Дудник китайский и

гормонозависимый ракAngelica sinensis

(Danggui) & cancer

Научные исследования

Биологической активностью из важнейших составляющих изолированы от Angelica sinensis (Danggui)

Danggui, также известный как Angelica sinensis (Oliv.) Дильс (Apiaceae), используется в китайской медицине для лечения нарушений менструального цикла. Более 70 соединений были выделены и идентифицированы из Danggui. Основные химические составляющие Анжелика корни есть феруловая кислота, Z-ligustilide, butylidenephthalide и различные полисахариды. Среди этих соединений, феруловая кислота экспонатов, многие биологической активностью, особенно противовоспалительное и иммуностимулирующее действие; Z-ligustilide оказывает анти-воспалительное, анти-рак, нейропротекторное и анти-гепатотоксическое действие; n-butylidenephthalide оказывает анти-воспалительное, анти-рак, анти-сердечно-сосудистые эффекты.

ФонAngelica sinensis (Oliv.) Дильс (Apiaceae) (а), корень, который известен в Китае как Danggui (Рис.

(Рисунок 1),1), впервые была описана в Shennong Bencao Jing (Зеленый s Materia Medica; 200-300AD) и была использована в качестве тоника крови для лечения нарушений менструального цикла [1]. Danggui продается в различных формах во всем мире [2,3]. Более 70 соединений были определены Danggui, в том числе эфирных масел, таких как ligustilide, butylphthalide и senkyunolide, фталид димеров, органические кислоты и их сложные эфиры, такие как феруловая кислота, coniferyl ferulate, polyacetylenes, витамины и аминокислоты. Z-ligustilide (нерастворимые в воде и тепла " стабильный"), среди которых Z-butylidenephthalide и феруловая кислоты считаются наиболее биологически активные компоненты в виде [4] и часто используется в контроле качества и фармакокинетические исследования Danggui [3-6].

Раздел корень Angelica sinensis (Oliv.) Дильс (Apiaceae) используется в Z-ligustilide является основным липофильным компонентом эфирного масла составляющие и характеристика фталид компонент ряда Зонтичных растений. Z-ligustilide считается основным активным ингредиентом многих лекарственных растений, таких как Danggui [7] и Ligusticum chuangxiong [8].

ФталидыФталиды (рис. (2)2) состоят из мономерных фталиды, такие как Z-ligustilide и фталид димеров. В 1990

году Danggui сообщалось в литературе, когда Z-ligustilide димер E-232 был изолирован [9]. Большинство фталиды, выявленных относительно неполярных, часть из которых могут быть извлечены с помощью таких растворителей, как гексанов, пентан, петролейный эфир, метанол, 70% этанола и

1

дихлорметана. Сумма Z-ligustilide в Danggui колеблется между 1.26 и на 37,7 мг/г сухой массы [6,10,11]. Z-ligustilide облегчает циркуляцию крови, проникает через гематоэнцефалический барьер для ограничения ишемического повреждения головного мозга у крыс и ослабляет боль в поведении у мышей [12-14]. Доклинические исследования показали, что, как и Z-ligustilide может также расслаблению гладкой мускулатуры в сердечно-сосудистой, дыхательной и желудочно-кишечной систем [15].

Органические кислотыDanggui содержит много органических кислот. Например, феруловая кислота (рис. (Figure3)3)

изолирован от Danggui широко используется в качестве маркера компаунд для оценки качества Danggui и ее продукции. Метанол, метанол-муравьиная кислота (95:5), 70% метанол, 70% этанол, 50% этанола или диэтиловый эфир-метанол (20:1) используется в качестве первоначальной экстракции растворителем. Количество феруловой кислоты в Danggui колеблется между 0,21 и 1,75 мг/г сухой массы [6,16]. Мы недавно извлеченные феруловой кислоты с использованием этилацетата и полученный 3,75 мг/г сухого веса всего растения [11]. В изобилии в рисовые отруби, пшеница, ячмень, томаты, сладкая кукуруза и поджаренный кофе, феруловая кислота является антиоксидантом, противовоспалительным и противораковым агентом и помимо его эффект в отношении болезни Альцгеймера, обладает anti-при гиперлипидемии, противомикробным и анти-канцерогенные свойства [17-21].

ПолисахаридыБиохимические и медицинские исследователи недавно были заинтересованы в противоопухолевым

и иммуномодулирующим действием полисахаридов [22]. Эффективность Danggui связан с различными полисахаридами [22], которые извлекаются с водой в качестве первоначальной экстракции растворителем. Полисахариды из Danggui состоят из фукозы, галактозы, глюкозы, арабинозы, рамнозу и ксилозу [23]. Danggui содержит нейтральный полисахарид, и два вида кислых полисахаридов [24].

Фармакологической активностиПротивовоспалительное действиеФеруловая кислота и isoferulic кислоты ингибируют макрофагального воспалительного протеина-2

(MIP-2) производства мышиных macropharge RAW 264.7 клеток, предполагая, что эти соединения способствуют противовоспалительной активности [25,26]. Z-ligustilide проявляет также противовоспалительное воздействие, вероятно, связано ингибирования TNF-α и NF-B деятельности [27]. С помощью NF-B-зависимых транс-активационного анализа в качестве pre-screening tool, наши исследования показали, противовоспалительное действие этилового ацетата фракции или как Danggui [28]. Как подавляет NF-B активность люциферазы и не уменьшается и ЭПГ2 производство в липополисахарида (LPS)/IFN-γ стимулированного первичных мышиных перитонеальных макрофагов. Феруловая кислота и Z-ligustilide, два крупных соединений в качестве, уменьшение NF-B люциферазы деятельности, которые могут способствовать противовоспалительной активности [11]. Наши in vivo дальнейшие исследования подтвердили, что этиловый экстракт как тормозит выработку медиаторов воспаления, тем самым смягчая острые воспалительные опасности и защита от мышей эндотоксический шок [29]. С помощью мышиных воздушный мешок модель, Юнг et al.. сообщается, что лейкоцитов в мешок экссудата уменьшается в BALB/c мышей кормили с 100 мг/кг веса тела экстракт корня (А. senticosus: Как: Scutellaria baicalensis), сопровождается снижением нейтрофилов, ил-6 на уровне мРНК и TNF-α на уровне мРНК в мешок мембраны и снижением ил-6 и МПГ2 концентрации в сумке жидкости и, что концентрация противовоспалительного ПГД2 в сумке жидкости увеличивается [30]. Фу et al.. сообщили, что n-butylidenephthalide уменьшает секрецию IL-6 и TNF-α в процессе ЛПС-стимулированной активации мышиных дендритных клеток 2.4 через подавление NF-B зависимых путей [31].

Противораковые эффектыКак извлечь индуцирует апоптоз и вызывает арест клеточного цикла в G0/Г1 в мозге опухолевых

клеточных линиях [32]. Как извлечь также снижает экспрессию ангиогенных фактора, фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в астроцитома мозга [33]. Кроме того, n-butylidenephthalide и Z-ligustilide цитотоксичны в отношении мозга, опухолевых клеточных линиях [34] и лейкозных клеток [35]. Три

2

главных как фталиды, а именно n-butylidenephthalide, senkyunolide A и Z-ligustilide, снижение жизнеспособности клеток рака толстой кишки НТ-29 клеток доза-зависимо [36]. Ю. et al.. сообщили, что предварительная обработка клеток PC12 с Z-ligustilide ослабляет ч2O2-индуцированной гибели клеток, ослабляет увеличение внутриклеточных активных форм кислорода (АФК) уровне, уменьшается экспрессии Bax и расщепляет каспазы-3 и цитохрома C [37]. Роман полисахарид (50 мг/кг, 100 мг/кг) изолирован от как подавляет рост клеток HeLa in nude mice через увеличение активности каспазы-9 и каспазы-3 и поли (ADP-рибоза) полимеразы (PARP) [38].

Иммуномодулирующий эффектЛечение BALB/c мышей с клетками селезенки в качестве полисахарида (100 мкг/мл), увеличивает

продукцию IL-2 и IFN-γ и снижает продукцию IL-4 [39]. Кислую полисахаридной фракции изолирован от как стимулирует женский BALB/c мышиные перитонеальные макрофаги, имеют более высокий уровень окиси азота (NO) через индукция экспрессии Гена iNOS [40]. В качестве полисахарида (маннозу, рамнозу, глюкуроновой кислоты, галактуроновой кислоты, глюкозы, галактозы, арабинозы, ксилозы)-дексаметазон конъюгата демонстрирует терапевтический эффект на trinitrobenzenesulfonic кислота-язвенного колита, индуцированного у крыс и системной иммуносупрессии, вызванной дексаметазон [41]. Четыре водорастворимых фракций, как полисахарид оказывают наиболее видном митогенных эффектов на фагоцитарную активность и продукцию NO самка мыши ICR перитонеальных макрофагов [42]. Как полисахарид лечение спасает BALB/c мышей из ретро-орбитального кровотечения индуцированной анемии и увеличивает IL-6, гранулоцит-колониестимулирующего фактора макрофагов (GM-CSF) концентрации в селезенке клеток [43].

Феруловая кислота, антиоксидант от как, уменьшается H2O2-индуцированной IL-1β, TNF-α, матриксных металлопротеиназ-1 и матриксной металлопротеиназы-13 уровней и увеличивает SRY-related high mobility group box генов 9 экспрессии генов в хондроцитов [44]. Как индуцирует пролиферацию ICR мышей мононуклеарных клеток костного мозга путем активации ERK1/2 и P38 MAPK белков [45]. Предварительная обработка 50 мг/кг увеличивает в сыворотке колониестимулирующего деятельности вместе с IFN-γ и TNF-α уровни в мононуклеарных клеток селезенки Listeria monocytogenes-инфицированными BALB/c мышей [46].

Анти-сердечно-сосудистые эффектыПредварительная обработка с (15 г/кг ежедневно в течение 4 недель) снижается доксорубицин-

индуцированной (15 мг/кг внутривенно) повреждения миокарда и сыворотке крови аспартатаминотрансферазы уровней у самцов мышей ICR [47]. Эндотелиальных клетках пупочной вены человека (HUVECs), получавших в качестве водного экстракта активации экспрессии генов VEGF и p38 пути, тем самым увеличивая ангиогенные эффекты как HUVECs in vitro и in vivo [48].

Избыток жировой ткани может привести к инсулинорезистентности и повышает риск развития диабета II типа и сердечно-сосудистых заболеваний. Воды и 95% этанол, экстракты как эффективно уменьшить накопление жира в 3T3-L1 адипоцитов и снизить содержание триглицеридов [49]. Yeh et al.. показано, что n-butylidenephthalide анти-ангиогенных и связан с активацией р38 и ERK1/2 сигнального пути [50].

Нейропротективные эффектыZ-ligustilide лечения снижает уровень малонового диальдегида (мда) и увеличивается деятельности

антиоксидантных ферментов глутатион peroxidise (GSH-Px) и супероксиддисмутазы (СОД) в ишемизированных тканях мозга в ICR мышей; в то же время наблюдается снижение вах и каспазы-3 экспрессии белков [51]. Z-ligustilide увеличивает холина ацетилтрансферазной активности и блокирует ацетилхолин эстеразы деятельности в ишемизированной ткани мозга от крыс линии Вистар [52]. Хуан et al.. сообщается, что в качестве экстракта защищает Neuro 2A жизнеспособность клеток против β-амилоида (Aβ) пептид индуцированного окислительного повреждения, ROS, мда и глутатиона (GSH) и спасает митохондриального трансмембранного потенциала уровнях [53]. Z-ligustilide ингибирует TNF-α-активированный NF-B сигнальный путь, который может способствовать Z-ligustilide защитный эффект против пептида Aβ-индуцированной нейротоксичности у крыс [54].

Как метаноловый экстракт значительно ослабляет Aβ1-42 индуцированной нейротоксичности и Тау hyperphosphorylation в первичных корковых нейронов [55]. Как полисахариды (18.6% сахарозы) уменьшить размер инфаркта миокарда и повышения cardiotrophon-1 уровни GSH в сыворотке уровней

3

сывороточных уровней СОД, GSH-Px деятельности мозга и каспазы-12 выражение в крыс линии Вистар, получавших однократной пероральной дозы (100, 200, 300 мг/кг) ежедневно в течение двух месяцев [56].

Мульти-травяная смесь, состоящая из Panax ginseng, Acanthopanax senitcosus, Как и S. Baicalensis, HT008-1 вниз регулирует ЦОГ-2 и вол-42 выражение в полутень область [57].

Анти-окислительной деятельностиВода, как экстракт может быть дополнительно очищенная в различных как полисахаридных

фракций, таких как очень кислой полисахаридной фракции, состоящей из галактуроновой кислоты. BALB/c мышиные перитонеальные макрофаги предварительно обработанных с различными как полисахаридных фракций облегчить снижение выживания клетки, вызванные трет-butylhydroperoxide, с повышением содержания внутриклеточного GSH [58]. Кроме того, кислая фракция полисахаридов, является также наиболее активная фракция в условиях ингибирования снижение жизнеспособности клеток, вызванных ч2O2. Кислая фракция полисахаридов, также уменьшается MDA образование, уменьшает снижение активности СОД и тормозит истощение GSH в мышиных перитонеальных макрофагов, вызванные ч2O2 [59]. Этанольный экстракт, как в сочетании с восьми других китайских трав значительно увеличить антирадикальное способность 1,1-дифенил-2-picryl гидразина (DPPH) [60].

Анти-гепатотоксическое действиеПечень содержит ряд микросомных гемопротеидов называется цитохром P450s (CYPs). CYPs играют

важную роль в метаболических оксигенации различных липофильных химических веществ, в том числе лекарственных препаратов, пестицидов, пищевых добавок и загрязнителей окружающей среды. Наиболее важные изофермент формы являются цитохром CYP1A2 (13%), CYP2C (20%), CYP2D6 (2%), CYP2E1 (7%) и CYP3A (29%) [61]. Тан et al.. сообщили, что водного и этанольного экстрактов как сильно увеличить CYP2D6 и CYP3A активность микросом, доля самцов крыс Wistar печени [62]. Гао et al.. показано, что лечение с Danggui Buxue Тан (DBT), которая содержит корни Astragali и как, индуцирует экспрессии мРНК эритропоэтина в зависимости от дозы образом в человеческой гепатоцеллюлярной карциномы клеток линии Hep3B [63]. Dietz et al.. сообщили, что Z-ligustilide целевых остатков цистеина в человеческий белок Keap1 тем самым, активизируя регулируемый белком nrf2 и транскрипцию antioxidant response element (являются) регулируемых генов и вызывая NADPH:хинин оксидоредуктазы 1 (NQO1) [64].

Почки защитные эффектыТам было 60% возросло количество людей, нуждающихся в лечении хронической болезни почек в

период между 2001 и 2010 года. Характеризуется увеличением интерстициального фиброза и трубчатых эпителиальных клеток атрофии почечной tubulointerstitial фиброз является общим патогенетическим процессом хронической болезни почек [65-67]. Ангиотензин II играет ключевую роль в нескольких механизмов, участвующих в tubulointerstitial фиброз. Ангиотензин II-регулирует экспрессии TGFβ1, profibrotic цитокин участвует во многих событиях, ведущих к почечной фиброз. Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (Взиси) может уменьшить почечной tubulointerstitial фиброза [68].

Пероральное введение Астрагала перепончатого var. mongholicus и как (14 г/кг/день) - самцах линии Вистар увеличивает учредительные ROS активности в почках. Лечение также повышает продукцию NO через енос активации и очистки АФК в затрудненных почки крыс линии Вистар после односторонней обструкции мочеточника [69]. В анализ с genechips, экспрессии генов индуцируется, в том числе переходных процессов рецепторного белка 3 (TRP3), костного мозга и стромальных клеток антиген 1 (БСТ-1), биогенеза пероксисом фактор 6 (PEX6), ксантиндегидрогеназы (XDH), CYP1A1, серин/цистеин ингибитора протеиназ клад E-членов 1 (PAI-1) и фактора роста фибробластов 23 (FGF23). Эти гены могут быть вовлечены в увеличение дегенерации внеклеточного матрикса (ECM), снижение рентабельности продаж и регулирующее кальций-фосфорный метаболизм [70]. Администрация Астрагала перепончатого var. mongholicus и как в Sprague Dawley крыс, как односторонней обструкции мочеточника модель, уменьшается TGFβ1 уровнях, активации фибробластов, макрофагов накопления и трубчатые апоптоз клеток [71]. Песня et al.. сообщили, что пероральное введение Астрагала перепончатого var. mongholicus и как (12 г/кг/сут) показывает

4

renoprotective эффекты, возможно связанные с уменьшением протеинурии и до регуляции VEGF. Эти изменения могут быть сокращены потери капилляров и улучшения микроструктуры дисфункции в nephrectomized крыс [72].

Исследование на 47 травах потенциальный интерес в контексте почек или мочевыводящих путей, патологии показал, что, как, Центеллы азиатской, Glycyrrhiza glabra, Scutellaria lateriflora и Olea europaea имеют сильные антиоксидантные эффекты в трубчатых эпителиальных клеток или апоптоза, влияние на почечных фибробластов млекопитающих или как [73].

Другие эффектыЭтанольный экстракт (100, 300 мг/кг) продлевает течки у крыс и эстрогенная активность, как

выдержка, скорее всего, из-за присутствия Z-ligustilide [74]. В дихлорметановый экстракт в качестве экспонатов мощное ингибирующее действие на выработку меланина [75]. Как полисахарид (ASP, 2,5 мг/сут) улучшает восстановление тромбоцитов, эритроцитов и лейкоцитов в BALB/c мышей после облучения (4 гр) [76]. ASP также снижает хорошую перспективу имеет использование гепцидина выражение путем ингибирования сигнала преобразователя и активатора транскрипции (STAT) 3/5 и decapentaplegic белка (СМАД) 4 выражение в печени. Таким образом, ASP предлагается использовать для лечения хорошую перспективу имеет использование гепцидина-индуцированных заболеваний [77].

ВыводБиологически активные компоненты, извлеченные из корней Z ligustilide, феруловой кислоты и

полисахариды. Основные Фармакологические эффекты Danggui экстракт или его компоненты включают противовоспалительное, противоопухолевое, иммуномодулирующее, анти-сердечно-сосудистых, ноотропных, антиокислительных, анти-гепатотоксического и renoprotective деятельности.

Bioactivities of major constituents isolated from Angelica sinensis (Danggui)Wen-Wan Chao and Bi-Fong LinAdditional article informationAbstractDanggui, also known as Angelica sinensis (Oliv.) Diels (Apiaceae), has been used in Chinese medicine to

treat menstrual disorders. Over 70 compounds have been isolated and identified from Danggui. The main chemical constituents of Angelica roots include ferulic acid, Z-ligustilide, butylidenephthalide and various polysaccharides. Among these compounds, ferulic acid exhibits many bioactivities especially anti-inflammatory and immunostimulatory effects; Z-ligustilide exerts anti-inflammatory, anti-cancer, neuroprotective and anti-hepatotoxic effects; n-butylidenephthalide exerts anti-inflammatory, anti-cancer and anti-cardiovascular effects.

BackgroundAngelica sinensis (Oliv.) Diels (Apiaceae) (AS), the root of which is known in Chinese as Danggui (Figure

(Figure1),1), was first documented in Shennong Bencao Jing (Shennong's Materia Medica; 200-300AD) and has been used as a blood tonic to treat menstrual disorders [1]. Danggui is marketed in various forms worldwide [2,3]. Over 70 compounds have been identified from Danggui, including essential oils such as ligustilide, butylphthalide and senkyunolide A, phthalide dimers, organic acids and their esters such as ferulic acid, coniferyl ferulate, polyacetylenes, vitamins and amino acids. Z-ligustilide (water insoluble and heat stable), among which Z-butylidenephthalide and ferulic acid are thought to be the most biologically active components in AS [4] and are often used in quality control and pharmacokinetic studies of Danggui [3-6].

Z-ligustilide is the main lipophilic component of the essential oil constituents and a characteristic phthalide component of a number of Umbelliferae plants. Z-ligustilide is considered to be the main active ingredient of many medicinal plants, such as Danggui [7] and Ligusticum chuangxiong [8].

PhthalidesPhthalides (Figure (Figure2)2) consist of monomeric phthalides such as Z-ligustilide and phthalide dimers.

In 1990 Danggui was reported in the literature when the Z-ligustilide dimer E-232 was isolated [9]. The majority of the phthalides identified is relatively non-polar, the fraction of which can be extracted with solvents such as hexanes, pentane, petroleum ether, methanol, 70% ethanol and dichloromethane. The amount of Z-ligustilide in Danggui varies between 1.26 and 37.7 mg/g dry weight [6,10,11]. Z-ligustilide facilitates blood circulation, penetrates the blood brain barrier to limit ischemic brain damage in rats and

5

attenuates pain behaviour in mice [12-14]. Preclinical studies have indicated that AS and Z-ligustilide may also relax smooth muscle in the circulatory, respiratory and gastrointestinal systems [15]..

Organic acidsDanggui contains many organic acids. For example, ferulic acid (Figure (Figure3)3) isolated from Danggui is

widely used as the marker compound for assessing the quality of Danggui and its products. Methanol, methanol-formic acid (95:5), 70% methanol, 70% ethanol, 50% ethanol or diethyl ether-methanol (20:1) is used as the initial extraction solvent. The amount of ferulic acid in Danggui varies between 0.21 and 1.75 mg/g dry weight [6,16]. We recently extracted ferulic acid from AS using ethyl acetate and obtained 3.75 mg/g dry weight of the whole plant [11]. Abundant in rice bran, wheat, barley, tomato, sweet corn and toasted coffee, ferulic acid is an antioxidant, anti-inflammatory and anti-cancer agent and apart from its effects against Alzheimer's disease, it possesses anti-hyperlipidemic, antimicrobial and anti-carcinogenic properties [17-21].

PolysaccharidesBiochemical and medical researchers have recently been interested in the anti-tumor and

immunomodulatory effects of polysaccharides [22]. The efficacy of Danggui is associated with its various polysaccharides [22] which are extracted with water as the initial extraction solvent. Polysaccharides from Danggui consist of fucose, galactose, glucose, arabinose, rhamnose and xylose [23]. Danggui contains a neutral polysaccharide and two kinds of acidic polysaccharides [24].

Pharmacological activitiesAnti-inflammatory effectsFerulic acid and isoferulic acid inhibit macrophage inflammatory protein-2 (MIP-2) production by murine

macropharge RAW 264.7 cells, suggesting that these compounds contribute to the anti-inflammatory activity of AS [25,26]. Z-ligustilide also shows anti-inflammatory effects, probably related to inhibition of the TNF-α and NF-κB activities [27]. Using an NF-κB-dependent trans-activation assay as a pre-screening tool, our study demonstrated the anti-inflammatory effect of the ethyl acetate fraction of AS or Danggui [28]. AS suppresses NF-κB luciferase activity and decreases NO and PGE2 production in lipopolysaccharide (LPS)/IFN-γ-stimulated murine primary peritoneal macrophages. Ferulic acid and Z-ligustilide, two major compounds in AS, decrease NF-κB luciferase activity, which may contribute to the anti-inflammatory activity of AS [11]. Our in vivo study further confirmed that the ethyl acetate extract of AS inhibits the production of inflammatory mediators thereby alleviating acute inflammatory hazards and protecting mice from endotoxic shock [29]. Using a murine air pouch model, Jung et al. reported that the leukocyte count in the pouch exudate decreases in the BALB/c mice fed with 100 mg/kg body weight of a root extract (A. senticosus: AS: Scutellaria baicalensis), accompanied by a decrease in the neutrophil count, IL-6 mRNA level and TNF-α mRNA level in the pouch membrane and by decreased IL-6 and PGE2 concentrations in the pouch fluid and that the concentration of anti-inflammatory PGD2 in the pouch fluid increases as well [30]. Fu et al. reported that n-butylidenephthalide decreases the secretion of IL-6 and TNF-α during LPS stimulated activation of murine dendritic cells 2.4 via the suppression of the NF-κB dependent pathways [31].

Anti-cancer effectsAS extract induces apoptosis and causes cell cycle arrest at G0/G1 in brain tumor cell lines [32]. AS extract

also decreases the expression of the angiogenic factor vascular endothelial growth factor (VEGF) in brain astrocytoma [33]. Moreover, n-butylidenephthalide and Z-ligustilide are cytotoxic against brain tumor cell lines [34] and leukemia cells [35]. The three main AS phthalides, namely n-butylidenephthalide, senkyunolide A and Z-ligustilide, decrease cell viability of colon cancer HT-29 cells dose-dependently [36]. Yu et al. reported that pretreatment of the PC12 cells with Z-ligustilide attenuates H2O2-induced cell death, attenuates an increase in intracellular reactive oxygen species (ROS) level, decreases Bax expression and cleaves caspase-3 and cytochrome C [37]. A novel polysaccharide (50 mg/kg, 100 mg/kg) isolated from AS inhibits the growth of HeLa cells in nude mice via an increased activity in the caspase-9, caspase-3 and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) [38].

Immunomodulatory effectTreatment of BALB/c mice spleen cells with AS polysaccharide (100 μg/ml) increases the production of IL-2

and IFN-γ and decreases the production of IL-4 [39]. An acidic polysaccharide fraction isolated from AS stimulates female BALB/c murine peritoneal macrophages to produce higher levels of nitric oxide (NO) via

6

the induction of iNOS gene expression [40]. The AS polysaccharide (mannose, rhamnose, glucuronic acid, galacturonic acid, glucose, galactose, arabinose, xylose)-dexamethasone conjugate demonstrates a therapeutic effect on trinitrobenzenesulfonic acid-induced ulcerative colitis in rats and the systemic immunosuppression caused by dexamethasone [41]. Four hydrosoluble fractions of AS polysaccharide exert the most conspicuous mitogenic effects on phagocytic activity and NO production by female ICR mouse peritoneal macrophages [42]. AS polysaccharide treatment rescues BALB/c mice from retro-orbital bleeding induced anemia and increases IL-6, granulocyte-macrophages colony stimulating factor (GM-CSF) concentrations in spleen cells [43].

Ferulic acid, an antioxidant from AS, decreases H2O2-induced IL-1β, TNF-α, matrix metalloproteinase-1 and matrix metalloproteinase-13 levels and increases SRY-related high mobility group-box gene 9 gene expression in chondrocytes [44]. AS induces the proliferation of ICR murine bone marrow mononuclear cells by activating ERK1/2 and P38 MAPK proteins [45]. Pretreatment with 50 mg/kg AS increases serum colony-stimulating activity together with IFN-γ and TNF-α levels in the spleen mononuclear cells of Listeria monocytogenes-infected BALB/c mice [46].

Anti-cardiovascular effectsPre-treatment with AS (15 g/kg daily for 4 weeks) decreases doxorubicin-induced (15 mg/kg intravenously)

myocardial damage and serum aspartate aminotransferase levels in male ICR mice [47]. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) treated with AS water extract activate VEGF gene expression and the p38 pathway, thereby increasing angiogenic effects of HUVECs both in vitro and in vivo [48].

Excess adipose tissue can lead to insulin resistance and increases the risk of type II diabetes and cardiovascular diseases. Water and 95% ethanol extracts of AS effectively decrease fat accumulation in 3T3-L1 adipocytes and reduce triglyceride content [49]. Yeh et al. demonstrated that n-butylidenephthalide is anti-angiogenic and is associated with the activation of the p38 and ERK1/2 signaling pathways [50].

Neuroprotective effectsZ-ligustilide treatment decreases the level of malondialdehyde (MDA) and increases the activities of the

antioxidant enzymes glutathione peroxidise (GSH-Px) and superoxide dismutase (SOD) in the ischemic brain tissues in ICR mice; meanwhile there is a decrease in Bax and caspase-3 protein expression [ 51]. Z-ligustilide increases the choline acetyltransferase activity and inhibits the acetylcholine esterase activity in ischemic brain tissue from Wistar rats [52]. Huang et al. reported that AS extract protects Neuro 2A cell viability against β-amyloid (Aβ) peptide induced oxidative damage by ROS, MDA and glutathione (GSH) and rescues mitochondrial transmembrane potential levels [53]. Z-ligustilide inhibits the TNF-α-activated NF-κB signaling pathway, which may contribute to Z-ligustilide's protective effect against Aβ peptide-induced neurotoxicity in rats [54].

AS methanol extract significantly attenuates Aβ1-42 induced neurotoxicity and tau hyperphosphorylation in primary cortical neurons [55]. AS polysaccharides (18.6% saccharose) reduce myocardial infarction size and enhance cardiotrophon-1 levels, serum GSH levels, serum SOD levels, GSH-Px activity and brain caspase-12 expression in Wistar rats treated with a single oral dose (100, 200, 300 mg/kg) daily for two months [56].

A multi-herbal mixture composed of Panax ginseng, Acanthopanax senitcosus, AS and S. Baicalensis, HT008-1 down regulates COX-2 and OX-42 expression in the penumbra region [57].

Anti-oxidative activitiesWater AS extract can be further purified into various AS polysaccharide fractions, such as a highly acidic

polysaccharide fraction consisting of galacturonic acid. BALB/c murine peritoneal macrophages pretreated with various AS polysaccharide fractions alleviate the decrease in cell survival caused by tert-butylhydroperoxide, with an increased intracellular GSH content [58]. Furthermore, acidic polysaccharide fraction is also the most active fraction in terms of inhibiting the decrease in cell viability caused by H 2O2. Acidic polysaccharide fraction also decreases the MDA formation, reduces the decline in SOD activity and inhibits the depletion of GSH in murine peritoneal macrophages caused by H2O2 [59]. Ethanol extract of AS combined with eight other Chinese herbs significantly increase the radical scavenging ability of 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazine (DPPH) [60].

Anti-hepatotoxic effectsThe liver contains a series of microsome hemoproteins called cytochrome P450s (CYPs). CYPs play an

important role in the metabolic oxygenation of a variety of lipophilic chemicals including drugs, pesticides,

7

food additives and environmental pollutants. The most important isoenzyme forms of cytochrome are CYP1A2 (13%), CYP2C (20%), CYP2D6 (2%), CYP2E1 (7%) and CYP3A (29%) [61]. Tang et al. reported that water and ethanol extracts of AS strongly increase the CYP2D6 and CYP3A activity in the microsome fraction of male Wistar rat livers [62]. Gao et al. demonstrated that treatment with Danggui Buxue Tang (DBT), which contains the roots of Astragali and AS, induces erythropoietin mRNA expression in a dose-dependent manner in human hepatocellular carcinoma cell line Hep3B [63]. Dietz et al. reported that Z-ligustilide targets cysteine residues in human Keap1 protein thereby activating Nrf2 and the transcription of antioxidant response element (ARE) regulated genes and inducing NADPH:quinine oxidoreductase 1 (NQO1) [64].

Kidney protective effectsThere has been a 60% increase in the number of people needing treatment for chronic kidney disease

between 2001 and 2010. Characterized by an increase in interstitial fibrosis and tubular epithelial cell atrophy, renal tubulointerstitial fibrosis is the common pathogenetic process of chronic kidney disease [65-67]. Angiotensin II appears to play a key role in several mechanisms involved in tubulointerstitial fibrosis. Angiotensin II up-regulates the expression of TGFβ1, a profibrotic cytokine involved in many of the events leading to renal fibrosis. Angiotensin converting enzyme inhibitors (ACEi) can reduce renal tubulointerstitial fibrosis [68].

Oral administration of Astragalus membranaceus var. mongholicus and AS (14 g/kg/day) to Wistar rats increases the constitutive ROS activity in the kidneys. The treatment also enhances NO production via eNOS activation and the scavenging of ROS in the obstructed kidney in Wistar rats after unilateral ureteral obstruction [69]. In analysis with genechips, gene expression is induced, including transient receptor protein 3 (TRP3), bone marrow stromal cell antigen 1 (BST-1), peroxisomal biogenesis factor 6 (PEX6), xanthine dehydrogenase (XDH), CYP1A1, serine/cysteine proteinase inhibitor clade E member 1 (PAI-1) and fibroblast growth factor 23 (FGF23). These genes may be involved in the increased degeneration of the extracellular matrix (ECM), decreasing ROS and regulating calcium phosphate metabolism [70]. Administration of Astragalus membranaceus var. mongholicus and AS into Sprague Dawley rats, as a unilateral ureteral obstruction model, decreases TGFβ1 levels, fibroblast activation, macrophage accumulation and tubular cell apoptosis [71]. Song et al. reported that oral administration of Astragalus membranaceus var. mongholicus and AS (12 g/kg/day) shows renoprotective effects, possibly associated with a reduction of proteinuria and up regulation of VEGF. These changes may have reduced the loss of capillaries and improve microstructure dysfunction in nephrectomized rats [72].

A study on 47 herbs of potential interest in the context of renal or urinary tract pathologies demonstrated that AS, Centella asiatica, Glycyrrhiza glabra, Scutellaria lateriflora and Olea europaea have strong antioxidant effects in tubular epithelial cells or apoptotic effects on renal mammalian fibroblasts or both [73].

Other effectsEthanol extract of AS (100, 300 mg/kg) prolongs estrus in rats and the estrogenic activity of AS extract is

likely due to the presence of Z-ligustilide [74]. A dichloromethane extract of AS exhibits a potent inhibitory effect on melanin production [75]. AS polysaccharide (ASP, 2.5 mg/day) enhances recovery in platelet, red blood cells and white blood cells counts in BALB/c mice after irradiation (4 Gy) [76]. ASP also reduces hepcidin expression by inhibiting signal transducer and activator of transcription (STAT) 3/5 and decapentaplegic protein (SMAD) 4 expression in the liver. Thus, ASP is suggested to be used for treating hepcidin-induced diseases [77].

ConclusionBioactive components extracted from AS roots include Z-ligustilide, ferulic acid and AS polysaccharides.

Major pharmacological effects of Danggui extract or its components include anti-inflammatory, anti-cancer, immunomodulatory, anti-cardiovascular, neuroprotective, anti-oxidative, anti-hepatotoxic and renoprotective activities.

Эффекты китайских медицинских трав, комплекс на клеточный иммунитет и токсичности, связанных с условиями рака молочной железы пациентов.

Роза, герань (Pelargonium graveolens, Geraniaceae) анти-рак и противовоспалительными свойствами и ускоряет заживление. Аналогично, Ganoderma tsugae (Ganodermataceae), Кодонопсис pilosula

8

(Campanulaceae) и Angelica sinensis (Apiaceae) являются традиционными китайскими травами, связанные с иммуномодулирующей функции. В настоящем исследовании, рандомизированных, двойных слепых, плацебо-контролируемое исследование было проведено с целью проверить, могут ли китайские лекарственные травы комплекса, RG-КМЗ, который представляет собой смесь розовой герани и экстракты G. tsugae, с. pilosula и A. sinensis, может улучшить иммунные клетки количество онкологических больных, получающих химио-и/или лучевой терапии, чтобы предотвратить лейкопения и иммунной системы, что обычно происходит во время рака терапии. Всего пятьдесят восемь рака молочной железы у пациентов, получавших химио-или лучевой терапии, были зачислены. Иммунных клеток уровнях пациента в сыворотке крови определяли до и после, 6 недель рака лечение больных, получавших либо RG-CMH или плацебо. Администрация RG-CMH было связано со значительным снижением уровня лейкоцитов от 31·5 % для группы плацебо 13·4 % Для RG-CMH группы. Аналогично, уровни нейтрофилов значительно снизилась с 35·6 % для группы плацебо 11·0 % для RG-CMH группы. RG-CMH вмешательство было также связано со снижением уровня т-клеток, вспомогательные т-клеток, цитотоксических т-клеток и естественных клеток-киллеров по сравнению с группой плацебо. Однако, эти различия между двумя группами не были статистически значимыми. В заключение, администрация RG-CMH для пациентов, получающих химио/лучевая терапия может иметь емкость до задержки, или легкость, снижение уровня лейкоцитов и нейтрофилов, которые испытывают пациенты во время рак лечение.

Br J Nutr. 2012 Mar;107(5):712-8. doi: 10.1017/S000711451100345X. Epub 2011 Aug 25.Effects of a Chinese medical herbs complex on cellular immunity and toxicity-related conditions of breast

cancer patients.Zhuang SR1, Chiu HF, Chen SL, Tsai JH, Lee MY, Lee HS, Shen YC, Yan YY, Shane GT, Wang CK.Author information 1Department of Nutrition, Chung Shan Medical University Hospital, No. 110, Section 1, Jianguo North

Road, Taichung 40201, Taiwan, ROC.AbstractRose geranium (Pelargonium graveolens, Geraniaceae) has anti-cancer and anti-inflammatory properties,

and promotes wound healing. Similarly, Ganoderma tsugae (Ganodermataceae), Codonopsis pilosula (Campanulaceae) and Angelica sinensis (Apiaceae) are traditional Chinese herbs associated with immunomodulatory functions. In the present study, a randomised, double-blind, placebo-controlled study was conducted to examine whether the Chinese medicinal herb complex, RG-CMH, which represents a mixture of rose geranium and extracts of G. tsugae, C. pilosula and A. sinensis, can improve the immune cell count of cancer patients receiving chemotherapy and/or radiotherapy to prevent leucopenia and immune impairment that usually occurs during cancer therapy. A total of fifty-eight breast cancer patients who received chemotherapy or radiotherapy were enrolled. Immune cell levels in patient serum were determined before, and following, 6 weeks of cancer treatment for patients receiving either an RG-CMH or a placebo. Administration of RG-CMH was associated with a significant reduction in levels of leucocytes from 31·5 % for the placebo group to 13·4 % for the RG-CMH group. Similarly, levels of neutrophils significantly decreased from 35·6 % for the placebo group to 11·0 % for the RG-CMH group. RG-CMH intervention was also associated with a decrease in levels of T cells, helper T cells, cytotoxic T cells and natural killer cells compared with the placebo group. However, these differences between the two groups were not statistically significant. In conclusion, administration of RG-CMH to patients receiving chemotherapy/radiotherapy may have the capacity to delay, or ease, the reduction in levels of leucocytes and neutrophils that are experienced by patients during cancer treatment.

Использование dong quai (Angelica sinensis) для лечения пери - или постменопаузе симптомов у женщин с раком молочной железы: уместно?

Относительно роста использования альтернативных методов лечения пери - или постменопаузе симптомы, мы оценили эффект водяного экстракт Angelica sinensis (dong quai), используемые для пери - или постменопаузе с облегчением, на пролиферацию эстроген-рецептор-положительного (MCF-7) и отрицательные (БТ-20) рак груди клеток in vitro.

9

Дизайн: Настоящее исследование было разработано для изучения роста-модулирующий эффект dong quai

водный экстракт, в одиночестве или в присутствии 17beta-эстрадиола и 4-hydroxytamoxifen, на MCF-7 и БТ-20 культурах клеток с использованием МТТ proliferation assay.

Результаты: Водный экстракт dong quai доза-зависимо и значительно стимулировало пролиферацию клеток MCF-

7 с слабый эстроген-агонистические активности в присутствии 17beta-эстрадиол, о чем свидетельствует значительное подавление 4-hydroxytamoxifen. Между тем, экстракта значительно оказывал рост-стимулирующее действие на БТ-20 в зависимости от дозы образом с или без 17beta-эстрадиол. Нет, очевидно, было выявлено различий в росте BT-20 клеток, обработанных экстрактом в присутствии 17beta-эстрадиол или 4-hydroxytamoxifen.

Выводы: Водный экстракт dong quai стимулировало рост клеток MCF-7, возможно, зависит от слабый

эстроген-агонистического деятельности, и дополненной BT-20 клеточной пролиферации независимых эстрогена рецептор-опосредованного пути. В настоящем исследовании приводятся данные относительно эстроген-деятельность dong quai, которые могут помочь в принятии решений о лечении травами использования женщин группы риска эстроген-чувствительными и нечувствительными рака молочной железы. Из-за отсутствия клинических данных, демонстрирующих потенциальные побочные эффекты dong quai, его использование в растительные препараты для лечения пери - или постменопаузе симптомов, особенно у женщин с раком молочной железы, требует осторожности требуют дальнейшего изучения.

Menopause. 2005 Nov-Dec;12(6):734-40. Epub 2005 Nov 8.Use of dong quai (Angelica sinensis) to treat peri- or postmenopausal symptoms in women with breast

cancer: is it appropriate?Lau CB1, Ho TC, Chan TW, Kim SC.Author information 1School of Pharmacy, The Chinese University of Hong Kong, Shatin, NT. claralau@cuhk.edu.hkAbstractOBJECTIVE: Regarding the growing use of alternative therapies for peri- or postmenopausal symptoms, we evaluated

the effect of a water extract of Angelica sinensis (dong quai), used for peri- or postmenopausal relief, on the proliferation of estrogen receptor-positive (MCF-7) and negative (BT-20) breast cancer cells in vitro.

DESIGN: The present study was designed to investigate the growth-modulating effect of dong quai water extract,

alone or in the presence of 17beta-estradiol and 4-hydroxytamoxifen, on MCF-7 and BT-20 cell cultures using MTT proliferation assay.

RESULTS: The water extract of dong quai dose-dependently and significantly stimulated the proliferation of MCF-7

cells with a weak estrogen-agonistic activity in the presence of 17beta-estradiol, as evidenced by the significant suppression by 4-hydroxytamoxifen. Meanwhile, the extract significantly exerted a growth-stimulating effect on BT-20 in a dose-dependent manner with or without 17beta-estradiol. No obvious difference was found in the growth of BT-20 cells treated with the extract in the presence of 17beta-estradiol or 4-hydroxytamoxifen.

CONCLUSIONS: The water extract of dong quai stimulated the growth of MCF-7 cells, possibly dependent of weak

estrogen-agonistic activity, and augmented the BT-20 cell proliferation independent of estrogen receptor-mediated pathway. The present study provides data regarding the estrogen-like activity of dong quai, which might assist in decision making on herbal therapy use by women at risk for both estrogen-sensitive and insensitive breast cancer. Because of the lack of clinical data demonstrating the potential side effects of dong quai, its use in herbal preparations for the treatment of peri- or postmenopausal symptoms, especially in women with breast cancer, warrants caution pending further study.

10

Фитоэстрогены в Ботанический пищевые добавки: последствия для рака.Фитоэстрогены являются растительными составляющими, которые либо обладают эстрогенным или

антиэстрогенной активностью. Хотя их деятельность была слабой по сравнению с человеческой эндогенных эстрогенов, потребление фитоэстрогенов могут иметь клинически значимые последствия. Ряд растительных компонентов или соединений, содержащихся в нем, определены в качестве предполагаемых эстрогенных агентов, но консенсуса в биомедицинских община препятствовала противоречивые данные из различных in vitro и in vivo моделей эстрогенной активности. Фитоэстрогены могут служить химические агенты и в то же время, способной стимулировать рост эстроген-рецептор положительный раковых клеточных линий. Кроме того, они могут оказывать свое эстрогенные влияния посредством рецептор-зависимые и/или рецептор-независимых механизмов. Эти выводы привели к спекуляции, что потребление фитоэстрогенов может быть больной рекомендуется для пациентов повышен риск гормонозависимых видов рака, раковых больных, или рак выживших. В статье делается попытка разобраться в расхождениях между различных экспериментальных моделях и установить, являются ли некоторые травы обладают эстрогенной активности. Обзор будет сосредоточен на 5 популярных ботанических пищевые добавки: Trifolium pratense (клевер Луговой), Цимицифуги racemosa (black cohosh), Humulus lupulus (хмель), Angelica sinensis (dong quai), Glycyrrhiza glabra (солодки). Она будет учитывать их механизм действия, клинические данные, основания, и последствия для использования в рак.

Integr Cancer Ther. 2003 Jun;2(2):120-38.Phytoestrogens in botanical dietary supplements: implications for cancer.Piersen CE.Author information UIC/NIH Center for Botanical Dietary Supplements Research in the Program for Collaborative

Research in the Pharmaceutical Sciences, University of Illinois at Chicago, College of Pharmacy, 60612, USA. cpiersen@uic.edu

AbstractPhytoestrogens are plant constituents that possess either estrogenic or antiestrogenic activity. Although

their activities are weak as compared with human endogenous estrogens, the consumption of phytoestrogens may have clinically significant consequences. A number of botanicals, or the compounds contained therein, have been identified as putative estrogenic agents, but consensus in the biomedical community has been hampered by conflicting data from various in vitro and in vivo models of estrogenic activity. Phytoestrogens may serve as chemopreventive agents while at the same time being capable of promoting growth in estrogen receptor positive cancer cell lines. Furthermore, they may exert their estrogenic influence through receptor-dependent and/or receptor-independent mechanisms. These findings have led to speculation that phytoestrogen intake might be ill advised for patients at an increased risk for hormone-dependent cancers, cancer patients, or cancer survivors. This article will attempt to sort out discrepancies between various experimental models and establish whether certain herbs possess estrogenic activity. The review will focus on 5 popular botanical dietary supplements: Trifolium pratense (red clover), Cimicifuga racemosa (black cohosh), Humulus lupulus (hops), Angelica sinensis (dong quai), and Glycyrrhiza glabra (licorice). It will address their mechanisms of action, clinical evidence bases, and implications for use in cancer.

Оценка эстрогенной активности растительных экстрактов для потенциального лечения симптомов менопаузы.

Восемь Ботанический препараты, которые обычно используются для лечения симптомов менопаузы, были протестированы на эстрогенной активности. Метанол экстракты красного клевера (Trifolium pratense L.), chasteberry (Vitex agnus-castus L.), хмель (Humulus lupulus L.) показали значительное конкурентное связывание с рецепторами эстрогена Альфа (ER-альфа) и бета (ER бета). С кисло-Исикава (эндометрия) клеток, красный клевер и хмель выставлены эстрогенной активности, как указано индукции щелочной фосфатазы (AP) деятельности и регуляции рецепторов прогестерона (PR)

11

мРНК. Chasteberry также стимулировало PR выражение, но не индукция AP активности не наблюдалось. В S30 рак молочной железы клетки, pS2 (presenelin-2), в другой-эстроген-индуцируемого Гена, был регулируемых в присутствии красный клевер, хмель, и chasteberry. Интересно, экстракт азиатского женьшеня (Panax ginseng C.A. Meyer) и Северо-американский женьшень (Panax quinquefolius L.), индуцированной pS2 экспрессии мРНК в S30 клеток, но без существенных ER сродство, AP индукции, или PR выражение было отмечено в Исикава клеток. Dong quai [Angelica sinensis (Oliv.) Дильс] и солодки (Glycyrrhiza glabra L.) показали только слабые ER привязки и PR и pS2 индукции мРНК. Черный cohosh [Цимицифуги racemosa (L.) Nutt.] показал никакой активности в любой из вышеперечисленных in vitro исследований. Биопроб руководствуясь изоляции с использованием ER конкурентного связывания в качестве монитора и скрининга с использованием ультрафильтрации ЖХ-мс показал, что генистеин был наиболее активный компонент красного клевера. В соответствии с этим наблюдением, генистеин было установлено, что наиболее эффективным из четырех изофлавоны красного клевера испытания в вышеуказанных in vitro исследований. Поэтому, эстрогенные компоненты растительных экстрактов могут быть идентифицированы с помощью тест-системы для определения эстрогенной активности наряду с скрининга и идентификации активных компонентов с использованием ультрафильтрации LC-Ср. эти данные указывают на потенциальную пользу для некоторых пищевых добавок, попавших внутрь человека, в лечении симптомов менопаузы.

J Agric Food Chem. 2001 May;49(5):2472-9.Evaluation of estrogenic activity of plant extracts for the potential treatment of menopausal symptoms.Liu J1, Burdette JE, Xu H, Gu C, van Breemen RB, Bhat KP, Booth N, Constantinou AI, Pezzuto JM, Fong HH,

Farnsworth NR, Bolton JL.Author information 1Department of Medicinal Chemistry and Pharmacognosy, UIC/NIH Center for Botanical Dietary

Supplements Research, College of Pharmacy, M/C 781, University of Illinois at Chicago, 833 South Wood Street, Chicago, Illinois 60612, USA.

AbstractEight botanical preparations that are commonly used for the treatment of menopausal symptoms were

tested for estrogenic activity. Methanol extracts of red clover (Trifolium pratense L.), chasteberry (Vitex agnus-castus L.), and hops (Humulus lupulus L.) showed significant competitive binding to estrogen receptors alpha (ER alpha) and beta (ER beta). With cultured Ishikawa (endometrial) cells, red clover and hops exhibited estrogenic activity as indicated by induction of alkaline phosphatase (AP) activity and up-regulation of progesterone receptor (PR) mRNA. Chasteberry also stimulated PR expression, but no induction of AP activity was observed. In S30 breast cancer cells, pS2 (presenelin-2), another estrogen-inducible gene, was up-regulated in the presence of red clover, hops, and chasteberry. Interestingly, extracts of Asian ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) and North American ginseng (Panax quinquefolius L.) induced pS2 mRNA expression in S30 cells, but no significant ER binding affinity, AP induction, or PR expression was noted in Ishikawa cells. Dong quai [Angelica sinensis (Oliv.) Diels] and licorice (Glycyrrhiza glabra L.) showed only weak ER binding and PR and pS2 mRNA induction. Black cohosh [Cimicifuga racemosa (L.) Nutt.] showed no activity in any of the above in vitro assays. Bioassay-guided isolation utilizing ER competitive binding as a monitor and screening using ultrafiltration LC-MS revealed that genistein was the most active component of red clover. Consistent with this observation, genistein was found to be the most effective of four red clover isoflavones tested in the above in vitro assays. Therefore, estrogenic components of plant extracts can be identified using assays for estrogenic activity along with screening and identification of the active components using ultrafiltration LC-MS. These data suggest a potential use for some dietary supplements, ingested by human beings, in the treatment of menopausal symptoms.

Пищевые подходы к поздней токсичности Адъювантной химиотерапии при раке молочной железы выживших1

Адъювантная химиотерапия рака молочной железы снижается частота рецидивов и продлевает жизнь ценой острой и хронической токсичности. Выживших рака молочной железы, которые получали адъювантной химиотерапии может страдать от поздних эффектов химиотерапии, в том числе

12

застойной сердечной недостаточности, невропатии, преждевременная менопауза и остеопороз. Пищевые подходов к решению этих проблем различны в их ориентации и успех. Исследование свободнорадикальных падальщики для антрациклинов-индуцированной кардиомиопатии родился от известных патогенетических механизмов кардиотоксического но было всеобщее разочарование до сих пор в клинических испытаниях. Применение препаратов, используемых для диабетической нейропатии позволяет предположить, что масло энотеры, α-липоевая кислота, капсаицин-все это может играть определенную роль в эмпирических параметров, доступных для пациентов с химиотерапией-индуцированной нейропатии. Растительные препараты, в том числе и черный cohosh (Actaea racemosa), dong quai (Angelica sinensis), примулы вечерней (Oenothera biennis), и красный клевер (Trifolium предлогом) используются у пациентов испытывают приливы из-за преждевременной менопаузы, несмотря на малочисленность данных клинических исследований, демонстрирующих либо безопасности или эффективности. Кальция и витамина D широко применяются в качестве эффективного средства для замедления потери костной массы, остеопороз. Лечебное питание для отдаленных последствий рака молочной железы химиотерапия предложить перспективы предотвращение или смягчение этих последствий лечения. Однако, за исключением витамина D и кальция для профилактики потери костной массы, текущих клинических доказательств, подтверждающих использование питательных веществ остается мало.

По оценкам, 212,600 новых случаев рака молочной железы будет диагностирован в 2003 году в Соединенных Штатах. Из этих пациентов, 86% выдерживают не менее 5 лет, 71% не менее 10 лет, и 53% не менее 20 лет. В соответствии с этим, как правило, положительный результат, два миллиона выживших рака молочной железы в настоящее время проживают в этой стране. Более чем три четверти женщин во всех возрастных группах выживших, по крайней мере, 5 лет после постановки диагноза, вопросы выживания среди больных раком молочной железы вырос в важности и гарантирует внимание на образование и научные исследования.

Большинство женщин со стадией II и III рака молочной железы, а также растущий процент I этап случаях теперь адъювантной химиотерапии после хирургического иссечения первичной опухоли. Адъювантная химиотерапия обычно длится 3-6 МО и включает в себя несколько агентов с различными механизмами действия и неперекрывающиеся токсичности. Таблица 1 приведены часто используемые схемы для адъювантного лечения рака молочной железы. Важным поздно эффекты химиотерапии зависят цитотоксического агента используется (Таблица 2) но есть и наиболее отчетливо сердечной дисфункции, химиотерапия-индуцированной нейропатии, дисфункция яичников и недостаточность, и проблемы костной следующие от потери костной массы (Таблица 3). В этой статье мы представляем обзор этих хронических заболеваний, в том числе механизмы, с помощью которых они происходят, медицинский менеджмент, пищевые подходы к профилактике и лечению, а также неурегулированных вопросов для будущих исследований.

КардиотоксичностьКардиотоксичность наблюдалась совпадающих с введением в конце 1960 х годов антрациклинами

(напр., доксорубицин) и может также возникать реже после использования других агентов, таких как циклофосфан и фторурацил. В вскрытие серии из 64 пациентов, которые получали доксорубицин, 36 (56%) имели гистологические признаки антрациклинов-индуцированной кардиотоксичности, хотя только 20 (31%) имели до задокументировано нарушение систолической функции левого желудочка (1). Увеличение гистологических и клинических токсичность были связаны с дозы >450 мг/м2, средостения излучения, и возраст >70 г. Дополнительные выявлены факторы риска включают ранее существовавших болезни сердца, состояния питания, график доксорубицин администрации, и других цитостатических препаратов, используемых, в частности, паклитаксел и трастузумаб (2-5). В исследовании 534 пациентов, получавших циклофосфамид, доксорубицин, фторурацил и химиотерапии для рака молочной железы, заболеваемость, клинические застойной сердечной недостаточности был 1% у пациентов, получавших 300 мг/м2 доксорубицина и 4% у тех, кто получал 450 мг/м2 (6). Столько, сколько 26-30% пациентов, получавших ≥550 мг/м2 доксорубицина может развиться клинически значимой сердечной недостаточностью (7,8).

Гистопатология антрациклинов-индуцированной кардиотоксичности включает myofibril потери и разрушения, набухания митохондрий и нарушению саркоплазматического ретикулума (9).

13

Клиническое развитие тяжелой сердечной недостаточности совпадает с myocyte некроза. Наиболее широко принятые механизмы для учета антрациклиновых-индуцированной кардиотоксичности включают генерации активных форм кислорода и истощение АТФ в кардиомиоцитах. Антрациклинами привязать кардиолипин, лецитин внутренней митохондриальной мембраны, необходимых для полного активность ферментов дыхательной цепи (10). В результате этой привязки, NADH отдает электроны в антрациклинов, чем цитохром c, ведущих к двум эффектам. Во-первых, АТФ поколения заблокирован. Во-вторых, антрациклины передает электроны на молекулярный кислород, образуя свободные радикалы, которые производят прямое повреждение миокарда (11). Митохондрии в noncardiac тканей не следует полагаться на NADH-управляемое сокращение от цитозоля в дыхательной цепи и таким образом не активировать антрациклинов (12). Доксорубицин также генерирует свободные радикалы путем неферментативного пути с участием железа. Наконец, в лице таких свободных радикалов, индуцированного оксидантного стресса, антиоксидантных ферментов, менее обильные в сердце, чем в других метаболически активных тканях, таких как почки и печень (13).

Антрациклины-индуцированной кардиомиопатии представлена клинически в виде застойной сердечной недостаточности, а также, возможно, ускорение коронарных артерий. Презентация сердечная недостаточность может возникнуть в любое время после последней дозы доксорубицина. Диагностические золотым стандартом остается эндомиокардиальный биопсии, инвазивная процедура, требующая катетеризации сердца. Однажды систолическая или диастолическая дисфункция была обнаружена, результат переменной, с некоторых пациентов улучшение заметно на медикаментозную терапию и другие прогрессирует либо смерти или трансплантации сердца (14,15). Прогнозирование восприимчивости остается значительным фармакогенетические проблемы. Dexrazoxane, хелатор железа, рекомендуется снижение заболеваемости доксорубицин-индуцированной кардиотоксичности у пациентов, получающих высокие кумулятивные дозы антрациклинами (16). Probucol, антиоксидант и гиполипидемической агента, может защитить крыс от антрациклинов-индуцированной кардиотоксичности и тормозит антрациклиновых-индуцированного апоптоза сердечных миоцитов (17,18).

Пищевые подходы к профилактике антрациклинов-индуцированной кардиотоксичности сосредоточились на свободнорадикальные падальщики, в том числе витамины, эндогенные антиоксиданты и растительные флавоноиды (Таблица 4). Ранние усилия были направлены на профилактика кардиотоксичности при использовании эндогенных или диета-производные антиоксидантов. Обнадеживающие результаты наблюдались у животных, получавших витамины C, A и E (19-23). Рано оптимизм угас, впрочем, как и ограничения в этот подход стал более высокую оценку. В целом, дозы этих препаратов, используемых в доклинических исследованиях (напр., 2 г/кг аскорбиновой кислоты, чтобы продлить срок жизни мышей, получавших доксорубицин [19]) не практичны в организме человека. Кроме того, в то время как цинк и селен уровень снизился у пациентов с раком, витамины А, Е, И β-каротин, как правило, не (24). По иронии судьбы Селена наблюдалась для защиты от доксорубицин-индуцированной кардиотоксичности у крыс и кроликов (25,26), но дефицит этого минерала в крыс не привело к обострению доксорубицин-индуцированного повреждения сердца (27). Одно человеческое исследование с α-токоферол не показали защитный эффект (28).

Пищевые подходы к кардиотоксичности химиотерапии рака молочной железыЭндогенные антиоксиданты не живется гораздо лучше. Аналогично первые результаты с

витаминами, N-ацетилцистеина проявили способности в животных, чтобы предотвратить антрациклиновых-индуцированная кардиомиопатия (29,30). Тем не менее, ни одна из двух человеческих исследования показали защитный эффект (31,32). Исследование на животных, результаты с убихинон (также известный как коэнзим Q) были сомнительными, с некоторыми показывая защитный эффект и другие никакого эффекта в профилактике антрациклинов-индуцированной кардиотоксичности (33-35). Наконец, мелатонин является физиологическим свободных радикалов, нейтрализует доксорубицин-индуцированного свободными радикалами грызунов в кардиомиоцитах (36-38). Нет человеческих данных.

Флавоноидов, полифенольных бензо-γ-пирона, широко распространенные в растениях, обладают антирадикальное свойства, и хелат железа. Виноградных косточек экстракт проантоцианидина

14

бесплатно антирадикальное активности превосходят антиоксидантные витамины и проявили активность в нескольких моделях грызунов доксорубицин-индуцированной кардиотоксичности (39-41). Шпинат флавоноиды проявили активность в предотвращении доксорубицин-индуцированного повреждения сердца у мышей (42,43). Нет данных по использованию любой флавоноид препарата для предотвращения антрациклиновых-индуцированной кардиотоксичности в организме человека. Как уже было верно и для других антиоксидантов, упомянутых выше, природные флавоноиды могут быть ограничены на коммунальные услуги из-за высоких дозах (напр., 500 мг/кг), необходимый для защиты от доксорубицин-индуцированной кардиотоксичности у мышей (44). В конечном счете, синтетических флавоноидов могут оказаться более эффективными (45).

До сих пор нет убедительной демонстрации того, что питательные вещества могут предотвратить или предупредить прогрессирование химиотерапии-индуцированной кардиомиопатии. Прочное препятствие выявлению таких агентов будет сложность выполнения плацебо-контролируемых исследований с достаточной силой, чтобы обнаружить скромный эффект в низкой распространенности расстройства (напр., у 1% пациентов, получавших адъювантной химиотерапии с антрациклинами, которые развивают угрожающей жизни сердечной недостаточностью). Даже dexrazoxane, одного агента для предотвращения антрациклиновых-опосредованной кардиотоксический эффект, который был одобрен пищевых продуктов и медикаментов, было только показано, чтобы быть эффективным в кумулятивной дозы доксорубицина, значительно превышающие те, как известно, быть эффективным в адъювантном лечении рака молочной железы. Фармакогенетических подходов может дать Гена профиль, который предрасполагает к антрациклиновых-опосредованной кардиотоксичности. Дальнейшее изучение питательные средства для предотвращения или стабилизировать снижение сердечной функции может быть более плодотворной в таких субпопуляции.

Периферическая нейропатияПериферическая нейропатия после использования таксаны (паклитаксел и доцетаксел) в дозе

ограничения; высокие дозы связаны с острой нейротоксичности практически у всех больных (46-48). Из таксаны, паклитаксел, скорее всего, даст доза-ограничение нейротоксичности принимая во внимание, что доцетаксел более вероятно, будут связаны с накопительными задержка жидкости (49). В дозах, используемых у пациентов, получавших адъювантное лечение рака молочной железы, до 88% пациентов, получавших паклитаксел опыт умеренной нейротоксичности, 21% из которых может потребовать снижения дозы химиотерапевтических. Тяжелые токсические эффекты возникают в 0-3% таких больных (46,50).

Таксаны действовать по стабилизации микротрубочек и привести к клеточного цикла из следующих дисфункция микротубулярной митотического веретена во время митоза (51). Микротрубочки необходимы также для аксонального транспорта в нервных волокон, которые могут за счет taxane-индуцированной нейротоксичности, что происходит в крупных миелиновых (проприоцепции, вибрации) и малых unmyelinated (температура, уколоться) нервных волокон. Как правило, мышцы растянуть рефлексы уменьшаются практически у всех больных. Сенсорные симптомы обычно включают онемение и dysesthesias, которые начинаются в дистальном отделе нижних конечностей и, как правило, происходят в чулок и перчаток распределения. Вегетативная участие и слабость миалгии могут возникнуть в более тяжелых случаях. В большинстве случаев устранить после завершения или прекращения химиотерапии. Симптомы могут ухудшаться в течение недели после прекращения таксаны и тогда, в целом, улучшения в течение нескольких месяцев. Восстановление может быть медленным или неполной. Сахарный диабет, злоупотребление алкоголем, и наследуемые синдромы невропатической может усугубить состояние.

Профилактика тяжелых химиотерапии-индуцированной периферической нейропатии может быть достигнуто путем снижения дозы или прекращения taxane, содержащие схемы, когда симптомы становятся тяжелыми. Никаких изменений в выраженности нейропатии наблюдалось при той же дозе, было дано более 3 против 24 ч (52). Разработка препаратов для профилактики и лечения нейропатии в целом сдерживается три препятствия. Во-первых, интерпретации результатов различных исследований осложняется как использование различных шкал для нейротоксичности сортировки и interobserver изменчивость по степени тяжести заболевания в пределах определенной шкале (53). Во-вторых, результатов исследования, могут быть статистически значимым, но клинически незначимыми

15

и обеспечения эффективного обезболивания к значительному количеству предметов (54). Наконец, патогенез периферической нейропатии является многофакторной, и результаты, полученные в одной ситуации не обязательно переключиться на другой. Например, ряд исследований были проведены для оценки агенты, которые могут ограничить нейропатии, индуцированной высокие дозы цисплатин (55-57). Однако, цисплатин-индуцированной neuropathogenesis отличается от вызванных паклитаксел, поэтому результаты не всегда применимы в разных химиотерапевтических агентов. С уважением к taxane-индуцированной периферической нейропатии, одного испытания, сообщили, что показали, что предварительная обработка с кортикостероидами не оказывает никакого влияния на развитие доцетаксел невропатии (58).

Из-за большого количества выживших рака молочной железы, нейропатии остается значительный клинический интерес. Таким образом, эмпирический подход к лечению этой проблемы может быть применен на основе результатов, наблюдаемых в других видах нейропатии, в частности диабетической нейропатии. Трициклические антидепрессанты (ТЦА)3 являются наиболее изученными агентов при диабетической нейропатии; они уменьшают нейропатической боли на ∼50% в одной трети всех пациентов, но плохо переносятся (59). Габапентин в ≥1600 мг/сут, кажется, есть деятельность, аналогичный ТСА и гораздо лучше переносится (60). Противосудорожные препараты имеют активностью по сравнению с ТЦА при диабетической нейропатии, но очень плохо переносится (61). Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина, включая пароксетин и циталопрам достаточно хорошо переносится и уменьшения невропатической боли при диабетической нейропатии лучше, чем плацебо, хотя и несколько меньше, чем ТЦА (62,63). Венлафаксин и бупропион также показали активность в диабетической нейропатии (64,65).

Пищевые подходы к лечению химиотерапии-индуцированной нейропатии рисовать на рандомизированных контролируемых клинических испытаний при диабетической нейропатии примулы, α-липоевая кислота, капсаицин (Таблица 5) (66). Масло первоцвета вечера (EPO) богат (n-6) жирных кислот, которые являются важными компонентами мембран нервных клеток. Коммерческие EPO, как правило, содержит 8% γ-линоленовой и 72% линолевой кислоты. EPO произвела сомнительные результаты в трех испытаниях диабетической нейропатии, с двумя из этих исследований, которые показали улучшение функции нерва измерений и симптомы и третьего показывая никакого улучшения в вибрационный порог восприятия по сравнению с плацебо после использования EPO (67-69). α-Липоевая кислота-это 8-углеродные открытые или циклического дисульфида, что оба очищает широкий спектр активных форм кислорода и восстанавливает другие антиоксиданты, такие как витамины C и E, in vivo (70). Три испытания поддерживают использование α- - липоевой кислоты при диабетической невропатии, и он одобрен для использования в Германии (71-73). Кроме того, небольшой серии случаев показывают, что α-липоевая кислота может улучшить химиотерапии-индуцированной нейропатии, вызванные комбинацией доцетаксел и цисплатин (74). Капсаицин-это вещество перца Чили, который истощает запасы субстанции р из unmyelinated сенсорные C волокон, которые передают съемки, жжение и резкая боль. После нескольких недель актуальные приложения (как правило, связанные с жжением), эндогенного нейромедиатора магазинах упадок. Афферентные ощущения, прикосновения, температуры и вибрации не влияет (75). Два исследования показывают умеренную эффективность капсаицина в освобождении диабетической нейропатии (76,77), в то время как другой показывает никакого эффекта, или эффект, который теряет значимость по применению intention-to-treat analysis (78).

Пищевые подходы к невропатии после химиотерапии рака молочной железыДисфункция яичников и недостаточностиДисфункция яичников или недостаточности общего у женщин в пременопаузе, получающих

химиотерапию. Возраст пациента и препарат дозировка предсказать риск наиболее сильно. Примерно 30% женщин в возрасте до 35 лет, 50% женщин в возрасте 35-40 лет и 75-90% женщин в их 40-х годов могут возникнуть постоянного прекращения менструальной функции после химиотерапии, ведущих к преждевременной менопаузы (79,80). Подсчитано, что 150,000 женщины были оказаны досрочно постменопаузе с раком молочной железы лечение (81). Исследования In vitro показывают, что химиотерапия вызывает апоптоз в pregranulosa клеток примордиальных фолликулов, уменьшая вероятность их успешной последующей овуляции (82).

16

Последствия менопаузы включают приливы, нарушения сна, сексуальные расстройства и когнитивные нарушения. Хотя эстроген-заместительной терапии (ERT) уже давно используется для этих симптомов, последние результаты женского здоровья инициатива о повышении риска рака молочной железы и других видов рака, а также отсутствие эффективности ERT, чтобы исправить эти условия назвал эту стратегию в вопрос (83-87). Кроме того, ERT противопоказано большинство женщин с раком груди из-за возможности эстрогенов, стимулирующих спящие метастатических раковых клеток, в особенности, если первичная опухоль была эстроген-рецептор положительный. Этот вопрос остается спорным (88,89). Таким образом, альтернативные методы использовались для управления симптомы менопаузы у выживших рака молочной железы.

Вазомоторные симптомы, в том числе приливы, ночная потливость, бессонница, головные боли, головокружение, сердцебиение распространены в выживших рака молочной железы испытывают преждевременной менопаузы. Несколько питательных подходы к лечению менопаузальных симптомов при раке молочной железы выжившие были взяты на вооружение, несмотря на скудость данных рандомизированных исследований, показывающие, безопасность, эффективность, или оптимального дозирования. Приливы являются наиболее распространенными и надоедливым перименопаузального симптомы, а также несколько природных веществ, были якобы обеспечить облегчение. К ним относятся черный cohosh (Actaea racemosa), dong quai (Angelica sinensis), примулы вечерней (Oenothera biennis), и красный клевер (Trifolium предлогом) (Таблица 6).

Подходы к симптомы менопаузы после химиотерапии рака молочной железыЧерный cohosh, член Лютик семье, использовался исторически коренных американцев для

различных заболеваний, в том числе эндометрит, труда, боли, расстройство желудка, и артрит (90). Следователи в Columbia-Presbyterian Medical Center провели рандомизированное исследование, в выживших рака молочной железы для оценки эффективности, побочных эффектов и безопасность черное cohosh для " приливы" (91). Это рандомизированное, двойное слепое, плацебо контролируемое исследование, изучили применение клопогона таблетки в 85 взрослых женщин, имеющих начальное химиотерапии, по крайней мере, 2 Пн до включения в исследования и сообщили, ежедневные приливы; 59 пациентов, одновременно принимающих тамоксифен, и 69 завершены все три горячих-flash дневники. Как для лечения, так и группы плацебо сообщили о сокращении количества и интенсивности приливов жара, и различия между группами не были статистически значимыми. Только потливость значительно уменьшилась в группе, получавшей черный cohosh. Обе группы также сообщили, улучшение симптомов менопаузы, которые не были существенно различны. Изменения в крови фолликулостимулирующего гормона и лютеинизирующего гормонов также были измерены; не было никаких существенных различий между двумя группами. Однако, исследование было ограничено значительного отсева (18.8%) и тот факт, что общая продолжительность лечения была короткой (2 МО). Не связанных с лечением тяжелых неблагоприятных событий, имевших место в исследовании. В противоположность этому, в ряде германских исследований показали значительное улучшение в приливы с скидки вплоть до 80% (92). Желудочно-кишечные расстройства и сыпь являются наиболее распространенными неблагоприятные события, и там были отдельные сообщения о том, печеночной и сердечно-сосудистой побочные эффекты с неопределенным причинности (93,94). Потому что общее качество опубликованных клинических испытаний является низким, более двух рандомизированных, двойных слепых, плацебо-контролируемых клинических испытаний, которые сейчас проводятся в США. На сегодняшний день, только один стандартизованный экстракт клопогона протестирована клинически; текущий Рекомендуемая доза составляет 40-80 мг/сут. По крайней мере, 4-12 нед лечения может потребоваться до любой терапевтический эффект может быть заметным. Побочные реакции, такие как тошнота, рвота, головные боли, головокружение, масталгии, и привесы наблюдались в клинических испытаниях. Нет лекарственных взаимодействий описаны в медицинской литературе. На эстрогенные эффекты черного cohosh являются спорными с последние данные о том, что экстракты клопогона может иметь антиэстрогенной активностью (95).

Dong quai это обычная китайская трава, извлеченные из корня A. sinensis. Хотя, как правило, используется в комбинации с другими китайскими травами, как часть традиционной китайской медицины, это растение можно приобрести в качестве одного агента в США. Одно рандомизированное, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование, сообщили Хирата et al.

17

(96); 71 женщин в постменопаузе с >14 приливы в неделю (любой степени тяжести) или >5 умеренные или тяжелые приливы еженедельно получали либо плацебо, либо dong quai три капсулы 3 раза/сут, что эквивалентно 4,5 Г/Д dong quai корень более 6 mo (96). Нет существенной пользы было увидеть в dong quai группа. Dong quai не содержит фитоэстрогены, а также данные о стимуляции эстроген-рецептор-позитивных клеток рака молочной железы или связывание с рецепторами эстрогена конфликтующих (97). Таким образом, безопасность dong quai в выживших рака молочной железы неизвестна. Dong quai содержит кумарины и может вызвать кровотечение при приеме внутрь одновременно с варфарином. Фоточувствительность сообщается также благодаря наличию furocoumarins (98).

Примулы цветы и семена давит, чтобы масло, которое содержит большое количество (n-6) жирные кислоты γ-линоленовой кислоты, являющейся предшественником простагландинов E1. Chenoy et al., (99) сообщили о результатах рандомизированного, двойного слепого, плацебо-контролируемого исследования у женщин в постменопаузе, которые были приливы, по крайней мере, три раза в день и либо повышенные уровни гонадотропина или аменорея в течение не менее 6 мес. Предметы вводили плацебо (n = 28) или два раза в день доз препарата, содержащего 2 г, масло энотеры и 40 мг витамина Е (n = 28) в течение 6 мес. Только 18 женщин в группе лечения и 17 женщин в группе плацебо завершения судебного процесса. Нет различия, наблюдаемые между группами в отношении частоты либо днем или вечером мигает. Общие побочные эффекты включают расстройство желудка, тошнота, головная боль, и мягкий стул (90). Энотера может снижать судорожный порог. Нет данных о безопасности и эффективности этого препарата в выживших рака молочной железы.

Красный клевер содержит фитоэстрогены formononetin, biochanin, daidzein, и генистеин. Два маленьких, 3-Пн Австралии клинические испытания показали никакой пользы красного клевера, экстракт приливы (100,101). Совсем недавно, американские ученые сообщили о результатах крупного рандомизированного плацебо-контролируемого двойного слепого исследования у женщин в период менопаузы в возрасте 45-60 y, которые испытывали, по крайней мере, 35 приливы в неделю (102). После 2-wk плацебо-в, 252 субъектов были рандомизированы для получения Promensil (82 мг всего изофлавонов в день), Rimostil (57 мг всего изофлавонов в день)или плацебо назначали в течение 12 нед. Девяносто восемь процентов пациентов завершили 12-wk протокола. Хотя Promensil и Rimostil снижение приливы на 41 и 34%, соответственно, по сравнению с плацебо, авторы пришли к выводу, что ни приложение имело клинически важного влияния на приливы или других симптомы менопаузы. Нет данных о этих добавках, в частности, больных раком молочной железы. Хотя профиль изофлавоны отличается между сои и клевера, экстракты, последние сохраняют потенциал для того, чтобы стимулировать клетки рака молочной железы, а также данные о безопасности больных раком молочной железы не хватает.

Витамин Е имеет долгую историю использования для горячих вспышек, как в общей популяции, и в выживших рака молочной железы, но данные об их эффективности были эпизодичны. В 1998 году, Barton et al. (103) сообщила о первой (и на сегодняшний день единственное) рандомизированное, плацебо-контролируемое исследование витамина Е для горячих вспышек в выживших рака молочной железы. В этом исследовании пациенты получали витамин Е (800 ме/сут в течение 4 нед с последующим идентичные появления плацебо в течение 4 нед, или наоборот. Дневники были использованы для измерения токсичности и горячей flash частот. Из 120 пациентов, записавшихся, 105 закончивших лечение. В целом, использование витамина Е был найден в результате один менее горячие вспышки в сутки по сравнению с плацебо. Хотя токсичности были несущественными, предпочтения пациента, не в пользу витамин Е руку. Таким образом, хотя витамин Е кажется безопасным для горячих вспышек в выживших рака молочной железы, не установлено данных, подтверждают эффективность метода для этого указания.

Потеря костной массыПотеря костной массы является признанным осложнением старения и тесно связано с развитием

естественной менопаузой (104). В дополнение к индукции преждевременной менопаузы, выживших рака молочной железы могут иметь и другие факторы риска для потери костной массы и остеопороз является одним из долгосрочных осложнений успешного лечения опухолевых заболеваний (105).

18

Остеопороз-это состояние, при котором костная масса уменьшается, что приводит к увеличению трещиноватости, госпитализация и последующее снижение функции и независимости. Она определяется в терминах минеральной плотности костной ткани (МПКТ), и оценка становится важным для ранней диагностики. Несколько исследований изучали БМД, чтобы определить распространенность клинически значимой потери костной массы у женщин с nonmetastatic рака молочной железы. Shapiro et al. (106) исполнили небольшие, но хорошо продуманные исследования 49 premenopausal женщин со стадией I или II раком молочной железы, получающих адъювантную химиотерапию. БМД, остеокальцин, щелочная фосфатаза измеряли исходно и на 6 - и 12-mo posttherapy. В результате химиотерапии, 35 из 49 женщин стала постменопаузального. Женщины, которые разработаны недостаточностью яичников имели статистически значимые потери костной массы по сравнению с исходной (позвоночника, шейки бедра и вертела на 6 МО: -4, -2.6, -3%, соответственно; в 12 МО: -в 3,7, -2, и-1.1%, соответственно) в отличие от 14 женщин, которые сохраняются функции яичников. Однако, это исследование не включали в многофакторный анализ с поправкой на другие факторы, которые могут повлиять на эти выводы. Ранее пилотные исследования Хедли et al. (107 рассмотрел в про женщин, перенесших адъювантной химиотерапии рака молочной железы. Из 27 пациентов, у которых про замеры до и сразу после приема химиотерапии, 16 развиваются аменорея. В этом небольшом пилотном исследовании, имею в виду про замеры сразу, со временем оказались на 14% ниже у женщин с недостаточностью яичников, чем те, кто продолжал менструации. Химиотерапия была выдвинута гипотеза, увеличить риск развития остеопении и остеопороза либо путем непосредственного воздействия на костный Матрикс или косвенно вследствие преждевременной недостаточностью яичников. Три дополнительных исследований были получены сведения о влиянии химиотерапии на потери костной массы (108-110). Все трое были рандомизированных клинических испытаний бисфосфонат лечения (clodronate или ризедронат), учитывая, во время химиотерапии и были, таким образом, не предназначены для решения вопросов степени, времени, курса, или обратимость потери костной ткани в процессе лечения. Таблица 7 показаны изменения в МПК, измеренная для пациентов в группе плацебо каждого из этих испытаний. Снижение пояснично-крестцового отдела позвоночника плотность колебалась от 2,7 до 9,5%, тогда как изменения в шейке бедренной кости плотность колебалась от 3,3 до 4,6% без использования бисфосфонатов. Во всех трех исследованиях, бисфосфонатов агент был в состоянии предотвратить потерю костной массы. Однако, ни в одном из исследований наблюдаемых пациентов за 24 mo после окончания лечения этих пациентов по сравнению с возрастной группы контроля, или изучается роль других факторов риска в модулирующий эффект химиотерапии.

Минеральная плотность костной ткани изменения груди после лечения ракаПрочность костей влияет и скорость костного ремоделирования. Ремоделирование костной ткани

могут быть оценены путем измерения суррогатных маркеров костного оборота в крови или моче. Остеокальцин является сывороточный маркер формирования костной ткани и коллагена I типа N-telopeptide является сыворотке крови маркера костной резорбции. Эти маркеры могут отражать изменения костного ремоделирования в течение нескольких дней до месяцев и были соотнесены ответ ралоксифен в более исследование (111). Только исследование Shapiro et al. (106) включены остеокальцин измерений в больных раком молочной железы до и после химиотерапии. В ходе этого исследования, женщины, которые пережили со временем менопаузы имели значительных высот в остеокальцин, в возрасте 6 и 12 мес (+59 и +18%соответственно), тогда как те, кто не опыт недостаточностью яичников были подъемы в 6 мес, но значения ниже базовой линии на 12 мес (+22% и -23%соответственно). Хотя данных не поддерживается использование этих маркеров в прогнозировании массы кости или перелом риска в общей популяции (112), неизвестно, будет ли и в какой степени они могут иметь роль в оценке костных изменений во время и сразу после химиотерапии или может предсказать, какие пациенты пойдут на развитие клинически значимой потери костной массы.

Взятые вместе, эти результаты показывают, что выживших рака молочной железы, особенно у пациентов, получающих адъювантную химиотерапию, входящих в группу риска развития дефектов в костной ткани, минерализации и что эти эффекты могут быть смодулировано развития лечение-индуцированной менопаузы. Окончательные выводы в настоящее время не могут быть сделаны

19

относительно независимый вклад химиотерапии или менопаузальный статус на последующий риск остеопороза или остеопении. Выявление различий в потере костной массы химиотерапией типа неизвестно, как эффект тамоксифена на минерализации костной ткани у женщин в пременопаузе. Без рутинный скрининг или понимание факторов риска потери костной массы, эндокринологи часто видим пациентов с терапии-индуцированного остеопороза в продвинутой стадии заболевания, когда переломов уже присутствуют. Потому что переломы могут привести к существенному увеличению заболеваемости, смертности и финансовых затрат, и лучшие результаты лечения достигаются при ранней стадии остеопороза, оно является ключевым для выявления рака выживших повышенный риск развития остеопороза и экран их в соответствующие промежутки времени.

Пищевые подходы к управлению здоровьем костей в выживших рака молочной железы ориентироваться в первую очередь на поддержание достаточного потребления кальция и витамина D. кальций потребление является необходимым для костной обслуживания. Однако, рекомендации для оптимального потребления различаться, и несколько методов были разработаны, чтобы оценить требования к питанию (113). Общая суточная потребность зависит от скорости аккреции костного и скорость кишечного всасывания кальция. Национальные институты здоровья (NIH) Consensus Development Panel on остеопороз профилактика, диагностика и терапия рекомендует 1000-1500 мг/сут для взрослых в возрасте от 17 y и более (b). Конкретные рекомендации для выживших рака молочной железы или те, которые получили химиотерапию в целом не хватает. Факторы риска неадекватного пищевого рациона включают ограничено потребление молочных продуктов, низкое потребление фруктов и овощей, а также высокий расход низкий кальций напитков, таких как газированные напитки (113).

Витамин D необходим для оптимального усвоения кальция, и, таким образом, достаточное поступление критически важны для поддержания здоровья костей. Текущая рекомендация 400-1000 ме/сут для взрослых (113). Эндогенный синтез является основным источником витамина D у лиц с адекватной солнце потребление (112), однако, уязвимых групп могут потребоваться добавки. Для тех, кто с пограничными эндогенного синтеза, другие факторы, такие как диеты с высоким содержанием белка, кофеина, фосфора и низкое потребление натрия может диск уровней вниз дальше в опасную зону (112).

Упражнения и физическая активность в молодости способствовать пика костной массы, и как сопротивление и высокая степень воздействия упражнений различного типа, по-видимому, наиболее выгодно (114). Несколько исследований подтвердили преимущества упражнений на плотность костной ткани в середине и конце жизни. В нескольких проспективных исследований, направленных на изучение долгосрочной пользе для здоровья упражнения в выживших рака молочной железы в настоящее время ведутся.

Пищевые подходы к хронической токсичности адъювантной химиотерапии рака молочной железы из стволовых различного происхождения, в том числе патогенезе токсичность, применение препаратов, используемых для тесно связанных с этим проблем, и традиционной медицины. Доказательства сильнейших для использования кальция и витамина D, чтобы замедлить потерю костной массы. Для других токсических побочных эффектов, доказательства слабые и в большинстве случаев останется так, потому что либо большое число проб, необходимых, чтобы показать эффект в расстройство низкая распространенность (антрациклины-индуцированной кардиотоксичности) или отсутствие собственного коммерческого интереса ходовые качества испытаний (натуральные продукты для нейропатии или симптомы менопаузы). Флавоноиды в конечном итоге может быть полезным в профилактике антрациклинов-индуцированной кардиотоксичности. EPO и α-липоевая кислота являются разумным дополнением к другой эмпирической терапии для лечения химиотерапии-индуцированной нейропатии. Черный cohosh, dong quai, evening primrose, и красный клевер, вероятно, будут по-прежнему использоваться для лечения жара, несмотря на предельную эффективность. Безопасность остается проблемой.

© 2003 The American Society for Nutritional SciencesNutritional Approaches to Late Toxicities of Adjuvant Chemotherapy in Breast Cancer Survivors1

1. Edwin Rock * and 2. Angela DeMichele * ,†,**,2

20

+ Author Affiliations1. *Division of Hematology Oncology, University of Pennsylvania School of Medicine, †Rena Rowan Breast

Center, and **Abramson Cancer Center of the University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19104 AbstractAdjuvant chemotherapy of breast cancer reduces recurrence rates and prolongs survival at the cost of

both acute and chronic toxicities. Breast cancer survivors who have received adjuvant chemotherapy may suffer from late effects of chemotherapy including congestive heart failure, neuropathy, premature menopause, and osteoporosis. Nutritional approaches to these problems are distinct in their orientation and success. Study of free radical scavengers for anthracycline-induced cardiomyopathy was born from known pathogenetic mechanisms of cardiotoxicity but has been universally disappointing thus far in clinical trials. Application of agents used for diabetic neuropathy suggests that evening primrose oil, α-lipoic acid, and capsaicin may all play a role in the empiric options available to patients with chemotherapy-induced neuropathy. Plant-derived preparations including black cohosh (Actaea racemosa), dong quai (Angelica sinensis), evening primrose (Oenothera biennis), and red clover (Trifolium pretense) are used by patients experiencing hot flashes due to premature menopause despite a paucity of clinical trial data demonstrating either safety or efficacy. Calcium and vitamin D are widely accepted as an effective means to retard bone loss leading to osteoporosis. Nutritional approaches to late effects of breast cancer chemotherapy offer the prospect of preventing or ameliorating these sequelae of treatment. However, except for vitamin D and calcium for prevention of bone loss, current clinical evidence supporting use of nutritional agents remains sparse.

nutrition breast cancer chemotherapy survivorship An estimated 212,600 new breast cancers will be diagnosed during 2003 in the United States. Of these

patients, 86% are expected to survive for at least 5 y, 71% for at least 10 y, and 53% for at least 20 y. Consistent with this generally positive outcome, two million breast cancer survivors now reside in this country. With more than three-quarters of women in all age groups surviving for at least 5 y after diagnosis, survivorship issues among breast cancer patients have risen in importance and warrant attention to education and research.

A majority of women with stage II and III breast cancer as well as a growing percentage of stage I cases now receive adjuvant chemotherapy after surgical excision of their primary tumor. Adjuvant chemotherapy typically lasts for 3–6 mo and includes multiple agents having distinct mechanisms of action and nonoverlapping toxicities. Table 1 summarizes commonly used regimens for adjuvant treatment of breast cancer. Important late effects of chemotherapy vary with cytotoxic agent used (Table 2) but include most prominently cardiac dysfunction, chemotherapy-induced neuropathy, ovarian dysfunction and failure, and skeletal problems following from bone loss (Table 3). In this article, we present an overview of these chronic morbidities including mechanisms by which they occur, medical management, nutritional approaches to prevention and treatment, and unresolved areas for future research.

CardiotoxicityCardiotoxicity was observed coincident with the introduction in the late 1960s of anthracyclines (e.g.,

doxorubicin) and can also occur more rarely after the use of other agents such as cyclophosphamide and fluorouracil. In an autopsy series of 64 patients who had received doxorubicin, 36 (56%) had histological signs of anthracycline-induced cardiotoxicity, although only 20 (31%) had prior documented impairment in left ventricular systolic function (1). Increased histological and clinical toxicity have been associated with doses >450 mg/m2, mediastinal radiation, and age >70 y. Additional identified risk factors include preexisting cardiac disease, nutritional status, schedule of doxorubicin administration, and other cytotoxic agents used, particularly paclitaxel and trastuzumab (2–5). In a study of 534 patients receiving cyclophosphamide, doxorubicin, and fluorouracil chemotherapy for breast cancer, incidence of clinical congestive heart failure was 1% in patients receiving up to 300 mg/m2 of doxorubicin and 4% in those receiving 450 mg/m2 (6). As many as 26–30% of patients receiving ≥550 mg/m2 of doxorubicin may develop clinically significant congestive heart failure (7,8).

21

Histopathology of anthracycline-induced cardiac toxicity includes myofibril loss and disruption, mitochondrial swelling, and disruption of the sarcoplasmic reticulum (9). Clinical progression to severe heart failure coincides with myocyte necrosis. The most widely accepted mechanisms to account for anthracycline-induced cardiotoxicity involve reactive oxygen species generation and ATP depletion in cardiac myocytes. Anthracyclines bind cardiolipin, a phospholipid of the inner mitochondrial membrane required for full activity of respiratory chain enzymes (10). As a result of this binding, NADH donates electrons to the anthracycline rather than to cytochrome c, leading to two effects. First, ATP generation is inhibited. Second, the anthracycline transfers electrons to molecular oxygen, forming free radicals that produce direct myocardial injury (11). Mitochondria in noncardiac tissues do not rely on NADH-driven reduction from cytosol to respiratory chain and thus fail to activate anthracycline in this way (12). Doxorubicin also generates free radicals through a nonenzymatic pathway involving iron. Finally, in the face of such free radical induced oxidant stress, antioxidant enzymes are less abundant in the heart than in other metabolically active tissues such as the kidney and liver (13).

Anthracycline-induced cardiomyopathy presents clinically as congestive heart failure as well as possibly acceleration of coronary artery disease. Presentation of heart failure may occur at any time after the last dose of doxorubicin. The diagnostic gold standard remains endomyocardial biopsy, an invasive procedure requiring cardiac catheterization. Once systolic or diastolic dysfunction has been detected, outcome is variable, with some patients improving markedly on medical therapy and others progressing either to death or cardiac transplantation (14,15). Prediction of susceptibility remains a significant pharmacogenetic challenge. Dexrazoxane, an iron chelator, is recommended to decrease the incidence of doxorubicin-induced cardiotoxicity in patients receiving high cumulative doses of anthracyclines (16). Probucol, an antioxidant and lipid-lowering agent, can protect rats from anthracycline-induced cardiotoxicity and inhibits anthracycline-induced apoptosis of cardiac myocytes (17,18).

Nutritional approaches to prevention of anthracycline-induced cardiac toxicity have focused on free radical scavengers including vitamins, endogenous antioxidants, and plant-derived flavonoids (Table 4). Early efforts focused on prevention of cardiotoxicity by use of endogenous or diet-derived antioxidants. Encouraging results were observed in animals treated with vitamins C, A, and E (19–23). Early optimism faded, however, as the limitations in this approach became better appreciated. In general, dosages of these agents used in preclinical studies (e.g., 2 g/kg of ascorbic acid to prolong lives of mice receiving doxorubicin [19]) are not practical in humans. In addition, whereas zinc and selenium levels are decreased in patients with cancer, vitamins A, E, and β-carotene typically are not (24). Ironically selenium was observed to protect against doxorubicin-induced cardiotoxicity in rats and rabbits (25,26), but deficiency of this mineral in rats led to no exacerbation of doxorubicin-induced heart damage (27). A single human study with α-tocopherol showed no protective effect (28).

Nutritional approaches to cardiotoxicity of breast cancer chemotherapyEndogenous antioxidants have not fared much better. Similar to early results with vitamins, N-

acetylcysteine displayed an ability in animals to prevent anthracycline-induced cardiomyopathy (29,30). Nonetheless, neither of two human studies showed a protective effect (31,32). Animal study results with ubiquinone (also known as coenzyme Q) have been equivocal, with some showing a protective effect and others no effect in prevention of anthracycline-induced cardiac toxicity (33–35). Finally, melatonin is a physiological free radical scavenger that neutralizes doxorubicin-induced free radicals in rodent cardiac myocytes (36–38). There are no human data.

Flavonoids are polyphenolic benzo-γ-pyrone derivatives that are ubiquitous in plants, possess radical scavenging properties, and chelate iron. Grape seed proanthocyanidin extract has free radical scavenging activity superior to that of antioxidant vitamins and showed activity in multiple rodent models of doxorubicin-induced cardiac toxicity (39–41). Spinach flavonoids showed activity in preventing doxorubicin-induced heart damage in mice (42,43). No data are available on the use of any flavonoid-based preparation to prevent anthracycline-induced cardiotoxicity in humans. As has been true with other antioxidants mentioned above, naturally occurring flavonoids may be limited in utility because of the high doses (e.g., 500 mg/kg) required to protect against doxorubicin-induced cardiotoxicity in mice (44). Ultimately, synthetic flavonoids may prove more effective (45).

22

Thus far there has been no convincing demonstration that nutritional agents can prevent or forestall the progression of chemotherapy-induced cardiomyopathy. An enduring obstacle to the identification of such agents will be the difficulty of performing placebo-controlled trials with sufficient power to detect a modest effect in a low prevalence disorder (e.g., 1% of patients receiving adjuvant chemotherapy with anthracyclines who develop life-threatening heart failure). Even dexrazoxane, the single agent to prevent anthracycline-mediated cardiac toxicity that has been approved by the Food and Drug Administration, was only shown to be effective at cumulative doxorubicin doses well in excess of those known to be effective in adjuvant treatment of breast cancer. Pharmacogenetic approaches may yield a gene profile that predisposes to anthracycline-mediated cardiac toxicity. Further study of nutritional means to prevent or stabilize a decline in cardiac function might be more fruitful in such a subpopulation.

Peripheral neuropathyPeripheral neuropathy after use of taxanes (paclitaxel and docetaxel) is dose limiting; high doses are

associated with severe acute neurotoxicity in virtually all patients (46–48). Of the taxanes, paclitaxel is more likely to produce dose-limiting neurotoxicity whereas docetaxel is more likely to be associated with cumulative fluid retention (49). At doses used in patients receiving adjuvant treatment for breast cancer, up to 88% of patients receiving paclitaxel experience mild-to-moderate neurotoxicity, 21% of whom may require chemotherapeutic dose reduction. Severe toxic effects occur in 0–3% of such patients (46,50).

Taxanes act by stabilizing microtubules and lead to cell cycle arrest following from dysfunction of the microtubular mitotic spindle during mitosis (51). Microtubules are also required for axonal transport in nerve fibers, which may account for taxane-induced neurotoxicity that occurs in both large myelinated (proprioception, vibration) and small unmyelinated (temperature, pinprick) nerve fibers. As a general rule, muscle stretch reflexes are diminished in virtually all patients. Sensory symptoms typically include numbness and dysesthesias that begin in distal lower extremities and commonly occur in a stocking and glove distribution. Autonomic involvement and weakness with myalgias may occur in more severe cases. Most cases resolve after the completion or discontinuation of chemotherapy. Symptoms may worsen for weeks after cessation of taxanes and then generally improve over months. Recovery may be slow or incomplete. Diabetes, alcohol abuse, and inherited neuropathic syndromes can exacerbate the condition.

Prevention of severe chemotherapy-induced peripheral neuropathy can be accomplished by dose reduction or discontinuation of taxane containing regimens when symptoms become severe. No change in severity of neuropathy was observed when the same dose was given over 3 vs. 24 h (52). Development of agents for prevention and treatment of neuropathy in general has been hampered by three obstacles. First, interpreting results across studies is complicated by both the use of different scales for neurotoxicity grading and interobserver variability across grades of severity within a particular scale (53). Second, results in any given study may be statistically significant yet clinically insignificant in providing effective pain relief to a substantial number of subjects (54). Finally, the pathogenesis of peripheral neuropathy is multifactorial, and results obtained in one setting are not necessarily transferable to another. For example, a number of trials were performed to assess agents that might limit neuropathy induced by high dose cisplatin (55–57). However, cisplatin-induced neuropathogenesis is distinct from that caused by paclitaxel, so results are not necessarily applicable across chemotherapeutic agents. With respect to taxane-induced peripheral neuropathy, a single trial was reported that showed that pretreatment with corticosteroids has no effect on the development of docetaxel-related neuropathy (58).

Because of the large number of breast cancer survivors, neuropathy remains a significant clinical concern. Thus, an empiric approach to treatment of this problem can be applied based on results observed in other types of neuropathy, particularly diabetic neuropathy. Tricyclic antidepressants (TCA)3 are the best-studied agents in diabetic neuropathy; they reduce neuropathic pain by ∼50% in one-third of all patients but are poorly tolerated (59). Gabapentin at ≥1600 mg/d appears to have activity similar to that of TCA and is much better tolerated (60). Anticonvulsants appear to have activity equivalent to TCA in diabetic neuropathy but are very poorly tolerated (61). Selective serotonin reuptake inhibitors including paroxetine and citalopram are reasonably well tolerated and reduce neuropathic pain in diabetic neuropathy better than placebo though somewhat less than TCA (62,63). Venlafaxine and bupropion have also shown activity in diabetic neuropathy (64,65).

23

Nutritional approaches to treatment of chemotherapy-induced neuropathy draw on randomized controlled clinical trials in diabetic neuropathy of evening primrose oil, α-lipoic acid, and capsaicin (Table 5) (66). Evening primrose oil (EPO) is rich in (n-6) essential fatty acids that are essential components of nerve cell membranes. Commercial EPO typically contains 8% γ-linolenic and 72% linoleic acids. EPO has produced equivocal results in three trials of diabetic neuropathy, with two of these trials showing an improvement in nerve function measurements and symptoms and the third showing no improvement in vibratory perception threshold over placebo after the use of EPO (67–69). α-Lipoic acid is an 8-carbon open or cyclic disulfide that both scavenges a wide array of reactive oxygen species and restores other antioxidants, such as vitamins C and E, in vivo (70). Three trials support the use of α-lipoic acid in diabetic neuropathy, and it is approved for this use in Germany (71–73). In addition, a small case series suggests that α-lipoic acid may ameliorate chemotherapy-induced neuropathy caused by a combination of docetaxel and cisplatin (74). Capsaicin is an ingredient of chili pepper that depletes substance P from unmyelinated sensory C fibers that transmit shooting, burning, and sharp pain. After several weeks of topical applications (typically associated with a burning sensation), endogenous neurotransmitter stores decline. Afferent sensations of touch, temperature, and vibration are unaffected (75). Two studies show moderate efficacy of capsaicin in relieving diabetic neuropathy (76,77), whereas another shows no effect or an effect that loses significance on application of intention-to-treat analysis (78).

Nutritional approaches to neuropathy after breast cancer chemotherapyOvarian dysfunction and failureOvarian dysfunction or failure is common in premenopausal women receiving chemotherapy. Patient age

and drug dosage predict risk most strongly. Approximately 30% of women under age 35, 50% of women aged 35–40, and 75–90% of women in their 40s may experience permanent cessation of menstrual function after chemotherapy, leading to premature menopause (79,80). It is estimated that as many as 150,000 women were rendered prematurely postmenopausal by breast cancer treatment (81). In vitro studies reveal that chemotherapy induces apoptosis in pregranulosa cells of primordial follicles, reducing their likelihood of successful subsequent ovulation (82).

Consequences of menopause include hot flashes, sleep disturbance, sexual dysfunction, and cognitive impairment. Although estrogen replacement therapy (ERT) has long been used for these symptoms, recent results from the Women's Health Initiative concerning the increased risk of breast and other cancers as well as the lack of efficacy of ERT to remedy these conditions has called this strategy into question (83–87). Furthermore, ERT is contraindicated in most women with a history of breast cancer because of the possibility of estrogen stimulating dormant metastatic cancer cells, particularly if the original tumor was estrogen receptor positive. This issue remains controversial (88,89). Thus alternative methods have been pursued for managing menopausal symptoms in breast cancer survivors.

Vasomotor symptoms, including hot flashes, night sweats, insomnia, headaches dizziness, and palpitations are common in breast cancer survivors experiencing premature menopause. Several nutritional approaches to management of menopausal symptoms in breast cancer survivors have been embraced despite a paucity of data from randomized trials showing safety, efficacy, or optimal dosing. Hot flashes are the most common and bothersome of perimenopausal symptoms, and several natural substances have been purported to provide relief. These include black cohosh (Actaea racemosa), dong quai (Angelica sinensis), evening primrose (Oenothera biennis), and red clover (Trifolium pretense) (Table 6).

Approaches to menopausal symptoms after breast cancer chemotherapyBlack cohosh, a member of the buttercup family, has been used historically by Native Americans for a

variety of ailments including dysmenorrhea, labor pain, upset stomach, and arthritis (90). Investigators at the Columbia-Presbyterian Medical Center performed a randomized trial in breast cancer survivors to assess the efficacy, side effects, and safety of black cohosh for hot flashes (91). This randomized, double-blind, placebo controlled trial examined use of black cohosh tablets in 85 adult women who had completed primary chemotherapy at least 2 mo before study entry and reported daily hot flashes; 59 patients were concurrently taking tamoxifen, and 69 completed all three hot-flash diaries. Both treatment and placebo groups reported declines in number and intensity of hot flashes, and differences between the groups were not statistically significant. Only sweating was significantly decreased in the group receiving black cohosh. Both groups also reported improvements in menopausal symptoms that were not significantly different. Changes in blood

24

follicle-stimulating hormone and luteinizing hormone levels were also measured; there were no significant differences between the two groups. However, the study was limited by a significant dropout rate (18.8%) and the fact that the overall treatment duration was short (2 mo). No treatment-related severe adverse events occurred in the study. In contrast, several German studies showed significant improvement in hot flashes with reductions of up to 80% (92). Gastrointestinal upsets and rashes are the most common adverse events, and there have been anecdotal reports of hepatic and circulatory side effects with indeterminate causality (93,94). Because overall quality of the published clinical trials is low, two more randomized, double-blind, placebo-controlled clinical trials are now underway in the United States. To date, only one standardized black cohosh extract has been tested clinically; the current recommended dose is 40–80 mg/d. At least 4–12 wk of treatment may be required before any therapeutic benefits may be apparent. Adverse reactions such as nausea, vomiting, headaches, dizziness, mastalgia, and weight gain have been observed in clinical trials. No drug interactions are reported in the medical literature. The estrogenic effects of black cohosh are controversial with recent data suggesting that black cohosh extracts may have an antiestrogenic activity (95).

Dong quai is a common Chinese herb extracted from the root of A. sinensis. Although typically used in combination with other Chinese herbs as part of traditional Chinese medicine, this herb can be purchased as a single agent in the United States. A single randomized, double-blind, placebo-controlled trial was reported by Hirata et al. (96); 71 postmenopausal women with >14 hot flashes weekly (of any severity) or >5 moderate or severe hot flashes weekly were given either placebo or dong quai, three capsules, 3 times/d, the equivalent of 4.5 g/d of dong quai root over 6 mo (96). No significant benefit was seen in the dong quai group. Dong quai does not contain phytoestrogens, and data on stimulation of estrogen receptor–positive breast cancer cells or binding to estrogen receptors are conflicting (97). Thus the safety of dong quai in breast cancer survivors is unknown. Dong quai contains coumarins and can cause bleeding when administered concurrently with warfarin. Photosensitivity has also been reported due to the presence of furocoumarins (98).

Evening primrose flowers and seeds are pressed to make oil that contains a high amount of the (n-6) fatty acid γ-linolenic acid, a precursor of prostaglandin E1. Chenoy et al (99) reported results of a randomized, double-blind, placebo-controlled trial in postmenopausal women who had hot flashes at least three times daily and either elevated gonadotropin levels or amenorrhea for at least 6 mo. Subjects were administered either placebo (n = 28) or twice daily doses of a preparation containing 2 g evening primrose oil and 40 mg vitamin E (n = 28) over 6 mo. Only 18 women in the treatment group and 17 women in the placebo group completed the trial. There were no differences observed between the groups with respect to the frequency of either daytime or evening flashes. Common adverse effects include upset stomach, nausea, headache, and soft stool (90). Evening primrose can lower seizure threshold. There are no data on safety or efficacy of this preparation in breast cancer survivors.

Red clover contains phytoestrogens formononetin, biochanin A, daidzein, and genistein. Two small, 3-mo Australian clinical trials showed no benefit of red clover extract for hot flashes (100,101). More recently, U.S. investigators reported the results of a larger, randomized, placebo-controlled, double-blind trial of menopausal women aged 45–60 y who were experiencing at least 35 hot flashes per wk (102). After a 2-wk placebo run-in, 252 subjects were randomly assigned to receive Promensil (82 mg of total isoflavones per d), Rimostil (57 mg total isoflavones per d), or placebo, administered for 12 wk. Ninety-eight percent of the patients completed the 12-wk protocol. Although Promensil and Rimostil reduced hot flashes by 41 and 34%, respectively, compared with placebo, the authors concluded that neither supplement had clinically important effects on hot flashes or other symptoms of menopause. There are no data on these supplements specifically in breast cancer patients. Although the profile of isoflavones differs between soy and clover extracts, the latter retain the potential to stimulate breast cancer cells, and data on safety in breast cancer patients is lacking.

Vitamin E has a long history of use for hot flashes, both in the general population and in breast cancer survivors, but reports of efficacy have been anecdotal. In 1998, Barton et al. (103) reported the first (and to date only) randomized, placebo-controlled trial of vitamin E for hot flashes in breast cancer survivors. In this trial, patients received vitamin E at 800 IU/d for 4 wk followed by an identical-appearing placebo for 4 wk or vice versa. Diaries were used to measure toxicities and hot flash frequencies. Of the 120 patients who

25

enrolled, 105 completed the treatment. Overall, the use of vitamin E was found to result in one less hot flash per day compared with placebo. Although toxicities were nonexistent, patient preference did not favor the vitamin E arm. Thus, although vitamin E appears to be safe for hot flashes in breast cancer survivors, no established data support its efficacy for this indication.

Bone lossBone loss is an established complication of aging and is intimately linked to the development of natural

menopause (104). In addition to the induction of premature menopause, breast cancer survivors may have other risk factors for bone loss, and osteoporosis is one of the long-term complications of successful tumor treatment (105). Osteoporosis is a condition in which bone mass is decreased, leading to increased fracture, hospitalization, and subsequent decrease in function and independence. It is defined in terms of bone mineral density (BMD), and measurement is becoming essential for early diagnosis. Few studies have examined BMD to determine the incidence of clinically significant bone loss among women with nonmetastatic breast cancer. Shapiro et al. (106) performed a small but well-designed study of 49 premenopausal women with stage I or II breast cancer receiving adjuvant chemotherapy. BMD, osteocalcin, and alkaline phosphatase were measured at baseline and at 6- and 12-mo posttherapy. As a result of chemotherapy, 35 of 49 women became postmenopausal. Women who developed ovarian failure had statistically significant bone loss from baseline (in the spine, femoral neck, and trochanter at 6 mo: −4, −2.6, −3%, respectively; at 12 mo: −3.7, −2, and −1.1%, respectively) in contrast to the 14 women who retained ovarian function. However, this study did not include a multivariate analysis adjusting for other factors that might have affected these findings. An earlier pilot study by Headley et al. (107) examined the BMD of women undergoing adjuvant chemotherapy for breast cancer. Of the 27 patients who had BMD measurements before and immediately after the administration of chemotherapy, 16 developed amenorrhea. In this small pilot study, mean BMD measurements immediately posttreatment were found to be 14% lower in women with ovarian failure than in those who continued menstruating. Chemotherapy has been hypothesized to increase the risk of osteopenia and osteoporosis either through direct effects on the bone matrix or indirectly as a consequence of premature ovarian failure. Three additional studies have yielded information on the effects of chemotherapy on bone loss (108–110). All three were randomized clinical trials of bisphosphonate treatment (clodronate or risedronate) given during chemotherapy and were thus not designed to address the questions of extent, time course, or reversibility of bone loss during treatment. Table 7 shows the changes in BMD measured for patients in the placebo group of each of these trials. Declines in lumbosacral spine density ranged from 2.7 to 9.5% whereas changes in femoral neck density ranged from 3.3 to 4.6% without the use of bisphosphonates. In all three studies, the bisphosphonate agent was able to prevent bone loss. However, none of the studies followed patients beyond 24 mo after completion of treatment, compared these patients with age-matched controls, or examined the role of other risk factors in modulating the effect of chemotherapy.

Bone mineral density changes after breast cancer treatmentBone strength is also affected by the rate of bone remodeling. Bone remodeling can be assessed by the

measurement of surrogate markers of bone turnover in the blood or urine. Osteocalcin is a serum marker of bone formation and type I collagen N-telopeptide is a serum marker of bone resorption. These markers can reflect changes in bone remodeling over days to months and were correlated to response to raloxifene in the MORE study (111). Only the study by Shapiro et al. (106) incorporated osteocalcin measurements in breast cancer patients both before and after chemotherapy. In that study, women who experienced posttreatment menopause had significant elevations in osteocalcin at both 6 and 12 mo (+59 and +18%, respectively) whereas those who did not experience ovarian failure had elevations at 6 mo but values lower than baseline at 12 mo (+22% and −23%, respectively). Although data have not supported the use of these markers in predicting bone mass or fracture risk in the general population (112), it is unknown whether and to what extent they may have a role in assessing bone changes during and immediately after chemotherapy or could predict which patients will go on to develop clinically significant bone loss.

Taken together, these findings suggest that breast cancer survivors, particularly those receiving adjuvant chemotherapy, are at risk of developing defects in bone mineralization and that these effects may be modulated by the development of treatment-induced menopause. Definitive conclusions cannot currently be drawn regarding the independent contribution of chemotherapy or menopausal status on the subsequent

26

risk for osteoporosis or osteopenia. The identification of differences in bone loss by chemotherapy type is unknown, as is the effect of tamoxifen on bone mineralization in premenopausal women. Without routine screening or an understanding of risk factors for bone loss, endocrinologists often see patients with therapy-induced osteoporosis at an advanced stage of disease, when fractures are already present. Because fractures can cause significant morbidity, mortality, and financial cost, and the best treatment results are achieved with early-stage osteoporosis, it is key to identify cancer survivors at increased risk for osteoporosis and screen them at appropriate intervals.

Nutritional approaches to managing bone health in breast cancer survivors focus primarily on maintaining adequate intake of calcium and vitamin D. Calcium intake is critical to bone maintenance. However, recommendations for optimal intake vary, and several methods have been devised to assess dietary requirements (113). Total daily requirement depends upon both the rate of bone accretion and the rate of gastrointestinal calcium absorption. The National Institutes of Health (NIH) Consensus Development Panel on Osteoporosis Prevention, Diagnosis, and Therapy recommends 1000–1500 mg/d for adults aged 17 y and over (b). Specific recommendations for breast cancer survivors or those who have received chemotherapy in general are lacking. Risk factors for inadequate dietary intake include restricted intake of dairy products, low intake of fruits and vegetables, and high consumption of low calcium beverages such as carbonated soft drinks (113).

Vitamin D is required for optimal calcium absorption, and thus adequate intake is critically important to maintaining bone health. The current recommendation is 400–1000 IU/d for adults (113). Endogenous synthesis is the main source of vitamin D in individuals with adequate sun intake (112); however, vulnerable groups may need supplementation. For those with borderline endogenous synthesis, other factors such as high protein diet, caffeine, phosphorus, and low sodium intake can drive levels down further into the danger zone (112).

Exercise and physical activity early in life contribute to peak bone mass, and both resistance and high impact exercise types appear to be the most beneficial (114). Few studies have documented the benefits of exercise on bone density in middle and late life. Several prospective studies designed to examine the long-term health benefits of exercise in breast cancer survivors are currently underway.

Nutritional approaches to chronic toxicities of adjuvant chemotherapy for breast cancer stem from diverse origins including pathogenesis of toxicity, application of agents used for closely related problems, and traditional medicine. Evidence is strongest for use of calcium and vitamin D to retard bone loss. For other toxicities, evidence is weak and in most cases will remain so because of either the large sample numbers needed to show an effect in a disorder of low prevalence (anthracycline-induced cardiotoxicity) or the lack of a proprietary commercial interest driving performance of trials (natural products for neuropathy or menopausal symptoms). Flavonoids may ultimately be useful in prevention of anthracycline-induced cardiotoxicity. EPO and α-lipoic acid are a reasonable complement to other empiric therapies for treatment of chemotherapy-induced neuropathy. Black cohosh, dong quai, evening primrose, and red clover will likely continue to be used for treatment of hot flashes despite marginal evidence of efficacy. Safety remains a concern.

Потенцирование варфарин, dong quai.Dong quai-это китайская травяная добавка рекламируется для лечения менструальные спазмы,

нерегулярные менструации, климактерические симптомы. Фитохимическое анализов обнаружили, что он состоит из натуральных производных кумарина, а также составляющие, обладающие антитромботической, антиаритмические, токсический и канцерогенный эффекты. 46-летняя афро-американская женщина с мерцательной аритмией стабилизировалась на варфарин, наблюдался более чем в 2 раза высот в протромбиновое время и международное нормализованное отношение (после приема dong quai одновременно в течение 4 недель. Нет причинно было установлено увеличение за исключением dong quai. Пациента коагуляции значения, возвращаемые до приемлемого уровня через 1 месяц после прекращения травы. Одно исследование на животных свидетельствует о фармакодинамических взаимодействия между продуктом и варфарин, но истинный механизм

27

остается неизвестным. Врачи должны быть осведомлены о возможности такого взаимодействия, и должны информировать пациентов о потенциальной опасности, принимать вдвоем.

Pharmacotherapy. 1999 Jul;19(7):870-6.Potentiation of warfarin by dong quai.Page RL 2nd1, Lawrence JD.Author information 1Department of Pharmacy Practice, School of Pharmacy, University of Colorado Health Sciences

Center, Denver 80262, USA.AbstractDong quai is a Chinese herbal supplement touted for treatment of menstrual cramping, irregular menses,

and menopausal symptoms. Phytochemical analyses found it to consist of natural coumarin derivatives, as well as constituents possessing antithrombotic, antiarrhythmic, phototoxic, and carcinogenic effects. A 46-year-old African-American woman with atrial fibrillation stabilized on warfarin experienced a greater than 2-fold elevation in prothrombin time and international normalized ratio after taking dong quai concurrently for 4 weeks. No identifiable cause was ascertained for the increase except dong quai. The patient's coagulation values returned to acceptable levels 1 month after discontinuing the herb. One animal study suggests a pharmacodynamic interaction between the product and warfarin, but the true mechanism remains unknown. Practitioners should be aware of the possibility of such an interaction and should inform patients of potential hazards of taking the two together.

Опухоли, ингибирования эффектов и механизмов Angelica sinensis и Sophorae flavescentis айт отвар в сочетании с цисплатин в ксенотрансплантат мышей.

Исследовать опухоли, ингибирования эффектов и механизмов Angelica sinensis и Sophorae flavescentis айт отвар (ASSF) в сочетании с диамин-дихлорплатины (DDP).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Массы тела, опухоли, ингибирования скорости и q значения были рассчитаны для одного ASSF или

ASSF в сочетании с DDP на H22 ксенотрансплантат карциномы мышей км. Биохимические методы сыворотке крови ЛДГ, АСТ, АЛТ, и АКР, метод ИФА в сыворотке крови HIF-1α, патологических assessemnt тимуса, иммуногистохимия обнаружения опухолевой ткани caspase3 и мутантного белка р53, и кв-ПЦР bax/ bcl-2 мРНК были применены.

Результаты: По сравнению с DDP контрольной группе живая масса увеличилась в ASSF-DDP группы (p<0,01).

Опухоль торможения цены для DDP, ASSF, ASSF-DDP были 62.7%. 43.7% и 71,0% соответственно при q = 0,90. По сравнению с другими группами, вилочковой железы DDP контрольной группы имели явные патологические травмы (p<0,01), сывороточной ЛДГ, АСТ, АЛТ, ПСР значительно возросло DDP в контрольной группе (p<0,01), в то время как концентрация HIF-1α был увеличен в модели контрольной группе. По сравнению с последней, экспрессия мутантного белка р53 и bcl-2 мРНК были снижены во всех группах лечения (р<0,01), но не было статистической разницы между DDP управления p И ASSF-DDP групп. Выражение caspase3 белка и мРНК bax был увеличен во всех группах лечения, статистические различия между DDP и ASSF-DDP групп (p<0,01).

Выводы: ASSF может тормозить снижение веса тела, вызванное DDP, может ингибировать рост опухоли

синергически с DDP, в основном, за счет увеличения в сыворотке HIF-1α и pro-apoptotic молекул, таких как каспазы 3 и bax, а не путем уменьшения anti-apoptotic мутантных р53 и bcl-2. ASSF может уменьшить DDP токсичность за счет уменьшения высвобождения ЛДГ, АСТ, АЛТ, ПСР в крови и повышение тимуса защиты.

Asian Pac J Cancer Prev. 2014;15(11):4609-15.Tumor inhibition effects and mechanisms of Angelica sinensis and Sophorae flavescentis ait decoction

combined with cisplatin in xenograft mice.Yan DQ1, Liu YQ, Li YD, Li D, Cheng XL, Wu ZW.Author information

28

1Gansu Traditional Chinese Medicine College, Lanzhou, China E-mail : yandq693@163.com, liuyongqi73@163.com.

AbstractBACKGROUND: To investigate tumor inhibition effects and mechanisms of Angelica sinensis and Sophorae flavescentis ait

decoction (ASSF) combined with diamine-dichloroplatinum (DDP).MATERIALS AND METHODS: Bodyweight, tumor inhibition rate and q value were calculated for single ASSF or ASSF combined with DDP

on H22 carcinoma xenograft KM mice. Biochemical methods for serum LDH, AST, ALT, and AKP, ELISA method for serum HIF-1α, pathological assessemnt of thymus, immunohistochemistry detection of tumor tissue caspase3 and mutant p53 protein, and qRT-PCR detection of bax/ bcl-2 mRNA were applied.

RESULTS: Compared with DDP control group, the bodyweight increased in ASSF-DDP group (p<0.01). Tumor

inhibition rates for DDP, ASSF, ASSF-DDP were 62.7%. 43.7% and 71.0% respectively, with a q value of 0.90. Compared with other groups, thymus of DDP control group had obvious pathological injury (p<0.01), serum LDH, AST, ALT, AKP increased significantly in DDP control group (p<0.01), while serum HIF-1α was increased in the model control group. Compared with this latter, the expression of mutant p53 protein and bcl-2 mRNA were decreased in all treatment groups (p<0.01), but there were no statistical difference between DDP control p and ASSF-DDP groups. The expression of caspase3 protein and bax mRNA was increased in all treatment groups, with statistical differences between the DDP and ASSF-DDP groups (p<0.01).

CONCLUSIONS: ASSF can inhibit bodyweight decrease caused by DDP, can inhibit tumor growth synergistically with DDP

mainly through increasing serum HIF-1α and pro-apoptotic molecules such as caspase 3 and bax, rather than through decreasing anti-apoptotic mutant p53 and bcl-2. ASSF can reduce DDP toxicity due to decreasing the release of LDH, AST, ALT, AKP into blood and enhancing thymus protection.

Ligustilide подавляет биологические свойства Danggui Buxue Tang: китайский травяной отвар, состоящий из radix astragali и radix angelica sinensis.

Danggui Buxue Тан (DBT), травяной отвар, состоящий из Radix Astragali (ра) и Radix Angelica sinensis (РАН), был использован для лечения менопаузальных нарушений в женщин для более, чем 800 лет в Китае. По старой традиции, РАН должны были быть обработаны с желтого вина перед DBT подготовки, которая заметно снижается количество ligustilide в ран и ПУ, а также усилить биологической активностью из DBT. Здесь, мы предположили, что ligustilide бы ингредиент, который обладал угнетающее воздействие на DBT функций. В присутствии ligustilide, сумма astragaloside IV, calycosin, formononetin, и общее полисахариды, извлеченные из ра были снижены. Увеличение ligustilide вызвали уменьшение DBT, остеогенную активность в стимулировании пролиферации и дифференцировки культивируемых клеток кости. Кроме того, в присутствии высокого уровня ligustilide, DBT вызвало побочный эффект, индуцируя пролиферацию молочной железы MCF-7 клеток. Текущие результаты убедительно показывают, что ligustilide является негативным регулятором, что мешает DBT, чтобы добиться его биологическую эффективность, которая поддерживает традиционные практики подготовки DBT, используя этанол-лечение РАН.

Planta Med. 2010 Mar;76(5):439-43. doi: 10.1055/s-0029-1186222. Epub 2009 Oct 21.Ligustilide suppresses the biological properties of Danggui Buxue Tang: a Chinese herbal decoction

composed of radix astragali and radix angelica sinensis.Zheng YZ1, Choi RC, Li J, Xie HQ, Cheung AW, Duan R, Guo AJ, Zhu JT, Chen VP, Bi CW, Zhu Y, Lau DD, Dong

TT, Lau BW, Tsim KW.Author information 1Department of Biology and Center for Chinese Medicine, The Hong Kong University of Science and

Technology, Hong Kong.Abstract

29

Danggui Buxue Tang (DBT), a herbal decoction composed of Radix Astragali (RA) and Radix Angelica sinensis (RAS), has been used for treating menopausal irregularity in women for more than 800 years in China. According to the old tradition, RAS had to be processed with yellow wine before DBT preparation, which markedly reduced the amount of ligustilide in RAS and DBT, as well as enhanced the bioactivities of DBT. Here, we hypothesized that ligustilide would be an ingredient that possessed suppressive effects on DBT's functions. In the presence of ligustilide, the amount of astragaloside IV, calycosin, formononetin, and total polysaccharides extracted from RA were decreased. An increase of ligustilide caused a decrease of DBT's osteogenic activity in stimulating proliferation and differentiation of cultured bone cells. In addition, in the presence of a high level of ligustilide, DBT caused a side effect inducing the proliferation of breast MCF-7 cells. The current results strongly suggest that ligustilide is a negative regulator that hinders DBT to achieve its biological efficacy, which supports the traditional practice of preparing DBT using the ethanol-treated RAS.

Натуральная медицина: род Анжелика.Более 60 видов лекарственных растений, принадлежащих к роду Дягиль (семейство: Apiaceae).

Многие из этих видов уже давно используются в древних традиционных систем медицины, особенно на Дальнем Востоке. Различные травяные препараты, содержащие Анжелика видов доступны без рецепта, не только в дальневосточных странах, но и в западных странах, как США, Великобритания, Германия и др. На протяжении веков, многие виды этого рода, например. A. acutiloba, A. archangelica, а. atropupurea, A. dahurica, A. japonica, A. glauca, A. gigas, A. koreana, A. sinensis, A. sylvestris и др., были традиционно используется как противовоспалительное, мочегонное, отхаркивающее и потогонное средство и лекарство от простуды, гриппа, грипп, гепатит, артрит, изжога, кашель, хронический бронхит, плеврит, брюшной тиф, головные боли, ветер, жар, колики, путешествия болезнь, ревматизм, бактериальных и грибковых инфекций и заболеваний мочеполовых органов. Активные принципы, изолированных из этих растений, в основном включают в себя различные типы кумарины, ацетиленовых соединений, chalcones, сесквитерпены и полисахариды. Этот анализ позволяет оценить важность род Анжелика в связи с его традиционной медицине, альтернативной медицине в современном обществе и потенциал для разработки лекарств, и обобщает результаты различных научных исследований Анжелика видов или Анжелика-содержащих препаратов для их биологической активностью , в том числе, противомикробным, противоопухолевым, противоопухолевое, болеутоляющее, противовоспалительное, гепатопротекторное, нефропротекторное и др.

Curr Med Chem. 2004 Jun;11(11):1479-500.Natural medicine: the genus Angelica.Sarker SD1, Nahar L.Author information 1Phytopharmaceutical Research Laboratory, School of Pharmacy, The Robert Gordon University,

Schoolhill, Aberdeen AB10 1FR, Scotland, UK. s.sarker@rgu.ac.ukAbstractMore than 60 species of medicinal plants belong to the genus Angelica (Family: Apiaceae). Many of these

species have long been used in ancient traditional medicine systems, especially in the far-east. Various herbal preparations containing Angelica species are available over-the-counter, not only in the far-eastern countries, but also in the western countries like USA, UK, Germany, etc. For centuries, many species of this genus, e.g. A. acutiloba, A. archangelica, A. atropupurea, A. dahurica, A. japonica, A. glauca, A. gigas, A. koreana, A. sinensis, A. sylvestris, etc., have been used traditionally as anti-inflammatory, diuretic, expectorant and diaphoretic, and remedy for colds, flu, influenza, hepatitis, arthritis, indigestion, coughs, chronic bronchitis, pleurisy, typhoid, headaches, wind, fever, colic, travel sickness, rheumatism, bacterial and fungal infections and diseases of the urinary organs. Active principles isolated from these plants mainly include various types of coumarins, acetylenic compounds, chalcones, sesquiterpenes and polysaccharides. This review evaluates the importance of the genus Angelica in relation to its traditional medicinal uses, alternative medicinal uses in the modern society and potential for drug development, and summarises results of various scientific studies on Angelica species or Angelica-containing preparations for their

30

bioactivities including, antimicrobial, anticancer, antitumour, analgesic, anti-inflammatory, hepatoprotective, nephroprotective, etc.

Dong Quai (Angelica sinensis)Также известен как: китайский дягиль, dang gui, tang kuei, загар kue. Фон: Dong quai-это многолетнее травянистое растение родом Китая, Японии и Кореи; его корень

был использован в течение тысяч лет, как медицина. Часто в сочетании с другими травами в сложных формулировок, dong quai-прежнему широко используется в традиционной китайской медицине для лечения менструальные и климактерические расстройства, и, чтобы улучшить кровообращение. Dong quai доступны как пищевая добавка в таблетке и в виде порошка. Он позиционируется как "женская " трава."

Исследования: исследования In vitro указывают на то, что dong quai обладает противоопухолевым,[1] противотуберкулезных,[2] и нейропротекторного[3] эффекты. На животных моделях, dong quai продемонстрировали гемопоэтических свойств[4] и защитные эффекты против циклофосфан-индуцированной токсичности,[5] доксорубицин-индуцированной кардиотоксичности,[6] и радиационно-индуцированный пневмонит.[7] фактор роста изолированных от этой травы было показано, способствовать заживлению ран и регенерации костной ткани.[8] эти эффекты не были оценены в организме человека.

Dong quai также экспонаты эстрогенная активность[9] и стимулирует пролиферацию MCF-7 клеток рака молочной железы человека линии клеток.[10] однако, данных клинических исследований, касающихся воздействия dong quai на симптомы менопаузы, являются неубедительными.[11-13] Dong quai не облегчения вазомоторных симптомов рака простаты пациентов, получающих уровнем андрогенов терапии.[14] необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить эффективность этого агента.

Побочные эффекты: побочные эффекты включают в себя вздутие живота, потеря аппетита,[15] диарея, фотосенсибилизация,[16] и гинекомастия.[17]

Травы-лекарственные взаимодействия: Dong quai могут усиливать эффекты антикоагулянтов, поскольку его содержание кумарина.[18]

Dong Quai (Angelica sinensis)January 20, 2011 | Integrative Oncology, Prostate Cancer, Oncology JournalBy Barrie R. Cassileth, MS, PhDALSO KNOWN AS: Chinese angelica, dang gui, tang kuei, tan kue. BACKGROUND: Dong quai is a perennial herb native to China, Japan and Korea; its root has been used for

thousands of years as medicine. Often combined with other herbs in compound formulations, dong quai is still widely used in traditional Chinese medicine to treat menstrual and menopausal disorders, and to improve circulation. Dong quai is available as a dietary supplement in both tablet and powder form. It is promoted as a "woman's herb."

RESEARCH: In vitro studies indicate that dong quai has anti-tumor,[1] anti-tuberculosis,[2] and neuroprotective[3] effects. In animal models, dong quai demonstrated hematopoietic properties[4] and protective effects against cyclophosphamide-induced toxicity,[5] doxorubicin-induced cardiotoxicity,[6] and radiation-induced pneumonitis.[7] A growth factor isolated from this herb has been shown to promote wound healing and regenerate bone tissue.[8] These effects have not been evaluated in humans.

Dong quai also exhibits estrogenic activity[9] and stimulates proliferation of MCF-7 cells, a human breast cancer cell line.[10] However, clinical trial data regarding the effects of dong quai on menopausal symptoms are inconclusive.[11-13] Dong quai did not alleviate vasomotor symptoms in prostate cancer patients receiving androgen deprivation therapy.[14] Further research is needed to evaluate the efficacy of this agent.

ADVERSE REACTIONS: Reported adverse events include bloating, loss of appetite,[15] diarrhea, photosensitivity,[16] and gynecomastia.[17]

HERB-DRUG INTERACTIONS: Dong quai can potentiate the effects of anticoagulants because of its coumarin content.[18]

31

Роман полисахаридов, выделенных из Angelica sinensis (Oliv.) Дильс индуцирует апоптоз клеток HeLa рака шейки матки с помощью собственного пути апоптоза.

Роман полисахарид изолирован от Angelica sinensis, с именем APS-1d проявили цитотоксическую активность в отношении нескольких раковых клеточных линиях in vitro. Однако точное противоопухолевые механизмы этого соединения неизвестны. В этом исследовании мы исследовали pro-apoptotic эффекты APS-1d в карциномы шейки матки человека HeLa клеток как in vitro, так и in vivo, и в дальнейшем выяснены механизмы этого действия. Ингибирование пролиферации клеток HeLa был определен с помощью МТТ-теста и терапевтической эффективности APS-1d была оценена ксенотрансплантатов рака человека у бестимусных мышей. Апоптоз клеток исследовали с помощью проточной цитометрии и TUNEL-анализа. Механизм действия APS-1d исследовали методом вестерн-блот анализа. APS-1d снизился HeLa пролиферации клеток в концентрации - и время-зависимым способом in vitro. Кроме того, APS-1d значительно ингибирует рост опухолей у бестимусных мышей. Характерные проявления апоптоза, в том числе морфологическими признаками апоптоза и суб - G(0)/G(1) пики наблюдались, когда клетки были обработаны с APS-1d. Дальнейший анализ показал, что APS-1d-индуцированного апоптоза было связано с регулированием Bcl-2 family экспрессии белков, снижение митохондриального мембранного потенциала и увеличение цитозольной цитохром c уровней. Последовательно, APS-1d повышенной деятельности каспазы-9, -3, и поли (ADP-рибоза) полимеразы в концентрации-зависимой манере, однако, не очевидно, активизации спроса и каспазы-8 наблюдалось. Предварительная обработка с Z-LEHD-FMK, специфический ингибитор каспазы-9, значительно ослабляется APS-1d-индуцированного апоптоза клеток и активации каспазы-3. Взятые вместе, наши исследования показывают, что APS-1d способен ингибировать пролиферацию клеток HeLa и индуцирует апоптоз в этих клетках, которые, в первую очередь, предполагает активизацию внутренней митохондриальной пути.

Phytomedicine. 2010 Jul;17(8-9):598-605. doi: 10.1016/j.phymed.2009.12.014. Epub 2010 Jan 25.A novel polysaccharide, isolated from Angelica sinensis (Oliv.) Diels induces the apoptosis of cervical

cancer HeLa cells through an intrinsic apoptotic pathway.Cao W1, Li XQ, Wang X, Fan HT, Zhang XN, Hou Y, Liu SB, Mei QB.Author information 1Department of Pharmacology, School of Pharmacy, the Fourth Military Medical University, 169 West

Changle Road, Xi'an, Shaanxi 710032, China.AbstractA novel polysaccharide isolated from Angelica sinensis, named APS-1d showed cytotoxic activity towards

several cancer cell lines in vitro. However, the precise antitumor mechanisms of this compound are unknown. In this study, we investigated the pro-apoptotic effects of APS-1d in human cervical cancer HeLa cells both in vitro and in vivo, and further elucidated the mechanisms of this action. Inhibition of HeLa cell proliferation was determined by MTT assay and the therapeutic efficacy of APS-1d was evaluated by human cancer xenografts in nude mice. Cell apoptosis was examined with flow cytometry and TUNEL assay. The mechanism of action of APS-1d was investigated by Western blot analysis. APS-1d decreased HeLa cell proliferation in a concentration- and time-dependent manner in vitro. In addition, APS-1d significantly inhibited tumor growth in athymic nude mice. Characteristic manifestations of apoptosis including apoptotic morphological features and the sub- G(0)/G(1) peaks were observed when the cells were treated with APS-1d. Further analysis showed that APS-1d-induced apoptosis was associated with the regulation of Bcl-2 family protein expression, a decrease in the mitochondrial membrane potential, and an increase in the cytosolic cytochrome c levels. Sequentially, APS-1d increased the activities of caspase-9, -3, and poly (ADP-ribose) polymerase in a concentration-dependent manner, however, no obvious activation of Bid and caspase-8 was observed. Pretreatment with Z-LEHD-FMK, a specific inhibitor of caspase-9, significantly attenuated APS-1d-induced cell apoptosis, and activation of caspase-3. Taken together, our studies indicate that APS-1d is capable of inhibiting HeLa cell proliferation and inducing apoptosis in these cells which primarily involves the activation of the intrinsic mitochondrial pathway.

32

Модуляция экспрессии HER2, феруловой кислоты на рака молочной железы человека MCF7 клеток.

Молекулярные механизмы, лежащие в основе митогенных эффект феруловой кислоты (FA), активного соединения, производные от Angelica sinensis, никогда не выяснен. Это была цель данного исследования-исследовать пролиферативную влияние фа на человеческих клеточных линий рака молочной железы, а также для выяснения его модуляции механизм экспрессии HER2 в линии MCF7.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: С помощью MCF7 (эстроген-рецептор-положительного; ER+, HER2-низкий), BT474 (рэ+, HER2-

высокий), MDAMB231 (ER-, HER2-низкий) и SKBR3 (ER-, HER2-высокая) рака молочной железы человека линии клеток как in vitro модели, митогенных эффектов FA оценивали по трипановым синим красителем исключение анализа и ДНК-проточной цитометрии. Феруловая кислота-модуляцией клеточной сигнализации и экспрессии генов HER2 были оценены в линии MCF7, вестерн-блот и real-time RT-PCR анализа.

Результаты: Феруловая кислота ER-зависимо стимулированной пролиферации клеток на MCF7 клеток в

концентрации-зависимым способом. Онкоген HER2 (один из прогностических факторов рака молочной железы) и Гена ESR1 (эстроген-рецептор-Альфа; ERalpha) транскрипции были заметно вверх-регулируется FA лечения. Кроме того, HER2 сигнализации и вниз по течению молекул, таких как AKT и ERK1/2 были вовлечены в FA-модулированных ERalpha и циклин D1 синтеза. Добавление анти-HER2 антитело трастузумаб, отменен FA-повышенная пролиферативная влияние на MCF7 клеток, показали положительную обратную связь для управления действием HER2 в этот параметр. Тот факт, что ER антагонист блокировали большинство фа-до-регулируемой экспрессии HER2, и что трастузумаб вниз-регулируется ERalpha экспрессии генов, предложил cross-talk между ERalpha и HER2 сигнализация на MCF7 клеток.

Вывод: Авторов заключить, что FA причины рака молочной железы человека пролиферацию клеток в до-

регулирование HER2 и ERalpha выражение.Eur J Clin Invest. 2006 Aug;36(8):588-96.Modulation of HER2 expression by ferulic acid on human breast cancer MCF7 cells.Chang CJ1, Chiu JH, Tseng LM, Chang CH, Chien TM, Wu CW, Lui WY.Author information 1Institute of Traditional Medicine, Veterans General Hospital, Taipei, Taiwan.AbstractBACKGROUND: The molecular mechanisms underlying the mitogenic effect of ferulic acid (FA), an active compound

derived from Angelica sinensis, have never been elucidated. It was the aim of this study to investigate the proliferative effect of FA on human breast cancer cell lines and to elucidate its modulation mechanism on HER2 expression in MCF7 line.

MATERIALS AND METHODS: By using MCF7 (oestrogen receptor-positive; ER+, HER2-low), BT474 (ER+, HER2-high), MDAMB231 (ER-,

HER2-low) and SKBR3 (ER-, HER2-high) human breast cancer cell lines as in vitro models, the mitogenic effects of FA were assessed by trypan blue dye exclusion assay and DNA flow cytometry. Ferulic acid-modulated cell signalling and HER2 gene expression were evaluated in MCF7 line by Western blot and real-time RT-PCR analysis.

RESULTS: Ferulic acid ER-dependently stimulated cell proliferation on MCF7 cells in a concentration-dependent

manner. The HER2 oncogene (one of the prognostic factors of breast cancer) and ESR1 gene (oestrogen receptor-alpha; ERalpha) transcription were markedly up-regulated by FA treatment. Besides, HER2 signalling and its downstream molecules such as AKT and ERK1/2 were involved in FA-modulated ERalpha and cyclin D1 synthesis. Addition of anti-HER2 antibody, trastuzumab, abrogated FA-enhanced proliferative effect on MCF7 cells, indicated a positive feedback control for the action of HER2 in this setting. The fact that the ER

33

antagonist blocked most of the FA-up-regulated HER2 expression, and that trastuzumab down-regulated ERalpha gene expression, suggested a cross-talk between ERalpha and HER2 signalling on MCF7 cells.

CONCLUSION: The authors' conclude that FA causes human breast cancer cell proliferation by up-regulation of HER2 and

ERalpha expression.

Фитоэстрогены и рак: промоутеры или защитники?Большинство случаев рака груди являются эстроген-зависимых, так и у женщин в постменопаузе

поставку эстрогенов в ткани молочной железы происходит из периферической конверсии циркулирующих андрогенов. Существует, однако, парадокс, касающиеся эпидемиологии рака молочной железы и диетическое потребление фитоэстрогенов, которые связывают слабо эстрогенными рецепторами и инициировать эстроген-зависимой транскрипции. В восточных странах, таких как Япония, заболеваемость раком молочной железы составляет примерно одну треть от западных стран, в то время как высокое потребление фитоэстрогенов, в основном в виде продуктов из сои, может произвести циркулирующие уровни фитоэстрогенов, которые известны экспериментально иметь эстрогенные эффекты. Действительно, их слабые oestrogenicity использовался выгодно травник медицины для продвижения соевые продукты как естественная альтернатива традиционной заместительной гормональной терапии (ЗГТ). Такое использование может увеличить в свете последних доказательств того, что долгосрочные HRT использование может быть связано с повышенным риском рака молочной железы с последующим уменьшением цены рецепту. Так, фитоэстрогены безопасны, как естественная альтернатива ЗГТ и они могли быть промоутеров или защитники рака молочной железы? Если они промоутеров, то мы должны предположить, что это из-за их эстрогенное действие. Если они являются помощниками и друзьями, то другие действия фитоэстрогенов, включая их способность ингибировать ферменты, которые отвечают за преобразование андрогенов и слабые эстрогены в эстрадиол, должны быть рассмотрены. Этот документ решает эти вопросы путем изучения действия фитоэстрогенов на эстроген-рецепторы и ключевых ферментов, которые превращают андрогены в эстрогены в отношении роста клеток рака молочной железы. Кроме того, он сравнивает экспериментальные и эпидемиологические данные, касающиеся потенциального полезного или вредного воздействия фитоэстрогенов в отношении заболеваемости/прогрессирования рака молочной железы и их эффективность в качестве естественной альтернативы традиционной ЗГТ.

ВведениеРак молочной железы-это не болезнь современного мира и его древнейших записанных описание

было найдено в семь египетских папирусах, написанных между 3000 и 1500 до н.э. Хотя термин " рак " не существовало в то время (происхождение слова зачисление Гиппократ 460-370 до н.э.), " Эдвин Смит " папируса описал подробности восьми случаях опухолей или язв груди, которые согласуются с современными описаний рака молочной железы (Diamondopoulos 1996). Мало известно об эпидемиологии рака молочной железы до 20-го века, хотя, что интересно, в 1713 году итальянский врач и основатель медицины труда, Bernardino Ramazzini, сообщили фактическое отсутствие рака шейки матки, а также сравнительно высокая заболеваемость раком молочной железы в монахини (Gallucci 1985). Он (пророчески) предположил, было ли это так или иначе связанные с их безбрачный образ жизни. Сегодня эпидемиология рака молочной железы тесно наблюдается и в развитых и в развивающихся странах заболеваемость раком молочной железы неуклонно растет. Это самая распространенная форма рака среди женщин в США и почти всех странах Европы и в США заболеваемость раком молочной железы среди кавказцев розы от 100 случаев на 100 000 женщин в 1983 году, более 130 в 2002 г. (Национальный институт рака, www.cancer.gov/cancertopics/types/breast). Соответствующие показатели для женщин в Англии были под 80 в 1983 году до 120 в 2003 году (National Statistics online www.statistics.gov.uk).

Кроме возраста (>50) и семейный анамнез рака молочной железы, многие из известных факторов риска этого заболевания относятся к женщине репродуктивного истории, такие как раннее менархе, бездетность или поздняя беременность и поздняя менопауза, а также длительное использование

34

оральных контрацептивов и заместительной гормональной терапии (ЗГТ; McPherson et al. 2000 ). Совсем недавно, пищевые факторы и воздействия, разрушающие эндокринную систему химикатов были построены в список факторов риска, хотя окончательных данных еще не хватает (Митра et al. 2004). Что сказал, высокое потребление фитоэстрогенов, которые являются очень слабыми имитирует природные эстрогены, связанные со снижением заболеваемости раком молочной железы (Limer & шпили 2004).

Фитоэстрогены, ЗГТ и рак молочной железыФитоэстрогены являются растительные вещества, которые обладают эстрогенной активностью, в

сочетании с эстрогенными рецепторами и инициировать эстроген-зависимой транскрипции (Койпера et al. 1998 ). Их сходство для эстрогенных рецепторов, однако, по крайней мере 1000-10 000 раз ниже, чем у эстрадиола, и это является важным фактором при рассмотрении пищей этих веществ и их последующее распространение концентрации.

Существует несколько различных групп фитоэстрогены, которые классифицируются в соответствии с их химической структурой (см. рис. 1⇓). Наиболее широко исследованы изофлавоны, присутствует в высоких концентрациях в продуктов из сои и красного клевера, затем флавоны и затем coumestans (табл. 1⇓). Лигнаны, которые широко распространены в фрукты и овощи были исследованы в меньшей степени, несмотря на то, что вегетарианская диета была связана с уменьшением заболеваемости раком молочной железы. В последнее время наблюдается возрастающий интерес к стильбена, ресвератрол, содержащийся в виноградной кожуре и красное вино, и 8-prenylnaringenin в настоящее хмеля и пива (табл. 1⇓).

Результаты исследование миллиона женщин и Women's Health Initiative, показывающие повышенную заболеваемость раком молочной железы (Beral 2003, Chlebowski et al. 2003 ), а также ишемической болезни сердца, инсульта и венозной тромбоэмболии поднял тревогу по поводу использования ЗГТ для лечения женщин в период менопаузы (Хики et al. 2005 ). Эти выводы были с нетерпением сообщается в СМИ, и, в совокупности с клиническими признаками, оказало негативное влияние на HRT назначения. В самом деле, в течение месяца эти публикации, произошло существенное уменьшение в HRT рецептов, особенно в сочетании конъюгированного лошадиного эстрогена и прогестагена продуктов, и такие спады были зарегистрированы в нескольких странах (Lawton et al. 2003 , Ким et al. 2005 , Низкая Собака, 2005, Usher et al. 2006 ). Это может привести к увеличению использования " естественных " растительные альтернативы ЗГТ, содержащие фитоэстрогены. В этой связи возникает два вопроса: являются " естественной " альтернативы потенциальных промоторов рака груди или может они на самом деле защищают от роста рака молочной железы?

Предыдущий Раздел, Следующий Раздел Синтез эстрогена при раке молочной железыБольшинство случаев рака молочной железы (~70%), экспресс-эстроген-рецепторы, и в этих случаях

эстрогена считается стимулировать рост опухоли. Следовательно, процедуры после операции, лучевой терапии и/или химиотерапии, направленных на снижение эстрогенных эффектов в ткани молочной железы (Smith & Чуа 2006). Частота возникновения рака молочной железы продолжает расти с возрастом, несмотря на потерю гормонов яичников у женщин в постменопаузе. Этот кажущийся парадокс был решен тем, что extragonadal сайтов, включая рак молочной железы, мозга, мышц, кожи, костей и жировой ткани могут синтезировать сильнодействующие андрогены и эстрогены из относительно неактивными циркулирующие стероидных предшественников, полученных из коры надпочечников и в гораздо меньшей степени яичников (Simpson et al. 2005 ). Действительно, после менопаузы, почти 100% эстрогены образуются в периферических тканях (Лабри 2003) и оказывать свое действие локально в паракринными или intracrine образом.

В тканях молочной железы, ферменты присутствуют конвертировать неактивными циркулирующие предшественники, такие как андростенедион, dehydroepiandrostenedione (ДГЭА) и его сульфатная форма DHEA-S, и oestrone сульфат (E1Ы) в биологически активных андрогенов и эстрогенов (см. фиг. 2⇓).

В самом деле, постменопаузального рака молочной железы свидетельствует о важности местного биосинтез эстрогена. У женщин после наступления менопаузы концентрация 17β-эстрадиола (е2)

35

присутствуют в опухоли молочной железы как минимум в 20 раз выше, чем в крови, но у женщин в пременопаузе с карцином, это отношение было только 5 (Nakata et al. 2003 , Pasqualini & Chetrite 2005).

АроматазыВ ароматазы, фермента, CYP19, является ключевым ферментом в конверсии андрогенов в эстрогены

и более 60% карцином молочной Ускоренная этого фермента (Липтон et al. 1992, Miller, 1991) с более высоким уровнем экспрессии мРНК и активности по сравнению с доброкачественных тканей (Булун et al. 1993 года , Утсуми et al. 1996 , Chetrite et al. 2000 ). Сообщалось, что активность ароматазы является самым высоким в внутриопухолевый стромальных клеток скорее, чем эпителиального компонента в развитии рака молочной железы (Пурохит et al. 1995 ) и, в то время как некоторые иммуногистохимические исследования поддержали это наблюдение, другие показали, что ароматазы был immunolocalized либо в обоих типов клеток или преимущественно в клетках карциномы (см. Suzuki et al. 2005 в ).

17β-Hydroxysteroid дегидрогеназ (HSDs)Эти ферменты катализируют взаимопревращение относительно неактивных 17β-кето-стероидов

(например. андростендион и oestrone) и active 17β-hydroxysteroids, таких как тестостерон и эстрадиол. На сегодняшний день, 12 изоферментов 17β-HSD были клонированы, но в ткани молочной железы важных изоферментов являются 17β-HSD1, 5, и 7 (см. фиг. 3⇓). Окислительный 17β-HSD2 деятельности, которая превращает тестостерон в андростендиона и эстрадиола, чтобы oestrone (E 1) преобладает в нормальной ткани молочной железы, но редуктивных активности 17β-HSD1, который приводит к обратной реакции (E1 E2) преобладает в опухоли молочной железы (шпили et al. 1998, Миеттинен et al. 1999). 17β-HSD1 выражение было осуществляли иммуногистохимическое окрашивание препаратов, обнаруженных в клетки карциномы молочной железы более чем 55% пациентов (Sasano et al. 1996 , Suzuki et al. 2000 ) и в постменопаузе рак груди 17β-HSD1, экспрессия мРНК была значительно выше, чем в пременопаузе рака груди, как были внутриопухолевый E2:E1 соотношения (Miyoshi et al. 2001 ). Вместе, результаты показывают, что 17β-HSD1 может играть важную роль в поддержании высокой внутриопухолевый эстрадиола в постменопаузальный рак груди. Интересно, 17β-HSD типа 12, изоформы 17β-HSD3, что важную роль в производстве тестостерона в яичках, недавно были охарактеризованы. 17β-HSD12, как тип 1, преобразует oestrone на эстрадиол и последние данные говорят о том, что это изоферментных является основным эстрогенным 17β-HSD фермента в яичнике (Лу- et al. 2006 ). Он также высоко экспрессируется в ткани молочной железы, хотя его потенциальная роль в развитии рака молочной железы еще не был рассмотрен.

Sulfatase и sulfotransferaseСтероидные sulfatase (STS) - это фермент, который гидролизует несколько стероидов, в том числе в

электронной1S и DHEA-S. в ткани молочной железы, она катализирует биологически неактивных oestrone-3-сульфат, чтобы oestrone, которые могут быть в дальнейшем метаболизируется в эстрадиол путем 17β-HSD1. STS деятельности выявляется в большинстве случаев рака груди, и деятельность была связана с уровнем нто мРНК и экспрессии белков в клетках рака молочной железы (Suzuki et al. 2003 , Pasqualini 2004). Это выше в ткани карциномы по сравнению с нормальной ткани молочной железы (Chetrite et al. 2000 , Утсуми et al. 2000 , Chetrite et al. 2005 ), и оба иммуногистохимические исследования и в режиме реального времени обратной транскриптазы (RT)-PCR локализовали STS экспрессии в клетках карциномы но не в внутриопухолевый стромальных клеток (см. Suzuki et al. 2005 b ). Важность электронных1S и STS в постменопаузе с раком молочной железы свидетельствует следующие факты: E1S-это наиболее распространенный циркулирующего эстрогена у женщин в постменопаузе, он имеет значительно больше времени полужизни в плазме по сравнению с oestrone, уровни E1S в опухоли молочной железы значительно выше, чем в плазме, и деятельность STS - 50-200 раз, что ароматазы (Pasqualini et al. 1996 , Pasqualini & Chetrite 2005). STS экспрессии мРНК отрицательно коррелирует с клиническим исходом у больных раком молочной железы (Утсуми et al. 2000, г. Миеси et al. 2003 г. ) и было предложено, что sulfatase путь является более важным, чем ароматазы маршрут, поскольку ароматазы мРНК выражение не имеет диагностическое значение (Reed et al. 2005 ).

Эстроген sulfotransferase (EST, SULT1E1), который преобразует эстрогены для неактивного эстрогена сульфатов присутствует как в нормальных, так и раковых тканей груди, и EST иммунореактивность

36

была обнаружена в клетках карциномы 44% пациентов с раком молочной железы (Suzuki et al. 2003 ). Несмотря на то, что концентрация E1S в ткани молочной железы 7-11 раз выше, чем в плазме (Pasqualini et al. 1996 г. ), его значение в связи с образованием активных эстрогенов в клетки карциномы молочной железы-это плохо понимают.

Предыдущий Раздел, Следующий Раздел 3β-дегидрогеназы HydroxysteroidВ отношении рака молочной железы, этот фермент получил мало внимания. Существуют две

изоформы, 1 и 2; Последний, будучи в основном выражается в надпочечниках и половых железах и 1 типа, выраженная в плаценте и других тканей, включая кожу и грудь, которой она считается, в основном, для преобразования DHEA и андростендион (Rheaume et al. 1991 ). 3β-HSD деятельности и иммунореактивности были обнаружены в клетки карциномы молочной железы в меньшинстве тканей молочной железы (Gunasegaram et al. 1998 ) и, таким образом, этот фермент может быть важным фактором повышения локальной концентрации андростендиона, субстратом для синтеза эстрогена.

Фитоэстрогены, как и ингибиторы ферментовСуществует все больше доказательств, что фитоэстрогены могут оказывать защитное действие на

инициацию или прогрессирования рака молочной железы путем ингибирования локальной продукции эстрогенов из циркулирующих предшественников в ткани молочной железы. Действительно, in vitro эксперименты показали, что фитоэстрогены подавляют активность ключевых steroidogenic ферменты, вовлеченные в синтез эстрадиола из циркулирующих андрогенов и эстрогена сульфат.

Фитоэстрогены и ароматазыСреди фитоэстрогены, флавоны и flavonones-один из самых мощных ингибиторов ароматазы.

Ранние исследования показали, что кверцетин, апигенин и были сильнодействующие ингибиторы ароматазы в человеческих микросомах плаценты и последующие исследования подтвердили, апигенин как относительно мощным ингибитором фермента, наряду с chrysin, 7-hydroxyflavone, и hesperetin с IC50-х годов порядка 0.3-3.0 мкм (Le Bail) et al. 1998 в , Jeong et al. 1999 ). Изофлавоны были неактивны (Le Bail) et al. 1998 в ). В человеческом надпочечники клеточной линии, H295R, флавоны были последовательно более мощных ингибиторов чем flavonones с IC50 значения для апигенин, 7-hydroxyflavone, и chrysin (от 4 до 20 мкм. Эти значения, однако, были между 100 и 1000 раз выше, чем в СК50 для стероидный ингибитор ароматазы, 4-hydroxyandrostenedione (Sanderson et al. 2004 ). Апигенин был мощным ингибитором ароматазы деятельности в первичных культурах человеческих гранулезных клеток, значительное ингибирование наблюдается при 0,1 мкм, но только тогда, когда уровень тестостерона был использован как субстрат с более высокие дозы, необходимые для подавления конверсии андростендиона в эстрадиол (Lacey et al. 2005 ). Это можно объяснить более высокой аффинности андростендион, по сравнению с тестостероном для ароматазы (Лу- et al. 2001 ).

В целом, изофлавоны обладают слабой ингибирующей активности ароматазы в обоих cell-free и целом-клеточных препаратов (Le Bail) et al. 2000 , Lacey et al. 2005 ), хотя Almstrup et al. (2002) сообщили, что formononetin, biochanin, и экстракт красного клевера, цветы, ингибирует активность ароматазы в низких концентрациях (<1 мкм), но эстрогенной активностью при более высоких дозах. В отличие от этого, генистеин, как сообщается, повышают активность ароматазы в H295R клеток и изолированных крыс фолликулов (Sanderson et al. 2004 , Myllymäki) et al. 2005 ), и это параллельно с увеличением промотор-специфических ароматазы транскриптов (Sanderson et al. 2004 ).

Аналогично, лигнаны обладают слабой ингибирующей активности ароматазы в микросомах плаценты (Adlercreutz et al. 1993 ), человека pre-adipocytes (Wang et al. 1994 ), человека культивировали лютеиновые клетки (Lacey et al. 2005 ), и MCF-7 клеток (Brooks & Thompson, 2005) с IC50-х годов >10 мкм, в то время как coumestrol ингибирует активность ароматазы в пре-адипоцитов с Kя стоимость-1,3 мкм (Wang et al. 1994 ). Совсем недавно, Wang et al. (2006) показали, что полифенол красного вина, ресвератрол ингибирует активность ароматазы в MCF-7 клеток рака молочной железы стабильно трансфицированных CYP19 подтверждения предыдущего отчета, что красное вино ингибирует активность ароматазы (Eng et al. 2001 ). СК50 ресвератрол-25 мкм и кинетический анализ показал, что оба конкурентного и неконкурентного ингибирования могут быть вовлечены. Аналогично, флавоноидных компонентов хмеля (Humulus lupulus L.) также было показано, ингибируют ароматазу, а также 20 мкл/мл концентрации различных сортов пива и лагера (Монтейро et al. 2006 ).

37

Способность флавоны ингибировать активность ароматазы, а не изофлавоны объясняется различиями в их химической структуре. В сайт-направленного мутагенеза исследования, Као et al. (1998) показали, что при 4'-hydroxyphenol группы подключен к С2 (как в флавоны и flavonones), A и C кольца эти фитоэстрогены имитировать D и C кольцами андрогенов субстратов. В отличие от этого, когда 4'-hydroxyphenol группы подключен к C3 (как в изофлавоны), есть ограниченное связывание с ароматазы; хотя это подтверждение увеличивает связывание с эстрогенных рецепторов, такие, что A и C кольцами фитоэстроген имитировать A и B кольца эстрогена (см. фиг. 1⇑).

Фитоэстрогены и 17β-HSDsИзофлавоны, как было показано, оказывают ингибирующее воздействие на 17β-HSD типа 1 -

фермента, который преобразует oestrone в эстрадиол. В обоих бесклеточных препаратов и T47-D клеток рака молочной железы, генистеин и daidzein ингибирует преобразование oestrone для эстрадиола между 1 и 10 мкм с слабее или нет эффектов biochanin (Мякеля et al. 1995 , Le Bail) et al. 2000, Брукс и Томпсон 2005), в то время как в человека культивировали лютеиновые клетки только высокие дозы генистеина (≥10 мкм), но не biochanin, ингибирует 17β-HSD типа 1 (Whitehead & Lacey 2003). Это контрастирует с относительно мощным эффекты biochanin на рекомбинантный 17β-HSD типа 5, что снижает андростендион в тестостерон (Krazeisen et al. 2001 ). В MCF-7 и MDA-MB-231 клеток рака молочной железы линии, 100 нм генистеин стимулирует окисление эстрадиола для oestrone и повышают уровень 17β-HSD2, что было подтверждено вестерн-блоттинга (Brueggemeier et al. 2001 ). Флавоны сообщали также ингибируют 17β-HSDs и, в этом отношении, chrysin, апигенин, и narigenin, как было показано, ингибируют 17β-HSD1 в микромолярных дозах, в то время как кверцетин был без эффекта (Мякеля et al. 1995 , Le Bail) et al. 2000 , Whitehead & Lacey 2003). В отличие от этого, кверцетин был достаточно мощным ингибитором 17β-HSD типа 5 (Krazeisen et al. 2001 ). Coumestrol сообщалось тормозят оба 17β-HSD типа 1 и 5 в очищенных ферментных препаратов (Мякеля et al. 1995 , Krazeisen et al. 2001 г. ) и более поздние исследования на MCF-7 клеток показало, что в обоих enterolactone и enterodiol ингибирует преобразование oestrone на эстрадиол значительное ингибирование наблюдается в 10 и 1 мкм соответственно (Brooks & Thompson, 2005).

Таким образом, есть ограниченные данные о влиянии фитоэстрогенов на восстановительной и окислительной реакции 17β-HSDs, хотя это может быть очень важно в поколение эстрадиол эстроген-продуцирующих тканей. В обоих человеческого гранулезных клеток и клеток рака молочной железы, выработка эстрадиола в несколько раз выше, когда андростендион используется в качестве субстрата по сравнению с тестостерон и преобразование oestrone в эстрадиол, который требует только 17β-HSD типа 1, выше, чем конверсия андростендиона или тестостерона в эстрадиол (Whitehead & Lacey 2003 и неопубликованные результаты). Таким образом, деятельность 17β-HSDs превышает ароматазы и, может быть, более важным в местных поколения эстрадиола от oestrone и E1S, чем от андрогенов субстратов.

Фитоэстрогены, oestrone sulfatase и sulfotransferaseOestrone sulfatase (ETS), которая преобразует E1S oestrone может быть более важным для выработки

эстрадиола в ткани молочной железы по сравнению с ароматазы пути (Kirk et al. 2001 , Рид et al. 2005 ). Несмотря на это, сравнительно мало исследований изучали влияние фитоэстрогенов на ИТС или эстроген sulfotransferase (EST/SULT1E1), второй катализирующий сульфатирование из oestrone. В ранних исследованиях сообщалось, что кверцетин, генистеин, daidzein, и другие флавоноиды, ингибирует печеночную ETS, кверцетина-наиболее мощный фитоэстроген (Huang et al. 1997 ). В отличие от этого, daidzein, как сообщалось, не влияет на ETS хотя sulfoconjugates этого фитоэстроген угнетал ETS (Wong & Кеунг 1997, Harris et al. 2004 ). Эффекты несколько диетических флавоноидов, в том числе кверцетин, генистеин, daidzein, и equol, на sulfotransferases также были расследованы и они тормозятся печеночной эстроген/андроген sulfotransferase с IC50-х годов в диапазоне наномолярных (Газали & Waring 1999, Mesia-Vela & Kauffman 2003, Харрис et al. 2004 ). Несмотря на то, что ингибирующая активность этих соединений колебалась от исследования совокупности доказательств показывает, что фитоэстрогены обладают общей ингибирующей активности ферментов, участвующих в взаимопревращение E1S и oestrone. Кроме того, пищевые флавоноиды могут быть сульфатированные несколько человеческих sulfotransferases, в том числе эстроген sulfatase (Харрис et al. 2004 ). Это

38

сульфатация может в дальнейшем повлиять на биодоступность эндогенных эстрогенов и изменяют соотношение активных эстрогенов и неактивного эстрогена сульфатов.

Предыдущий Раздел, Следующий Раздел Эстроген-рецепторы и рака молочной железыДва эстрогенных рецепторов (ор), закодированных в различных генов были идентифицированы -

ERα и ERβ - хотя многочисленные мРНК сплайс-вариантов существует для этих рецепторов как в пораженных, так и здоровых тканей (Moore et al. 1998 , Flouriot et al. 2000 , Deroo & Korach 2006). Как и другие стероидные рецепторы, они являются транскрипционными факторами и имеют схожую структуру доменов (рис. 4⇓). N-terminal A/B домены являются совершенно различных между двумя рецепторами, ДНК-связывающих C домена очень консервативны, в то время как C-терминала E/F домены похожи, делиться примерно 50% гомологии. Что сказал, лиганд-связывающий полость в электронной домена очень консервативны в двух рецепторов (Койпера et al. 1996 , Mosselman et al. 1996).

Существует два метода активации доменов в эстроген-рецепторы, N-концевого активации функции (AF-1) и C-терминал активации функции (АФ-2) и в этих регионах действуют синергично набирать co-активаторы или co-repressors и таким образом регулируют транскрипцию генов. AF-1 регион рецептора участвует в белок-белковых взаимодействий (например. фосфорилирование) и может активировать транскрипционной активности генов-мишеней в отсутствие эстрогена или других эстрогенных лигандов (Onate et al. 1998 , Трембле et al. 1999 ). Co-activator привязки к AF-1 приводит к частичной или нет активация ERα, в то время как полная активация этого рецептора требует найма co-активаторы как AF-1 и AF-2 регионах (Tzukerman et al. 1994 г. , Бенеке et al. 2000 ). Это требует привязки эстрогенных лигандов (см. Бардин et al. 2004 г. , Келер et al. 2005 ). Транскрипционной активности AF-1 в ERβ является слабым или незначительным по сравнению с ERα в то время, АФ-2 аналогична в обоих рецепторов (Barkhem et al. 1998 , Cowley & Parker 1999 Г., Делоне et al. 2000 ). Таким образом, когда только AF-2 активности, регуляции деятельности этих двух рецепторов похожи, но когда оба AF-1 и AF-2 активно, потом активность ERα значительно превышает ERβ (McInerney et al. 1998 , Cowley & Parker, 1999).

В дополнение к классической механизм активации эстроген-рецепторы, регулирующие транскрипцию генов путем связывания консенсус-эстроген response element (ЭРД) на ДНК, они также могут регулировать транскрипцию, связываясь с другой промоутер элементов ДНК, таких как AP-1-связывающих сайтов (Webb et al. 1995 ), cAMP response element (Сабба et al. 1999 ), и SF1-response element (Vanacker et al. 1999 ), к которым другие факторы транскрипции связываются. Интересно, что существует также некоторые свидетельства того, что эффективность двух различных ор на номера-ERE-сайты связывания по сравнению ERE-сайты связывания отличается (Paech et al. 1997 , Cowley & Parker, 1999). Например, ERβ является более мощным, чем в целом ERα на AP-1-связывающих сайтов, в то время как наоборот происходит на EREs.

Есть определенные ткани, экспрессии ERα и ERβ и их со-регуляторы (Mueller & Korach 2001) и, таким образом, эстрогенных лигандов будут иметь различный эффект в разных тканях. Кроме того, селективные эстроген-рецепторные модуляторы (SERMs), такие как тамоксифен и ралоксифен может демонстрировать тканеспецифического эстрогенного действия. Таким образом, оба они-антагонисты в ткани молочной железы, но агонистов в кости, в то время как только ралоксифен является чистым антагонистом в матке (Ямамото et al. 2003 ). Это потому, что привязка SERM результатов в определенные конформационные изменения рецептора, и это определяет, какие ко-активаторы или co-repressors набираются (Шан & Brown 2002). Еще одним фактором, влияющим на селективность ER лигандов состоит в том, что конкретные co-регуляторы набраны также зависеть от того, активированный эстроген-рецепторы связываются с ERE промоутер или другой транскрипции-сайты связывания (Клинге et al. 2004 г. , Келер et al. 2005 ). Наконец, различные лиганды для этих двух рецепторов будет привлекать различные co-активаторы (McKenna et al. 1999 , Moggs & Orphanides 2001). Эти ко-активаторы, стероидных рецепторов co-activator 1 (SRC1) был широко исследован. Интересно, что исследования показали, что генистеин привязки к ERβ улучшенное взаимодействие между SRC1 и SRC3, но имели минимальное воздействие на другие факторы транскрипции (Вонг et al. 2001). Таким образом, фитоэстрогены могут не только привязать ERs, но может также модулировать

39

набор конкретных co-активаторы, через которые транскрипцию специфического Гена может быть достигнуто.

Сравнение относительного сродства связывания двух подтипов рецепторов показали, что эстрадиол связывается с равным сродством и еще тамоксифен и чисто анти-эстроген, ICI 164,384, связываются с в два раза больше сродство к ERβ, диэтилстильбэстрол с половиной сродство, и фитоэстрогены до пяти раз превышает сродство к ERβ (Койпера et al. 1997 ). Тем не менее, два эстрогенных рецепторов может либо виде гомо - или гетеродимеры и, таким образом, их биологическая активность может зависеть от конкретных димеризации рецепторов.

Существуют и другие осложнения в разгадке разнообразные действия активированного эстрогенных рецепторов (рис. 5⇓). Во-первых, фактор роста-стимулирует протеин-киназы сигнальные пути могут модулировать ER транскрипция установлен механизм защитного действия разработанных ER или ER-associated co-регулирующими органами и влияющих на их внутриклеточная локализация сопутствующих факторов (Tremblay et al. 1999 г. , Ватанабе et al. 2001 ). Таким образом, несколько стероидных ответы функционально связаны c-Src или тирозин киназы рецепторов, что может вызвать лиганд-независимой стимуляции стероид рецептор-опосредованной транскрипции (Shupnik 2004). С другой стороны, мембрано-связанных ERs, которые могут быть активированы факторы роста могут взаимодействовать с клеточных сигнальных путей, таких как митоген-активированного белка внеклеточного киназы/внеклеточной сигнал-регулируемой киназы (MEK/ERK) и фосфатидилинозитол-киназы (PI3K) пути, и таким образом инициировать внегеномный эффект (Razandi et al. 2004 Г. , Левин 2005, Марино et al. 2006 ). Как стероиды и факторы роста стимулируют пролиферацию стероид-зависимых опухолевых клеток и взаимодействия этих путей может происходить на нескольких уровнях. Это важно в отношении возможных последствий фитоэстрогены, потому что хотя эти соединения являются слабо эстрогенных, некоторые ингибиторы клеточных сигнальных путей (см. ниже).

Активация и взаимодействие эстрогенных рецепторов клеток-сигнальных путей и торможения фитоэстрогены. Факторы роста активируют клетки-сигнальных путей, (1), таких как ERKs и PI3K/AKT (3). Они также активация мембран-связанных ERs (2). В свою очередь, активированные киназы фосфорилируют и активируют эстрогенных рецепторов (4). Активации цитозольной ERs может также модулировать активность клеточных сигнальных путей (пунктирные линии). Генистеин-это мощный ингибитор тирозинкиназы и ингибирует передачу сигнала факторы роста. Апигенин блокирует PI3K и в дальнейшем препятствует клеточной сигнализации.

В то время как активация ERα, как известно, способствуют росту опухолей молочной железы, конкретных функций ERβ менее хорошо поняты, хотя в клеточных линиях активации ERβ ингибирует клеточную пролиферацию. Отношение ERα:ERβ увеличивается в канцерогенез (Rutherford et al. 2000 , Skliris et al. 2003 ) и экспрессии ERβ было связано с низким уровнем агрессивности опухоли молочной железы и улучшение безрецидивная выживаемость по сравнению с теми, с ERβ-негативных опухолей. Одна теория эффектов ERβ на рост опухолей молочной железы является то, что он может dimerize с ERα и молчание его активации функции, и потери ERβ в раковых клетках может свидетельствовать стадии эстроген-зависимые опухоли, прогрессирование (Hall & McDonnell 1999, Петтерссон et al. 2000 , цвет-ольха et al. 2003 ). Это может иметь значение как возможный защитный эффект фитоэстрогенов на рак молочной железы, поскольку многие фитоэстрогены имеют большее сродство к ERβ, чем ERα (Койпера et al. 1998 ).

В то время как несколько вариантов полнометражного ERα были выявлены, а также короткая изоформа, что не хватает N-терминала AF-1 регион (Flouriot et al. 2000 ), ERβ изоформы являются сравнительно более обильные и, в человеческой ткани молочной железы, уровней экспрессии различных изоформ выше, чем у дикого типа ERβ (Saji et al. 2002 , Fuqua et al. 2003 ). Давно ERβ1 изоформа теперь считается дикого типа (Сюй et al. 2003 ), хотя первоначально ERβ клон закодированные короче белка с усеченной N-терминальной области (Койпера et al. 1996 ). Таким образом, большинство исследований по изучению сродство фитоэстрогены для ERβ проводились на сокращенную форму этого рецептора (Койпера et al. 1998 ).

То Гена ERβ доходности других сплайс-вариантов (от 2-5), которые кодируют белки с различными C-концевых аминокислот, и в груди опухоли всего ERβ мРНК значительно ниже, чем в нормальной ткани

40

молочной железы (Girault et al. 2004 , парк et al. 2006 ). Несколько исследований были проведены, чтобы определить, есть ли измененным паттерном экспрессии различных изоформ ERβ - в частности, ERβ1, ERβ2 (ERβcx), и ERβ5 - рака молочной железы, но результаты не были последовательными (Saji et al. 2002 , Чжао et al. 2003 , Дэвис et al. 2004 , Esslimani-Sahla et al. 2005 , парк et al. 2006 ). Все ERβ изоформы могут ингибировать транскрипционной активности ERα на ERE-содержащих репортеров, но только человека (h)ERβ1 может связать эстроген лиганда и транскрипционной активности на свой собственный (Peng et al. 2003 ).

Хотя фитоэстрогены вызывают сильнее трансактивационную из ERβ по сравнению с ERα (хотя и не по сравнению с эстрадиол) и может superstimulate ER активации на фоне эстрадиола (Харрис et al. 2005 г.), ни одно из исследований не обратились взаимодействие с фитоэстрогенами различных изоформ ERβ. Недавнее исследование, однако, исследовал ли фитоэстрогены могут модулировать экспрессию ERβ изоформ (Каппеллетти et al. 2006 ). В клеточных линий рака молочной железы, как эстрадиол и генистеин upregulated Итого ERβ, особенно ERβ2, в то время как quercertin было без эффекта. Посредством модуляции экспрессии ERβ, генистеин ингибирует эстроген-индуцированный рост клеток-возможно, dimerizing С и, следовательно, глушащий ростостимулирующие эффекты ERα? Поэтому, некоторые фитоэстрогены могут повышение экспрессии ERβ изоформ и это может быть важным в ограничении эстрогенной стимуляции роста. Очевидно, что исследования необходимы, чтобы исследовать взаимодействие фитоэстрогены с различными ERβ изоформ и их модуляции экспрессии ERβ.

Фитоэстрогены и рост клеток рака молочной железы in vitro и in vivoIn vitro исследования Рост эстроген-чувствительных клеточных линий рака молочной железы, в частности, MCF-7 клеток,

использовался для тестирования oestrogenicity различных фитоэстрогенов и xenoestrogens - E-Screen - какие меры метаболически активных клеток по их способности расщеплять желтый tetrazolium соль, МТТ, фиолетовый formazan кристаллов (Сото et al. 1995 ). Этот впоследствии был широко использован в сочетании с другими анализами, такие как люцифераза-репортер-ген анализа конкурентного связывания комплемента жизнеспособность исследования, синтез ДНК и индукции эстроген-чувствительных генов (Guttendorf &Вестендорф 2001).

Ростостимулирующие воздействие генистеина и других изофлавонов в соевых продуктах и экстракты красного клевера, таких как daidzein и biochanin и метаболит daidzein, equol, были наиболее широко изучены, предположительно, из-за эпидемиологических данных, подтверждающих связь между высоким соевой диеты с ниже заболеваемость раком молочной железы (Bouker & Hilakivi-Кларк 2000). В целом, исследования показали, что низкие дозы (≤10 мкм) генистеин, biochanin, и daidzein стимулировать in vitro рост MCF-7 и T-47D клеток, но не ER-негативных MDA-MB 231/435 клеточных линий рака молочной железы, но при более высоких дозах роста и выживания обеих ER-положительные и ER-негативных клеточных линий заблокирован (Zava & Duwe 1997, се et al. 1998 , Le Bail) et al. 1998 b , Диксон-Shanies & Шейха 1999 Г., ГСС et al. 1999 г. , Накагава et al. 2000 , Дампир et al. 2001, de Lemos 2001, Шмитт et al. 2001 ).

Из флавоны, апигенин и quercertin были наиболее широко изучены, и отчеты, как правило, показывают, что оба соединения ингибируют E2-индуцированного синтеза ДНК и пролиферации ER-положительные и ER-негативных клеток рака молочной железы (Wang & Kurzer 1998, Коллинз-Бароу et al. 2000 , Инь et al. 2001 ). Существует некоторая дискуссия относительно того, являются ли эти эффекты опосредуются через ER (van der Woude et al. 2005 ) или с помощью ER-независимого механизма (Коллинз-Бароу et al. 2000 ). Coumestrol, как генистеин, имеет bi-phasic влияние на рост клеток с повышенной пролиферации при низких дозах и анти-пролиферативной активности в высоких дозах (≥10 мкм; Wang & Kurzer 1998, Dixon & шейха 1999 г., Шмидт et al. 2005 ). Лигнаны также исследовано их влияние на рост клеток. При низких дозах enterolactone стимулировали, но в концентрациях, превышающих 10 мкм, он ингибирует пролиферацию клеток MCF-7 (Wang & Kurzer 1997, Сааринен et al. 2005 ).

Ресвератрол было показано, что химические деятельности. Jang et al. (1997) сообщили, что ресвератрол ингибирует ряд событий, связанных с инициации, промоции и прогрессии рака. Многочисленные другие in vitro исследования подтвердили эти результаты (dal bhat & Pezzuto 2002,

41

Ким et al. 2004 , Ле Корре et al. 2005 , Lanzilli et al. 2006 ), хотя Мацумура et al. (2005) не продемонстрировали ингибирующее действие ресвератрола на рост клеток MCF-7, за исключением в присутствии эстрадиола. Напротив, другие исследования показали, что ресвератрол может оказывать bi-phasic влияние на рост клеток в обоих ERα-положительные и ERα-негативных клеточных линий (Basly et al. 2000 ). Наконец, недавние исследования показали, что воздействие prenylnaringenin на MCF-7 клеток роста были похожи генистеин, в низких дозах (10-8-10-6 М) стимулировало рост с резким спадом, произошедшим в 10-5 М (Matsumura et al. 2005 ).

Механизмы, с помощью которых фитоэстрогены могут стимулировать/ингибируют рост ER-позитивных клеток рака молочной железы несколько спорным, хотя обычно предполагается, что рост-стимулирующее свойства фитоэстрогенов опосредованы их способность связываться с эстрогенными рецепторами (Matsumura et al. 2005 ). Такое связывание рецептора может стимулировать мероприятия в г1 в S фазу клеточного цикла (Foster et al. 2001 ) или, как эстрогены, ингибируют апоптоз (Шмидт et al. 2005). Рост-ингибирующий эффект высоких доз фитоэстрогенов может включать ингибирование клеточного цикла, прогрессии, ингибирование фактора роста клеточных сигнальных путей (например. тирозин-киназы и/или PI3K) или антагонизм эндогенных эстрогенов. Это авторов мнение, что высокие концентрации определенных фитоэстрогенами просто цитотоксических, как была выражена другими (Maggiolini et al. 2001 ), начиная с концентрации определенных фитоэстрогены, такие как генистеин и prenylnaringenin посмотреть мало или нет дозы ингибирующее воздействие на рост клеток с крутым снижение наблюдается в 10 мкм и выше (Matsumura et al. 2005 ).

Это выходит за рамки данного обзора, чтобы рассмотреть доказательства, касающиеся механизмов клеточного роста/ингибирование клеток рака молочной железы in vitro, но интересно отметить, что фитоэстрогены сильнее привязать к ERβ, чем ERα (Койпера et al. 1998 ). В недавнем исследовании на MCF-7 клеток, временно трансфицированных с ERα или ERβ, только coumestrol и генистеин были показаны привязать доза-зависимо с ERα с ЕС50 10-6 и 5 × 10-7 М соответственно (Харрис et al. 2005 ). Другие фитоэстрогены тестирования показал очень слабую привязку и, как правило, только в высоких дозах тестирование (10-6 и 10-5 M) такие, что СК50-х годов в диапазоне доз испытания, не может быть определен. Все фитоэстрогены исследованы, в том числе daidzein, equol, апигенин, кверцетин, и narigenin привязан к ERβ с IC50-х годов в диапазоне от 10-9-10-6 М, генистеин, будучи самым мощным в этом отношении (3 × 10-9 М). В свете этих данных, заманчиво предположить, почему генистеин и coumestrol стимулируют рост клеток и синтез ДНК (Wang & Kurzer 1998). В отличие от других фитоэстрогены, они могут активировать ростостимулирующие эффекты ERα, но существует нюанс, что СК50-х годов для ERα в 100 раз выше, чем в СК50-х годов для ERβ и, таким образом, трудно примирить с доказательством, что активация ERβ угнетает рост и, возможно, молчание ERα активации через димеризации (см. выше). Однако, неспособность и кверцетин, апигенин, чтобы привязать к ERα, за исключением очень высоких дозах, может объяснить, почему эти флавоны только оказывают рост-ингибирующий эффект (Miodini et al. 1999 , Инь et al. 2001 ), хотя другие клеточные механизмы могут существовать (см. ниже). В этой связи интересно отметить, что ресвератрол связывает с сопоставимыми сродство обоих подтипов рецепторов, хотя в 7000 раз меньше сходства, чем эстрадиол (Bowers et al. 2000 ), и, в то время как ростостимулирующие активность ресвератрола при низких дозах, как представляется, зависит от ERα, рост-ингибирующие эффекты могут быть опосредованы интригу этого рецептора (Basly et al. 2000 ).

In vivo исследования Влияние фитоэстрогенов на опухоли молочных желез in vivo были исследованы в химически

индуцированных (7,12-dimethylbenz(а)антрацена (DMBA) или N-метил-N-нитрозометилмочевиной (НГУ)) модели канцерогенеза молочной, nude мышей xenografted с клеточных линий рака молочной железы, а в последнее время в мышь опухоль молочной железы вирус (MMTV)-wt-erbB-2/neu трансгенных мышей. Генистеин является наиболее широко исследованы фитоэстроген, предположительно, из-за использования соевых экстрактов в качестве альтернативы традиционным HRT и из-за сравнительно низкой заболеваемости раком молочной железы в странах Востока, таких как Япония и Китай, где наблюдается высокая концентрация пищевых соевых продуктов в пищу.

Как генистеин и соевого белка, как было показано дозо-зависимо стимулировать рост имплантированных MCF-7 ксенотрансплантатов (Сье et al. 1998 г. , Оллред et al. 2001 ), а в более недавнее исследование сообщило, что экстракт сои не стимулируют рост опухоли, либо на MCF-7 и

42

MDA-MB-231 ксенотрансплантатов и, при использовании совместно с 17β-эстрадиол, он отображается анти-эстрогенной активностью (Галло et al. 2006 ). В отличие от Шао et al. (1998) сообщили, что генистеин ингибирует рост этих ER-положительные и ER-негативных ксенотрансплантатов и стимулированного апоптоза. Похожие противоопухолевый эффект наблюдается и в химически индуцированного канцерогенеза молочной (Барнс et al. 1990 , Lamartiniere et al. 1998 , Constantinou et al. 2001 ) и мышей nude (Constantinou et al. 1998 ), хотя Santell et al. (2000) обнаружили никаких рост-ингибирующее влияние генистеина in vivoдаже при относительно высокой циркулирующей плазмы концентрации были достигнуты. В MMTV/neu трансгенных мышей, не было никаких существенных различий в опухоли задержка между высокой и низкой дозы изофлавон диеты, ни в процентах, свободной от заболевания мышей на 60 недель. Как и ожидалось, тамоксифен ингибирует рост опухоли, но тамоксифен в сочетании с низким (но не высокой) дозы изофлавон диеты значительно уменьшается профилактический эффект эстроген-антагонист (лю et al. 2005 ). При рассмотрении фактических данных генистеина на рост рака молочной железы in vivo, Де Лемос (2001) пришли к выводу, что это фитоэстроген стимулировало рост при низких концентрациях, но при высоких концентрациях ингибирует рост опухоли. Несколько in vivo были проведены исследования на другие фитоэстрогены хотя противоопухолевый эффекты апигенин, кверцетин, и enterolactone были зарегистрированы (Кальтаджироне et al. 2000 , Chen et al. 2004 , Сааринен et al. 2005 ).

Животные модели также использовались, чтобы посмотреть на рака chemoprotective эффекты ресвератрола. Ресвератрол увеличивает опухоль задержки и уменьшение числа опухолей в НГУ-индуцированного рака молочной железы модель (dal bhat et al. 2001 ), а в последнее время из-за длительного приема ресвератрола (с рождения) было показано, что увеличение дифференциации дольковой структуры молочной железы и снижения пролиферативной активности, в то время как сокращение количества и повышение латентности DMBA-индуцированных опухолей (Whitsett et al. 2006). Вдоль той же линии, ресвератрол снижение опухолевого роста и ангиогенеза, но увеличение апоптоза в ERα негативный/ERβ положительные MDA-MB-231 ксенотрансплантатов in vivo (Гарвин et al. 2006 ).

Исследования на людяхНесколько исследований изучали влияние соевых потребления на пролиферацию клеток или

биомаркеров пролиферации клеток в ткани молочной железы. Харгривз et al. (1999) исследовали эффект 60 г/сутки сои (48 мг общего изофлавоны) назначают в течение 14 дней на ткани молочной железы у женщины в пременопаузе. В то время как не было никакого эффекта на эстроген-рецепторного статуса, пролиферации, апоптоза, или митозов в эпителиальных клетках груди, уровни apolipo-белка D были значительно снижены и экспрессии эстроген-чувствительных генов pS2 была увеличена в сосок аспирата (P ≤ 0.002), предполагая слабое эстрогенное действие.

В другом исследовании, биологически активная добавка, 45 мг всего изофлавонов в день в течение 14 дней значительно увеличилось тимидин-маркировка индекса и иммуноцитохимического окрашивания Ki67 (как биомаркеров пролиферации) в биоптатах из нормальной ткани молочной железы, полученных от женщин, ранее диагноз-доброкачественные или злокачественные заболевания молочных желез (McMichael-Филлипс et al. 1998 ). Эти данные позволяют предположить, что краткосрочные пищевые соевые добавки могут вызывать пролиферацию в ткани молочной железы у женщины в пременопаузе с заболеванием груди. В противоположность этому, потребление сои было связано с сокращением маммографической плотности (Atkinson & Bingham 2002, Jakes et al. 2002), в то время как Maskarinec & Менг (2001) сообщили о положительной корреляции между самооценки соевый прием пищи и процент плотности груди у женщин, живущих на Гавайях. Увеличение маммографической плотности был связан с четырех - шестикратное увеличение риска рака молочной железы (Atkinson et al. 1999 ). Недавние исследования на обезьянах cynomolgus показал, что 12-месячный диетических соевых добавок (эквивалентно 129 мг/сут) не оказывало никакого влияния на пременопаузе груди (древесины et al. 2006 в ), в то время как высокие дозы изофлавоны сои (240 мг/сут) выборочно отталкивала эстроген-индуцированных изменений в постменопаузальном приматов груди (древесины et al. 2006 b ). В совокупности общее доказательств не показывает последовательное воздействие диетических фитоэстрогенов на показатели клеточной

43

пролиферации в нормальных человеческих тканей груди, хотя фитоэстрогены могут увеличить распространение в существующих рака молочной железы.

Другие действия фитоэстрогеновХотя данный обзор ориентирован на прямое действие фитоэстрогенов на синтез эстрогена, а

эстроген-рецепторов в отношении рака молочной железы, других действий не приписывается этих соединений, которые могут действовать независимо от ЕР или косвенно посягают на ER сигнализации. Фитоэстрогены, как было показано увеличение уровней человеческого секс-гормон связывающего глобулина, что будет, следовательно, снижает концентрацию циркулирующих бесплатно ‘active’ гормоны (Brezinski et al. 1997 , Адлеркрейц et al. 1998 , Berrino et al. 2001 ). Такой эффект может быть существенным в прогрессирование рака молочной железы, хотя и локальный синтез считается более важным, чем концентрации циркулирующих гормонов. Высоко активных форм кислорода, как было показано, играют роль в развитии рака и несколько исследований показали, что фитоэстрогены могут действовать как антиоксиданты, хотя такие концентрации, при которых антиоксидантная активность наблюдается и вряд ли будет достигнуто путем диетическое средство (Wei et al. 1995 г. , Арора et al. 1998 г., Харпер et al. 1999 г. , Уилсон et al. 2002 ).

Некоторые фитоэстрогены являются ингибиторами клеточных сигнальных путей. Например, генистеин является ингибитором тирозинкиназы семейства (Акияма et al. 1987 ), в то время как кверцетин, апигенин и являются ингибиторы фи-киназы (PI3K) пути (Nguyen et al. 2004 ). Ресвератрол, как сообщается, тормозят Src киназы тирозина и блоки Stat 3 активации в злокачественных клетках (Kotha et al. 2006 ). Как MEK/ERK 1/2 и PI3K/AKT пути могут быть активированы с помощью факторов роста и, таким образом, фитоэстрогены могут модулировать такого контроля груди рост опухоли (Limer & Спейрс 2004 г., Уэлдон et al. 2005 ). Кроме того, активированный эстрогенных рецепторов, также было показано, взаимодействуют с эти ячейки-сигнальных путей (Moggs & Orphanides 2001 г., Бардина et al. 2004 ), и недавнее исследование показало, что ресвератрол модулированных по PI3K пути через ERα-зависимый механизм (Посо-Guisado et al. 2004 ). Поэтому, сотовой действия фитоэстрогенов может быть комплексным. Хотя некоторые кинетические исследования показали, что фитоэстрогены могут привязать конкурентно с стероидных субстратов для steroidogenic ферментов, других доказательств показывает, что они могут изменить фермента выражение (Whitehead & Rice 2006). Действительно, последние real-time RT-PCR исследования, проведенные в нашей лаборатории, показали, что некоторые фитоэстрогены и низкой дозы смеси фитоэстрогены являются мощными ингибиторами ароматазы выражения (рис et al. 2006). Поэтому дальнейшие эксперименты необходимы для выяснения действия фитоэстрогенов на сотовый-сигнальных путей, а не их способность связываться с эстрогенными рецепторами.

Эпидемиология рака молочной железы в отношении диетических фитоэстрогеныВ начале 1980-х годов, возможную связь между изофлавоны и лигнаны и профилактики рака

молочной железы было отмечено, и это привело к многочисленным исследований для оценки этой гипотезы.

Эпидемиология рака молочной железы в отношении диетическое потребление фитоэстрогенов были адекватно рассмотрены (Adlercreutz 2003 г., Зиглер 2004 г.) и нынешний взгляд, в основном, основанные на изучении иммигрантских групп населения, предполагает, что ранние воздействия относительно высоких концентраций соевые фитоэстрогены могут оказывать защитное действие на рак молочной железы позже в жизни (Adlercreutz 2003). Исследования на животных поддержать это предложение (Lamartiniere 2000) как и недавнее исследование, проведенное в Японии женщины (Шу et al. 2001 ). Однако результаты эпидемиологических исследований являются неоднозначными, даже из исследования в азиатской популяции (Ямамото et al. 2003 ).

Доказательства, касающиеся высокое диетическое потребление лигнаны, особенно в вегетарианских диет, и заболеваемость раком молочной железы более спорна (Adlercreutz 2003). Некоторые исследования показали умеренное снижение молочной железы у женщин с высоким потребление лигнаны (McCann et al. 2004 г. , Зиглер 2004), в то время как другое исследование показало, что выше enterolactone экскреция было связано с не-значительным увеличением риска рака молочной железы (den Tonkelaar et al. 2001 ). В отличие от этого, сообщалось, что оба низкой (ниже 12.5th процентиль) и высокой (выше 87.5th процентиль) в плазме enterolactone концентрации были

44

связаны с увеличением заболеваемости раком молочной железы (Hulten et al. 2002 ). Следует отметить, что метаболизм растений лигнаны млекопитающих лигнаны в кишечнике зависит от диеты. Увеличение диетического сала уменьшилась экскреция лигнаны в то время как волокна цельного зерна, увеличил производство enterolactone (см. Адлеркрейц 2003).

До сих пор нет убедительных доказательств того, что высокое потребление с пищей фитоэстрогены и снижение заболеваемости раком молочной железы напрямую связаны ли фитоэстрогены просто биомаркеров здорового питания и образа жизни. Несмотря на свидетельства того, что некоторые фитоэстрогены в низких дозах может способствовать росту клеток рака молочной железы линии и повышение биомаркеров клеточную пролиферацию в клеток молочной железы человека после кратковременной диеты, богатой фитоэстрогенами, тока доказательств было бы предположить, что высокое потребление с пищей фитоэстрогены не увеличивает риск рака молочной железы.

Эффективность фитоэстрогенов в качестве альтернативы ЗГТМногие ботанические препараты продаются, чтобы облегчить симптомы менопаузы, но наиболее

широко используются экстракты из сои или красного клевера, которые содержат изофлавоны или черный cohosh (до н.э.; Actaea racemosa; Wuttke et al. 2003 , Бек et al. 2005 ). Последний, содержащих тритерпеновые гликозиды и ароматических кислот, не является строго фитоэстрогены, и в то время как активных компонентов экстрактов до н.э., еще не определены, общее экстракты BC не связываются с эстрогенными рецепторами или посмотреть прямые классические эстрогенных эффектов (Viereck et al. 2005).

Приливы/мигает и ночные поты являются самыми частыми симптомами менопаузы и наиболее распространенная причина для женщины искать облегчение симптомов. Таким образом, в большинстве исследований по изучению эффективности фитоэстрогенов в качестве альтернативы ЗГТ специально направлены на заболеваемость, частоту и интенсивность приливов жара. К сожалению, большинство исследований до настоящего времени были в небольших масштабах и кратковременным, и большинство не было рандомизированным, двойным слепым или даже плацебо-контролируемых исследований (низкая собака, 2005, 2005 Speeroff). Тема была надлежащим образом рассмотрена и в целом данные показывают, что экстракты, фитоэстрогены сои и красного клевера имеют мало или никакого эффекта, в лучшем случае только 10% уменьшение симптомов, помимо эффекта плацебо (Kurzer 2003, Геллер & Studee 2005). Некоторые исследования показали, что черный cohosh уменьшение симптомов, в первую очередь приливы и расстройства настроения (Geller & Studee 2005, Viereck et al. 2005 ), но недавние исследования показали отсутствие значимых эффектов этого экстракта на приливы (Ньютон et al. 2005 , Verhoeven et al. 2005 ).

ВыводПриравнивая эпидемиологических данных с экспериментальных доказательств-это чревато

проблемами. Эпидемиологические данные свидетельствуют, что воздействие относительно высокие концентрации фитоэстрогенов в процессе развития или в раннем периоде жизни может быть важным в программировании индивидуальный риск развития рака в конце жизни. Это может объяснить, почему снижение риска некоторых видов рака наблюдается среди мигрантов увеличивается при последующих поколений. Кроме того, это может просто отражать изменение стиля жизни и пищевые привычки, не связанных потребление фитоэстрогенов.

Вопрос рациона питания по сравнению с экспериментальной дозы, при которой фитоэстрогены могут оказывать воздействие является важным фактором. Исследования показали, что средняя суточная доза фитоэстрогенов в некоторых восточных популяций составляет около 30 мг/день по сравнению с западными обществами, в которых потребление : <10 мг/день или меньше. Сообщили, циркулирующих концентраций различных фитоэстрогены диапазоне наномолярных низких микромолярных концентрациях и тем не менее, за исключением in vitro исследования на рост ER-позитивных клеточных линий рака молочной железы, большинство экспериментов показали, что относительно высокие концентрации фитоэстрогенов, в микромолярных диапазон, обязаны оказывать Фармакологические эффекты, т.е. при концентрациях выше, чем те, кто может быть достигнуто в результате поступление в организм с пищей. Не известно, тем не менее, является ли или не фитоэстрогены накапливаются в тканях и могут ли они накапливаться в их склонения, так как они в основном существуют в обращении, или в свободное от активных форм.

45

Краткосрочных диетических добавок было показано, что пролиферативная воздействие на ткани молочной железы у женщин в пременопаузе с опухолей молочной железы (не у женщин без патологии молочных желез) и исследования на животных предоставили противоречивые данные ли фитоэстрогены стимулируют или ингибируют химически индуцированной опухоли или имплантаты. Как правило, высокие концентрации фитоэстрогенов являются обязательными для подавления конкретных steroidogenic ферментов и, следовательно, местное производство эстрогенов, что может быть важно в эстроген-зависимых форм рака молочной железы. Таким образом, существуют экспериментальные данные, как для промо и защитное действие фитоэстрогенов на рак молочной железы, но в настоящее время это невозможно примирить пищевые/добавки экспозиции с эпидемиологических и экспериментальных исследований. Серьезной проблемой является то, что фитоэстрогены БАД over-the-counter лекарства и женщин, которые не найти облегчение менопаузальных симптомов с рекомендуемой дозировки может просто дозу до такой " естественной " альтернативы и достижения циркулирующих концентраций этих соединений, которые могут оказывать вредное влияние на их здоровье. Требуется дальнейшая работа для определения клеточной действия фитоэстрогенов за эстрогенных рецепторов и эффекты комбинаций различных фитоэстрогенов во время длительной экспозиции

Phytoestrogens and breast cancer –promoters or protectors?1. Suman Rice and 2. Saffron A Whitehead + Author Affiliations1. Division of Basic Medical Sciences, St George’s University of London, Cranmer Terrace, London SW17

0RE, UK1. (Request for offprints should be addressed to S A Whitehead; Email: saffron@sgul.ac.uk) Next SectionAbstractThe majority of breast cancers are oestrogen dependent and in postmenopausal women the supply of

oestrogens in breast tissue is derived from the peripheral conversion of circulating androgens. There is, however, a paradox concerning the epidemiology of breast cancer and the dietary intake of phytoestrogens that bind weakly to oestrogen receptors and initiate oestrogen-dependent transcription. In Eastern countries, such as Japan, the incidence of breast cancer is approximately one-third that of Western countries whilst their high dietary intake of phytoestrogens, mainly in the form of soy products, can produce circulating levels of phytoestrogens that are known experimentally to have oestrogenic effects. Indeed, their weak oestrogenicity has been used to advantage by herbalist medicine to promote soy products as a natural alternative to conventional hormone replacement therapy (HRT). Such usage could increase in light of recent evidence that long-term HRT usage may be associated with an increased risk of breast cancer with a consequent reduction in prescription rates. So, are phytoestrogens safe as a natural alternative to HRT and could they be promoters or protectors of breast cancer? If they are promoters, then we must assume that it is due to their oestrogenic effect. If they are protectors, then other actions of phytoestrogens, including their ability to inhibit enzymes that are responsible for converting androgens and weak oestrogens into oestradiol, must be considered. This paper addresses these questions by reviewing the actions of phytoestrogens on oestrogen receptors and key enzymes that convert androgens to oestrogens in relation to the growth of breast cancer cells. In addition, it compares the experimental and epidemiological evidence pertinent to the potential beneficial or harmful effects of phytoestrogens in relation to the incidence/progression of breast cancer and their efficacy as natural alternatives to conventional HRT.

IntroductionBreast cancer is not a disease of the modern world and its oldest recorded description was found in an

Egyptian seven papyri written between 3000 and 1500 BC. Although the term ‘cancer’ did not exist at that

46

time (the origin of the word being credited to Hippocrates, 460–370 BC), the ‘Edwin Smith’ papyrus described details of eight cases of tumors or ulcers of the breasts that are consistent with modern descriptions of breast cancer (Diamondopoulos 1996). Little is known about the epidemiology of breast cancer until 20th century although, interestingly, in 1713 an Italian doctor and a founder of occupational medicine, Bernardino Ramazzini, reported the virtual absence of cervical cancer and relatively high incidence of breast cancer in nuns (Gallucci 1985). He (prophetically) speculated whether this was in some way related to their celibate life-style. Today, the epidemiology of breast cancer is closely monitored and in both industrialized and developing countries the incidence of breast cancer is steadily rising. It is the commonest form of cancer among women in the US and almost all of Europe and in the US the incidence of breast cancer amongst caucasians rose from 100 cases per 100 000 women in 1983 to over 130 in 2002 (National Cancer Institute, www.cancer.gov/cancertopics/types/breast). The corresponding figures for women in England were under 80 in 1983 to 120 in 2003 (National Statistics online www.statistics.gov.uk).

Apart from age (>50) and a family history of breast cancer, many of the known risk factors for this disease relate to a woman’s reproductive history, such as early menarche, nulliparity or a late pregnancy, and late menopause as well as prolonged oral contraceptive use and hormone replacement therapy (HRT; McPherson et al. 2000 ). More recently, dietary factors and exposure to endocrine-disrupting chemicals have been built into the list of risk factors although definitive evidence is still lacking (Mitra et al. 2004 ). That said, high consumption of phytoestrogens, which are very weak mimics of natural oestrogens, are associated with a lower incidence of breast cancer (Limer & Spiers 2004).

Phytoestrogens, HRT, and breast cancerPhytoestrogens are plant-derived chemicals that have oestrogenic activity, combining with oestrogen

receptors and initiating oestrogen-dependent transcription (Kuiper et al. 1998 ). Their affinities for the oestrogen receptor, however, are at least 1000–10 000 times lower than that of oestradiol and this is an important factor when considering dietary intake of these chemicals and their subsequent circulating concentrations.

There are several different groups of phytoestrogens that are classified according to their chemical structure (see Fig. 1⇓). The most widely studied are the isoflavones, present in high concentrations in soy products and red clover, followed by the flavones and then coumestans (Table 1⇓). Lignans that are widely distributed in fruits and vegetables have been investigated to a more limited extent, despite the fact that the vegetarian diets have been linked with a reduced incidence of breast cancer. More recently, there has been increasing interest in the stilbene, resveratrol found in grape skins and red wine, and 8-prenylnaringenin present in hops and beer (Table 1⇓).

The outcomes of the Million Women Study and the Women’s Health Initiative showing an increased incidence of breast cancer (Beral 2003, Chlebowski et al. 2003 ) as well as coronary heart disease, stroke, and venous thromboembolism raised alarms about the use of HRT to treat menopausal women (Hickey et al. 2005). These findings were eagerly reported in the media and, together with the clinical evidence, had a negative impact on HRT prescribing. In fact, within months of these publications, there was a significant decrease in HRT prescriptions, particularly the combined conjugated equine oestrogens and progestagen products, and such declines have been reported in several countries (Lawton et al. 2003 , Kim et al. 2005 , Low Dog 2005, Usher et al. 2006 ). This could result in an increased use of ‘natural’ plant-derived alternatives to HRT that contain phytoestrogens. This raises two questions: are ‘natural’ alternatives potential promoters of breast cancer or could they actually protect against the growth of breast cancer?

Oestrogen synthesis in breast cancerThe majority of breast cancers (~70%) express oestrogen receptors and in these cases oestrogen is

considered to promote tumor growth. Hence, treatments subsequent to surgery, radiotherapy, and/or chemotherapy are directed towards reducing oestrogenic effects within breast tissue (Smith & Chua 2006). The incidence rate of breast cancer continues to increase with age despite the loss of ovarian hormones in postmenopausal women. This apparent paradox has been resolved by the fact that extragonadal sites, including breast, brain, muscle, skin, bone, and adipose tissue can synthesize potent androgens and oestrogens from relatively inactive circulating steroid precursors derived from the adrenal cortex and to a much lesser extent the ovaries (Simpson et al. 2005 ). Indeed, after the menopause, nearly 100% oestrogens

47

are formed in peripheral tissues (Labrie 2003) and exert their effects locally in a paracrine or intracrine manner.

In breast tissues, enzymes are present to convert inactive circulating precursors, such as androstenedione, dehydroepiandrostenedione (DHEA) and its sulfated form DHEA-S, and oestrone sulfate (E 1S) into biologically active androgens and oestrogens (see Fig. 2⇓).

Steroid synthesis in intratumoral stromal and carcinoma cells and the potential sites at which flavones and isoflavones may inhibit the production of biologically active oestrogens. Androgens taken up by carcinoma cells include androstenedione and DHEA, the latter of which is converted to androstenedione by 3β-HSD1. Androstenedione is converted to oestrone by aromatase. Oestrone sulphate is converted to oestradiol by ETS and 17β-HSD.ETS, oestrogen sulfatase; EST, oestrogen sulfotransferase/SULT1E1; HSD, hydroxysteroid dehydrogenase.

In fact, postmenopausal breast cancer illustrates the importance of local oestrogen biosynthesis. In post-menopausal women, the concentration of 17β-oestradiol (E2) present in breast tumors is at least 20-fold higher than that in the circulation, but in premenopausal women with carcinomas, this ratio was only 5 (Nakata et al. 2003 , Pasqualini & Chetrite 2005).

AromataseThe aromatase enzyme, CYP19, is a key enzyme in the conversion of androgens to oestrogens and over

60% of breast carcinomas express this enzyme (Lipton et al. 1992, Miller 1991) with higher levels of mRNA expression and activity compared with non-malignant tissue (Bulun et al. 1993 , Utsumi et al. 1996 , Chetrite et al. 2000 ). It has been reported that aromatase activity is highest in intratumoral stromal cells rather than the epithelial component in breast cancer (Purohit et al. 1995 ) and, whilst some immunohistochemical studies have supported this observation, others have shown that aromatase was immunolocalized either in both cells types or predominantly in carcinoma cells (see Suzuki et al. 2005 a ).

17β-Hydroxysteroid dehydrogenases (HSDs)These enzymes catalyze the interconversion of relatively inactive 17β-keto steroids (e.g. androstenedione

and oestrone) and active 17β-hydroxysteroids, such as testosterone and oestradiol. To date, 12 isozymes of 17β-HSD have been cloned, but in breast tissue the important isozymes are 17β-HSD1, 5, and 7 (see Fig. 3⇓). Oxidative 17β-HSD2 activity that converts testosterone to androstenedione and oestradiol to oestrone (E1) is predominant in normal breast tissue, but the reductive activity of 17β-HSD1 that drives the reverse reaction (E1 to E2) is dominant in breast cancers (Spiers et al. 1998, Miettinen et al. 1999 ). 17β-HSD1 expression has been immunohistochemically detected in breast carcinoma cells of over 55% patients (Sasano et al. 1996 , Suzuki et al 2000 ) and in postmenopausal breast cancers 17β-HSD1, mRNA expression was significantly higher than in premenopausal breast cancers as were the intratumoral E2:E1 ratios (Miyoshi et al. 2001 ). Together, results suggest that 17β-HSD1 may play an important role in maintaining high intratumoral oestradiol levels in postmenopausal breast cancers. Interestingly, 17β-HSD type 12, an isoform of 17β-HSD3 that is important in producing testosterone in the testis, has recently been characterized. 17β-HSD12, like type 1, converts oestrone to oestradiol and recent evidence suggests that this isozyme is the major oestrogenic 17β-HSD enzyme in the ovary (Luu-The et al. 2006 ). It is also highly expressed in mammary tissue though its potential role in breast cancer has not yet been addressed.

Sulfatase and sulfotransferaseSteroid sulfatase (STS) is an enzyme that hydrolyzes several steroids, including E1S and DHEA-S. In breast

tissue, it catalyzes the biologically inactive oestrone-3-sulfate to oestrone, which can be further metabolized to oestradiol by 17β-HSD1. STS activity is detected in the majority of breast cancers and activity has been correlated with the level of STS mRNA and protein expression in breast cancer cells ( Suzuki et al. 2003 , Pasqualini 2004). This is higher in carcinoma tissue compared with normal breast tissue (Chetrite et al. 2000 , Utsumi et al. 2000 , Chetrite et al. 2005 ), and both immunohistochemical studies and real-time reverse transcriptase (RT)-PCR have localized STS expression in carcinoma cells but not in intratumoral stromal cells (see Suzuki et al. 2005 b ). The importance of E1S and STS in postmenopausal breast cancer is highlighted by the following facts: E1S is the most abundant circulating oestrogen in postmenopausal women, it has a considerably longer half-life in plasma compared with oestrone, levels of E1S in breast tumors are considerably higher than in the plasma, and the activity of STS is 50–200 times that of aromatase (Pasqualini et al. 1996 , Pasqualini & Chetrite 2005). STS mRNA expression is negatively correlated with the clinical

48

outcome of breast cancer patients (Utsumi et al. 2000 , Miyoshi et al. 2003 ) and it has been proposed that the sulfatase pathway is more important than the aromatase route, since aromatase mRNA expression has no diagnostic value (Reed et al. 2005 ).

Oestrogen sulfotransferase (EST, SULT1E1) that converts oestrogens to inactive oestrogen sulfates is present in both normal and cancerous breast tissue, and EST immunoreactivity was detected in the carcinoma cells of 44% patients with breast cancer (Suzuki et al. 2003 ). Despite the fact that the concentration of E1S in breast cancer tissue is 7–11 times greater than in plasma (Pasqualini et al. 1996 ), its significance in relation to the formation of active oestrogens in breast carcinoma cells is poorly understood.

3β-Hydroxysteroid dehydrogenaseIn relation to breast cancer, this enzyme has received little attention. There are two isoforms, 1 and 2; the

latter being mainly expressed in the adrenal glands and gonads and type 1 being expressed in the placenta and other tissues, including skin and breast, where it is considered mainly to convert DHEA to androstenedione (Rheaume et al. 1991 ). 3β-HSD activity and immunoreactivity have been detected in breast carcinoma cells in a minority of breast cancer tissues (Gunasegaram et al. 1998 ) and thus, this enzyme may be important in increasing the local concentration of androstenedione, a substrate for oestrogen synthesis.

Previous Section Next Section Phytoestrogens as enzyme inhibitorsThere is growing evidence that phytoestrogens could have a protective effect on the initiation or

progression of breast cancer by inhibiting the local production of oestrogens from circulating precursors in breast tissue. Indeed, in vitro experiments have shown that phytoestrogens inhibit the activity of key steroidogenic enzymes involved in the synthesis of oestradiol from circulating androgens and oestrogen sulfate.

Phytoestrogens and aromataseAmongst the phytoestrogens, the flavones and flavonones are the most potent inhibitors of aromatase.

Early studies showed that apigenin and quercetin were potent inhibitors of aromatase in human placental microsomes and subsequent studies confirmed apigenin as a relatively potent inhibitor of the enzyme, along with chrysin, 7-hydroxyflavone, and hesperetin with IC50s in the order of 0.3–3.0 μM (Le Bail et al. 1998 a , Jeong et al. 1999 ). Isoflavones were inactive (Le Bail et al. 1998 a ). In the human adrenocortical cell line, H295R, flavones were consistently more potent inhibitors than flavonones with IC50 values for apigenin, 7-hydroxyflavone, and chrysin ranging from 4 to 20 μM. These values, however, were between 100 and 1000 times higher than the IC50 for the steroidal aromatase inhibitor, 4-hydroxyandrostenedione (Sanderson et al. 2004). Apigenin was a potent inhibitor of aromatase activity in primary cultures of human granulosa cells, significant inhibition being observed at 0.1 μM, but only when testosterone was used as the substrate with higher doses being required to inhibit the conversion of androstenedione to oestradiol (Lacey et al. 2005 ). This could be attributed to the higher affinity of androstenedione compared with testosterone for aromatase (Luu-The et al. 2001 ).

Overall, the isoflavones have weak inhibitory activity on aromatase in both cell-free and whole-cell preparations (Le Bail et al. 2000 , Lacey et al. 2005 ), although Almstrup et al. (2002) reported that formononetin, biochanin A, and extract of red clover flowers inhibited aromatase activity at low concentrations (<1 μM) but had oestrogenic activity at higher doses. In contrast, genistein has been reported to increase the aromatase activity in H295R cells and isolated rat follicles (Sanderson et al. 2004 , Myllymäki et al. 2005 ), and this was paralleled by an increase in promoter-specific aromatase transcripts (Sanderson et al. 2004 ).

Similarly, lignans have weak inhibitory activity on aromatase in placental microsomes (Adlercreutz et al. 1993), human pre-adipocytes (Wang et al. 1994 ), human granulosa luteal cells (Lacey et al. 2005 ), and MCF-7 cells (Brooks & Thompson 2005) with IC50s being >10 μM, whilst coumestrol inhibited aromatase activity in pre-adipocytes with a Ki value of 1.3 μM (Wang et al. 1994 ). More recently, Wang et al. (2006) showed that the polyphenol in red wine, resveratrol, inhibited aromatase activity in MCF-7 breast cancer cells stably transfected with CYP19 confirming a previous report that red wine inhibited aromatase activity (Eng et al. 2001). The IC50 of resveratrol was 25 μM and kinetic analysis indicated that both competitive and non-competitive inhibition might be involved. Similarly, flavonoid components of the hop (Humulus lupulus L.)

49

were also shown to inhibit aromatase as well as 20 μl/ml concentrations of different beers and lagers (Monteiro et al. 2006 ).

The ability of flavones to inhibit aromatase activity rather than the isoflavones has been attributed to the differences in their chemical structure. In a site-directed mutagenesis study, Kao et al. (1998) showed that when the 4 -hydroxyphenol group is attached to C2 (as in the flavones and flavonones), the A and C rings of′ these phytoestrogens mimic the D and C rings of the androgens substrates. In contrast, when the 4 -′hydroxyphenol group is attached to C3 (as in the isoflavones), there is limited binding with aromatase; although this confirmation increases binding with the oestrogen receptor such that the A and C rings of the phytoestrogen mimic the A and B rings of oestrogen (see Fig. 1⇑).

Phytoestrogens and 17β-HSDsThe isoflavones have been shown to exert inhibitory effects on 17β-HSD type 1 – the enzyme that converts

oestrone to oestradiol. In both cell-free preparations and T47-D breast cancer cells, genistein and daidzein inhibited the conversion of oestrone to oestradiol between 1 and 10 μM with weaker or no effects of biochanin A (Mäkelä et al. 1995 , Le Bail et al. 2000 , Brooks & Thompson 2005), whilst in human granulosa luteal cells only high doses of genistein (≥10 μM), but not biochanin A, inhibited 17β-HSD type 1 (Whitehead & Lacey 2003). This contrasts the relatively potent effects of biochanin A on recombinant 17β-HSD type 5 that reduces androstenedione to testosterone (Krazeisen et al. 2001 ). In MCF-7 and MDA-MB-231 breast cancer cell lines, 100 nM genistein stimulated the oxidation of oestradiol to oestrone and increased the levels of 17β-HSD2, which was confirmed by western blots (Brueggemeier et al. 2001 ). The flavones have also been reported to inhibit 17β-HSDs and, in this respect, chrysin, apigenin, and narigenin have been shown to inhibit 17β-HSD1 at micromolar doses whilst quercetin was without effect (Mäkelä et al. 1995 , Le Bail et al. 2000 , Whitehead & Lacey 2003). In contrast, quercetin was a relatively potent inhibitor of 17β-HSD type 5 (Krazeisen et al. 2001 ). Coumestrol has been reported to inhibit both 17β-HSD types 1 and 5 in purified enzyme preparations (Mäkelä et al. 1995 , Krazeisen et al. 2001 ) and more recent studies on MCF-7 cells showed that both enterolactone and enterodiol inhibited the conversion of oestrone to oestradiol with significant inhibition observed at 10 and 1 μM respectively (Brooks & Thompson 2005).

Thus, there is limited data on the effects of phytoestrogens on the reductive and oxidative reactions of 17β-HSDs, although these may be very important in the generation of oestradiol in oestrogen-producing tissues. In both human granulosa cells and breast cancer cells, the production of oestradiol is several fold higher when androstenedione is used as a substrate compared with testosterone and the conversion of oestrone to oestradiol, which requires only 17β-HSD type 1, is higher than either the conversion of androstenedione or testosterone to oestradiol (Whitehead & Lacey 2003 and unpublished results). Thus, the activity of 17β-HSDs exceeds that of aromatase and may be more important in the local generation of oestradiol from oestrone and E1S than from androgen substrates.

Phytoestrogens, oestrone sulfatase and sulfotransferaseOestrone sulfatase (ETS) that converts E1S to oestrone may be more important for generating oestradiol in

breast tissue compared with the aromatase pathway (Kirk et al. 2001 , Reed et al. 2005 ). Despite this, comparatively few studies have investigated the effects of phytoestrogens on either ETS or oestrogen sulfotransferase (EST/SULT1E1), the latter catalyzing the sulfation of oestrone. Early studies reported that quercetin, genistein, daidzein, and other flavonoids inhibited hepatic ETS, with quercetin being the most potent phytoestrogen (Huang et al. 1997 ). In contrast, daidzein was reported to have no effect on ETS although sulfoconjugates of this phytoestrogen inhibited ETS (Wong & Keung 1997, Harris et al. 2004 ). The effects of several dietary flavonoids, including quercetin, genistein, daidzein, and equol, on sulfotransferases have also been investigated and they inhibited hepatic oestrogen/androgen sulfotransferase with IC 50s in the nanomolar range (Ghazali & Waring 1999, Mesia-Vela & Kauffman 2003, Harris et al. 2004 ). Although the reported inhibitory potency of these compounds varied between studies, taken together the evidence shows that phytoestrogens have an overall inhibitory activity on enzymes involved in the interconversion of E1S and oestrone. In addition, dietary flavonoids can be sulfated by several human sulfotransferases, including oestrogen sulfatase (Harris et al. 2004 ). This sulfation may further influence the bioavailability of endogenous oestrogens and alter the ratio of active oestrogens and inactive oestrogen sulfates.

Oestrogen receptors and breast cancer

50

Two oestrogen receptors (ERs) coded on different genes have been identified – ERα and ERβ – although numerous mRNA splice variants exist for these receptors in both diseased and normal tissue (Moore et al. 1998, Flouriot et al. 2000 , Deroo & Korach 2006). Like other steroid receptors, they are transcription factors and have a similar domain structure (Fig. 4⇓). The N-terminal A/B domains are completely distinct between the two receptors, the DNA-binding C domain is highly conserved, whilst the C-terminal E/F domains are similar, sharing about 50% homology. That said, the ligand-binding cavity in the E domain is highly conserved in the two receptors (Kuiper et al. 1996 , Mosselman et al. 1996 ).

There are two activation domains in the oestrogen receptors, an N-terminal activation function (AF-1) and a C-terminal activation function (AF-2) and these regions act synergistically to recruit co-activators or co-repressors and thus regulate gene transcription. The AF-1 region of the receptor is involved in protein–protein interactions (e.g. phosphorylation) and can activate transcriptional activity of target genes in the absence of oestrogen or other oestrogenic ligands (Onate et al. 1998 , Tremblay et al. 1999 ). Co-activator binding to AF-1 leads to either partial or no activation of ERα, whilst full activation of this receptor requires recruitment of co-activators to both AF-1 and AF-2 regions (Tzukerman et al. 1994 , Benecke et al. 2000 ). This requires binding of oestrogenic ligands (see Bardin et al. 2004 , Koehler et al. 2005 ). The transcriptional activity of AF-1 in ERβ is weak or negligible compared with ERα whilst that of AF-2 is similar in both receptors (Barkhem et al. 1998 , Cowley & Parker 1999, Delaunay et al. 2000 ). Thus, when only AF-2 activity is required, the transcriptional activities of the two receptors are similar but when both AF-1 and AF-2 are active, then the activity of ERα greatly exceeds that of ERβ (McInerney et al. 1998 , Cowley & Parker 1999).

In addition to the classical mechanism of activated oestrogen receptors regulating gene transcription through binding to the consensus oestrogen response element (ERE) on the DNA, they can also regulate transcription by binding to other promoter elements on the DNA, such as AP-1-binding sites ( Webb et al. 1995), cAMP response element (Sabbah et al. 1999 ), and SF1-response element (Vanacker et al. 1999 ) to which other transcription factors bind. Interestingly, there is also some evidence that the potency of the two different ERs on non-ERE-binding sites versus ERE-binding sites differs (Paech et al. 1997 , Cowley & Parker 1999). For example, ERβ is more potent overall than ERα on AP-1-binding sites whilst the contrary occurs on EREs.

There is a distinct tissue expression of ERα and ERβ and of their co-regulators (Mueller & Korach 2001) and thus oestrogenic ligands will have different effect in different tissues. In addition, selective oestrogen receptor modulators (SERMs), such as tamoxifen and raloxifen can exhibit tissue-specific oestrogenic activity. Thus, they are both antagonists in breast tissue but agonists in bone, while only raloxifen is a pure antagonist in the uterus (Yamamoto et al. 2003 ). This is because the binding of a SERM results in specific conformational change in the receptor and this determines which co-activators or co-repressors are recruited (Shang & Brown 2002). Another factor influencing selectivity of ER ligands is that the specific co-regulators recruited also depend on whether the activated oestrogen receptors bind to the ERE promoter or other transcription-binding sites (Klinge et al. 2004 , Koehler et al. 2005 ). Finally, different ligands to these two receptors will attract different co-activators (McKenna et al. 1999 , Moggs & Orphanides 2001). Of these co-activators, steroid receptor co-activator 1 (SRC1) has been widely investigated. Interestingly, studies have shown that genistein binding to ERβ enhanced interactions between SRC1 and SRC3 but had minimal effects on other transcription factors (Wong et al. 2001 ). Thus, phytoestrogens may not only bind to ERs but may also modulate the recruitment of specific co-activators through which specific gene transcription could be achieved.

A comparison of the relative binding affinities of the two receptor subtypes showed that oestradiol binds with equal affinity and yet tamoxifen and the pure anti-oestrogen, ICI 164,384, bind with twice the affinity to ERβ, diethylstilbestrol with half the affinity, and phytoestrogens with up to five times the affinity for ERβ (Kuiper et al. 1997 ). However, the two oestrogen receptors may either form homo- or heterodimers and thus their biological activity may depend on the specific dimerization of the receptors.

There are further complications in unraveling the diverse actions of activated oestrogen receptors (Fig. 5⇓). First, growth factor-stimulated protein-kinase signaling pathways can modulate ER transcription by phosphorylating ER or ER-associated co-regulators and affecting subcellular localization of co-factors (Tremblay et al. 1999 , Watanabe et al. 2001 ). Thus, several steroid responses are functionally linked to c-Src or tyrosine kinase receptors that can induce ligand-independent stimulation of steroid receptor-mediated

51

transcription (Shupnik 2004). On the other hand, membrane-associated ERs which may be activated by growth factors, can interact with cell signaling pathways, such as the mitogen-activated protein extracellular kinase/extracellular signal-regulated kinase (MEK/ERK) and phosphatidylinositol kinase (PI3K) pathways and thus initiate non-genomic effects (Razandi et al. 2004 , Levin 2005, Marino et al. 2006 ). Both steroids and growth factors stimulate proliferation of steroid-dependent tumor cells and interaction of these pathways can occur at several levels. This is important in relation to the possible effects of phytoestrogens because although these compounds are all weakly oestrogenic, some are also inhibitors of cell signaling pathways (see below).

Activation and interaction of oestrogen receptors with cell-signaling pathways and inhibition by phytoestrogens. Growth factors activate cell-signaling pathways, (1) such as ERKs and PI3K/AKT (3). They also activate membrane-associated ERs (2). In turn activated kinases phosphorylate and activate oestrogen receptors (4). Activated cytosolic ERs may also modulate the activity of cell-signaling pathways (dotted lines). Genistein is a potent tyrosine kinase inhibitor and inhibits signal transduction of growth factors. Apigenin inhibits PI3K and further inhibits cell signaling.

Whilst activation of ERα is known to promote growth in breast tumors, the specific functions of ERβ are less well understood, although in cell lines activation of ERβ inhibits cell proliferation. The ratio of ERα:ERβ is increased in carcinogenesis (Rutherford et al. 2000 , Skliris et al. 2003 ) and expression of ERβ was associated with low breast tumor aggressiveness and improved disease-free survival rates compared with those with ERβ-negative tumors. One theory for the effects of ERβ on the growth of breast tumors is that it may dimerize with ERα and silence its activation functions and that loss of ERβ in cancer cells could signal the stage of oestrogen-dependent tumor progression (Hall & McDonnell 1999, Pettersson et al. 2000 , Lindberg et al. 2003 ). This may be significant as a possible protective effect of phytoestrogens on breast cancer since many phytoestrogens have a stronger affinity for ERβ than ERα (Kuiper et al. 1998 ).

Whilst several variants of the full-length ERα have been identified, as well as a short isoform that lacks the N-terminal AF-1 region (Flouriot et al. 2000 ), ERβ isoforms are comparatively more abundant and, in human breast tissue, the expression levels of the different isoforms are higher than that of the wild-type ERβ (Saji et al. 2002 , Fuqua et al. 2003 ). The long ERβ1 isoform is now considered to be the wild type (Xu et al. 2003 ), although the original ERβ clone encoded a shorter protein with a truncated N-terminal region (Kuiper et al. 1996). Therefore, most studies investigating the affinity of phytoestrogens for ERβ were carried out on the short form of this receptor (Kuiper et al. 1998 ).

The ERβ gene yields other splice variants (numbered 2–5) that encode proteins with different C-terminal amino acids, and in breast tumors total ERβ mRNA is significantly lower than in normal breast tissue (Girault et al. 2004 , Park et al. 2006 ). Several studies have been undertaken to determine whether there is an altered expression pattern of the different isoforms of ERβ – notably ERβ1, ERβ2 (ERβcx), and ERβ5 – in breast cancer, but results have not been consistent (Saji et al. 2002 , Zhao et al. 2003 , Davies et al. 2004 , Esslimani-Sahla et al. 2005 , Park et al. 2006 ). All ERβ isoforms can inhibit the transcriptional activity of ERα on ERE-containing reporters, but only human (h)ERβ1 can bind the oestrogen ligand and has transcriptional activity on its own (Peng et al. 2003 ).

Whilst phytoestrogens induce a stronger transactivation of ERβ compared with ERα (though not compared with oestradiol) and can superstimulate ER activation against a background of oestradiol (Harris et al. 2005 ), no studies have addressed the interaction of phytoestrogens with the various isoforms of ERβ. A recent study, however, investigated whether or not phytoestrogens could modulate the expression of ERβ isoforms (Cappelletti et al. 2006 ). In breast cancer cell lines, both oestradiol and genistein upregulated total ERβ, particularly ERβ2, whilst quercertin was without effect. Through modulation of ERβ expression, genistein inhibited oestrogen-induced cell growth –perhaps by dimerizing with and hence silencing the growth-promoting effects of ERα? Therefore, some phytoestrogens may increase the expression of ERβ isoforms and this could be important in limiting the oestrogenic stimulation of growth. Clearly, studies are required to investigate the interaction of phytoestrogens with different ERβ isoforms and their modulation of ERβ expression.

Phytoestrogens and the growth of breast cancer cells in vitro and in vivoIn vitro studies

52

The growth of oestrogen-responsive breast cancer cell lines, notably MCF-7 cells, has been used to test the oestrogenicity of various phytoestrogens and xenoestrogens – the E-Screen – which measures metabolically active cells by their ability to cleave the yellow tetrazolium salt, MTT, to purple formazan crystals (Soto et al. 1995). This has subsequently been widely used in conjunction with other assays, such as the luciferase-reporter-gene assay, competitive binding assays, viability studies, DNA synthesis, and induction of oestrogen-responsive genes (Guttendorf &Westendorf 2001).

The growth-promoting effects of genistein and other isoflavones in soy products and extracts of red clover, such as daidzein and biochanin A and a metabolite of daidzein, equol, have been most widely investigated, presumably due to the epidemiological evidence linking high soy diets with a lower incidence of breast cancer (Bouker & Hilakivi-Clarke 2000). Overall, studies have shown that low doses (≤10 μM) of genistein, biochanin A, and daidzein stimulate in vitro growth of MCF-7 and T-47D cells, but not the ER-negative MDA-MB 231/435 breast cancer cell lines, but at higher doses growth and survival of both ER-positive and ER-negative cell lines is inhibited (Zava & Duwe 1997, Hsieh et al. 1998 , Le Bail et al. 1998 b , Dixon-Shanies & Shaikh 1999, Hsu et al. 1999 , Nakagawa et al. 2000 , Dampier et al. 2001 , de Lemos 2001, Schmitt et al. 2001 ).

Of the flavones, apigenin and quercertin have been the most widely studied, and reports generally show that both compounds inhibit E2-induced DNA synthesis and proliferation of ER-positive and ER-negative breast cancer cells (Wang & Kurzer 1998, Collins-Burow et al. 2000 , Yin et al. 2001 ). There is some debate as to whether these effects are mediated through the ER (van der Woude et al. 2005 ) or through an ER-independent mechanism (Collins-Burow et al. 2000 ). Coumestrol, like genistein, has a bi-phasic effect on cell growth with increased proliferation at low doses and anti-proliferative activity at high doses (≥10 μM; Wang & Kurzer 1998, Dixon & Shaikh 1999, Schmidt et al. 2005 ). Lignans have also been investigated for their effects on cell growth. At low doses enterolactone stimulated but at concentrations above 10 μM, it inhibited proliferation of MCF-7 cells (Wang & Kurzer 1997, Saarinen et al. 2005 ).

Resveratrol has been shown to have chemopreventive activity. Jang et al. (1997) reported that resveratrol inhibited a number of events associated with the initiation, promotion, and progression of cancer. Numerous other in vitro studies have confirmed these findings (Bhat & Pezzuto 2002, Kim et al. 2004 , Le Corre et al. 2005, Lanzilli et al. 2006 ), although Matsumura et al. (2005) failed to show any inhibitory effect of resveratrol on the growth of MCF-7 cells except in the presence of oestradiol. In contrast, other studies have shown the resveratrol can have a bi-phasic effect on cells growth in both ERα-positive and ERα-negative cell lines (Basly et al. 2000 ). Finally, recent studies have shown that the effects of prenylnaringenin on MCF-7 cell growth were similar to genistein, in that low doses (10−8–10−6 M) stimulated growth with a sharp decline occurring at 10−5 M (Matsumura et al. 2005 ).

The mechanisms through which phytoestrogens may stimulate/inhibit growth of ER-positive breast cancer cells are somewhat controversial, although it is generally assumed that the growth-stimulatory properties of phytoestrogens are mediated through their ability to bind to oestrogen receptors (Matsumura et al. 2005 ). Such receptor binding may stimulate events in the G1 to S phase entry in the cell cycle (Foster et al. 2001 ) or, like oestrogens, inhibit apoptosis (Schmidt et al. 2005 ). Growth inhibitory effects of high doses of phytoestrogens may involve inhibition of cell-cycle progression, inhibition of growth factor cell signaling pathways (e.g. tyrosine kinase and/or PI3K) or antagonism of endogenous oestrogens. It is the authors’ view that high concentrations of certain phytoestrogens are simply cytotoxic, as has been expressed by others (Maggiolini et al. 2001 ), since concentrations of certain phytoestrogens, such as genistein and prenylnaringenin show little or no dose inhibitory effects on cell growth with a steep reduction being observed at 10 μM and above (Matsumura et al. 2005 ).

It is beyond the scope of this review to address the evidence relating to the mechanisms of cell growth/inhibition of breast cancer cells in vitro, but it is interesting to note that phytoestrogens bind more strongly to ERβ than ERα (Kuiper et al. 1998 ). In a recent study on MCF-7 cells transiently transfected with ERα or ERβ, only coumestrol and genistein were shown to bind dose-dependently with ERα with an EC50 of 10−6 and 5 × 10−7 M respectively (Harris et al. 2005 ). Other phytoestrogens tested showed very weak binding and usually only at the highest doses tested (10−6 and 10−5 M) such that IC50s, in the dose range tested, could not be determined. All phytoestrogens investigated including daidzein, equol, apigenin, quercetin, and narigenin bound to ERβ with IC50s in the range of 10−9–10−6 M, genistein being most potent in this respect (3 × 10−9 M). In light of these data, it is tempting to speculate why genistein and coumestrol stimulate cell growth

53

and DNA synthesis (Wang & Kurzer 1998). Unlike other phytoestrogens, they can activate the growth-promoting effects of ERα, but the caveat exists that the IC50s for the ERα is 100 times higher than the IC50s for the ERβ and thus difficult to reconcile with the evidence that activation of the ERβ inhibits growth and might silence ERα activation through dimerization (see above). However, the inability of apigenin and quercetin to bind to ERα, except at very high doses, could explain why these flavones only exert growth-inhibitory effects (Miodini et al. 1999 , Yin et al. 2001 ) although other cellular mechanisms may exist (see below). In this respect, it is interesting to note that resveratrol binds with comparable affinity to both receptor subtypes, though with 7000-fold lower affinity than oestradiol (Bowers et al. 2000 ), and, whilst the growth-promoting activity of resveratrol at low doses appears to be dependent on ERα, growth-inhibitory effects may not be mediated by antagonizing this receptor (Basly et al. 2000 ).

In vivo studies The effects of phytoestrogens on mammary tumors in vivo have been investigated in chemically induced

(7,12-dimethylbenz(a)anthracene (DMBA) or N-methyl-N-nitrosomethylurea (NMU)) models of mammary carcinogenesis, nude mice xenografted with breast cancer cell lines and more recently in mouse mammary tumour virus (MMTV)-wt-erbB-2/neu transgenic mice. Genistein has been the most widely investigated phytoestrogen, presumably because of the use of soy extracts as an alternative to conventional HRT and because of the comparatively low incidence of breast cancer in Eastern countries, such as Japan and China, where high concentrations of dietary soy products are consumed.

Both genistein and soy protein have been shown to dose-dependently stimulate growth of implanted MCF-7 xenografts (Hsieh et al. 1998 , Allred et al. 2001 ), whilst a more recent study reported that a soy extract did not stimulate tumor growth in either MCF-7 or MDA-MB-231 xenografts and, when used in association with 17β-oestradiol, it displayed anti-oestrogenic activity (Gallo et al. 2006 ). In contrast, Shao et al. (1998) reported that genistein inhibited growth of these ER-positive and ER-negative xenografts and stimulated apoptosis. Similar anti-tumor effects have also been seen in chemically induced mammary carcinogenesis (Barnes et al. 1990 , Lamartiniere et al. 1998 , Constantinou et al. 2001 ) and nude mice (Constantinou et al. 1998 ), although Santell et al. (2000) found no growth-inhibitory effects of genistein in vivo, even when relatively high circulating plasma concentrations were achieved. In MMTV/neu transgenic mice, there were no significant differences in the tumor latency between low- and high-dose isoflavone diets nor in the percentage of disease-free mice at 60 weeks. As anticipated, tamoxifen inhibited tumor growth but tamoxifen in conjunction with a low (but not high) dose isoflavone diet significantly reduced the preventative effect of this oestrogen antagonist (Liu et al. 2005 ). In reviewing the evidence of genistein on breast cancer growth in vivo, De Lemos (2001) concluded that this phytoestrogen stimulated growth at low concentrations, but at high concentrations inhibited tumor growth. Few in vivo studies have been carried out on other phytoestrogens although anti-tumor effects of apigenin, quercetin, and enterolactone have been reported (Caltagirone et al. 2000 , Chen et al. 2004 , Saarinen et al. 2005 ).

Animal models have also been used to look at the cancer chemoprotective effects of resveratrol. Resveratrol increased tumor latency and reduced the number of tumors in an NMU-induced mammary cancer model (Bhat et al. 2001 ), and more recently long-term administration of resveratrol (since birth) was shown to increase the differentiation of lobular structures in the mammary gland and reduce proliferative activity, whilst reducing numbers and increasing the latency of DMBA-induced tumors (Whitsett et al. 2006 ). Along the same lines, resveratrol reduced tumor growth and angiogenesis but increased apoptosis in ERα negative/ERβ positive MDA-MB-231 xenografts in vivo (Garvin et al. 2006 ).

Human studiesSeveral studies have investigated the effects of soy consumption on cell proliferation or biomarkers of cell

proliferation in breast tissue. Hargreaves et al. (1999) investigated the effect of 60 g/day soy (48 mg total isoflavones) administered for 14 days on breast tissue of premenopausal women. Whilst there was no effect on oestrogen receptor status, proliferation, apoptosis, or mitosis in breast epithelial cells, the levels of apolipo-protein D were significantly lowered and expression of the oestrogen-responsive gene pS2 was increased in nipple aspirate (P ≤ 0.002), suggesting a weak oestrogenic effect.

In another study, a dietary supplement of 45 mg total isoflavones/day for 14 days significantly increased the thymidine-labeling index and immunocytochemical staining of Ki67 (both biomarkers of cell proliferation) in biopsies of normal breast tissue obtained from women previously diagnosed with either benign or

54

malignant breast disease (McMichael-Phillips et al. 1998 ). These data suggest that short-term dietary soy supplementation can induce proliferation in breast tissue of premenopausal women with breast disease. In contrast, soy consumption has been associated with a reduction of mammographic density (Atkinson & Bingham 2002, Jakes et al. 2002 ), whilst Maskarinec & Meng (2001) reported a positive correlation between self-reported soy food intakes and percentage breast density in women living in Hawaii. Increased mammographic density has been associated with a four- to sixfold increased risk of breast cancer (Atkinson et al. 1999 ). Recent studies on cynomolgus monkeys showed that 12-month dietary soy supplements (equivalent to 129 mg/day) had no effect on the premenopausal breast (Wood et al. 2006 a ), whilst high doses of soy isoflavones (240 mg/day) selectively antagonized oestrogen-induced changes in the postmenopausal primate breast (Wood et al. 2006 b ). Taken together, the overall evidence shows no consistent effects of dietary phytoestrogens on indicators of cell proliferation in normal human breast tissue, although phytoestrogens may increase proliferation in existing breast cancer.

Other actions of phytoestrogensWhilst this review has focused on the direct action of phytoestrogens on oestrogen synthesis and

oestrogen receptors in relation to breast cancer, other actions have been ascribed to these compounds that may act independently of the ER or indirectly impinge on ER signaling. Phytoestrogens have been shown to increase the levels of human sex hormone binding globulin that will consequently reduce the concentration of circulating free ‘active’ hormones (Brezinski et al. 1997 , Adlercreutz et al. 1998 , Berrino et al. 2001 ). Such an effect could be significant in the progression of breast cancer although local synthesis is considered more important than circulating concentrations of hormones. Highly reactive oxygen have been shown to play a role in the development of cancer and several studies have shown that phytoestrogens can act as anti-oxidants, although the concentrations at which anti-oxidant activity is observed are unlikely to be reached through dietary means (Wei et al. 1995 , Arora et al. 1998 , Harper et al. 1999 , Wilson et al. 2002 ).

Some phytoestrogens are inhibitors of cell-signaling pathways. For example, genistein is an inhibitor of protein tyrosine kinase (Akiyama et al. 1987 ), whilst apigenin and quercetin are inhibitors of the phosphatidylinositol kinase (PI3K) pathway (Nguyen et al. 2004 ). Resveratrol has been reported to inhibit Src tyrosine kinase and blocks Stat 3 activation in malignant cells (Kotha et al. 2006 ). Both MEK/ERK 1/2 and PI3K/AKT pathways can be activated by growth factors and thus phytoestrogens may modulate such control of breast tumor growth (Limer & Speirs 2004, Weldon et al. 2005 ). In addition, activated oestrogen receptors have also been shown to interact with these cell-signaling pathways (Moggs & Orphanides 2001, Bardin et al. 2004), and a recent study has shown that resveratrol modulated the PI3K pathway through an ERα-dependent mechanism (Pozo-Guisado et al. 2004 ). Therefore, the cellular actions of phytoestrogens may be complex. Although some kinetic studies show that phytoestrogens may bind competitively with steroid substrates to steroidogenic enzymes, other evidence shows they can alter enzyme expression (Whitehead & Rice 2006). Indeed, recent real-time RT-PCR studies in our laboratory have shown that certain phytoestrogens and low-dose mixtures of phytoestrogens are potent inhibitors of aromatase expression (Rice et al. 2006). Therefore, further experiments are required to elucidate the actions of phytoestrogens on cell-signaling pathways rather than their ability to bind to oestrogen receptors.

Epidemiology of breast cancer in relation to dietary phytoestrogensIn the early 1980s, a possible link between isoflavones and lignans and the prevention of breast cancer was

noted and this led to numerous studies to evaluate this hypothesis. The epidemiology of breast cancer in relation to dietary intake of phytoestrogens has been adequately

reviewed (Adlercreutz 2003, Ziegler 2004) and the current opinion, mainly based on studies of immigrant populations, suggests that early exposure to relatively high concentrations of soy phytoestrogens may have a protective effect on breast cancer in later life (Adlercreutz 2003). Animal studies support this proposal (Lamartiniere 2000) as does a recent study in Japanese women (Shu et al. 2001 ). However, results from epidemiologic studies are mixed, even from studies in Asian populations (Yamamoto et al. 2003 ).

Evidence relating to a high dietary intake of lignans, particularly in vegetarian diets, and the incidence of breast cancer is more controversial (Adlercreutz 2003). Some studies have shown a modest reduction in breast cancer in women with a high intake of lignans (McCann et al. 2004 , Ziegler 2004), whilst another study showed that higher enterolactone excretion was associated with a non-significant increase in breast cancer risk (den Tonkelaar et al. 2001 ). In contrast, it was reported that both low (below the 12.5th percentile) and

55

high (above the 87.5th percentile) plasma enterolactone concentrations were associated with an increased incidence of breast cancer (Hulten et al. 2002 ). It should be noted that the metabolism of plant lignans to mammalian lignans in the gut is dependent on diet. An increase in dietary fat decreased urinary excretion of lignans whilst whole grain fiber increased the production of enterolactone (see Adlercreutz 2003).

There is still no conclusive evidence that a high dietary intake of phytoestrogens and the reduced incidence of breast cancer are directly related or whether phytoestrogens are simply biomarkers of a healthy diet and life-style. Despite the evidence that some phytoestrogens at low doses can promote the growth of breast cancer cell lines and increase biomarkers of cellular proliferation in human breast cells after a short-term diet rich in phytoestrogens, current evidence would suggest that a high dietary intake of phytoestrogens does not increase the risk of breast cancer.

Efficacy of phytoestrogens as alternatives to HRTMany botanical preparations are sold to alleviate menopausal symptoms, but the most widely used are

extracts of soy or red clover that contain isoflavones or black cohosh (BC; Actaea racemosa; Wuttke et al. 2003, Beck et al. 2005 ). The latter, containing triterpene glycosides and aromatic acids, is not strictly a phytoestrogen, and whilst the ‘active’ components of extracts of BC have not yet been identified, total extracts of BC do not bind to oestrogen receptors or show direct classical oestrogenic effects (Viereck et al. 2005).

Hot flushes/flashes and night sweats are the most frequent symptoms of the menopause and the most common reason for women to seek symptomatic relief. Therefore, most studies investigating the efficacy of phytoestrogens as alternatives to HRT have specifically focused on the incidence, frequency, and intensity of hot flushes. Unfortunately, most studies to date have been on a small scale and of short-term duration and the majority was not randomized, double-blind or even placebo-controlled trials (Low Dog 2005, Speeroff 2005). The topic has been adequately reviewed and overall evidence shows that phytoestrogen extracts of soy and red clover have little or no effect; at best only 10% reduction of symptoms beyond that of the placebo effect (Kurzer 2003, Geller & Studee 2005). Some studies have shown that black cohosh reduced symptoms, primarily hot flushes and mood disorders (Geller & Studee 2005, Viereck et al. 2005 ), but recent studies have shown no significant effects of this extract on hot flushes (Newton et al. 2005 , Verhoeven et al. 2005).

ConclusionEquating epidemiological evidence with experimental evidence is fraught with problems. Epidemiological

evidence suggests that exposure to relatively high concentrations of phytoestrogens during development or early life may be important in programming an individual’s risk of developing cancer in late life. This could explain why the reduced risk of certain cancers observed among migrants increases with subsequent generations. Alternatively, this may simply reflect changing life-styles and dietary habits unrelated to phytoestrogen intake.

The question of dietary intake versus experimental doses at which phytoestrogens may exert effects is an important consideration. Studies have shown that the average daily intake of phytoestrogens in some Eastern populations is around 30 mg/day compared with Western societies in which the dietary intake is <10 mg/day or much lower. Reported circulating concentrations of various phytoestrogens range from nanomolar to low micromolar concentrations and yet, with the exception of in vitro studies on the growth of ER-positive breast cancer cell lines, most experiments have shown that relatively high concentrations of phytoestrogens, in the micromolar range, are required to exert any pharmacological effects, i.e. at concentrations higher than those likely to be achieved as a result of dietary exposure. It is not known, however, whether or not phytoestrogens accumulate in tissues and whether they accumulate in their conjugated forms, as they mainly exist in the circulation, or in their free active forms.

Short-term dietary supplementation has been shown to have proliferative effects on breast tissue in premenopausal women with breast tumors (not in women without breast disease) and animal studies have provided conflicting data as to whether phytoestrogens stimulate or inhibit chemically induced tumors or tumor implants. Generally, high concentrations of phytoestrogens are required to inhibit specific steroidogenic enzymes and hence local production of oestrogens that could be important in oestrogen-dependent breast cancers. Therefore, there is experimental evidence for both a promotional and a protective effect of phytoestrogens on breast cancer, but at the present time it is impossible to reconcile

56

dietary/supplement exposure with epidemiological and experimental studies. Of major concern is that phytoestrogen supplements are over-the-counter drugs and women who do not find relief of menopausal symptoms with recommended dosages may simply up the dose of such ‘natural’ alternatives and achieve circulating concentrations of these compounds that may have deleterious effects on their health. Further work is required to determine the cellular actions of phytoestrogens beyond the oestrogen receptor and the effects of combinations of different phytoestrogens during long-term exposure.

57