فرایند استخراج RNA بهصورت کمی محاسبه شد.  سنتز cDNA توسط نسخه برداری معکوس از RNA توسط کیت شرکت  pars tous انجام شد (همچنین یک جفت پرایمر برای هر یک از ژنهای مورد مطالعه طراحی و سنتز شد. سپس Real-Time PCR با استفاده از SYBRGreen PCR Master Mix  انجام شد.تغییرات در میزان بیان ژن‌ها در گروه‌های تیماری نسبت به گروه شاهد در سلول‌های سرطانیِ پانکراس انسانی رده AsPC-1 توسط دستگاه " Bio-Rad CFX96 RT-PCRs" و نرم افزار "Bio-Rad CFX Manager" بررسی شد. سطح بیان  ژن های  BAX ، Caspase 9 و Caspase 3 توسط ژن GAPDH و سطح بیان miR34a توسط ژن U6 نرمال سازی شد (توالی پرایمرهای مورد استفاده در تکنیک Rael-time PCR مطابق جدول شماره 1 میباشد).

 

جدول 1: توالی پرایمرهای مورد استفاده در آزمایش

TM

​Antisense

Sens

Gene

55

TTG CTG TAG CCA AAT TCG TT

TGA CTT CAA CAG CGA CAC C

GAPDH

58

GTT CAT CCA GTC GCT TTG TGC

AGA CAG ACA GTG GTG TTG ATG

Caspase 3

58

CAA TGT GAA CTT CTG CCG TGA

CCA GAG ATT CGC AAA CCA GAG

Caspase 9

61

CTC CAT GTT ACT GTC CAG TTC GT

TTT GCT TCA GGG TTT CAT CCA

BAX

60

Universal primer

AAG GAT GAC ACG CAA AT

U6

60

Universal primer

AGG GTG GCA GTG TCT TAG C

miR34a

 

3- آنالیز آماری

داده‌های آماری حاصل از این مطالعه، در نرم‌افزار"Prism"نسخه 8 و بهکمک آزمون آماری One-wayANOVA در سطح معنیداری "p˂0.05" تجزیه و تحلیل شدند. کلیه نمودارها با استفاده از نرم افزار Excel رسم شدهاند. کلیهی آزمایشها بهصورت سه بار تکرار، برای اطمینان از نتایج این پژوهش تجربی، انجام شد.

4- نتایج

نتایج آزمونMTT

 میزان بقای سلول‌های سرطانی رده AsPC-1 در گروه‌های تیماری (عصاره Artemesia و داروی فلورواوراسیل) بهصورت وابسته به غلظت کاهش مییابد و همچنین اثر همافزایی عصاره Artemesia  و فلورواوراسیل تاثیر بیشتری بر کاهش درصد بقای سلول‌ها در مقایسه با زمانی که هرکدام را بهصورت جداگانه استفاده شد، میگذارد(نمودارهای 1، 2، 3). براساس نتایج تست MTT مقدار IC50 برای عصاره  Artemesia، غلظت 350 میکروگرم برمیلی‌لیتر، برای داروی فلورواوراسیل، غلظت 16 میکرومولار و برای اثر هم افزایی غلظت 4 میکرومولار برای داروی فلورواوراسیل بههمراه غلظت 250 میکروگرم برمیلی‌لیتر برای عصاره Artemesia ، می‌باشد.

 

نمودار1:  بررسی زیستایی  سلول ها با استفاده از روش .MTT  نتایج آزمون MTT در حضور غلظتهای مختلف آرتمیزیا بر روی رده سلولی Aspc-1  24 ساعت پس از تیمار (دادهها بهصورت میانگین ± SD نمایش داده شده است.  *p< 0.05 ، **p<  0.01 و ***p< 0.001  اختلاف معنیدار را نسبت به گروه شاهد نشان می دهد). Artemisia. (IC50=350µg/ml).

نمودار2: بررسی زیستایی  سلولها با استفاده از روش. MTT نتایج آزمون MTT در حضور غلظتهای مختلف فلورواوراسیل روی رده سلولی Aspc-1 24 ساعت پس از تیمار (دادهها بهصورت میانگین ± SD نمایش داده شده است.  *p< 0.05 ،  **p<  0.01 و ***p< 0.001  اختلاف معنیدار را نسبت به گروه شاهد نشان میدهد). IC50=16µmol(Fluorouracil.

 

 

نمودار 3: بررسی زیستایی  سلولها با استفاده از روشMTT. نتایج آزمون MTT در حضور غلظتهای مختلف فلورواوراسیل + آرتمیزیا روی رده سلولی Aspc-1. (دادهها بهصورت میانگین ± SD نمایش داده شده است.  *p<0.05 ،  **p<0.01 و ***p<0.001  اختلاف معنیدار را نسبت به گروه شاهد نشان میدهد).  IC50=250µg/ml(Artemisia))

 +4µmol(Fluorouracil

 

 

تست Annexin

سلول‌های AsPC-1 در گروههای تیماری مختلف دچار آپوپتوزیس شده است بهطوریکه در گروه شاهد در حدود 95 درصد سلول‌ها زنده می‌باشد و حدود 4 درصد سلول‌ها دچار آپوپتوزیس شدهاند، در گروه تیماری Artemisia absinthium با غلظت IC50=350µg/ml در حدود 40 درصد سلول‌ها دچار آپوپتوزیس شده و در حدود 59 درصد سلول‌ها زنده بودند، در گروه تیماری داروی   Fluorouracil با غلظت IC50=16µmol در حدود 39 درصد سلول‌ها دچار آپوپتوزیس شدهاند و در حدود 53 درصد سلول‌ها زنده می‌باشند و در گروه تیماری همافزایی عصاره Artemisia و  Fluorouracil در غلظت IC50=250µg/ml(Artemisia) +4µmol(Fluorouracil)، درحدود 42 درصد از سلول‌های سرطانی، دچار آپوپتوزیس شده اند و در حدود 57 درصد از سلول‌ها زنده هستند (شکل 1).

 

شکل1: بررسی درصد آپوپتوزیس توسط رنگ آمیزی .Annexin V- FITC/ PI در گروه شاهد در حدود 95 درصد  سلول‌ها زنده می باشند، 0 درصد سلولها آپوپتوزیس اولیه و 4 درصد سلول‌ها دچار آپوپتوزیس ثانویه شدهاند و همچنین 1/1 درصد نکروزیس مشاهده شد (A). در گروه تیماری Artemisia  59 درصد سلولها زنده میباشند، 3/5 درصد سلولها آپوپتوزیس اولیه و 40 درصد سلولها دچار آپوپتوزیس ثانویه شده اند و همچنین 1 درصد نکروزیس مشاهده شد (B). در گروه تیماری Fluorouracil 53 درصد زنده هستند، 3/1 درصد  سلولها آپوپتوزیس اولیه و 5/37 درصد سلولها دچار آپوپتوزیس ثانویه شدهاند و همچنین 8/7 درصد نکروزیس مشاهده شد (C). در گروه تیماری هم افزایی Fluorouracil+Artemisia  57 درصد سلولها زنده میباشند، 9/4 درصد سلولها آپوپتوزیس اولیه و 5/36 درصد سلول‌ها دچار آپوپتوزیس ثانویه شدهاند و همچنین 4/1 درصد نکروزیس مشاهده شد (D).

 

بررسی بیان ژنها توسط تکنیک Real Time PCR

بررسی بیان ژن‌های BAX ,miR-34a، Caspase 9 و Caspase 3توسط تکنیک  Real Time PCR

همچنین miR-34a، در سرطان پانکراس کاهش پیدا می‌کند و رفتاری شبیه به ژن‌های آپوپتوزیسی دارد و نتایج حاصل از تکنیک Real-time PCR نشان می‌دهد که بیان miR-34a در گروههای تیماری در مقایسه با گروه شاهد افزایش بیان معنیدار پیدا کرده است(001/0< p***). (شکلA2 ). همچنین  سطح بیان ژنهای BAX ، Caspase 9 و Caspase 3 در گروههای تیماری نسبت به گروه  شاهد افزایش بیان معنیدار نشان دادند(001/0 ***). (شکل2 B،C وD).  این موضوع نشان دهنده توانایی این ترکیب در افزایش بیان ژنهای آپوپتوزیسی و miR-34a و در نتیجه القای آپوپتوزیس در سلول‌های سرطانی است.

شکل2: الگوی تغییرات بیان ژن‌های BAX ,miR-34a، Caspase 9 و Caspase 3توسط تکنیک Real Time PCR. (مقدار 001/ p<(***) نشان دهنده تفاوت معنیداری در مقایسه با گروه شاهد است.

 

5- بحث

 در این مطالعه تجربی برای اولین بار اثر هم‌افزایی عصاره تام متانولی Artemisia absinthium و فلورواوراسیل بر روی سلول‌های سرطانی پانکراس انسانی "رده‌ی AsPC-1"و تغییرات سطح بیان ژن‌های آپوپتوزیسی "BAX, Caspase 3, Caspase 9" و miR-34a بررسی شد. برای انجام این پژوهش بعد از تهیه‌ی گروه‌های تیماری (عصارهArtemisia absinthium  و داروی فلورواوراسیل و کاربرد توام عصاره و دارو)، برای بررسی اثرات سایتوتوکسیک آنها از آزمون MTT استفاده شد. برای بررسی نوع مرگ سلولی در سلول‌های تحت تیمار از فلوسیتومتری استفاده شد و در نهایت برای بررسی تغییرات در میزان بیان ژن‌های آپوپتوزیسی "BAX, Caspase 3, Caspase 9"و miR-34a از تکنیک Real-time PCR استفاده شد. نتایج بهدست آمده از آزمون MTT نشان داد که عصاره Artemisia و فلورواوراسیل می‌توانند بهصورت وابسته به غلظت منجر به کاهش بقای سلول‌های سرطانی پانکراس شوند و بهترین نتیجه زمانی بود که عصاره Artemisia و فلورواوراسیل بهصورت هم افزایی برای تیمار سلول‌ها استفاده شد. براساس این نتایج اثر هم افزایی عصاره Artemisia و فلورواوراسیل نقش بیشتری بر مهار رشد سلول‌های سرطانی نسبت به زمانی که از عصاره آرتمیزیا و فلورواوراسیل به تنهایی و جداگانه استفاده کردیم، دارد. Dong و همکاران (28)، اثر گیاه PaoPereira (Geissospermum vellosii) را در برابر دودمان‌های مختلف سرطان پانکراس آزمایش کردند و نشان دادند که عصاره این گیاه تکثیر سلول‌های سرطانی را بهصورت وابسته به غلظت مهار می‌کند. طبق نتایج مطالعه حاضر عصاره (Artemisia absinthium) بهصورت وابسته به غلظت تکثیر سلول‌های سرطانی پانکراس را مهار می‌کند. Nokhandani و همکاران (29)، به بررسی این موضوع که آیا ترکیب 5-فلورواوراسیل و لیپوپلی ساکارید بهطور هم افزایی باعث ایجاد سمیت سلولی و آپوپتوزیس در سلول‌های سرطان سینه انسان رده ی MCF-7 می‌شود، پرداختند.  نتایج این مطالعه پس از انجام تستMTT نشان داد که LPS بهتنهایی تاثیر قابل‌توجهی بر سمیت سلولی در مقایسه با سلول‌های شاهد ندارد، در حالیکه همراه با 5-FU باعث کاهش زنده‌مانی سلول‌های سرطانی می‌شود. مطالعه پیش رو نیز این موضوع را تایید می‌کند که داروی فلورواوراسیل بهطور وابسته به غلظت، درصد بقای سلولی را کاهش می‌دهد. نتاج آزمون Annexin V-FITC نشان داد؛ در حالیکه درصد آپوپتوزیس در سلول‌های گروه شاهد 4 درصد می‌باشد، این میزان در سلول‌های تیمار شده با عصاره Artemisia absinthium به 40 درصد، در سلولهای تیمار شده با فلورواوراسیل به 39 درصد و در سلولهای تیمار شده با ترکیب هم‌افزایی عصاره Artemisia absinthium و فلورواوراسیل به 43 درصد، افزایش داشته است. در نتیجه می‌توان گفت که اثر هم افزایی عصاره Artemisiaabsinthium و فلورواوراسیل توانایی خوبی برای القای آپوپتوزیس در سلول‌های سرطانی پانکراس انسانی دارد. Lang و همکاران (30) در پژوهشی به فعالیت ضد توموری عصاره گیاهی درمنه آنوآ و شناسایی مواد موثره آن پرداختند. نتایج حاصل از این پژوهش پس از انجام تست Annexin نشان داد که عصاره گیاهی Artemisia annua فعالیت ضد سرطانی قوی در برابر سرطان سینه انسان نشان می‌دهد و باعث القای آپوپتوزیس در سلول‌های سرطانی می‌شود. نتایج پژوهش حاضر نیز این موضوع را تایید می‌کند که عصاره Artemisia absinthium باعث افزایش میزان آپوپتوزیس در سلول‌های سرطانی می‌شود. Park و همکاران (31) به بررسی پاسخ سلول‌های سرطانی کولون به آسیب DNA ناشی از 5-فلورواوراسیل پرداختند. نتایج این مطالعه پس از انجام تست Annexin نشان داد که 5-فلورواوراسیل باعث آسیب به DNA می‌شود و القای آپوپتوزیس در سلول‌های سرطانی کولون را بهدنبال دارد. تحقیقات حاضر نیز این موضوع را تأیید کرد که داروی فلورواوراسیل، آپوپتوزیس را افزایش داده است.

نتایج حاصل از بیان ژن نشان داد که بیان ژن‌های آپوپتوزیسی  BAX، Caspase3، Caspase9 و miR-34a در گروه‌های تیماری (عصاره، فلورواوراسیل و هم‌افزایی عصاره-دارو) در مقایسه با گروه شاهد افزایش پیدا کرده است و این افزایش در گروه هم‌افزایی بیشتر از دو گروه تیماری دیگر است؛ در نتیجه آپوپتوزیس افزایش یافته است.

 Al-Menhali و همکاران (32) اثر عصاره گیاه Thymus vulgaris را بر تکثیر و مهاجرت سلول‌های سرطانی کولون بررسی کردند. نتایج آنها پس از انجام تست Real-time PCR نشان داد که عصاره این گیاه می‌تواند باعث افزایش آپوپتوزیس همراه با افزایش فعالیت کاسپازها در سلول‌های سرطانی کولون شود. نتایج مطالعه حاضر نیز همسو با نتایج این پژوهش است و در پژوهش حاضر نیز میزان بیان ژن‌های کاسپاز 3 و کاسپاز 9 در مقایسه با گروه شاهد افزایش یافت.

Jiexiao  و همکاران (33) در پژوهشی به بررسی این موضوع که آیا microRNA-137 رشد تومور سلول‌های سرطانی پانکراس، تهاجم و حساسیت به شیمی‌درمانی را تعدیل می‌کند، پرداختند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که miR-137 در رده‌های سلولی سرطان پانکراس و سلول‌های تومور بیماران به‌طور قابل‌توجهی کمتر بیان شده است و تهاجم سلول‌های سرطانی را مهار می‌کند و حساسیت به معرف شیمی‌درمانی 5-Fu را افزایش می‌دهد. در نتیجه miR-137 نقش مهمی در ایجاد سرطان پانکراس دارد. نتایج پژوهش حاضر نیز نشان می‌دهد که اثر هم‌افزایی عصاره Artemisia absinthium و داروی فلورواوراسیل توانست مقدار بیان miR-34a و آپوپتوزیس را افزایش دهد. در همین راستا،  Gao و همکاران (26) سلول‌های سرطانی کولون رده SW620 را با فلورواوراسیل تیمار کردند. نتایج تست‌های آزمایشگاهی نشان داد که تیمار سلول‌ها با فلورواوراسیل منجر به القای آپوپتوزیس در سلول‌های SW620  می‌شود. همچنین افزایش درصد سلول‌ها در فاز S نیز در میان سلول‌های SW620 تحت درمان با فلورواوراسیل مشاهده شد . Lian  و همکاران (27) فعالیت ضد سرطان عصاره گیاه Artemisia vulgaris (mugwort) را در برابر رده سلولی HCT-15  (سرطان کولون انسانی) بررسی کردند و نشان دادند که عصاره این گیاه به‌صورت وابسته به غلظت دارای اثر سمیت بر روی سلول‌های سرطانی است و باعث مهار تکثیر این سلول‌ها می‌شود. Dong و همکاران (28) اثر گیاه Pao Pereira (Geissospermum vellosii)  را در برابر دودمان‌های مختلف سرطان پانکراس آزمایش کردند و نشان دادند که عصاره این گیاه تکثیر سلول‌های سرطانی را به‌صورت وابسته به غلظت مهار می‌کند.

6- نتیجه­گیری

نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که اثر هم افزایی عصاره Artemisia absinthium و فلورواوراسیل باعث مهار رشد سلول های سرطانی پانکراس رده AsPC-1 شده است و همچنین باعث افزایش میزان آپوپتوزیس می‌شود. همچنین بیان ژن‌های آپوپتوزیسی در گروه‌های تیماری نسبت به گروه شاهد افزایش پیدا کرده است و این نشان دهنده افزایش میزان آپوپتوزیس در گروه‌ های تیماری است.

7- تشکر و قدردانی

از همکاران محترم مرکز تحقیقات بیولوژی کاربردی تکوین جانوری دانشگاه آزاد اسلامی که در انجام این پژوهش تجربی همکاری داشتند صمیمانه تشکر میشود.

-
Volume 17, Issue 1
Spring 2026
Pages 89-103

  • Receive Date 09 October 2025
  • Revise Date 21 December 2025
  • Accept Date 22 December 2025