quercetin Dotaz Zobrazit nápovědu
The natural flavonoid quercetin is a low affinity ligand of the aryl hydrocarbon receptor (AhR), a transcription factor regulating the expression of cytochrome P450 (CYP) 1A enzymes. This study examined the ability of quercetin, isoquercitrin (quercetin-3-O-glucoside), rutin (quercetin-3-O-rutinoside) and taxifolin (dihydroquercetin) to activate AhR and to induce CYP1A1 expression in human hepatoma HepG2 cells. Gene reporter assays showed that quercetin significantly activated AhR and triggered CYP1A1 transcription after 24 h exposure. These effects were, however, much lower than those of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin, a prototypical AhR ligand. Quercetin also induced a significant increase in CYP1A1 mRNA levels together with a moderate increase in the level of CYP1A1 activity. In contrast, isoquercitrin and rutin had negligible effects on AhR activity and CYP1A1 expression. Taxifolin at the highest concentration tested (50 µm) produced a mild non-significant increase in AhR activity and CYP1A1 transcription. Taxifolin also significantly increased CYP1A1 mRNA expression, but this effect was approximately 15 times weaker than that of quercetin and was not accompanied by induction of CYP1A1 activity. It is concluded that quercetin, but not its 3-O-glycosides isoquercitrin and rutin, induces AhR activation and CYP1A1 expression in HepG2 cells and that the CYP1A1-inducing activity of taxifolin has a low toxicological potential.
- MeSH
- buňky Hep G2 MeSH
- cytochrom P-450 CYP1A1 metabolismus MeSH
- glukosidy farmakologie MeSH
- lidé MeSH
- quercetin analogy a deriváty farmakologie MeSH
- receptory aromatických uhlovodíků metabolismus MeSH
- rutin farmakologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Quercetin je přírodní flavonoid s protizánětlivými a antioxidační účinky. Studium působení quercetinu na normální a nádorově transformované buňky přináší v současnosti nové poznatky o možnostech využiti quercetinu v terapii onkologických onemocnění. Studium účinků quercetinu při aplikaci na nádorové buňky přineslo poznatky o tom, že jeho aplikace vede v nádorových buňkách s přítomným regulačním proteinem p53 k významnému zvýšení procesů spojených s apoptózou. Zvýšení produkce proteinu p53 je přitom spojeno s aktivací AMPK (AMP-aktivovaná proteinová kináza, AMP-activated protein kinase). Dále bylo jasně prokázáno, že typ superoxid dismutázy s manganem v aktivním místě a geny BCL2 jsou hlavními cíli v molekulárním mechanizmu, který aktivuje chemoterapii, jejíž součástí je také quercetin. Tento mechanizmus indukuje apoptózu přímou aktivací kaspázové kaskády v mitochondriích nádorových buněk. Aplikace quercetinu snižuje v buňkách koncentraci proteinu Her-2/neu spojovaného se špatnou prognózou pro nemocné s rakovinou prsu. Qercetin významně zvyšuje apoptózu, která je indukována TRAIL. To je spojeno se zvýšením exprese death receptoru 5 a inhibicí exprese survivinu a má mnoho dalších účinků, které uvádíme podle typu nádorových buněk, na kterých byly účinky quercetinu zkoumány. Přímé klinické využití mohou najít poznatky o tom, že quercetin zvyšuje účinnost terapie v kombinaci s doxorubicinem, tamoxifenem, vinkristinem, cisplatinou, 5-fluorouracilem a temozolomidem. V mnoha případech quercetin zvyšuje citlivost buněk k terapii nebo činí chemoterapii méně toxickou. Terapeutické aplikace quercetinu mohou být však limitovány z důvodu různorodosti a množství účinků v buňkách a potenciálně v celém organizmu.
This review deals with biological activity of quercetin with the use of newer data from PubMed database. Quercetin is a flavonoid of natural origin possessing antiinflamatory and antioxidative properties. Studies of quercetin effects on normal and tumor cells are resulting in a new information about posibilities of quercetin use in cancer therapy. These studies on quercetin cellular effects in cancer cells elucidated the fact that quercetin application leads in these cells to significant increase of apoptotic processes when these cells produce protein p53. Increased production of protein p53 is accompanied by an activation of AMPK (AMP-activated protein kinase). It was clearly demonstrated that a manganese-containing superoxid dismutase and BCL2 genes represent main targets in a molecular mechanism that activates quercetin-containing chemotherapy and which also induces apoptosis through a direct activation of caspase cascade in mitochondrias of cancer cells. Quercetin administration decreases cellular concentrations of Her-2/neu protein that indicates unfavorable prognosis for patients with breast cancer. Quercetin also significantly increases TRAIL-induced apoptosis. This is accompanied by an increase in death receptor 5 expression and by an inhibition of survivine expresion and also by numerous other effects that are discused according to the type of cancer cells, in which they were investigated. Data regarding the ability of quercetin to increas effectivity of therapies in combinations with doxorubicine, tamoxifen, vinkristin, cisplatin, 5-fluorouracil and temozolomide are of direct clinical relevance. In many cases, quercetin increases cell sensitivity to the therapy or makes chemotherapy less toxic. However, therapeutic use of quercetin may be limited because of its various other effects in cells and potentially in a whole organism.
- MeSH
- adjuvantní chemoterapie metody MeSH
- kolorektální nádory farmakoterapie MeSH
- lékařská onkologie * metody trendy MeSH
- lidé MeSH
- metaanalýza jako téma MeSH
- nádorový supresorový protein p53 diagnostické užití účinky léků MeSH
- nádory mozku farmakoterapie MeSH
- nádory plic farmakoterapie MeSH
- nádory prostaty farmakoterapie MeSH
- nádory prsu farmakoterapie MeSH
- nádory farmakoterapie terapie MeSH
- quercetin * aplikace a dávkování farmakologie chemie terapeutické užití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Cílem přehledného článku bylo dosáhnout hlubšího pochopení ve vědeckých časopisech publikovaných účinků flavonolů, zejména rutinu, kvercitrinu a jejich aglykonu kvercetinu, s důrazem na jejich potenciální příznivé působení u nespecifických střevních zánětů. Výzkum v oblasti flavonoidů v několika posledních létech významně vzrostl a objevila se řada nových skutečností týkajících se jejich absorpce, metabolismu a možných mechanismů účinků. Článek uvádí nedávno publikované výsledky získané v pokusech in vitro a experimentech in vivo na zvířecích modelech. Další výzkum zaměřený na klinické účinky rutinu může být důležitý pro vývoj nové léčivé látky k terapii nespecifických střevních zánětů v humánní medicíně.
The aim of this review article was to obtain a deeper understanding of the reported effects of flavonols, in particular rutin, quercitrin and their aglycone quercetin, with respect to their potential beneficial action on inflammatory bowel disease. Research in the field of flavonoids has increased significantly in recent few years and many new investigations have been performed concerning their absorption, metabolism, and probable mechanisms of action. Recently published results obtained in in vitro approaches and in vivo experiments on animal models are reported. Further investigation aimed at the clinical effects of rutin may be important for the development of a new therapeutic agent for the treatment of inflammatory bowel disease in humans.
Quercetin is one of the most prominent and widely studied flavonoids. Its oxidation has been previously investigated only indirectly by comparative analyses of structurally analogous compounds, e.g. dihydroquercetin (taxifolin). To provide direct evidence about the mechanism of quercetin oxidation, we employed selective alkylation procedures for the step-by-step blocking of individual redox active sites, i.e. the catechol, resorcinol and enol C-3 hydroxyls, as represented by newly prepared quercetin derivatives 1-3. Based on the structure-activity relationship (SAR), electrochemical, and computational (density functional theory) studies, we can clearly confirm that quercetin is oxidized in the following steps: the catechol moiety is oxidized first, forming the benzofuranone derivative via intramolecular rearrangement mechanism; therefore the quercetin C-3 hydroxy group cannot be involved in further oxidation reactions or other biochemical processes. The benzofuranone is oxidized subsequently, followed by oxidation of the resorcinol motif to complete the electrochemical cascade of reactions. Derivatization of individual quercetin hydroxyls has a significant effect on its redox behavior, and, importantly, on its antiradical and stability properties, as shown in DPPH/ABTS radical scavenging assays and UV-Vis spectrophotometry, respectively. The SAR data reported here are instrumental for future studies on the oxidation of biologically or technologically important flavonoids and other polyphenols or polyhydroxy substituted aromatics. This is the first complete and direct study mapping redox properties of individual moieties in quercetin structure.
Quercetin is a flavonoid largely employed as a phytochemical remedy and a food or dietary supplement. We present here a novel biocatalytic methodology for the preparation of quercetin from plant-derived rutin, with both substrate and product being in mostly an undissolved state during biotransformation. This "solid-state" enzymatic conversion uses a crude enzyme preparation of recombinant rutinosidase from Aspergillus niger yielding quercetin, which precipitates from virtually insoluble rutin. The process is easily scalable and exhibits an extremely high space-time yield. The procedure has been shown to be robust and was successfully tested with rutin concentrations of up to 300 g/L (ca 0.5 M) at various scales. Using this procedure, pure quercetin is easily obtained by mere filtration of the reaction mixture, followed by washing and drying of the filter cake. Neither co-solvents nor toxic chemicals are used, thus the process can be considered environmentally friendly and the product of "bio-quality." Moreover, rare disaccharide rutinose is obtained from the filtrate at a preparatory scale as a valuable side product. These results demonstrate for the first time the efficiency of the "Solid-State-Catalysis" concept, which is applicable virtually for any biotransformation involving substrates and products of low water solubility.
- MeSH
- Aspergillus niger enzymologie genetika MeSH
- biokatalýza * MeSH
- disacharidy chemie metabolismus MeSH
- fungální proteiny genetika metabolismus MeSH
- glykosidhydrolasy genetika metabolismus MeSH
- Pichia genetika metabolismus MeSH
- průmyslová mikrobiologie metody MeSH
- quercetin chemie metabolismus MeSH
- rutin chemie metabolismus MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Přírodní látky s bioaktivním účinkem jsou ve výzkumu považovány za slibné kandidáty pro prevenci a léčbu nádorů. Quercetin je dobře známý flavonoid, který prokázal protinádorový účinek na základě in vitro i in vivo studií. Cílem tohoto přehledu je odhalit molekulární mechanizmy jeho chemopreventivního efektu a zaměřit se na jeho potenciál pro onkologickou léčbu. Quercetin vykazuje bifázický hormetický efekt, který je závislý na dávce. V nízkých koncentracích působí jako antioxidant a má chemopreventivní vlastnosti. Ve vysokých dávkách se z něj stává naopak prooxidant a stává se tak výhodným při léčbě nádorů. Quercetin má mnoho intracelulárních cílů a zasahuje do signálních cest nádorových buněk, což mu dává potenciál překonat rezistenci na léčbu. Studie ukazují, že tento flavonoid se váže na různé receptory, které hrají důležitou roli v kancerogenezi, reguluje expresi mnoha genů, vyvolává epigenetické změny a mění aktivitu enzymů metabolizace kancerogenů. Vedle toho má i protizánětlivý a protivirový účinek. Vyvolání apoptózy quercetinem v nádorových buňkách bez poškození zdravých tkání již bylo potvrzeno na různých buněčných liniích. Vedle zástavy buněčného cyklu byl popsán antiangiogenní, antiinvazivní a antimetastatický účinek. V kombinaci s chemoterapií a radioterapií quercetin působí v synergii tak, že zvyšuje citlivost na léčbu a současně chrání zdravé buňky před nežádoucími účinky léčby. Bezpečnost quercetinu a jeho potenciál pro prevenci a léčbu nádorů zdokumentovaly nejen experimenty na zvířatech, ale také klinická studie fáze I na onkologických pacientech. V posledních letech se studie zaměřují na možnosti využití forem nanočástic překonávající problém různé dostupnosti quercetinu pro cílové tkáně, která dosud limitovala jeho zavedení do klinické praxe.
Naturally occurring bioactive compounds are promising candidates to prevent and treat cancer. Quercetin is a well-known plant flavonoid that is reported to have anticancer actions in vitro and in vivo. This review focuses on the molecular mechanisms underlying the chemopreventive effect of quercetin and its therapeutic potential in oncology. Quercetin elicits biphasic, hormetic, dose-dependent effects. It acts as an antioxidant and thus elicits chemopreventive effects at low concentrations, but functions as a pro-oxidant and may therefore elicit chemotherapeutic effects at high concentrations. Quercetin has multiple intracellular molecular targets with the potential to reverse treatment resistance and affect pleiotropic signaling processes that are altered in cancer cells. Studies suggest that quercetin binds to several receptors that play important roles in carcinogenesis, regulates expression of various genes, induces epigenetic changes, and interferes with enzymes that metabolize chemical carcinogens. In addition, it also elicits anti-inflammatory and antiviral effects. The ability of quercetin to induce apoptosis of cancer cells without affecting non-cancer cells has been documented using various cell lines. Quercetin also has antiangiogenic and antimetastatic properties. When used in combination with chemotherapy and radiotherapy, quercetin can act as a sensitizer and protect non-cancer cells from the side effects of currently used cancer therapies. The safety and potential usefulness of quercetin for the prevention and treatment of cancer have been documented in both animal experiments and a phase I clinical trial. Current studies are focused on nano-formulations to overcome the low bioavailability of natural quercetin, which limits its clinical use as an antitumor agent.
- MeSH
- antitumorózní látky fytogenní MeSH
- apoptóza MeSH
- chemoprofylaxe * metody MeSH
- flavonoidy * terapeutické užití MeSH
- klinická studie jako téma MeSH
- klinické zkoušky, fáze I jako téma MeSH
- lidé MeSH
- nádory * prevence a kontrola terapie MeSH
- oxidační stres MeSH
- quercetin * terapeutické užití MeSH
- techniky in vitro MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
