Botanical Modulation of AhR-ERα by Crosstalk Inhibitors Promotes Estrogen (E2) Detoxification

串扰抑制剂对 AhR-ERα 的植物调节促进雌激素 (E2) 解毒

基本信息

  • 批准号:
    9977925
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.13万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-08-16 至 2021-08-15
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Botanical Modulation of AhR-ERα by Crosstalk Inhibitors Promotes Estrogen (E2) Detoxification Estrogen receptor (ER) positive breast cancer poses significant health risks for postmenopausal women, and is in part mediated by the estrogen (E2) metabolite, estradiol-3,4-quinone, which causes depurinating adducts and leads to mutations. P450 1B1 is the primary enzyme for the conversion of estradiol to the 4-hydroxylated product, which can result in a genotoxic 4-quinone, while P450 1A1, which is normally epigenetically inhibited by E2-activated estrogen receptor alpha (ERα), converts estradiol to a nongenotoxic 2-hydroxylated product. Activated aryl hydrocarbon receptor (AhR) induces degradation of ERα as well as the transcription of both CYP1A1 and CYP1B1, which are translated into P450 1A1 and 1B1 respectively. Activators and ligands of AhR (Crosstalk Inhibitors) have been shown to preferentially upregulate CYP1A1 and ultimately the nongenotoxic 2-hydroxylated estradiol metabolite (estrogen detoxification pathway), through downregulation of the epigenetic inhibition of CYP1A1. Women have increasingly turned to botanical dietary supplements (BDS), instead of traditional hormone replacement therapy (HRT), since the release of the findings that estrogen + progesterone increases breast cancer risk. Interestingly, icaritin, a bioactive compound from Epimedium sp., a botanical used for women's health purposes, has been shown to activate AhR. The hypothesis of this proposal is that some women's health botanicals contain antiestrogenic, AhR activating compounds which degrade ERα (Aim 1) and reverse epigenetic CYP1A1 inhibition to preferentially activate the estrogen detoxification pathway in an in vitro cell culture model (Aim 2) and an in vivo ovariectomized rat model (Aim 3). Inhibition of estrogen-dependent alkaline phosphatase activity in Ishikawa cells, and a failure to inhibit a fluorescent estradiol-ERα complex by botanical compounds in a fluorescence polarization enzyme assay will provide antiestrogenic compounds which do not act through ERα. These compounds will be subjected to in- cell western of MCF-7 (ER+) cells against an ERα antibody to find compounds which degrade ERα. Additional XRE-luciferase activity in HepG2 cells will indicate AhR activating compounds, while a decrease in methylation through a ChIP assay of DNMT and XRE, and qRT-PCR of CYP1A1/1B1 will show that the reversal of estradiol mediated epigenetic CYP1A1 inhibition leads to upregulation of the estrogen detoxification pathway by Crosstalk Inhibitors in vitro. This premise will be taken to an ovariectomized rat model involving E2 and botanical compounds before sacrificing and analyzing uterine weight, performing LC-MS analysis of the E2 metabolites, and quantifying ERα expression levels using immunohistochemistry. This research may reveal mechanisms by which some bioactive women's health BDS compounds exhibit antiestrogenic outcomes, and the importance of the E2 detoxification pathway in promoting wellness in an in vivo postmenopausal model.
通过串扰抑制剂对 AhR-ERα 进行植物性调节可促进雌激素 (E2) 解毒 雌激素受体 (ER) 阳性乳腺癌对绝经后妇女构成重大健康风险,并且 部分由雌激素 (E2) 代谢物雌二醇-3,4-醌介导,导致脱嘌呤加合物 P450 1B1 是雌二醇转化为 4-羟基化的主要酶。 产品,可产生基因毒性 4-醌,而 P450 1A1,通常受到表观遗传抑制 通过 E2 激活的雌激素受体 α (ERα),将雌二醇转化为无基因毒性的 2-羟基化产物。 激活的芳烃受体 (AhR) 诱导 ERα 降解以及两者的转录 CYP1A1和CYP1B1,分别翻译为P450 1A1和1B1的激活剂和配体。 AhR(串扰抑制剂)已被证明可以优先上调 CYP1A1,并最终 非基因毒性 2-羟基化雌二醇代谢物(雌激素解毒途径),通过下调 CYP1A1 的表观遗传抑制越来越多地转向植物性膳食补充剂 (BDS), 代替传统的激素替代疗法(HRT),自从研究结果发布以来,雌激素+ 黄体酮可能会增加患乳腺癌的风险,淫羊藿素是一种来自淫羊藿属的生物活性化合物。 用于女性健康目的的植物已被证明可以激活 AhR 这一假设。 建议认为,一些女性保健植物药含有抗原性、AhR 激活化合物, 降解 ERα(目标 1)并逆转表观遗传 CYP1A1 抑制,优先激活雌激素 体外细胞培养模型(目标 2)和体内卵巢切除大鼠模型(目标 3)中的解毒途径。 抑制石川细胞中雌激素依赖性碱性磷酸酶活性,并且无法抑制 荧光偏振酶测定中植物化合物的荧光雌二醇-ERα复合物将 提供不通过 ERα 发挥作用的抗雌激素化合物,这些化合物将受到影响。 针对 ERα 抗体对 MCF-7 (ER+) 细胞进行细胞西部分析,以找到降解 ERα 的化合物。 HepG2 细胞中的 XRE 荧光素酶活性将表明 AhR 激活化合物,同时甲基化减少 通过 DNMT 和 XRE 的 ChIP 检测以及 CYP1A1/1B1 的 qRT-PCR 将显示 雌二醇介导的表观遗传 CYP1A1 抑制导致雌激素解毒途径上调 该前提将应用于涉及 E2 和 的卵巢切除大鼠模型。 在牺牲和分析子宫重量之前使用植物化合物,对 E2 进行 LC-MS 分析 这项研究可能会揭示代谢物,并使用免疫组织化学定量 ERα 表达水平。 一些具有生物活性的女性健康 BDS 化合物表现出抗原结果的机制,以及 E2 解毒途径在体内绝经后模型中促进健康的重要性。

项目成果

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