การควบคุมเหนือพันธุกรรมของยีน Nrf2 โดยอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวต่อการลุกลามของมะเร็งตับ

Abstract

อนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวถูกสร้างมากขึ้นในมะเร็งมะเร็งทุกชนิดรวมทั้งมะเร็งตับ ทำให้เกิดภาวะเครียดจากออกซิเดชั่นในสภาวะแวดล้อมมะเร็ง (tumor microenvironment) ในงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการแสดงออกของ Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) และ 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) ในชิ้นเนื้อมะเร็งจากผู้ป่วยมะเร็งตับและในเซลล์มะเร็งตับเพาะเลี้ยง (HepG2 cells) ศึกษาความสัมพันธ์ทางคลินิกของการแสดงออก Nrf2 และ 8-OHdG ในผู้ป่วยมะเร็งตับ ทดสอบว่าอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวสามารถกระตุ้นการลุกลามของเซลล์มะเร็งตับได้หรือไม่ และศึกษาว่ากลไกการเพิ่มการแสดงออกของ Nrf2 ในเซลล์มะเร็งตับเพาะเลี้ยงหลังจากกระตุ้นด้วยอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวอาศัยกลไกเหนือพันธุกรรม (epigenetics) หรือไม่ ผลการย้อมชิ้นเนื้อทางอิมมูโนวิทยาพบว่า การแสดงออกของ Nrf2 และ 8-OHdG เพิ่มขึ้นในชิ้นเนื้อมะเร็งตับเมื่อเปรียบเทียบกับชื้นเนื้อข้างเคียงที่ไม่เป็นมะเร็งตับ การแสดงออกของ 8-OHdG ที่สูงขึ้นสัมพันธ์กับอัตราการรอดชีวิตที่ต่ำลงของผู้ป่วยมะเร็งตับ ในการศึกษาภาวะเครียดจากออกซิเดชั่นในเซลล์เพาะเลี้ยงของมะเร็งตับโดยใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นตัวกระตุ้นการเกิดภาวะเครียดจากออกซิเดชั่น พบว่าในเซลล์ที่ได้รับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีระดับโปรตีนคาร์บอนิลเพิ่มขึ้นแต่ระดับสารต้านอนุมูลอิสระโดยรวมลดลง และผลการย้อมเซลล์ทางอิมมูโนวิทยาพบว่าการแสดงออกของ Nrf2 และ 8-OHdG เพิ่มขึ้นในเซลล์ที่ได้รับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เช่นกัน แต่ภาวะเครียดจากออกซิเดชั่นและการแสดงออกของ Nrf2 และ 8-OHdG ที่เพิ่มขึ้นในเซลล์ที่ได้รับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สามารถยับยั้งได้ด้วยสารต้านอนุมูลอิสระวิตามินอี (Tocopheryl acetate) และตัวให้หมู่เมทิล S-adenosylmethionine (SAM) ผลการวัดการลุกลามของเซลล์มะเร็งตับพบว่ามีระดับสูงมากขึ้นในเซลล์ที่ได้รับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แต่วิตามินอีและ SAM สามารถลดการลุกลามของเซลล์มะเร็งตับได้ ผลการศึกษา Bisulfite sequencing พบว่าไม่มีการเติมหมู่เมทิลที่ CpG dinucleotides ของ Nrf2 promoter ในเซลล์ที่ได้รับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ซึ่งให้ผลคล้ายกับเซลล์ควบคุมที่ไม่ได้รับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ จากการศึกษานี้สรุปได้ว่า Nrf2 และ 8-OHdG มีการแสดงออกมากขึ้นในชิ้นเนื้อมะเร็งตับ แสดงว่ามีการเพิ่มขึ้นของระบบการตอบสนองต่อภาวะเครียดจากออกซิเดชั่นและมีการทำลายดีเอ็นเอจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นเพิ่มขึ้นด้วย การทำลายดีเอ็นเอที่เพิ่มขึ้นนี้สัมพันธ์กับการมีชีวิตรอดที่ลดลงในผู้ป่วยมะเร็งตับ การศึกษาในเซลล์เพาะเลี้ยงพบว่า อนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวสามารถกระตุ้นการแสดงออกของ Nrf2 และ 8-OHdG ได้ และเพิ่มศักยภาพการลุลามของเซลล์มะเร็งตับ อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นดังกล่าวสามารถยับยั้งได้ด้วยสารต้านอนุมูลอิสระวิตามินอีและ SAM ดังนั้นผลการศึกษาครั้งนี้ชี้แนะว่า Nrf2 น่าจะมีบทบาทในการเพิ่มการลุกลามของมะเร็งตับภายใต้สภาวะเครียดจากออกซิเดชั่น การได้รับสารต้านอนุมูลอิสระน่าจะช่วยชะลอการลุกลามของมะเร็งตับภายใต้สภาวะเครียดจากออกซิเดชั่นได้