Салиномицин инструкция по применению цена

Салиномицин

Salinomycin

Фармакологическое действие

Салиномицин (пищевая добавка Е716) — ионофорный полиэфирный антибиотик с формулой C42H70O11.

Салиномицин и его производные обладают высокой антимикробной активностью в отношении грамположительных бактерий, в том числе наиболее проблемных штаммов бактерий, таких как метициллинрезистентный золотистый стафилококк, метициллинрезистентный эпидермальный стафилококк и палочка Коха. Салиномицин неактивен против таких грибов, как Candida, и грамотрицательных бактерий.

Е716 используется только в ветеринарии. Салиномицин используется в птицеводстве в качестве добавки к корму для борьбы с кокцидиями.

Терапия рака

Доклинические исследования

Салиномицин, как показало исследование, возглавляемое Пиюшем Гуптой (Piyush Gupta) из Институт Броада, убивает стволовые клетки рака молочной железы у мышей по крайней мере в 100 раз эффективнее, чем противораковый препарат паклитаксел. В рамках исследования были проверены 16 000 химических соединений и обнаружилось, что лишь небольшое число из них, включая салиномицин и этопозид, нацелены именно на раковые стволовые клетки, ответственные за рост опухоли и её метастаз.

Механизм действия салиномицина и его противоопухолевая активность до конца не изучены. Полагают, что в основе лежит нарушение внутриклеточного баланса катионов, вызванного тем, что сам салиномицин, как нигерицин или монензин, является электронейтральным ионофором. Исследования, проведённые в 2011 году, показали, что салиномицин вызывает апоптоз в разных типах опухолевых клеток человека. В том числе и тех, которые обладают высокой устойчивостью к действию противоопухолевых препаратов. Многообещающие результаты нескольких клинических исследований показывают, что салиномицин способен эффективно убивать раковые стволовые клетки и позволяет преодолевать множественную лекарственную устойчивость опухолевых клеток, обусловленную разными механизмами. Эти свойства делают салиномицин перспективным компонентом новых и более эффективных противоопухолевых препаратов. Было также показано, что салиномицин и его производные имеют показывает антипролиферативную активность против опухолевых клеточных линий, устойчивых к лекарственной терапии. Американская фармацевтическая компания Verastem разрабатывает лекарственные средства против рака стволовых клеток, используя салиномицин и его производные.

Резистентность

Антибиотики, применяемые в ветеринарии, могут накапливаться в организме животных и приводить к резистентности патогенных микроорганизмов. Может достигаться за счёт биосинтеза микроорганизмом ферментов, инактивирующих лекарственный препарат, либо таким изменением структуры соединений, атакуемых антибиотиком, при котором микроорганизм мог бы продолжать жизнедеятельность в присутствии антимикробного препарата.

Наиболее сильно естественную сопротивляемость организма понижают неудовлетворительные кормление и условия содержания животных. Также отрицательно влияет отсутствие или недостаток моциона. Возраст и порода животного тоже являются важными факторами резистентности.

Беременность и грудное вскармливание

Применение при беременности

Категория действия на плод по FDA — N.

Адекватных и хорошо контролируемых исследований о возможности применения салиномицина у беременных женщин не проведено.

Применение в период грудного вскармливания

Специальных исследований о возможности применения салиномицина в период грудного вскармливания не проведено.

Особые указания

Добавка Е716 не входит в список разрешённых пищевых добавок в продуктах питания. Контроль за использованием всех препаратов антибиотиков осуществляют учреждения государственной ветеринарии.

Классификация

  • Категория при беременности по FDA

    N
    (не классифицировано FDA)

Информация о действующем веществе Салиномицин предназначена для медицинских и фармацевтических специалистов, исключительно в справочных целях. Инструкция не предназначена для замены профессиональной медицинской консультации, диагностики или лечения. Содержащаяся здесь информация может меняться с течением времени. Наиболее точные сведения о применении препаратов, содержащих активное вещество Салиномицин, содержатся в инструкции производителя, прилагаемой к упаковке.

📜 Инструкция по применению САЛИНОФАРМ® 12%

💊 Состав препарата САЛИНОФАРМ® 12%

✅ Применение препарата САЛИНОФАРМ® 12%

📅 Условия хранения САЛИНОФАРМ® 12%

⏳ Срок годности САЛИНОФАРМ® 12%

Описание лекарственного препарата ветеринарного назначения САЛИНОФАРМ® 12%

Основано на официально утвержденной инструкции по применению
препарата САЛИНОФАРМ® 12% для специалистов
и утверждено компанией-производителем для электронного издания справочника Видаль Ветеринар
2011 года

Дата обновления: 2011.05.05

Лекарственная форма


САЛИНОФАРМ® 12%

Порошок гранулированный

рег. №ПВИ-2-3.7/02161
от 17.07.07
— Истекло

Форма выпуска, состав и упаковка

Порошок гранулированный от бежевого до светло-коричневого цвета, нерастворимый воде.

Вспомогательные вещества: кальция карбонат, сахароза, гидроксипропилметилцеллюлоза натрия.

Расфасован по 25 кг в герметично закрытых полиэтиленовых пакетах, помещенных в бумажные мешки.

Каждую упаковку маркируют на русском языке с указанием наименования организации-производителя, ее товарного знака и адреса, названия, назначения и количества лекарственного средства в упаковке, способа применения, названия и содержания действующего вещества, номера серии, даты изготовления, срока годности, условий хранения, надписи «Для животных», «Беречь от влаги!» и снабжают инструкцией по применению.

Свидетельство о регистрации № ПВИ-2-3.7/02161 от 17.07.07

Фармакологические (биологические) свойства и эффекты

Противококцидийный препарат, относится к группе полиэфирных ионофорных антибиотиков. Салиномицин обладает кокцидиостатическим действием в отношении всех видов кокцидий, паразитирующих у птиц, включая Eimeria necatrix, Eimeria tenella, Eimeria acervulina, Eimeria brunetti, Eimeria maxima, Eimeria mivati, Eimeria ргаесох и других видов кокцидий, паразитирующих у птиц.

Механизм действия салиномицина, заключается в нарушении переноса катионов натрия и калия в ооцисте, что приводит к гибели кокцидий.

При пероральном введении препарата салиномицин практически не всасывается в желудочно-кишечном тракте и оказывает свое действие на слизистой и подслизистой оболочках. Выводится из организма птиц, главным образом, в неизменном виде с пометом в течение 3-4 дней.

Совместим с витаминами и известными кормовыми добавками, применяемыми в птицеводстве.

Несовместим с тиамулином.

Салинофарм® 12% по степени воздействия на организм относится к умеренно опасным веществам (3 класс опасности согласно ГОСТ 12.1.007-76).

Показания к применению препарата САЛИНОФАРМ® 12%

  • для профилактики кокцидиоза у цыплят-бройлеров и ремонтного молодняка кур до 16-недельного возраста.

Порядок применения

Салинофарм® 12% вводят в рацион птиц в дозе 500 г на 1 т корма (60 мг салиномицина натрия на 1 кг корма):

  • цыплятам бройлерам с первого дня жизни в течение периода выращивания, исключая из рациона за 5 дней до убоя;
  • ремонтному молодняку кур с первого дня жизни до 16-недельного возраста.

Салинофарм® 12% применяют в соответствии со стандартными схемами ротационной или челночной программ, принятыми в хозяйстве.

Для обеспечения равномерного распределения суточную дозу Салинофарма 12% тщательно смешивают с небольшим количеством комбикорма, а затем вносят при тщательном перемешивании в корм, рассчитанный на потребление птицей в течение суток.

Побочные эффекты

При применении препарата Салинофарм® 12% в соответствии с показаниями и рекомендуемыми дозами побочных реакций и осложнений у птиц не установлено.

Противопоказания к применению препарата САЛИНОФАРМ® 12%

  • куры-несушки (т.к. препарат накапливается в яйцах), племенная птица;
  • другие виды животных;
  • одновременное использование с тиамулином, в течение 7 дней до начала и 7 дней после окончания его применения.

Особые указания и меры личной профилактики

Убой птицы на мясо разрешается не ранее, чем через 5 суток после окончания применения Салинофарма 12%. Мясо птицы, вынужденно убитой до истечения указанного срока, может быть использовано в корм пушным зверям.

Меры личной профилактики

Все работы с Салинофармом 12% необходимо проводить с использованием спецодежды и средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки, защитные очки, респиратор). Во время работы запрещается пить, курить и принимать пищу. По окончании работы следует тщательно вымыть с мылом лицо и руки, рот прополоскать водой.

Запрещается использование пустой тары из-под лекарственного средства для бытовых целей.

Условия хранения САЛИНОФАРМ® 12%

Препарат следует хранить в закрытой упаковке производителя с предосторожностями (список Б), в хорошо проветриваемом помещении, в сухом, защищенном от прямых солнечных лучей месте, отдельно от пищевых продуктов и кормов, при температуре от 0° до 25°С.

Препарат следует хранить в недоступном для детей месте.

Срок годности САЛИНОФАРМ® 12%

Контакты для обращений

ХЮВЕФАРМА АО

Представительство в Москве
115191 Москва, 4-й Рощинский пр-д 19, оф. 504
Тел.: (495) 958-56-56
Факс: (495) 958-56-66

САЛИНОФАРМ® 12% отзывы

Помогите другим с выбором, оставьте отзыв об САЛИНОФАРМ® 12%

Оставить отзыв

Если вы хотите разместить ссылку на описание этого препарата — используйте данный код

  • Review
  • Open access
  • Published:
  • Hailong Li1,
  • Eskandar Qaed1,
  • Jing Zhang1,
  • Yushu Song1,
  • Rong Wu1,
  • Xinmiao Bu1,
  • Qinyan Wang1 &
  • Zeyao Tang 
    ORCID: orcid.org/0000-0003-2412-5871
    1 

Journal of Experimental & Clinical Cancer Research

volume 37, Article number: 26 (2018)
Cite this article

  • 6271 Accesses

  • 49 Citations

  • 1 Altmetric

  • Metrics details

Abstract

Since Salinomycin (Sal) emerged its ability to target breast cancer stem cells in 2009, numerous experiments have been carried out to test Sal’s anticancer effects. What deserve to be mentioned is that Sal can efficiently induce proliferation inhibition, cell death and metastasis suppression against human cancers from different origins both in vivo and in vitro without causing serious side effects as the conventional chemotherapeutical drugs on the body. There may be novel cell death pathways involving the anticancer effects of Sal except the conventional pathways, such as autophagic pathway. This review is focused on how autophagy involves the effects of Sal, trying to describe clearly and systematically why autophagy plays a vital role in predominant anticancer effects of Sal, including its distinctive characteristic. Based on recent advances, we present evidence that a dual role of Sal involving in autophagy may account for its unique anticancer effects — the preference for cancer cells. Further researches are required to confirm the authenticity of this suppose in order to develop an ideal anticancer drug.

Background

According to the latest World Health Organization (WHO) data, cancer is the second-leading cause of death globally and accounts for 8.8 million death in 2015 [1]. However, major current tumor therapeutic strategies like operation, radio- and chemo-therapy still exist some defects, failing to cure most tumor patients completely. Cancer stem cells (CSCs), which are resistant to many current anticancer therapies, perhaps account for the failure of treatments. CSCs refer to the subpopulation of cancer cells endowed with self-renewal, multi-lineage differential capacity and innate resistance to conventional radio- and chemo- therapy [2]. CSCs, relying on those capacities, are regarded as the culprit of recurrence and metastasis of cancer [3, 4]. Hence, eradication of CSCs will be the key to the success of cancer treatment.

Of note, with further study of Sal, it stands out as one of the notable landmarks in the progress of chemotherapeutical drugs on CSCs. Sal, isolated from the bacterium Streptomyces albusin 1974 [5](See Fig. 1), exhibits a broad-spectrum antibiotic activity particularly against Gram-positive bacteria, fungi, parasites, protozoa [5, 6]. It is widely used as an anticoccidial drug in animal farming and is fed to ruminants to improve nutrient absorption and promote growth [7]. In 2009, Gupta et al. screened about 16,000 compounds in order to hunt for chemicals that are preferentially toxic to CSCs. The screening identified 32 substances that are able to impair CSCs. Finally, Sal was found to be the most efficient one, having a more than 100-fold efficiency of Sal compared to Paclitaxel to kill breast CSCs in mice [8]. After that, the efficiency of Sal against the CSCs in several malignancies, including breast-, prostrate-, brain-, blood-, liver-, pancreatic-, skeleton- and lung cancers have been further verified [9,10,11,12]. In addition, it has been proved that Sal is able to kill chemotherapeutical agents resistant cancer cells such as Doxorubicin-, Cisplatin-, Gemcitabine-, Temozolamide-, verapamil- and Imatinib- resistant cells and simultaneously sensitize radio-resistant cancer cells [9, 13,14,15]. Besides its predominant anticancer activities, it has been also verified that Sal does not emerge severe adverse effects on human normal tissues like other conventional chemotherapeutical drugs. Sal induces T-cells apoptosis in T-lymphocytic leukemia patients, but not in healthy people [16]. Similar results have been demonstrated in further studies [17, 18]. Furthermore, several successful pilot studies in cancer patients have showed temporary and minor effects while causing the regression of various solid tumors [9, 19].

Fig. 1
figure 1

The structural formula of Sal. Sal is a 750 Da monocarboxylic polyether antibiotic with unique tricyclic ring system, whose molecular formula is C42H70O11

Full size image

Despite the predominant antitumor effects and fewer adverse effects of Sal, the mechanism by which Sal brings about cancer cell death while non-malignant cells are exempted from the lethal effects remaining poorly understood. According to the studies both in vivo and in vitro, such following mechanisms that mitochondria-dependent cell death [20, 21], Death receptor — mediated cell death [14], increased DNA damage and cell cycle arrest [22, 23], p-glycoprotein inhibition [24, 25] have been reported to involve the predominant anticancer effects of Sal. However, those mechanisms may just play a partial role in the anti-cancer effects of Sal as conventional chemotherapeutical agents rely on them to induce cancer cell death. Further studies have demonstrated that Sal suppresses Wnt/β-catenin signaling pathway conferring CSCs resistance to radiation [26, 27] and to chemotherapeutical agents [28, 29]. Moreover, other studies have showed that Sal blocks the Hedgehog (Hh) pathway, which plays a crucial role in the stemness maintenance of CSCs [30, 31]. Those may elucidate Sal’s preferential toxicity towards CSCs. Besides the classical cell death pathway, alternative cell death pathway has been also observed in the experiments, the result has displayed that Sal is able to mediate apoptosis in cancer cells through a pathway independent of activation of p53, CD95/CD95L system, caspase, and the proteasome [32]. A variety of cell death pathways or the apoptotic signal pathways forming a complex reticular structure involves in the anticancer effects of Sal, but the key component to initiate that process is still unknown, what a role autophagy plays in the reticular structure requires more studies.

Conventional chemotherapeutical drugs cannot efficiently kill CSCs, which led to the recurrence of the cancer [4, 33, 34]. Comparing to the conventional chemotherapeutical drugs, Sal targeting CSCs must have its unique targets or signaling pathways. Therefore, the study of Sal cannot only provide an effective tumor treatment drug, but also can deepen the understanding of the characteristics of CSCs, so as to give a basis for the development of new anticancer drugs, and ultimately overcome this catastrophic disease.

With a further research, scientists have found that autophagy is a homeostatic process that prevents the accumulation of impaired proteins and organelles and limits the production of reactive oxygen species (ROS). Autophagy can simultaneously provide the cell with nutrients and energy that it needs to survive. However, autophagy plays multifarious roles in the initiation, development and progression of cancer. On the one hand, autophagy suppresses malignant transformation by many mechanisms such as maintaining genomic stability via the elimination of dysfunctional mitochondria and the decrease of ROS production, the degradation of onco-proteins, the induction cell death following oncogene activation, anti-inflammatory function and assisting the immune system to eliminate the malignant cells [35]. On the other hand, after a formation of neoplastic lesion, autophagy is believed to promote and maintain tumorigenesis and to mediate resistance to different forms of anticancer therapy [36]. Autophagy is generally considered to play a cyto-protective role for cell survival against apoptosis. However with further study, many literatures have demonstrated that autophagy is primarily a cell survival pathway, but if excessive, it may kill cells [37,38,39]. So the exact role of autophagy playing in the death process of cancer cells requires further study. Additionally, autophagy is dysregulated in various diseases, such as neurodegenerative diseases, immune system diseases and cancers.

Sal and Autophagy

Sal is an inducer of autophagy

Similar to other chemotherapeutical agents, the administration of Sal in the tumor cells induces autophagy. It was firstly discovered that Sal induces autophagy in colon and breast cancer cells [40]. The vast majority of autophagy has a protective effect in all tested cancer cell lines. However, Sal-induced autophagy in SW620 cells is involved in provoking cell death, as inhibiting autophagy through transfection with siRNA against ATG7 as a result of partially preventing autophagy induced cell death in 24 h by inhibiting autophagy. Pre-treatment with the PI3K inhibitor, wortmannin, which is commonly used to inhibit autophagy, gets an isovalent effect [40].

Relevant studies have undertaken to verify the mechanisms and roles of autophagy induced by Sal in other human cancer cell lines. Most of them have found that Sal induces cyto-protective autophagy, facilitating Sal-induced cell death after inhibiting the autophagy [18, 20, 41,42,43]. Combined use of Sal and chloroquine (CQ), which is an autophagy inhibitor, not only improves antitumor effects of Sal but also reduces the dose of Sal, which means that combined use of autophagy inhibitors reduces the side effects of Sal, though for now Sal’s adverse effects are slight and transient [44]. Although autophagy plays a cyto-protective role in most cancer cell lines, autophagy also can be an alternative cell death way in a small part of the cancer cell line as described above. So whether the combined use of Sal and autophagy inhibitors being beneficial or not are deserved to be further studied in various human cancer cell lines before Sal is used formally in clinical anti-tumor therapy.

Sal is an inhibitor of autophagy as well

Autophagy is a homeostatic process that prevents the accumulation of impaired proteins and organelles and limits the production of ROS, lessening the impairment to cells. It was discovered interestingly that Sal can inhibit the autophagic flux in breast CSCs interfering with their stemness maintenance. Moreover, Sal does not impair the fusion of autophagosomes and lysosomes. Besides, Sal has no effect on the pH of lysosomes. Using an in vitro cathepsin substrate assay, it has been further demonstrated that Sal dramatically reduces the activity of cathepsins, resulting in the inhibition of lysosomal activity. Sal’s inhibition on autophagy may account for that Sal can block the degradation of mCherry-GFP-LC3 and long-lived proteins [45]. The study has finally revealed that Sal inhibits the autophagic flux in cancer cells by inhibiting the lysosomal activity via inactivation of cathepsins without altering the integrity of the lysosomal compartment [45]. Furthermore, another study discovered that Sal induces an aberrant autophagic flux via the production of ROS in glioblastoma as the alleviation of ROS production restored the autophagic flux. In addition, the inactivation of cathepsin B, Sal also increases the lysosome membrane permeability (LMP) through lipid oxidation, which is confirmed by the release of cathepsin B from lysosomes (See Fig. 2). Both lead to the blocking of autophagic flux. However, a study has found that Sal can block acidification as a result of that the increase of ROS levels can alter lysosomal lipids, affecting lysosome-autophagosome fusion. However, another study has showed a contradictory result [46].

Fig. 2
figure 2

Diagram illustrates the positions of Sal’s inhibition of autophagic flux. Macroautophagy begins with engulfment of the cytoplasmic materials by the phagophore, which detains the materials into a double-membrane vesicle (i.e. autophagosome). The autophagosome fuses with a lysosome to form an autolysosome, and then the contents are degraded by the lysosome. Initiation of autophagosome formation requires the ULK1-Atg13-FIP200 complexes and Beclin1-class III PI3K complexes. Two conjugation systems, Atg12-Atg5-Atg16 and LC3, are critical to the elongation and enclosure step of the autophagosome formation. Lipid conjugation leads to the conversion of the soluble form of LC3-I to the autophagic vesicle-associated form LC3-II, which is widely used as a marker of autophagy. Sal is found to increase the lysosome membrane permeability (LMP), which affects the acidification and the integrity of lysosomes. Moreover, Sal can also inactivate cathepsins in lysosomes, resulting in the inhibition of lysosomal activity

Full size image

Moreover, a new study has displayed that Sal suppresses late stages of autophagy, leading to impaired recycling and the accumulation of dysfunctional mitochondria accompanying increased ROS- production. All of which are associated with induction of apoptosis. And that the effects of Sal are dose- and time- dependent manner and could be readily replicated by pharmacological or genetic inhibition of Hepatocellular Carcinoma (HCC)-autophagy alone [47]. It has been reported in different animal models that the tumor extracellular pH (pHe) ranges are between 5.9 and 7.2 [48, 49], with average tumor pHe often reported ~ 6.5 [50, 51]. A study has discovered that unlike CQ and its derivatives whose activity are to different degrees when counteracted by acidosis, the ability of Sal to inhibit autophagic flux is potently enhanced in different conditions of both transient and chronic acidosis [52]. Such activity may be linked to the physicochemical characteristics of Sal, which is a weakly acidic, while lipophilic compound with a reported pKa of 6.4 due to its carboxylic group [53]. Moreover, a study also has demonstrated that tumor-mimicking micro-environments can enhance the action of Sal. Furthermore, hypoxic, low-glucose and low-nutrient conditions in hypo-perfused tumor, actually are able to potentiate Sal’s toxicity, and to increase its preferential anticancer activity [52].

Generally speaking, the ability of Sal to induce or inhibit autophagic flux has been verified in various human cancer cell lines. For example, Sal can induce functional autophagy at lower concentrations and such a dose is cell type-dependent. Interestingly, PC3 cells show active autophagic flux at 10 μM concentration of Sal while murine embryonic fibroblasts already show an inhibition of autophagic flux at such doses. A higher concentration of Sal (i.e. 30 μM) inhibits autophagic flux in both cell types. This result has manifested that Sal is an inducer of autophagy, whereas autophagic flux inhibition is a secondary response [54]. Similarly, 10 μM Sal treatment of MCF7 cells for 16 h downregulated Beclin1 and ATG12, which are involved in the initiation and elongation of autophagy, while showing an increase at initial time points (2~ 8 h) and lower doses [40]. Whether the autophagic inhibition of Sal exists in all cancer cell lines demanding further confirmation. And whether there are additional mechanisms besides the increase of LMP and inactivation of cathepsins equally worthy of study. Therefore, when using Sal, it should be determined its suitable doses when Sal acts as an autophagic inhibitor in various tumors and induces cancer cells death simultaneously so as to provide a rational guide for dose selection of clinical treatment of tumors.

The conceivable interpretation for Sal’s preference for cancer cells or CSCs

Chemotherapeutics currently used kill tumor cells but also cause impairment to human normal tissues, such as myelosuppression, immunosuppression, nephrotoxicity, liver injury. Interestingly, Sal selectively induces cancer cells death while sparing benign cells. This may be related to Sal’s distinct targets or signaling pathways that are lethal to cancer cells while are slighter to human normal tissues. Here we will explore whether the inhibition of autophagy is one of the explanations for Sal’s preference for cancer.

Mitochondria, generally called the powerhouses of the cell, comprises a dynamic interconnected network of tubular structures that are engaged in fission and fusion processes [55]. Mitochondrial fission is mediated by localization of dynamin-related protein (Drp-1) on the mitochondrial site of division whereas fusion is mediated by mitofusin proteins (mitofusins 1 and 2) along with optic atrophy protein 1 (OPA1) [56]. Lack of both mitofusin 1 (Mfn1) and mitofusin 2 (Mfn2) results in damaged mitochondrial fusion, but both of them can compensate each other’s deficiency [57,58,59,60]. Facing stress or any event leading to dysfunction of mitochondria, the organelle undergoes an asymmetric and protective fission that aims to spare at least part of stressed mitochondria, by cleaving the organelle into a normally-functional part, and a dysfunctional one. A recent study has described that cancer cells often have much smaller, fragmented mitochondria in comparison to normal cells. In the same study, the results have showed that cancer cells express an increased level of Drp1 and decreased level of Mfn protein, leading to a constant mitochondrial fission with impaired fusion, resulting in a smaller fragmented mitochondria in cancer cells [61]. Another study has displayed that specific toxicity of Sal to cancer cells is through mitochondrial hyperpolarization that is observed preferentially in cancer cells. Moreover, Sal-triggered depletion of cellular ATP, in cancer cells but not in primary cells, contributes to Sal’s preferential anticancer toxicity to cancer [62]. Furthermore, Sal induces depolarization of mitochondria contrasting to Dichloroacetate (DCA), which is also a K+ ion channel modulator, and a molecule that also preferentially targets cancer cells [63, 64]. The observed cancer cells specific deleterious effect of Sal is explained by the fact that cancer cells harbor various abnormalities within mitochondria, such as hyperpolarized mitochondria along with defective mitochondrial fission and fusion mechanisms due to the lack of functionally intact mitofusin proteins, DRP1 and other proteins involved in the mitochondrial dynamics [61, 63]. Similarly, a recent study has pointed out that Sal in concentrations effective against CSCs exerts profound toxicity towards both dorsal root ganglia as well as Schwann cells. With further study, the result has showed that the toxic effect is mediated by elevated cytosolic Na+ concentrations, which in turn causes an increase of cytosolic Ca2+ by means of Na+/Ca2+ exchangers (NCXs) in the plasma membrane as well as the mitochondria membrane. Elevated Ca2+ then activates calpain, which triggers caspase-dependent apoptosis involving caspases-12, − 9 and − 3. Combined inhibition of calpain and the mitochondrial NCXs result in significantly decreased cytotoxicity as compared to caspase-3 inhibition in vitro [65]. Furthermore, co-treatment with an inhibitor of the mitochondrial NCX can significantly reduce structural damage in the peripheral nervous system without impairing Sal’s antineoplastic efficacy in vivo [66]. This may account for the abnormal mitochondria in cancer cells, which is not resistant to the effect of Sal. Fig. 3 shows the conceivable mechanism by which Sal damages peripheral nervous system.

Fig. 3
figure 3

Diagram illustrates the observed effects of Sal-induced toxicity in DRGNs. Sal triggers an increase of cytosolic Na+ concentrations, with a secondary increase in cytosolic Ca2+, which is mediated by NCXs in the plasma membrane and mitochondria. Elevatory intracellular Ca2+ levels activate the protease calpain, which leads to apoptotic cell death by the activation of caspase pathways involving caspase 12, caspase 9 and caspase 3. Caspase 9 can be alternatively activated by cytochrome c released from depolarized mitochondria

Full size image

Emerging data indicate the crucial role of autophagy in the survival, self-renewal and differentiation of both stem cells and CSCs [67,68,69]. Recent study has found that the basal autophagic flux is higher in the ALDH(+) population derived from the HMLER cell line than in the corresponding ALDH1(−) population, the former owns more CSCs features than the latter. Autophagic flux falls in both ALDH(+) and ALDH(−) populations following Sal treatment. However, the fall of autophagic flux is greater in ALDH(+) population than in the ALDH(−) one (51% vs. 10%, respectively). Consistent with data has showed that apoptotic cell death was higher in the ALDH1(+) population derived from the HMLER cell line than in the ALDH(−) population [45]. Similar results have been acquired by another study that the subline HMLER CD24 low, carrying CSC properties has an increased sensitivity to autophagy inhibition mediated by Sal with respect to the non-CSC subline HMLER CD24(+) [52].

Autophagy is generally considered to be vital for the elimination of dysfunctional mitochondria that may actually consume ATP, and/or generate excessive amounts of harmful ROS, thus contributing to loss of cellular homeostasis [70], thus the inhibition of autophagy will enhance the apoptosis. The elimination of dysfunctional mitochondria is highly dependent on autophagy, however, Sal can induce a profound inhibition on the late stage of autophagic flux. That is, on the one hand to induce deformed mitochondria in cancer cells to be dysfunctional, on the other hand Sal inhibits the elimination of these dysfunctional mitochondria with increased ROS-production and induction of apoptosis.

The mechanisms of autophagy induced by Sal

Since the first article, reporting that Sal is able to induce autophagy in cancer cells, was published in 2012 [40], different tumor cell lines have been used to detect the mechanism of autophagy induced by Sal. Sal is a K+ ionophore that interferes with transmembrane K+ potential and facilitates the efflux of K+ from mitochondria [71]. Sal causes the decline of mitochondrial membrane potential (MMP) and the accumulation of ROS [20, 72]. Most of the tumor cells are found to own increased ROS after the treatment with Sal, which plays an important and complex role in autophagic activation. To clarify the role of ROS in Sal-induced autophagy, U2OS cells are pre-treated with N-acetyl-L-cysteine (NAC), a ROS inhibitor. As a result, the sharp decrease of LC3II expression and acidic vesicular organelles (AVO) accumulation is detected [20]. Similar results are also found in osteoblastoma [42], breast cancer [73], prostate cancer [74], glioma [75]. Growing data have manifested that ROS inhibits PI3K/AKT/mTOR signaling [76] and activates the AMP-activated protein kinase (AMPK) signaling [77]. ROS is also reported to initiate mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling, including of C-jun N-terminal kinase (JNK), p38 and extracellular signal-regulated kinases (ERK) [78] (See Fig. 4). Except for the three mechanisms mentioned above, DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs) is also considered to be required for Sal-induced autophagy activation [18]. Table 1 has summarized the relevant information in recent advances.

Fig. 4
figure 4

Diagram illustrates the dominating signaling pathways involving Sal- induced autophagy. Sal is able to induce intensive autophagic flux than commonly used autophagic inducers such as chloroquine, as many autophagy-initiated pathways being activated by Sal. ROS is deemed to play a key role in it. Pretreating with NAC, an ROS inhibitor, suppresses the autophagic flux being confirmed by different researchers. Sal activates AMPK signaling pathway, MAPK signaling pathway and ER stress initiating autophagy, and inhibits PI3K/AKT/mTORC1 axis simultaneously. (1) AMPK activates autophagy by directly binding and activating ULK1 complex through phosphorylation of Ser 317 [110, 111]. Enhanced stimulatory TSC2 phosphorylation at Ser-1387 by AMPK, and reduced inhibitory TSC2 phosphorylation at Ser-939/Thr-1462 catalyzed by AKT augmented TSC2/TSC1 activity, which led to mTORC1 inhibition. AMPK-mediated raptor phosphorylation further reduced mTOR’s kinase function and mTORC1 activity [42]; (2) Moreover, it has been reported that ROS suppress PI3K/AKT/mTOR signaling [112]. In addition, it’s demonstrated that Sal suppresses AKT1 activity through ATF4-DDIT3/CHOP-TRIB3-AKT1 axis in human cancer cells after activation of ER stress response, resulting in MTOR inhibition and autophagy consequently [43]; (3) ROS inactivates MAPK phosphatases [113]. This subsequently leads to the phosphorylation of JNK, and of its target the transcription factor JUN. JNK activation may promote autophagy through induction of ATG7 [94], or by phosphorylation of BCL2, which leads to dissociation of BCL2 from Beclin-1 [95]

Full size image

Table 1 The induction or inhibition of autophagy triggered by Sal in vitro and in vivo models

Full size table

PI3K/AKT/mTOR signaling pathway

Two kind of mammalian target of rapamycin (mTOR) complexes, the mTOR complex 1 (mTORC1) and complex 2 (mTORC2), have been verified. The rapamycin-sensitive mTORC1 is composed of mTOR, regulatory associated protein of mTOR (Raptor), G protein β-subunit-like protein (GβL) and DEP domain-containing mTOR-interacting protein (DEPTOR). The mTOR-interacting protein can stabilize the mTOR dimer and promote mTOR’s substrate specificity [79,80,81,82]. In comparison, mTORC2, which is not as sensitive to rapamycin as the former, is composed of mTOR, GβL, rapamycin-insensitive companion of mTOR (Rictor), protein observed with RICTOR (Protor) and stress-activated protein kinase-interacting protein 1 (SIN1) [80, 81] mTORC1 obtains energy via small GTPases, for instance, Ras-related GTP binding protein (Rag) and Ras homolog enriched in brain (Rheb). Elevated level of amino acid and growth factors can activate mTORC1 through Rag and Rheb, separately. Activation of mTORC1 mainly lead to the phosphorylation of two downstream targets, p70 ribosomal S6 kinase/S6 ribosomal protein (p70S6K/S6RP) and eukaryotic translation-initiation factor 4E–binding protein 1 (4E–BP1), enhancing protein synthesis from increased ribosome biogenesis and messenger RNA translation under nutrient-rich conditions, promoting lipid biogenesis, and inhibiting autophagy [81].. The TSC2/TSC1 tuberous sclerosis complex, acting as downstream of AKT, negatively regulates mTORC1 by inhibiting the GTPase activity of Rheb, which is a positive regulator of mTORC1. TSC2/TSC1 inhibition due to AKT-mediated TSC2 phosphorylation at serine-939 and threonine-1462 leads to mTORC1 activation, whereas mTORC1 inhibition and consequent cell growth arrest in response to nutrient deprivation. Under nutrient-rich conditions, mTORC1 limits autophagy to counter lysosomal engulfment and degradation of cellular organelles and other cytosolic contents by mediating inhibitory phosphorylation of the unc-51-like kinase 1 (ULK1) complex, an obligatory component of autophagosome [83] .

A study has verified that Sal blocks inhibitory phosphorylation of TSC2 by AKT. Treatment of 1 μM Sal in the cells pre-treated with an Akt inhibitor, Triciribine, triggered increased accumulation of the autophagic marker LC3-II. However, under the same conditions in the presence of 10 μM Sal, it cannot observe any change in LC3-II levels compared to Sal treatment alone [84]. Sal’s blocked effect on AKT is further proved that reduced TSC2 phosphorylation at Ser-939 and Thr-1462 (two AKT-targeted sites) within 6 h Sal treatment contributes to mTORC1 inactivation [41]. Furthermore, Sal decreases phosphorylated of AKT and phosphorylated mTOR in prostate cancer cells. In addition, pretreatment with NAC, a general ROS scavenger, inhibits Sal-induced autophagy by suppressing ROS production [74].

AMPK signaling pathway

AMPK activation dictates energy metabolism, gene transcription, cell mitosis and autophagy through regulating its many downstream kinases [85, 86]. In contrast to mTORC1, AMPK is a positive regulator of autophagy under the condition of nutrient/energy depletion. On the one hand, phosphorylation of TSC2 and raptor by AMPK is known to elevate TSC2/TSC1 activity and reduce mTOR’s kinase function, respectively [87, 88]. On the other hand, AMPK stimulates phosphorylation of the ULK1 complex, which is essential for the initiation of autophagy [89].

Sal induces a profound AMPK activation. AMPK inhibition by compound C or by AMPKα RNAi prevents Sal-induced autophagy activation. AMPK activation relies on ROS production in osteoblastoma cells, antioxidant NAC significantly inhibits Sal-induced AMPK activation and autophagic induction [42]. Further, another study has reported that AMPK activation and raptor phosphorylation are detected within 1 h after Sal treatment, whereas increased TSC2 phosphorylation at Ser-1387 and reduced TSC2 phosphorylation at Ser-939/Thr-1462 are detected after 2 h — changes being more prominent at 20 h [41].

MAPK signaling pathway

MAPK signaling pathway is generally considered to be a vital pathway to initiate the autophagic flux [90, 91].One way to activate the MAPK pathways is through the inactivation of MAPK-phosphatases, of which ROS can oxidize the catalytic site cysteine [92]. Another pathway for the activation of JNK proceeds via apoptotic signal-regulating kinase 1 (ASK1) [93]. This subsequently leads to the phosphorylation of JNK, and its target the transcription factor JUN. JNK activation may promote autophagy through the induction of ATG7 [94], or phosphorylation of BCL2, leading to dissociation of BCL2 from Beclin-1 [95].

Sal can lead to the formation of ROS eliciting JNK activation and induction of the transcription factor JUN. However, JNK inhibition can only partially block autophagy. Other signaling pathways must also play a role after administration of Sal [40]. Moreover, pretreatment with PD98059 and SB203580, an ERK and p38 inhibitors, suppresses the Sal-induced autophagy by reversing the upregulation of ERK and p38. Notably, Sal decreases the phosphorylation of AKT and the phosphorylation of mTOR in prostate cancer cells. In addition, pretreatment with NAC, an antioxidant, inhibits Sal-induced autophagy by suppressing ROS production. Furthermore, Sal activates ERK and p38 MAPK in a time-dependent manner in both PC-3 and LNCaP cells. Autophagy and LC3 expression are significantly restored by a ROS scavenger, NAC, in both PC-3 and LNCaP cells [74].

ER stress

The endoplasmic reticulum (ER) is an organelle where synthesis, folding and maturation of proteins happen. Growing evidence indicate that the ER may act as a source of the membrane of autophagosomes [96, 97]. ER stress activates the unfolded protein response (UPR), which initiates the inhibition of protein translation through phosphorylation of eukaryotic translation initiation factor 2A (EIF2A) [98]. The phosphorylation of EIF2A stimulates the selective translation of transcription factors nuclear protein 1(NUPR1), activating transcription factor 4 (ATF4), and DNA damage inducible transcript 3(DDIT3) as well as the pseudokinase tribbles pseudokinase 3(TRIB3). The pseudokinase TRIB3 inhibits the AKT1-MTORC1 axis to stimulate autophagy [99, 100].

It has been demonstrated that Sal suppresses AKT1 activity through ATF4- DDIT3/CHOP- TRIB3- AKT1 axis in human non-small cell lung cancer (NSCLC) cells after activation of ER stress response, resulting in mTOR inhibition and autophagy consequently. Moreover, Sal upregulates ER stress-related proteins such as phospho-EIF2A, ATF4, DDIT3 in a time- and dose- dependent manner in human NSCLC cells. Furthermore, using RNA interference against ATF4 or DDIT3 and inhibitors of ER stress in combination with Sal, it has been confirmed that the EIF2A-ATF4-DDIT3 axis is the crucial mediator of Sal-induced autophagy. Besides, data have demonstrated that Sal reduces the activation of AKT1 as well as its downstream substrate mTOR, leading to autophagy. Similar study also has demonstrated that Sal induces ROS generation and the ROS scavenger NAC is found to inhibit the Sal-induced apoptosis, ER stress and autophagy. The inhibition of ER stress with 4-phenylbutyric acid depresses Sal-induced apoptosis and autophagy [75].

Other mechanisms

In addition to the mainstream of autophagy activated pathways are mentioned above. DNA-PKcs is also required for Sal-induced autophagic activation [18]. DNA-PKcs is the 460-kDa serine/threonine protein kinase that belongs to PI3K-like protein kinase (PIKK) kinase family [101]. DNA-PKcs will be activated when facing DNA damages, and its normal function is to provoke non-homologous end joining (NHEJ) pathway to repair DNA double strand breaks [102]. DNA-PKcs inhibition, shRNA knockdown or miR-101 expression inhibits Sal-induced Beclin-1 expression and autophagic induction [18].

Sal-induced cancer cell death via other cellular responses

It has been reported that Sal also induces apoptosis, which differs among the diverse cell types, in cancer cells [14, 16, 72, 103, 104] or different originated CSCs [7, 21, 105]. Apoptosis is induced in colorectal CSCs in a caspase-dependent manner, which proved by an increase of cleaved caspase-3, -8 and -9. JC-1 staining further revealed that Sal induces colorectal cancer cell apoptosis via the mitochondrial pathway [21]. Besides, Sal has been reported to induce human lung cancer cell apoptosis through the caspase 3/7-associated cell death pathway [106]. Moreover, Sal triggers apoptosis of PC-3 cells by increasing the intracellular ROS level, which is associated with reduced MMP, translocation of Bax protein to mitochondria, release of cytochrome c to the cytoplasm, activation of the caspase-3, cleavage of PARP-1 as well as the inhibition of the survival protein Bcl-2 [72]. It also has been noted that non-malignant RWPE-1 prostate cells are relatively less sensitive to Sal-induced lethality [72]. Besides the classical apoptotic pathway, Sal has been demonstrated to activate a unique apoptotic pathway that is not accompanied by cell cycle arrest and is independent of tumor suppressor protein p53, caspase activation, the CD95/CD95L system and the proteasome, which has been thought to overcome the high resistance to other anti-cancer drugs of cancer cells by increasing the expression of the Bcl-2 protein, P-gp as well as the 26S proteasome [16].

Uncontrolled cell cycle is an extremely important part of tumorigenesis. Several studies have also found that Sal can play a role in inhibiting cancer cell proliferation by inducing cell cycle arrest. It has been documented that Sal induces apoptosis in NCI/ADR-RES, DXR, and OVCAR-8 ovarian cancer cells via downregulation of S-phase kinase-associated protein-2 (Skp-2) and signal transducer and activator of transcription 3 (Stat3) inactivation. Skp-2 is overexpressed in majority of the CSCs. p27kip1 protein inhibits tumorigenesis through inhibiting cell cycle changes. Sal induces degradation of Skp2 and thus accumulated p27Kip1, ultimately cell cycle being arrested at G1 and apoptosis being induced [25]. Another study has showed that high concentrations of Sal induces a G2 arrest via downregulation cyclin B1, downregulation of survivin and triggering apoptosis. What is an interesting thing is that the administration with low concentrations of Sal induces a transient G1 arrest through downregulation cyclin D1 at an earlier time point and G2 arrest via downregulation cyclin B1 at a later point [107].

Autophagic cell death (ACD), named type II programmed cell death, distinguishes from apoptosis and necrosis, which was first established based on observations of increased autophagic markers in dying cells [108]. There is a big difference between ACD and apoptosis process. The morphological characteristics of apoptosis-related cells are the clearance of cytoskeleton and other proteins by caspases. Cytoskeletal clearance occurs in the early stages of apoptosis, but the organelles are cleared later; On the contrary, ACD is associated with a large accumulation of autophagic vacuoles in the cell, so that the degradation of organelles occurs at an early stage, and the cytoskeleton is cleared at a later stage [109]. In most cases, autophagy can serve as a cell survival promoter, however, autophagy may also act as cell death inducer. The pro-apoptotic effect of autophagy may result from two independent functions of autophagy: the pro-apoptotic function and the induction of ACD [108]. The autophagy regulator Atg5 activates caspase by interacting with the adaptor protein Fas-associated protein with death domain (FADD), a component of the extrinsic apoptotic pathway. Alternatively, cleavage of Atg5 by calpain causes the truncated Atg5 protein to translocate to the mitochondria to induce mitochondrial outer membrane permeabilization (MOMP) leading to cytochrome c release and caspase activation [109]. As a whole, there is a complicated relationship between autophagy and apoptosis. As mentioned above, Sal has been reported to induce cell death mainly via mitochondria-mediated apoptotic pathway, which can be considered as the executor of cancer cell death resulting from the severe damage caused by Sal. Whether the conjecture that the abnormal mitochondria in cancer cells or CSCs, which are not resistant to the effect of Sal, can be impaired by Sal and thus initiates the cell death process are true or not being worthy of further study. Moreover, several studies have showed that Sal both induces intensive autophagy and inhibits the late stage of autophagic flux which may play a crucial role in the ACD or pro-apoptotic process being of equal significance.

Conclusion and perspective

Sal, being a K+ ionophore, can effectively target CSCs, kill chemo-resistant cancer cells and sensitize radio-resistant cancer cells simultaneously. Of note, its side effects are much less than the conventional chemotherapeutical drugs. Although Sal exhibits predominant anticancer effects in vivo and in vitro experiments and a small number of clinical trials, the exact mechanisms are still unknown.

We summarize the autophagy-related researches, providing a new sight into Sal’s preference for CSCs and cancer cells. Cancer cells are deemed to possess abnormal mitochondria, which may be not resistant to ion fluctuations caused by Sal, then leading to the dysfunction of organelles and the production of ROS, which initiates autophagy. Similarly, DCA, which is likewise a K+ ion channel modulator, preferentially targets cancer cells. Meanwhile, Sal can inhibit the late stage of the autophagic flux, which leads the accumulation of dysfunctional organelles and produces excessive ROS. The combined effects of these two processes lead to the death of tumor cells. The combination of a K+ ionophore and autophagic inhibitor may be able to confirm the rationality of this conjecture.

In addition, some studies have showed that the combined use of Sal and CQ, which is an autophagy inhibitor, not only improves antitumor effects of Sal but also reduces the dose of Sal [44]. Whereas, Sal is able to inhibit the late stage of autophagic flux, so whether the combined use of an early stage inhibitor or a late stage inhibitor can amplify the anticancer effects of Sal requires further studies. What’s more, another study has found that co-treatment with an inhibitor of the mitochondrial NCX can significantly reduce structural damage in the peripheral nervous system without impairing Sal’s anticancer efficacy in vivo [65]. Therefore, a large number of further studies should be carried out to provide a basis for future rational combinative therapy.

CSCs are generally considered to be the chief culprit for the initiation, recurrence and metastasis of cancer. Sal preferentially targeting CSCs may bring us closer to find a cure against this devastating disease. Generally speaking, specific and more potent toxicity of Sal towards CSCs and cancer cells without much adverse effect towards normal cells promise Sal may be an effective anticancer agent in the near future. Understanding the biological mechanism of Sal inducing cell death can aid in designing more effective and less toxic therapeutic strategies. As a new anticancer compound, whether Sal could eventually enter into clinical application needs the joint efforts of all researchers. Anyway the in-depth study of Sal’s direct targets or related signaling pathways will open a new chapter in the near future against cancers.

Abbreviations

ACD:

Autophagic cell death

AMPK:

AMP-activated protein kinase

ASK1:

Apoptosis signal-regulating kinase 1

ATF4:

Activating transcription factor 4

AVO:

Acidic vesicular organelles

CQ:

Chloroquine

CSCs:

Cancer stem cells

DCA:

Dichloroacetate

DDIT3:

DNA damage inducible transcript 3

DEPTOR:

DEP domain-containing mTOR-interacting protein

DNA-PKcs:

DNA-dependent protein kinase catalytic subunit

DRGNs:

Dorsal root ganglia neurons

Drp-1:

Dynamin-related protein

EIF2A:

Eukaryotic translation initiation factor 2A

ER:

Endoplasmic reticulum

ERK:

Extracellular signal-regulated kinases

FADD:

Fas-associated protein with death domain

GβL:

G protein β-subunit-like protein

HCC:

Hepatocellular Carcinoma

Hh:

Hedgehog

JNK:

C-jun N-terminal kinase

MAPK:

Mitogen-activated protein kinase

Mfn1:

Mitofusin 1.

Mfn2:

Mitofusin 2.

MMP:

Mitochondrial membrane potential.

MOMP:

mitochondrial outer membrane permeabilization.

mTOR:

Mammalian target of rapamycin.

NAC:

N-acetyl-L-cysteine.

NCXs:

Na+/ Ca2+ exchangers.

NHEJ:

Non-homologous end joining.

NSCLC:

Non-small cell lung cancer.

NUPR1:

Nuclear protein 1.

OPA1:

Optic atrophy protein 1.

pHe:

Extracellular pH.

PIKK:

PI3K-like protein kinase.

Protor:

protein observed with RICTOR.

p70S6K:

p70 ribosomal S6 kinase.

Raptor:

regulatory associated protein of mTOR.

Rag:

Ras-related GTP binding protein.

Rheb:

Ras homolog enriched in brain.

Rictor:

rapamycin-insensitive companion of mTOR.

ROS:

Reactive oxygen species.

Sal:

Salinomycin.

SIN1:

stress-activated protein kinase-interacting protein 1.

Skp-2:

S-phase kinase-associated protein-2.

Stat3:

signal transducer and activator of transcription 3.

S6RP:

S6 ribosomal protein.

TRIB3:

Tribbles pseudokinase 3.

ULK1:

Unc-51-like kinase 1.

UPR:

Unfolded protein response.

4E–BP1:

4E–binding protein 1.

References

  1. http://gco.iarc.fr/
    .

  2. Vinogradov S, Wei X. Cancer stem cells and drug resistance: the potential of nanomedicine. Nanomedicine (London, England). 2012;7(4):597–615.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  3. Shibata M, Shen MM. The roots of cancer: stem cells and the basis for tumor heterogeneity. BioEssays : news and reviews in molecular, cellular and developmental biology. 2013;35(3):253–60.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  4. Chen D, Wu M, Li Y, Chang I, Yuan Q, Ekimyan-Salvo M, Deng P, Yu B, Yu Y, Dong J, et al. Targeting BMI1+ cancer stem cells overcomes Chemoresistance and inhibits metastases in squamous cell carcinoma. Cell Stem Cell. 2017;20(5):621–634.e626.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  5. Miyazaki Y, Shibuya M, Sugawara H, Kawaguchi O, Hirsoe C. Salinomycin, a new polyether antibiotic. The Journal of antibiotics. 1974;27(11):814–21.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  6. Schafer H, Clauss W, Hornicke H. Cationophore properties of the new polyether antibiotic Salinomycin investigated in distal rabbit colon in vivo and in vitro. Comparative biochemistry and physiology A, Comparative Physiology. 1984;79(3):387–92.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  7. Naujokat C, Fuchs D, Opelz G. Salinomycin in cancer: a new mission for an old agent. Mol Med Rep. 2010;3(4):555–9.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  8. Gupta PB, Onder TT, Jiang G, Tao K, Kuperwasser C, Weinberg RA, Lander ES. Identification of selective inhibitors of cancer stem cells by high-throughput screening. Cell. 2009;138(4):645–59.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  9. Antoszczak M, Huczynski A. Anticancer activity of polyether Ionophore-Salinomycin. Anti Cancer Agents Med Chem. 2015;15(5):575–91.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  10. Calzolari A, Saulle E, De Angelis ML, Pasquini L, Boe A, Pelacchi F, Ricci-Vitiani L, Baiocchi M, Testa U. Salinomycin potentiates the cytotoxic effects of TRAIL on glioblastoma cell lines. PLoS One. 2014;9(4):e94438.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 
    CAS 

    Google Scholar 

  11. He L, Wang F, Dai WQ, Wu D, Lin CL, Wu SM, Cheng P, Zhang Y, Shen M, Wang CF, et al. Mechanism of action of salinomycin on growth and migration in pancreatic cancer cell lines. Pancreatology : official journal of the International Association of Pancreatology (IAP) [et al]. 2013;13(1):72–8.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  12. Larzabal L, El-Nikhely N, Redrado M, Seeger W, Savai R, Calvo A. Differential effects of drugs targeting cancer stem cell (CSC) and non-CSC populations on lung primary tumors and metastasis. PLoS One. 2013;8(11):e79798.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  13. Daman Z, Montazeri H, Azizi M, Rezaie F, Ostad SN, Amini M, Gilani K. Polymeric micelles of PEG-PLA copolymer as a carrier for Salinomycin against gemcitabine-resistant pancreatic cancer. Pharm Res. 2015;32(11):3756–67.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  14. Parajuli B, Shin SJ, Kwon SH, Cha SD, Chung R, Park WJ, Lee HG, Cho CH. Salinomycin induces apoptosis via death receptor-5 up-regulation in cisplatin-resistant ovarian cancer cells. Anticancer Res. 2013;33(4):1457–62.

    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  15. Kim WK, Kim JH, Yoon K, Kim S, Ro J, Kang HS, Yoon S. Salinomycin, a p-glycoprotein inhibitor, sensitizes radiation-treated cancer cells by increasing DNA damage and inducing G2 arrest. Investig New Drugs. 2012;30(4):1311–8.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  16. Fuchs D, Heinold A, Opelz G, Daniel V, Naujokat C. Salinomycin induces apoptosis and overcomes apoptosis resistance in human cancer cells. Biochem Biophys Res Commun. 2009;390(3):743–9.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  17. Ketola K, Hilvo M, Hyotylainen T, Vuoristo A, Ruskeepaa AL, Oresic M, Kallioniemi O, Iljin K. Salinomycin inhibits prostate cancer growth and migration via induction of oxidative stress. Br J Cancer. 2012;106(1):99–106.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  18. Zhen YF, Li ST, Zhu YR, Wang XD, Zhou XZ, Zhu LQ. Identification of DNA-PKcs as a primary resistance factor of salinomycin in osteosarcoma cells. Oncotarget. 2016;7(48):79417–27.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  19. Naujokat C, Steinhart R. Salinomycin as a drug for targeting human cancer stem cells. J Biomed Biotechnol. 2012;2012:950658.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  20. Kim SH, Choi YJ, Kim KY, Yu SN, Seo YK, Chun SS, Noh KT, Suh JT, Ahn SC. Salinomycin simultaneously induces apoptosis and autophagy through generation of reactive oxygen species in osteosarcoma U2OS cells. Biochem Biophys Res Commun. 2016;473(2):607–13.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  21. Zhang C, Tian Y, Song F, Fu C, Han B, Wang Y. Salinomycin inhibits the growth of colorectal carcinoma by targeting tumor stem cells. Oncol Rep. 2015;34(5):2469–76.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  22. Zhang Y, Zuo Y, Guan Z, Lu W, Xu Z, Zhang H, Yang Y, Yang M, Zhu H, Chen X. Salinomycin radiosensitizes human nasopharyngeal carcinoma cell line CNE-2 to radiation. Tumour biology : the journal of the International Society for Oncodevelopmental Biology and Medicine. 2016;37(1):305–11.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  23. Niwa AM, GF DE, Marques LA, Semprebon SC, Sartori D, Ribeiro LR, Mantovani MS. Salinomycin efficiency assessment in non-tumor (HB4a) and tumor (MCF-7) human breast cells. Naunyn Schmiedeberg’s Arch Pharmacol. 2016;389(6):557–71.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  24. Hermawan A, Wagner E, Roidl A. Consecutive salinomycin treatment reduces doxorubicin resistance of breast tumor cells by diminishing drug efflux pump expression and activity. Oncol Rep. 2016;35(3):1732–40.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  25. Koo KH, Kim H, Bae YK, Kim K, Park BK, Lee CH, Kim YN. Salinomycin induces cell death via inactivation of Stat3 and downregulation of Skp2. Cell Death Dis. 2013;4:e693.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  26. Sun P, Pavlostathis SG, Huang CH. Photodegradation of veterinary ionophore antibiotics under UV and solar irradiation. Environmental science & technology. 2014;48(22):13188–96.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  27. Yao H, Sun P, Minakata D, Crittenden JC, Huang CH. Kinetics and modeling of degradation of ionophore antibiotics by UV and UV/H2O2. Environmental science & technology. 2013;47(9):4581–9.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  28. Riccioni R, Dupuis ML, Bernabei M, Petrucci E, Pasquini L, Mariani G, Cianfriglia M, Testa U. The cancer stem cell selective inhibitor salinomycin is a p-glycoprotein inhibitor. Blood Cells Mol Dis. 2010;45(1):86–92.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  29. Zhang ZM, Wu JF, Luo QC, Liu QF, Wu QW, Ye GD, She HQ, Li BA. Pygo2 activates MDR1 expression and mediates chemoresistance in breast cancer via the Wnt/beta-catenin pathway. Oncogene. 2016;35(36):4787–97.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  30. Lu Y, Ma W, Mao J, Yu X, Hou Z, Fan S, Song B, Wang H, Li J, Kang L, et al. Salinomycin exerts anticancer effects on human breast carcinoma MCF-7 cancer stem cells via modulation of hedgehog signaling. Chem Biol Interact. 2015;228:100–7.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  31. He M, Fu Y, Yan Y, Xiao Q, Wu H, Yao W, Zhao H, Zhao L, Jiang Q, Yu Z, et al. The hedgehog signalling pathway mediates drug response of MCF-7 mammosphere cells in breast cancer patients. Clinical science (London, England : 1979). 2015;129(9):809–22.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  32. Kim JH, Chae M, Kim WK, Kim YJ, Kang HS, Kim HS, Yoon S. Salinomycin sensitizes cancer cells to the effects of doxorubicin and etoposide treatment by increasing DNA damage and reducing p21 protein. Br J Pharmacol. 2011;162(3):773–84.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  33. Srivastava AK, Han C, Zhao R, Cui T, Dai Y, Mao C, Zhao W, Zhang X, Yu J, Wang QE. Enhanced expression of DNA polymerase eta contributes to cisplatin resistance of ovarian cancer stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(14):4411–6.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  34. Krause M, Dubrovska A, Linge A, Baumann M. Cancer stem cells: Radioresistance, prediction of radiotherapy outcome and specific targets for combined treatments. Adv Drug Deliv Rev. 2017;109:63–73.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  35. Green DR, Levine B. To be or not to be? How selective autophagy and cell death govern cell fate. Cell. 2014;157(1):65–75.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  36. Rebecca VW, Amaravadi RK. Emerging strategies to effectively target autophagy in cancer. Oncogene. 2016;35(1):1–11.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  37. Marino G, Niso-Santano M, Baehrecke EH, Kroemer G. Self-consumption: the interplay of autophagy and apoptosis. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014;15(2):81–94.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  38. Szlosarek PW. Arginine deprivation and autophagic cell death in cancer. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111(39):14015–6.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  39. Kroemer G, Levine B. Autophagic cell death: the story of a misnomer. Nat Rev Mol Cell Biol. 2008;9(12):1004–10.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  40. Verdoodt B, Vogt M, Schmitz I, Liffers ST, Tannapfel A, Mirmohammadsadegh A. Salinomycin induces autophagy in colon and breast cancer cells with concomitant generation of reactive oxygen species. PLoS One. 2012;7(9):e44132.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  41. Mirkheshti N, Park S, Jiang S, Cropper J, Werner SL, Song CS, Chatterjee B. Dual targeting of androgen receptor and mTORC1 by salinomycin in prostate cancer. Oncotarget. 2016;7(38):62240–54.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  42. Zhu LQ, Zhen YF, Zhang Y, Guo ZX, Dai J, Wang XD. Salinomycin activates AMP-activated protein kinase-dependent autophagy in cultured osteoblastoma cells: a negative regulator against cell apoptosis. PLoS One. 2013;8(12):e84175.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 
    CAS 

    Google Scholar 

  43. Li T, Su L, Zhong N, Hao X, Zhong D, Singhal S, Liu X. Salinomycin induces cell death with autophagy through activation of endoplasmic reticulum stress in human cancer cells. Autophagy. 2013;9(7):1057–68.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  44. Xie F, Zhang S, Liu J, Gong Z, Yang K, Zhang H, Lu Y, Zou H, Yu Y, Chen Y, et al. Codelivery of salinomycin and chloroquine by liposomes enables synergistic antitumor activity in vitro. Nanomedicine (London, England). 2016;11(14):1831–46.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  45. Yue W, Hamai A, Tonelli G, Bauvy C, Nicolas V, Tharinger H, Codogno P, Mehrpour M. Inhibition of the autophagic flux by salinomycin in breast cancer stem-like/progenitor cells interferes with their maintenance. Autophagy. 2013;9(5):714–29.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  46. Xipell E, Gonzalez-Huarriz M, Martinez de Irujo JJ, Garcia-Garzon A, Lang FF, Jiang H, Fueyo J, Gomez-Manzano C, Alonso MM. Salinomycin induced ROS results in abortive autophagy and leads to regulated necrosis in glioblastoma. Oncotarget. 2016;7(21):30626–41.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  47. Klose J, Stankov MV, Kleine M, Ramackers W, Panayotova-Dimitrova D, Jager MD, Klempnauer J, Winkler M, Bektas H, Behrens GM, et al. Inhibition of autophagic flux by salinomycin results in anti-cancer effect in hepatocellular carcinoma cells. PLoS One. 2014;9(5):e95970.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 
    CAS 

    Google Scholar 

  48. Hashim AI, Zhang X, Wojtkowiak JW, Martinez GV, Gillies RJ. Imaging pH and metastasis. NMR Biomed. 2011;24(6):582–91.

    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  49. Lindner D, Raghavan D. Intra-tumoural extra-cellular pH: a useful parameter of response to chemotherapy in syngeneic tumour lines. Br J Cancer. 2009;100(8):1287–91.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  50. Gallagher FA, Kettunen MI, Day SE, Hu DE, Ardenkjaer-Larsen JH, Zandt R, Jensen PR, Karlsson M, Golman K, Lerche MH, et al. Magnetic resonance imaging of pH in vivo using hyperpolarized 13C-labelled bicarbonate. Nature. 2008;453(7197):940–3.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  51. Robey IF, Baggett BK, Kirkpatrick ND, Roe DJ, Dosescu J, Sloane BF, Hashim AI, Morse DL, Raghunand N, Gatenby RA, et al. Bicarbonate increases tumor pH and inhibits spontaneous metastases. Cancer Res. 2009;69(6):2260–8.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  52. Pellegrini P, Dyczynski M, Sbrana FV, Karlgren M, Buoncervello M, Hagg-Olofsson M, Ma R, Hartman J, Bajalica-Lagercrantz S, Grander D, et al. Tumor acidosis enhances cytotoxic effects and autophagy inhibition by salinomycin on cancer cell lines and cancer stem cells. Oncotarget. 2016;7(24):35703–23.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  53. Lagas JS, Sparidans RW, van Waterschoot RA, Wagenaar E, Beijnen JH, Schinkel AH. P-glycoprotein limits oral availability, brain penetration, and toxicity of an anionic drug, the antibiotic salinomycin. Antimicrob Agents Chemother. 2008;52(3):1034–9.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  54. Jangamreddy JR, Panigrahi S, Los MJ. Monitoring of autophagy is complicated—salinomycin as an example. Biochim Biophys Acta. 2015;1853(3):604–10.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  55. Youle RJ, van der Bliek AM. Mitochondrial fission, fusion, and stress. Science (New York, NY). 2012;337(6098):1062–5.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  56. Benard G, Karbowski M. Mitochondrial fusion and division: regulation and role in cell viability. Semin Cell Dev Biol. 2009;20(3):365–74.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  57. Koshiba T, Detmer SA, Kaiser JT, Chen H, JM MC, Chan DC. Structural basis of mitochondrial tethering by mitofusin complexes. Science (New York, NY). 2004;305(5685):858–62.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  58. Frank S, Gaume B, Bergmann-Leitner ES, Leitner WW, Robert EG, Catez F, Smith CL, Youle RJ. The role of dynamin-related protein 1, a mediator of mitochondrial fission, in apoptosis. Dev Cell. 2001;1(4):515–25.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  59. Taguchi N, Ishihara N, Jofuku A, Oka T, Mihara K. Mitotic phosphorylation of dynamin-related GTPase Drp1 participates in mitochondrial fission. J Biol Chem. 2007;282(15):11521–9.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  60. Chen H, Detmer SA, Ewald AJ, Griffin EE, Fraser SE, Chan DC. Mitofusins Mfn1 and Mfn2 coordinately regulate mitochondrial fusion and are essential for embryonic development. J Cell Biol. 2003;160(2):189–200.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  61. Rehman J, Zhang HJ, Toth PT, Zhang Y, Marsboom G, Hong Z, Salgia R, Husain AN, Wietholt C, Archer SL. Inhibition of mitochondrial fission prevents cell cycle progression in lung cancer. FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 2012;26(5):2175–86.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  62. Jangamreddy JR, Ghavami S, Grabarek J, Kratz G, Wiechec E, Fredriksson BA, Rao Pariti RK, Cieslar-Pobuda A, Panigrahi S, Los MJ. Salinomycin induces activation of autophagy, mitophagy and affects mitochondrial polarity: differences between primary and cancer cells. Biochim Biophys Acta. 2013;1833(9):2057–69.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  63. Michelakis ED, Sutendra G, Dromparis P, Webster L, Haromy A, Niven E, Maguire C, Gammer TL, Mackey JR, Fulton D, et al. Metabolic modulation of glioblastoma with dichloroacetate. Sci Transl Med. 2010;2(31):31ra34.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  64. Bonnet S, Archer SL, Allalunis-Turner J, Haromy A, Beaulieu C, Thompson R, Lee CT, Lopaschuk GD, Puttagunta L, Bonnet S, et al. A mitochondria-K+ channel axis is suppressed in cancer and its normalization promotes apoptosis and inhibits cancer growth. Cancer Cell. 2007;11(1):37–51.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  65. Boehmerle W, Endres M. Salinomycin induces calpain and cytochrome c-mediated neuronal cell death. Cell Death Dis. 2011;2:e168.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  66. Boehmerle W, Muenzfeld H, Springer A, Huehnchen P, Endres M. Specific targeting of neurotoxic side effects and pharmacological profile of the novel cancer stem cell drug salinomycin in mice. Journal of molecular medicine (Berlin, Germany). 2014;92(8):889–900.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  67. Salemi S, Yousefi S, Constantinescu MA, Fey MF, Simon HU. Autophagy is required for self-renewal and differentiation of adult human stem cells. Cell Res. 2012;22(2):432–5.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  68. Oliver L, Hue E, Priault M, Vallette FM. Basal autophagy decreased during the differentiation of human adult mesenchymal stem cells. Stem Cells Dev. 2012;21(15):2779–88.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  69. Cojoc M, Mabert K, Muders MH, Dubrovska A. A role for cancer stem cells in therapy resistance: cellular and molecular mechanisms. Semin Cancer Biol. 2015;31:16–27.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  70. Gomes LC, Scorrano L. Mitochondrial morphology in mitophagy and macroautophagy. Biochim Biophys Acta. 2013;1833(1):205–12.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  71. Mitani M, Yamanishi T, Miyazaki Y, Otake N. Salinomycin effects on mitochondrial ion translocation and respiration. Antimicrob Agents Chemother. 1976;9(4):655–60.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  72. Kim KY, Yu SN, Lee SY, Chun SS, Choi YL, Park YM, Song CS, Chatterjee B, Ahn SC. Salinomycin-induced apoptosis of human prostate cancer cells due to accumulated reactive oxygen species and mitochondrial membrane depolarization. Biochem Biophys Res Commun. 2011;413(1):80–6.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  73. Kim KY, Park KI, Kim SH, Yu SN, Lee D, Kim YW, Noh KT, Ma JY, Seo YK, Ahn SC. Salinomycin induces reactive oxygen species and apoptosis in aggressive breast cancer cells as mediated with regulation of autophagy. Anticancer Res. 2017;37(4):1747–58.

    Article 
    PubMed 

    Google Scholar 

  74. Kim KY, Park KI, Kim SH, Yu SN, Park SG, Kim YW, Seo YK, Ma JY, Ahn SC. Inhibition of autophagy promotes Salinomycin-induced apoptosis via reactive oxygen species-mediated PI3K/AKT/mTOR and ERK/p38 MAPK-dependent signaling in human prostate cancer cells. Int J Mol Sci. 2017;18(5)

  75. Yu SN, Kim SH, Kim KY, Ji JH, Seo YK, Yu HS, Ahn SC. Salinomycin induces endoplasmic reticulum stress mediated autophagy and apoptosis through generation of reactive oxygen species in human glioma U87MG cells. Oncol Rep. 2017;

  76. Kim GD, Oh J, Park HJ, Bae K, Lee SK. Magnolol inhibits angiogenesis by regulating ROS-mediated apoptosis and the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway in mES/EB-derived endothelial-like cells. Int J Oncol. 2013;43(2):600–10.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  77. Ji C, Yang YL, Yang Z, Tu Y, Cheng L, Chen B, Xia JP, Sun WL, Su ZL, He L, et al. Perifosine sensitizes UVB-induced apoptosis in skin cells: new implication of skin cancer prevention? Cell Signal. 2012;24(9):1781–9.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  78. Rubio N, Verrax J, Dewaele M, Verfaillie T, Johansen T, Piette J, Agostinis P. p38(MAPK)-regulated induction of p62 and NBR1 after photodynamic therapy promotes autophagic clearance of ubiquitin aggregates and reduces reactive oxygen species levels by supporting Nrf2-antioxidant signaling. Free Radic Biol Med. 2014;67:292–303.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  79. Buel GR, Blenis J. CELL SIGNALING. Seeing mTORC1 specificity. Science (New York, NY). 2016;351(6268):25–6.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  80. Laplante M, Sabatini DM. mTOR signaling in growth control and disease. Cell. 2012;149(2):274–93.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  81. Sun J, Liu Y, Tran J, O’Neal P, Baudry M, Bi X. mTORC1-S6K1 inhibition or mTORC2 activation improves hippocampal synaptic plasticity and learning in Angelman syndrome mice. Cellular and molecular life sciences : CMLS. 2016;73(22):4303–14.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  82. Saxton RA, Sabatini DM. mTOR signaling in growth, metabolism, and disease. Cell. 2017;169(2):361–71.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  83. Kim YC, Guan KL. mTOR: a pharmacologic target for autophagy regulation. J Clin Invest. 2015;125(1):25–32.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  84. Jangamreddy JR, Jain MV, Hallbeck AL, Roberg K, Lotfi K, Los MJ. Glucose starvation-mediated inhibition of salinomycin induced autophagy amplifies cancer cell specific cell death. Oncotarget. 2015;6(12):10134–45.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  85. Hardie DG, Ross FA, Hawley SA. AMP-activated protein kinase: a target for drugs both ancient and modern. Chem Biol. 2012;19(10):1222–36.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  86. Kim J, Kim YC, Fang C, Russell RC, Kim JH, Fan W, Liu R, Zhong Q, Guan KL. Differential regulation of distinct Vps34 complexes by AMPK in nutrient stress and autophagy. Cell. 2013;152(1–2):290–303.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  87. Howell JJ, Hellberg K, Turner M, Talbott G, Kolar MJ, Ross DS, Hoxhaj G, Saghatelian A, Shaw RJ, Manning BD. Metformin inhibits hepatic mTORC1 signaling via dose-dependent mechanisms involving AMPK and the TSC complex. Cell Metab. 2017;25(2):463–71.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  88. Inoki K, Ouyang H, Zhu T, Lindvall C, Wang Y, Zhang X, Yang Q, Bennett C, Harada Y, Stankunas K, et al. TSC2 integrates Wnt and energy signals via a coordinated phosphorylation by AMPK and GSK3 to regulate cell growth. Cell. 2006;126(5):955–68.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  89. Hardie DG. AMPK and autophagy get connected. EMBO J. 2011;30(4):634–5.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  90. Wei Y, An Z, Zou Z, Sumpter R, Su M, Zang X, Sinha S, Gaestel M, Levine B. The stress-responsive kinases MAPKAPK2/MAPKAPK3 activate starvation-induced autophagy through Beclin 1 phosphorylation. elife. 2015;4

  91. Zhou YY, Li Y, Jiang WQ, Zhou LF. MAPK/JNK signalling: a potential autophagy regulation pathway. Biosci Rep. 2015;35(3)

  92. Temkin V, Karin M. From death receptor to reactive oxygen species and c-Jun N-terminal protein kinase: the receptor-interacting protein 1 odyssey. Immunol Rev. 2007;220:8–21.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  93. Takeda K, Matsuzawa A, Nishitoh H, Ichijo H. Roles of MAPKKK ASK1 in stress-induced cell death. Cell Struct Funct. 2003;28(1):23–9.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  94. Wong CH, Iskandar KB, Yadav SK, Hirpara JL, Loh T, Pervaiz S. Correction: simultaneous induction of non-canonical autophagy and apoptosis in cancer cells by ROS-dependent ERK and JNK activation. PLoS One. 2016;11(7):e0159352.

    Article 
    PubMed 
    PubMed Central 
    CAS 

    Google Scholar 

  95. Zhou F, Yang Y, Xing D. Bcl-2 and Bcl-xL play important roles in the crosstalk between autophagy and apoptosis. FEBS J. 2011;278(3):403–13.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  96. Yla-Anttila P, Vihinen H, Jokitalo E, Eskelinen EL. 3D tomography reveals connections between the phagophore and endoplasmic reticulum. Autophagy. 2009;5(8):1180–5.

    Article 
    PubMed 

    Google Scholar 

  97. Hamasaki M, Furuta N, Matsuda A, Nezu A, Yamamoto A, Fujita N, Oomori H, Noda T, Haraguchi T, Hiraoka Y, et al. Autophagosomes form at ER-mitochondria contact sites. Nature. 2013;495(7441):389–93.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  98. Milani M, Rzymski T, Mellor HR, Pike L, Bottini A, Generali D, Harris AL. The role of ATF4 stabilization and autophagy in resistance of breast cancer cells treated with Bortezomib. Cancer Res. 2009;69(10):4415–23.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  99. Hotamisligil GS. Endoplasmic reticulum stress and the inflammatory basis of metabolic disease. Cell. 2010;140(6):900–17.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  100. Salazar M, Carracedo A, Salanueva IJ, Hernandez-Tiedra S, Lorente M, Egia A, Vazquez P, Blazquez C, Torres S, Garcia S, et al. Cannabinoid action induces autophagy-mediated cell death through stimulation of ER stress in human glioma cells. J Clin Invest. 2009;119(5):1359–72.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  101. Jin Y, Chen Y, Zhao S, Guan KL, Zhuang Y, Zhou W, Wu X, Xu T. DNA-PK facilitates piggyBac transposition by promoting paired-end complex formation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(28):7408–13.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  102. Falck J, Coates J, Jackson SP. Conserved modes of recruitment of ATM, ATR and DNA-PKcs to sites of DNA damage. Nature. 2005;434(7033):605–11.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  103. Kaplan F, Teksen F. Apoptotic effects of salinomycin on human ovarian cancer cell line (OVCAR-3). Tumour biology : the journal of the International Society for Oncodevelopmental Biology and Medicine. 2016;37(3):3897–903.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  104. Qin LS, Jia PF, Zhang ZQ, Zhang SM. ROS-p53-cyclophilin-D signaling mediates salinomycin-induced glioma cell necrosis. Journal of experimental & clinical cancer research : CR. 2015;34:57.

    Article 
    PubMed Central 
    CAS 

    Google Scholar 

  105. Tang QL, Zhao ZQ, Li JC, Liang Y, Yin JQ, Zou CY, Xie XB, Zeng YX, Shen JN, Kang T, et al. Salinomycin inhibits osteosarcoma by targeting its tumor stem cells. Cancer Lett. 2011;311(1):113–21.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  106. Arafat K, Iratni R, Takahashi T, Parekh K, Al Dhaheri Y, Adrian TE, Attoub S. Inhibitory effects of Salinomycin on cell survival, Colony growth, migration, and invasion of human non-small cell lung cancer A549 and LNM35: involvement of NAG-1. PLoS One. 2013;8(6):e66931.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  107. Al Dhaheri Y, Attoub S, Arafat K, Abuqamar S, Eid A, Al Faresi N, Iratni R. Salinomycin induces apoptosis and senescence in breast cancer: upregulation of p21, downregulation of survivin and histone H3 and H4 hyperacetylation. Biochim Biophys Acta. 2013;1830(4):3121–35.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  108. Shen HM, Codogno P. Autophagic cell death: loch ness monster or endangered species? Autophagy. 2011;7(5):457–65.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

  109. Thorburn A. Apoptosis and autophagy: regulatory connections between two supposedly different processes. Apoptosis : an international journal on programmed cell death. 2008;13(1):1–9.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  110. Mihaylova MM, Shaw RJ. The AMPK signalling pathway coordinates cell growth, autophagy and metabolism. Nat Cell Biol. 2011;13(9):1016–23.

    Article 
    CAS 
    PubMed 
    PubMed Central 

    Google Scholar 

  111. Egan D, Kim J, Shaw RJ, Guan KL. The autophagy initiating kinase ULK1 is regulated via opposing phosphorylation by AMPK and mTOR. Autophagy. 2011;7(6):643–4.

    Article 
    PubMed 
    CAS 

    Google Scholar 

  112. Lee JH, Won YS, Park KH, Lee MK, Tachibana H, Yamada K, Seo KI. Celastrol inhibits growth and induces apoptotic cell death in melanoma cells via the activation ROS-dependent mitochondrial pathway and the suppression of PI3K/AKT signaling. Apoptosis : an international journal on programmed cell death. 2012;17(12):1275–86.

    Article 
    CAS 

    Google Scholar 

  113. Kamata H, Honda S, Maeda S, Chang L, Hirata H, Karin M. Reactive oxygen species promote TNFalpha-induced death and sustained JNK activation by inhibiting MAP kinase phosphatases. Cell. 2005;120(5):649–61.

    Article 
    CAS 
    PubMed 

    Google Scholar 

Download references

Acknowledgments

Not applicable

Funding

This review article was supported by the Natural Science Foundation of China (no. 30772601) and the University Innovation Team Project Foundation of Education Department of Liaoning Province (no. LT2013019).

Availability of data and materials

Not applicable

Author information

Author notes

    Authors and Affiliations

    1. Department of Pharmacology, Dalian Medical University, 9 west section, south road of Lvshun, Dalian, 116044, China

      Jiang Jiang, Hailong Li, Eskandar Qaed, Jing Zhang, Yushu Song, Rong Wu, Xinmiao Bu, Qinyan Wang & Zeyao Tang

    Authors

    1. Jiang Jiang

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    2. Hailong Li

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    3. Eskandar Qaed

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    4. Jing Zhang

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    5. Yushu Song

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    6. Rong Wu

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    7. Xinmiao Bu

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    8. Qinyan Wang

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    9. Zeyao Tang

      You can also search for this author in
      PubMed Google Scholar

    Contributions

    All the authors contributed for the preparation of this manuscript. JJ and ZYT were responsible for confirming the topic, collecting the data, analyzing article and drafting the first copy. HLL and JZ were responsible for searching the literature and editing the manuscript. Eskandar Qaed was responsible for furtherly polishing the manuscript. YSS, RW, XMB and QYW were responsible for the figures and legends, final editing, and preparation of the manuscript for submission. All authors read and approved the final manuscript.

    Ethics declarations

    Ethics approval and consent to participate

    Not applicable

    Consent for publication

    Not applicable

    Competing interests

    The authors declare that they have no competing interests.

    Publisher’s Note

    Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

    Rights and permissions

    Open Access This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons license, and indicate if changes were made. The Creative Commons Public Domain Dedication waiver (http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/) applies to the data made available in this article, unless otherwise stated.

    Reprints and Permissions

    About this article

    Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

    Cite this article

    Jiang, J., Li, H., Qaed, E. et al. Salinomycin, as an autophagy modulator— a new avenue to anticancer: a review.
    J Exp Clin Cancer Res 37, 26 (2018). https://doi.org/10.1186/s13046-018-0680-z

    Download citation

    • Received:

    • Accepted:

    • Published:

    • DOI: https://doi.org/10.1186/s13046-018-0680-z

    Keywords

    Салиномицин

    Салиномицин

    Кат. №: S001-25MG

    Цена По запросу

    Количество

    Вы уже добавили максимально доступное на складе кол-во товара

    Достигнуто максимально доступное кол-во

    Под заказ

    {{!!storageProduct ? ‘На складе’ : ‘Под заказ’}}



    Ожидается поставка

    Salinomycin is a carboxylic polyether ionophore isolated from Streptomyces albus that has been widely used as an agricultural antibiotic to prevent coccidiosis in poultry. Salinomycin was first isolated in 1974 by the research division of Kaken Chemical Co. in Tokyo Japan. Salinomycin effects cell mambrane permeability by increasing cation movement across cell membranes through exchange-diffusion, resulting in altered gradients due to a lack of control of ion permeability. This effect allows ions (K+, Na+, Ca+, Mg2+) to accumulate inside the cell, reaching toxic levels. Salinomycin is effective against gram-positive bacteria including mycobacteria, some filamentous fungi, and coccidia. Salinomycin has been shown to induce apoptosis in a variety of cancer cell lines and to inhibit multidrug resistance protein 1. TOKU-E offers two forms of salinomycin: salinomycin (S001) and salinomycin sodium (S002). Salinomycin is slightly soluble in methanol at 10 mg/mL. Salinomycin sodium is freely soluble in water. This product is considered a dangerous good. Quantities above 1 g may be subject to additional shipping fees. Please contact us for specific questions. synonyms: Coxistal, Coxistac Fangyuan Xie et al. used salinomycin from TOKU-E to study its efficacy toward liver cancer cells when used in combination with chloroquine. Read more here: «Codelivery of salinomycin and chloroquine by liposomes enables synergistic antitumor activity in vitro.»

    1. Растворимость

      метанол
    2. Чистота Уровень

      (ВЭЖЙ, As Is)
    3. Форма

      порошок
    4. Молекулярная формула

      C42H70O11
    5. Молекулярный вес

      751,00
    6. Внешний вид

      белый или беловатый твердое вещество
    7. Идентификация

      Положительно


    Скачать каталог «ХИММЕД» в формате pdf

    Химические реактивы - скачать каталог

    Химические реактивы

    Лабораторное оборудование - скачать каталог

    Лабораторное оборудование

    Аналитическое оборудование - скачать каталог

    Аналитическое оборудование

    Биохимия - скачать каталог

    Биохимия

    Проектирование лабораторий - скачать каталог

    Проектирование лабораторий

    Материалы для микроэлектроники - скачать каталог

    Материалы для микроэлектроники

    Для уточнения данных о стоимости и наличии товаров, пожалуйста, обращайтесь к
    менеджерам по продажам.

    Похоже, что-то пошло не так.
    Попробуйте перезагрузить страницу.

    ×

    Авторизация прошла успешно.

    СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для определения салиномицина в кормах для животных методом иммуноферментного анализа (ИФА).

    Салиномицин, или добавка E716, запрещенная к использованию в качестве пищевой добавки, является ионофорным антибиотиком и кокцидиостатиком, который вырабатывают микроорганизмы Streptomyces albus. Он проявляет активность против многих бактерий, в том числе, метициллин-резистентного эпидермального стафилококка (MRSE) и возбудителя туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis), а также против грибков рода Candida. Однако в основном это вещество применяют в качестве кокцидиостатика для профилактики и лечения кокцидиозов у птицы и кроликов и как кормовая добавка для улучшения роста. В организме салиномицин быстро усваивается, затем метаболизируется и выводится в течение нескольких дней, в основном, с фекалиями и, в значительно меньшей степени – почками.

    Известны случаи отравления салиномицином у человека. Одно из них описано в Медицинском Журнале Новой Зеландии в 2004 году. В начале отравления пострадавший испытывал головокружение и тошноту. У него отмечали нарушения дыхания. Вскоре развилось нервное возбуждение, светобоязнь и мышечная слабость, которая сохранялась несколько суток. Через значительное (около 2 недель) время после отравления началось повреждение мышц – рабдомиолиз, вызванное повышением уровня определенных ферментов. Оно сопровождалось болью, слабостью и выделением миоглобина с мочой. Уровень ферментов нормализуется приблизительно к 40 дню после отравления. При этом боли в мышцах и нарушения подвижности сохранялись дольше. Следует отметить, что рабдомиолиз часто приводит к острой почечной недостаточности. Подобным же образом отравление этим веществом проходит у собак. Как и у лошадей, они нередко оказываются смертельными. Помимо них к действию салиномицина очень чувствительны кошки, индейки, телята и коровы, лошади. Отравления салиномицином также описаны у свиней и овец. У этих животных, помимо прочего, обнаруживали отек легких. У овец присутствовали повреждения сердечной мышцы, а у свиней – острый некроз скелетной мускулатуры.

    Длительное воздействие высоких концентраций салиномицина вызвает у кур снижение аппетита, что приводит к подавлению роста. Салиномицин нельзя давать курам-несушкам, поскольку он способен накапливаться в яйце. Его применение следует прекращать за 5 дней до убоя животных. В Российской Федерации и странах Таможенного Союза содержание салиномицина в печени и других продуктах убоя ограничивает ТР ТС 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции». С актуальными законодательными нормами можно ознакомиться на сайте compact24.com.

    По данным исследований, проведенных на мышах, крысах и клеточных культурах, салиномицин проявляет активность против опухолевых клеток, препятствуя опухолевой инвазии и формированию метастазов. Помимо этого он обладает способностью уничтожать раковые стволовые клетки и ингибировать рост опухоли. Есть данные об экспериментальном лечении онкологических заболеваний с использованием салиномицина. Согласно им, в ходе лечения путем регулярного внутривенного введения небольших количеств этого препарата удавалось добиться стабилизации размеров опухоли, а в некоторых случаях – значительного уменьшения размеров метастазов и количества раковых стволовых клеток в крови.

    В качестве скринингового метода анализа салиномицина в настоящее время часто используют иммуноферментный анализ (ИФА). Этот высокоточный метод прост в исполнении, не требует больших финансовых затрат и позволяет быстро получить результат анализа.

    Литература

    1. Cross-contamination of non-target feeding stuffs by salinomycin authorised for use as a feed additive The EFSA Journal (2008) 591, 1-38
    2. Ashrafihelan J, Eisapour H, Erfani AM, Kalantary AA, Amoli JS, Mozafari M. High mortality due to accidental salinomycin intoxication in sheep. Interdiscip Toxicol. 2014 Sep;7(3):173-6.
    3. Plumlee KH, Johnson B, Galey FD. Acute salinomycin toxicosis of pigs. J Vet Diagn Invest. 1995 Jul;7(3):419-20
    4. Story P, Doube A. A case of human poisoning by salinomycin, an agricultural antibiotic. N Z Med J. 2004 Mar 12;117(1190):U799.
    5. Qu H, Ma B, Yuan HF, Wang ZY, Guo SJ, Zhang J. Effect of salinomycin on metastasis and invasion of bladder cancer cell line T24. Asian Pac J Trop Med. 2015 Jul;8(7):578-82.
    6. C. Naujokat, R. Steinhart . Salinomycin as a Drug for Targeting Human Cancer Stem Cells, Journal of Biomedicine and Biotechnology, Volume 2012 (2012), Article ID 950658.
    7. A. Huczyński, Polyether ionophores—promising bioactive molecules for cancer therapy, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2012, 22, 7002-7010.

    © Е.Ю. Москалева, С.Е. Северин, 2012 УДК 615.277.3:615.33].015.4

    ПРОТИВООПУХОЛЕВАЯ АКТИВНОСТЬ ИОНОФОРНОГО АНТИБИОТИКА САЛИНОМИЦИНА: МИШЕНЬ — ОПУХОЛЕВЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

    Е.Ю. Москалева, доктор биологических наук, профессор, С.Е. Северин, доктор химических наук, член-корреспондент РАМН

    Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

    E-mail: moskalevaey@mail.ru

    В обзоре рассмотрены последние сведения об опухолевых стволовых клетках (ОСК), механизмах их лекарственной устойчивости и о разработке новых подходов, направленных на элиминацию ОСК. Результаты исследований, выполненных в последние годы, позволяют полагать, что полиэфирный ионофорный антибиотик салиномицин обладает избирательной токсичностью в отношении ОСК. Этот препарат способен снижать долю ОСК в 100раз эффективнее, чем паклитаксель — препарат, обычно используемый для лечения рака молочной железы. В исследованиях последних лет показано, что салиномицин может проявлять активность ингибитора белка Pgp и благодаря этому преодолевать множественную лекарственную устойчивость опухолевых клеток человека. Салиномицин индуцирует апоптоз в опухолевых клетках при раке предстательной железы, вызывая повышение концентрации активных метаболитов кислорода, повреждение ДНК и деполяризацию мембраны митохондрий. Этот препарат блокирует резистентность опухолевых клеток и повышает их чувствительность к доксорубицину, этопозиду и излучению, вызывает апоптоз, индуцированный накоплением повреждений ДНК и снижением уровня белка р21. Кроме того, салиномицин ингибирует сигнальный путь Wnt и избирательно вызывает апоптоз опухолевых клеток. Поэтому в настоящее время салиномицин рассматривается как перспективный препарат для лечения рака.

    Ключевые слова: опухолевые стволовые клетки, салиномицин, противоопухолевые препараты

    ANTITUMOR ACTIVITY OF IONOPHORE ANTIBIOTIC SALINOMYCIN: THE TARGET — CANCER STEM CELLS

    E.Yu. Moskaleva, S.E. Severin

    National Research Centre «Kurchatov Institute» NBICS-Centre

    In this review the recent data regarding cancer stem cells (CSCs), the mechanisms of their drug resistance and the development of novel anti-CSC therapies are summarized. Recent studies suggest that salinomycin has selective toxicity for CSCs. Salinomycin is a polyether antibiotic with properties of an ionophore. This compound reduces the proportion of CSCs by >100-fold relative to paclitaxel, a commonly used breast cancer chemotherapeutic drug. All very recently performed studies have shown that salinomycin can function as a P-gp inhibitor to overcome drug resistance in human cancer cells. Salinomycin induced apoptosis of human prostate cancer cells owing to accumulation of reactive oxygen species, DNA damage and mitochondrial membrane depolarization. This drug also inhibits chemoresistant cancer cells and sensitizes DOX- or ETO-treated or irradiated cancer cells by increasing apoptosis causing DNA damage and reducing p21 protein level. Salinomycin inhibits Wnt signalling and selectively induces apoptosis in tumor cells. Therefore, at present salinomycin is considered to be a potential anticancer drug for cancer therapy.

    Key words: cancer stem cells, salinomycin, antitumor drugs

    Исследования последнего десятилетия способствовали появлению новых представлений о биологии опухолей. Стало понятно, что опухоли содержат специфическую популяцию клеток, названных опухолевыми стволовыми клетками (ОСК) [1, 5, 9, 51]. При этом оказалось, что при трансплантации опухолевых клеток животным инициировать рост новых опухолей, соответствующих по клеточному составу исходной, могут только ОСК. Эти клетки, как и нормальные стволовые клетки (СК), особенно устойчивы к химическим и физическим воздействиям. Поэтому множественная лекарственная устойчивость (МЛУ) может определяться не только и не столько особенностями основной популяции клеток опухолевой массы, а сохранением при разных типах лече-

    ния минорной фракции высокорезистентных ОСК, которые присутствуют в опухоли и обеспечивают рецидив болезни.

    Следует отметить, что многие авторы с осторожностью относятся к термину «ОСК» и предпочитают оперировать таким понятием, как туморогенные клетки или клетки, инициирующие опухоль (tumor-initiating cells). Несмотря на это, в настоящее время понятие ОСК становится общепринятым. Обсуждая эту проблему, P. Dalerda и соавт. [9] справедливо подчеркивают, что термин «ОСК» является рабочим понятием и используется именно для определения клеток, способных инициировать опухоль, аналогичную по клеточному составу той опухолевой ткани, из которой они были получены.

    В настоящее время проводятся исследования, направленные на поиск новых способов воздействия и новых лекарственных препаратов, которые могли бы наиболее избирательно действовать не просто на опухолевые клетки, составляющие основную массу опухоли, но и на ОСК, или повышать чувствительность последних к действию противоопухолевых препаратов. Поиск таких средств идет как путем скрининга различных препаратов для выявления соединений, обладающих высокой избирательной цитотоксической активностью в отношении ОСК, так и в направлении поиска препаратов, стимулирующих дифференциров-ку ОСК, или препаратов, ингибирующих сигнальные пути, регулирующие пролиферацию ОСК.

    В 2009 г. P. Gupta и соавт. показали, что ОСК высокочувствительны к действию ионофорного антибиотика салиномицина [20]. Полученные ими данные стимулировали исследования, направленные на изучение салиномицина как потенциального противоопухолевого препарата [22].

    Цель настоящего обзора — анализ экспериментальных данных, касающихся противоопухолевой актив -ности салиномицина, его способности преодолевать МЛУ опухолевых клеток и вызывать гибель ОСК.

    ОПУХОЛЕВЫЕ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ И ИХ ОСОБЕННОСТИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ К ХИМИОТЕРАПЕВ-ТИЧЕСКИМ ПРЕПАРАТАМ

    ОСК возникают, скорее всего, в результате накопления мутаций в соматических СК или приобретения свойств СК мутировавшими клетками других типов.

    Как отмечалось выше, в соответствии с моделью развития опухоли, исходящей из существования ОСК, рост опухоли in vivo способна инициировать и поддерживать только специфическая субпопуляция опухолевых клеток, а именно популяция, представленная долгоживущими и медленно пролиферирующими ОСК, в то время как другие субпопуляции более дифференцированных клеток этой способностью не обладают. Полагают, что способность опухоли образовывать метастазы также определяется ОСК, приобретающими ряд новых свойств и превращающихся в метастатические ОСК [30].

    ОСК сохраняют многие свойства нормальных СК, в том числе те, которые делают СК устойчивыми ко внешним воздействиям. Это

    экспрессия генов нескольких типов АТФ-зависимых транспортеров, высокая способность к репарации ДНК, низкий уровень активных метаболитов кислорода, высокий уровень антиоксидантов (глутатиона) и устойчивость к апоптозу [3, 10, 24, 42, 49, 57]. Гиперэкспрессия генов, кодирующих трансмембранные белки семейства ABC-транспортеров (ATP-binding саББейе transporters, АТФ-зависимые транспортеры), специализирующихся на выбросе молекул различных типов при их транспорте через цитоплазматическую мембрану или из примембранной области цитоплазмы с использованием энергии АТФ, является одним из основных механизмов развития МЛУ [8, 10].

    В таблице приведены сведения об АВС-транспортерах, определяющих устойчивость клеток к различным препаратам. Используя энергию гидролиза АТФ, эти транспортеры выводят из клеток липо-фильные, в том числе многие токсичные вещества и некоторые флюоресцирующие красители.

    ОСК разного происхождения, как и нормальные СК, при инкубации с флюоресцентными красителями Хехст 33342 и родамин-123 благодаря высокой активности соответствующих АВС-транспортеров обладают способностью удалять их из клеток, поэтому данные клетки не накапливают такие красители. При исследовании с помощью проточной цитоф-люориметрии эти клетки выявляются как очень небольшая популяция слабо окрашивающихся клеток,

    АВС-ТРАНСПОРТЕРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ КЛЕТОК К РАЗЛИЧНЫМ ПРЕПАРАТАМ (ПО [15, 25, 55])

    Ген Белок Удаляемые АВС-транспортерами вещества

    ABCA2 ABCA2 Эстрамустин

    ABCB1 PGP/MDR1 Колхицин, доксорубицин, этопозид, винбластин, паклитаксель, дигоксин

    ABCB5 ABCB5 Доксорубицин, паклитаксель, доцетаксель, родамин-123

    ABCC1 MRP1 Доксорубицин, даунорубицин, винкристин, этопозид, колхицин, камппотецин, метотрексат, родамин

    ABCC2 MRP2 Винбластин, цисплатин, доксорубицин, метотрекат, сульфинпиразон

    ABCC3 MRP3 Метотрексат, этопозид

    ABCC4 MRP4 6-Меркаптопурин, 6-тиогуанин и его метаболиты, метотрексат, цАМФ, цГМФ

    ABCC5 MRP5 6-Меркаптопурин, 6-тиогуанин и его метаболиты, цАМФ, цГМФ

    ABCC6 MRP6 Этопозид

    |ABCC11 MRP11 5-Фторурацил, цАМФ, цГМФ

    ABCG2 MXP/BCRP* Митоксантрон, топотекан, доксорубицин, даунорубицин, иринотекан, иматинит, метотрексат

    Примечание. * — BCRP — белок устойчивости рака молочной железы; MDR — множественная лекарственная устойчивость; MRP — белок, связанный с MDR, MXP — белок устойчивости к митоксантрону.

    расположенных чуть ниже и левее основной популяции, и получивших поэтому название побочной (или боковой) популяции — side population (SP) [17, 21]. Способность образовывать SP считают суррогатным маркером СК.

    В опухолевых клетках обнаружены гены ABCG2, ABCB1, ABCB5 и АВСС1, кодирующие белки, которые осуществляют транспорт не только гидрофобных, но и некоторых гидрофильных соединений из клеток в среду [8, 18, 25].

    Таким образом, резистентность опухолей ко многим типам противоопухолевых препаратов определяется тем, что именно ОСК характеризуются высокой устойчивостью к разным типам воздействий благодаря активной экспрессии генов белков-транспортеров, обеспечивающих выброс цитотоксических лекарств из клетки, высокой способности к репарации и устойчивости к развитию апоптоза.

    СТРОЕНИЕ, МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И ТОКСИЧНОСТЬ САЛИНОМИЦИНА

    Салиномицин относится к группе полиэфирных антибиотиков, молекулы которых содержат тетраги-дропирановые и(или) тетрагидрофурановые циклы. В неполярных средах и в кристаллической форме антибиотики полиэфирной структуры предпочтительно существуют в псевдоциклической форме за счет замыкания устойчивой водородной связи между карбоксильной группой, расположенной на одном конце молекулы, и находящейся на противоположном конце гидроксильной или NH-группой кетопиррольного фрагмента. Антибиотики данной группы образуют хелатные комплексы с катионами металлов. Все гидрофильные группы, необходимые для образования комплекса с катионом, обращены внутрь, а снаружи остаются только углеводородные фрагменты. Благодаря такому строению комплексов указанные антибиотики способны проникать через биологические и искусственные мембраны и переносить через них 1-и 2-валентные катионы. Поэтому такие антибиотики получили название ионофорных [44].

    Ионофорный антибиотик салиномицин (рис. 1) является карбоксильным полиэфирным ионофором, который продуцируется стрептомицетами Streptomyces albus. Салиномицин и его соли существуют в виде псевдоциклической структуры благодаря образова-

    Рис. 1. Структурная формула салиномицина (по [39])

    нию водородных связей между карбоксильной группой на одном конце молекулы и 2 гидроксильными группами — на другом [41]. В такой форме салиноми-цин способен образовывать комплексы с катионами металлов [12]. Липофильные свойства молекулы салиномицина обеспечивают перенос комплексов с ионами металлов через клеточные мембраны [36, 40].

    Натриевая соль салиномицина получена из продуктов ферментации S. albus. Салиномицин был выделен, очищен и подробно охарактеризован Y Miyazaki и соавт. [39]. Он хорошо растворим во всех органических растворителях; в воде его растворимость составляет 3,4 мг/см3.

    Аффинность салиномицина убывает в ряду K+>, Na+>, Cs+>, Sr2+>, Ca2+>, Mg2+. Более эффективно осуществляется транспорт одновалентных катионов, включая Н+, из водных растворов в органический растворитель [38]. При этом салиномицин, так же как монензин и нигерицин, относится к электронейтральным ионофорам; в анионной форме он связывает катион, который затем обменивается на Н+ или другой катион, при этом суммарный заряд молекулы не меняется. На перенос ионов с участием салино-мицина может влиять трансмембранный градиент концентрации протонов и катионов. Салиномицин благодаря липофильным свойствам легко проникает через плазматическую мембрану в клетку и через внутриклеточные мембраны — в различные органел-лы клетки, что нарушает внутриклеточный баланс катионов и в конечном итоге может привести к гибели клетки.

    До последнего времени салиномицин использовался только для профилактики и лечения кокцидиоза (инфекционное заболевание, вызываемое кокци-диями, паразитирующими в желудочно-кишечном тракте — ЖКТ) у кур, и как стимулятор роста молодняка в птицеводстве и свиноводстве. Благодаря исследованиям по использованию салиномицина в ветеринарии подробно изучена его токсичность у животных разных видов. По данным, приведенным Комитетом по питанию животных, при изучении острой токсичности этого препарата на мышах, цыплятах, кроликах, собаках, свиньях, быках и лошадях при пероральном введении значение ЛД50 составляло от 21 до 60 мг/кг массы тела. При этом у мышей, цыплят и кроликов в основном отмечалась нейротоксичность. Свиньи, быки и лошади были более чувствительны к этому антибиотику, а токсичность была обусловлена преимущественно поражением печени и миокарда. При действии на кожу в экспериментах на крысах салиномицин вызывал умеренное воспаление, он не обладал антигенной активностью и не вызывал реакций гиперчувствительности. При исследовании субхронической токсичности салиномицина было обнаружено, что наиболее чувствительными органами у мышей и крыс являются печень и селезенка (нетоксичная доза

    соответственно 3,75 и 2,5 мг/кг), у собак — нервная система (нетоксичная доза 1,0 мг/кг) у свиней — печень (нетоксичная доза 2,5 мг/кг) [45].

    Использование салиномицина в ветеринарии стало возможным благодаря тому, что животным его вводят перорально, и препарат оказывает действие на паразитов непосредственно в просвете ЖКТ. Но и при пероральном введении в случае передозировки препарата развиваются нейротоксические реакции, страдают почки, возникает мышечная слабость, наблюдается миоглобинурия [43]. Высокой чувствительностью к салиномицину обладают верблюды [2]. Сообщалось о случайном отравлении людей салино-мицином [52].

    Нейротоксичность салиномицина, по-видимому, в первую очередь обусловлена тем, что под действием этого препарата нарушается ионный баланс клетки. Показано, что в нейронах корешков спинного ганглия крыс в культуре и в клетках Шванна при действии салиномицина в концентрации 1—10 мкМ в цитоплазме клеток увеличивается содержание ионов Na, что приводит к повышению уровня ионов Са2+ из-за активации Na/Са-транслоказы плазматической и митохондриальной мембран клеток, действующих из-за повышения концентрации ионов Na в «обратном» направлении. Это в свою очередь вызывает активацию кальпаина. Последний, являясь специфической нейтральной протеазой, определяет индукцию апоптоза клеток по каспазозависимому пути. Процесс сопровождается активацией каспаз-12, 9 и 3. Ингибирование активности кальпаина и Na/Ca-транслоказы в митохондриях позволяет снизить токсическое действие салиномицина на нервные клетки [6]. Кроме того, на изолированных митохондриях показано, что салиномицин может ингибировать дыхание митохондрий и нарушать трансмембранный потенциал (Лу), что в свою очередь может вызвать выход цитохрома С из межмембранного пространства митохондрий, активацию с его участием каспазы-9 и развитие апоптоза.

    В клинической практике ионофорные антибиотики, несмотря на широкий спектр биологической активности (а они обладают антибактериальной, противогрибковой, антипаразитарной, противомалярийной активностью и способны убивать опухолевые клетки), до сих пор не нашли применения из-за их токсичности при парентеральном введении.

    ПРОТИВООПУХОЛЕВАЯ АКТИВНОСТЬ САЛИНОМИЦИНА

    Для проведения скрининговых исследований ци-тотоксической активности различных препаратов в отношении ОСК P. Gupta и соавт. [20] была использована специальная модельная клеточная система. Это был необходимый шаг для решения поставленной задачи, так как доля ОСК в общей массе опухолевых клеток различных линий и в первичных опухолях со-

    ставляет, как правило, доли процента, что не позволяет проводить скрининговые исследования.

    При создании своей модели ОСК авторы исходили из данных S. Mani и соавт. [35], которые показали, что при индукции эпителиально-мезенхимального перехода (epithelial—mesenchymal transition — EMT) и для нормальных, и для опухолевых клеток происходит обогащение клеточной популяции клетками, обладающими свойствами стволовых. Поэтому для повышения доли ОСК в популяции культивируемых in vitro опухолевых клеток рака молочной железы авторы индуцировали ЕМТ-клеток. Они использовали линию нормальных эпителиальных клеток молочной железы человека (human mammary epithelial cells — НМЕС) и линию злокачественных трансформированных «опухолевых» клеток. Для их получения клетки линии НМЕС трансфицировали в соответствии с описанным ранее подходом [13] 3 генами: геном большого Т-антигена вируса SV40 (LT), геном каталитической субъединицы теломеразы hTERT и геном он-копротеина H-Ras, что приводило к злокачественной трансформации клеток. Туморогенность полученной линии клеток зависела от уровня экспрессии гена ras. Линия клеток, полученная из клеток линии HMEC в результате трансформации указанными генами, получила название линии HMLER. Злокачественная трансформация клеток HMLER определялась следующими событиями: инактивацией белков р53 и pRB под действием гена LT; сохранением теломер достаточной длины, благодаря активности гена hTERT, и постоянному митогенному сигналу, благодаря действию онкогена H-ras — продукта гена ras. В качестве иммортализованных, но не туморогенных клеток авторы использовали клетки молочной железы линии HMLE, которые также были получены из клеток линии HMEC, но отличались от клеток HMLER тем, что не были трансфицированы онкопротеином H-Ras.

    EMT в клетках HMLER и HMLE индуцировали с помощью ингибирования экспрессии гена CDH1, кодирующего E-кадгерин. Для подавления экспрессии этого гена использовали короткие шпилечные РНК (short hairpik RNA — shPHK) к гену Е-кадгерина (Ecad). Оказалось, что в результате EMT доля клеток с фенотипом СВ4411″811/СВ241<щ характерным для ОСК молочной железы, была в 10 раз выше в клетках HMLERshEcad, чем в контрольных клетках HMLERshContr (90 против 8%). Аналогичное увеличение CD44+/ CD24- клеток наблюдали, когда ЕМТ индуцировали путем трансфекции гена Twist — транскрипционного фактора, программирующего ЕМТ [13, 54].

    Известно, что культивирование клеток в виде сфероидов, что достигается путем создания специальных условий культивирования, приводит к обогащению культуры СК. У клеток HMLERshEcad в результате ЕМТ способность образовывать сфероиды (маммосферы) при культивировании в суспензионной культуре (в обычных условиях культивирования эти клетки ра-

    стут в виде прикрепляющейся к пластиковой подложке культуры) возросла в 100 раз. Эти клетки при их трансплантации животным индуцировали опухоли в 100 раз эффективнее, чем клетки HMLERshContr. Опухоли у мышей возникали уже при введении 1000 клеток HMLERshEcad, что в 100 раз меньше, чем доза клеток HMLERshContr, которую необходимо было ввести мышам для индукции развития опухоли. Перечисленные свойства позволили рассматривать клетки HMLERshEcad как клетки, обогащенные ОСК. Для скрининга соединений, действующих избирательно на ОСК, использовали полученные линии клеток HMLERshEcad и HMLERshContr.

    При подробном изучении действия салиномици-на с использованием рассмотренных клеточных линий авторами было показано, что:

    1) чувствительность клеток рака молочной железы различных линий к салиномицину коррелирует с относительным содержанием клеток с фенотипом ОСК CD44+/CD24- в этих линиях;

    2) салиномиин снижает долю CD44+/CD24- клеток в 20 раз (паклитаксель увеличивал ее в 18 раз), при этом относительный размер фракции клеток CD44+/ CD24- был в 360 раз меньше, чем при действии па-клитакселя;

    3) салиномицин снижал образование сфероидов (туморосфер или маммосфер) в 10 раз (паклитаксель не влиял на их количество);

    4) при действии салиномицина на иммортализо-ванные нетуморогенные клетки линии HMLE фракция клеток с фенотипом CD44+/CD24- снижалась только в 4 раза;

    5) иммортализованные нетуморогенные клетки линии HMLEshEcad с инактивированным геном кадге-рина и клетки HMLETwist были более чувствительны к действию салиномицина, этопозида, абамеатина и нигерицина, чем контрольные клетки HMLEshContr и HMLETwist, в то время как злокачественные клетки HMLERshEcad, обогащенные ОСК, были более чувствительны, чем соответствующие контрольные клетки HMLERshContr, только к салиномицину.

    При обработке опухолевых клеток различных линий клеток рака молочной железы (MCF7Ras, 4T1) салиномицином in vitro было обнаружено существенное снижение их туморогенной активности.

    Анализ экспрессии набора генов, специфичных для ОСК, показал, что обработка опухолевых клеток салиномицином приводит к подавлению их экспрессии.

    При лечении мышей в модельных экспериментах с привитой опухолью из клеток карциномы молочной железы человека линии Sum 159 салиномицин (введение внутрибрюшинное, доза 5 мг/кг) вызывал такое же ингибирование роста опухоли, как паклитаксель [20]. Представленные результаты убедительно свидетельствуют о перспективности создания противоопухолевых препаратов на основе салиномицина.

    В недавно опубликованном сообщении Y Zhang и соавт. [56] приводят данные о более высокой эффективности мицеллярной формы салиномицина и об очень высокой активности комбинированного действия салиномицина и паклитакселя, особенно при использовании обоих препаратов в мицеллярной форме. Использовать полимерные носители лекарств целесообразно для плохо растворимых в водной среде соединений, какими являются и салиномицин, и паклитаксель. Полимерная форма препаратов обеспечивает депонирование и увеличение поступления препаратов в опухоль.

    Для получения мицелл, нагруженных паклитак-селем, и мицелл, нагруженных салиномицином, в цитируемом исследовании был использован биоде-градируемый блок-сополимер поли(этиленгликоль)-полиф-капролактон). Размер мицелл составлял 25—30 нм, эффективность включения — более 90%. Мицеллярный салиномицин не только более эффективно, чем свободный, подавлял рост опухолей, но и более эффективно снижал долю ОСК в опухолях, полученных у иммунодефицитных мышей при прививке клеток аденокарциномы молочной железы человека линии MCF7. Важно отметить, что при этом через 13 и 18 сут после действия салиномицина и в свободной, и в мицеллярной форме доля ОСК с фенотипом CD44+/CD24- в опухолях экспериментальных животных была существенно ниже, чем в контроле.

    МЕХАНИЗМ ПРОТИВООПУХОЛЕВОГО ДЕЙСТВИЯ САЛИНОМИЦИНА

    Механизмы противоопухолевой активности са-линомицина и его действия на опухолевые клетки до конца не изучены.

    Показано, что салиномицин вызывает апоптоз в разных типах опухолевых клеток человека. В том числе даже в тех, которые обладают высокой устойчивостью к действию противоопухолевых препаратов благодаря высокому уровню антиапоптотическо-го белка Bcl-2 (клетки Т-клеточного лейкоза линии Jurkat), белка MDR1 (клетки саркомы матки линии MES-SA/Dx) или благодаря высокой протеолитиче-ской активности протеасом (клетки линии Namalva), появившейся в результате адаптации к ингибитору протеасом бортезомибу [16]. Представленные данные свидетельствуют о том, что салиномицин позволяет преодолевать множественную лекарственную устойчивость опухолевых клеток, обусловленную разными механизмами. В этом же исследовании обнаружена избирательность действия салиномицина в отношении опухолевых клеток. В частности, было показано, что Т-лимфоциты с фенотипом CD4+, полученные у больных лейкозом (опухолевые клетки), были значительно более чувствительны к действию этого препарата, чем CD4+ Т-лимфоциты здоровых людей [16]. Авторы не наблюдали при действии са-линомицина ни блока клеточного цикла, ни актива-

    ции каспаз (через 24 ч инкубации), а развитие апоп-тоза не зависело от присутствия белка р53. Нужно отметить, что более высокая чувствительность опухолевых клеток по сравнению с нормальными была обнаружена также и при сравнении действия салиномицина (концентрации 0,15 — 0,45 мкМ) на опухолевые, в том числе гормонально-резистентные (линия РС3), и нормальные клетки предстательной железы. В качестве нормальных эпителиальных клеток предстательной железы авторы использовали линию RWPE-1 [27].

    Механизм индукции апоптоза при действии са-линомицина подробно изучен в этой же работе на клетках рака предстательной железы. Авторы убедительно показали, что уже через 24 ч после действия салиномицина наблюдаются такие морфологические признаки апоптоза, как сморщивание клеток и ядер и конденсация хроматина. В этот же период появляются открепившиеся клетки. С помощью проточной цитофлюориметрии при окрашивании клеток ФИТЦ-меченным аннексином V авторы подтвердили развитие апоптоза в обработанных салиномицином клетках и показали, что при более высоких концентрациях салиномицина (4 мкМ) возможно развитие некроза. Через 48 ч после действия препарата отмечены повышение уровня проапоптотического белка Bax и дозозависимое снижение содержания антиапопто-тического белка Bcl-2, фрагментация белка PARP-1 и снижение уровня проказпазы-3, что сопровождалось ростом активности каспазы-3.

    В механизме повреждения клеток при действии салиномицина ведущую роль играло повышение концентрации активных метаболитов кислорода (АМК), которое регистрировалось уже через 15 мин инкубации с препаратом и ингибировалось антиоксидантом N-ацетилцистеином. В обработанных салиномици-ном клетках наблюдали снижение мембранного потенциала митохондрий (Лу), которое можно было предотвратить с помощью N-ацетилцистеина, что свидетельствует о важной роли АМК в снижении Лу и последующей транслокации Вах в митохондрии и образовании пор в митохондриальных мембранах. Высвобождение цитохрома С и других проапоптогенных факторов (например, апоптозиндуцирующего фактора) из межмембранного пространства митохондрий в цитоплазму может приводить к развитию апоптоза как по каспазозависимому, так и по каспазонезависи-мому пути.

    Важным свойством салиномицина является его способность обеспечивать преодоление резистентности опухолевых клеток, обусловленной действием ABC-транспортеров [15]. В экспериментах на клетках промиелобластного лейкоза линии KG-Ы c высоким содержанием белков MDR1/ABCB1, BCRP/ ABCG2 и MRP8/ABCC11 авторы показали способность салиномицина (в отличие от топотекана, бор-тезомиба, этопозида, гемцитабина, 5-фторурацила,

    цитозинарабинозида и доксорубицина) индуцировать высокий уровень апоптоза, несмотря на высокую активность АВС-транспортеров этих 3 типов. В этой же работе показано, что в процессе селекции не удается получить резистентные к салиномицину клетки. Обнаружено, что способностью ингибиро-вать активность белка MDR1 обладает не только са-линомицин, но и другие ионофорные антибиотики — нигерицин [48] и абамектин (его производное — ивермектин) [11], которые, кроме того, эффективно действуют на ОСК, но, в отличие от салиномицина, одинаково токсичны в отношении модельных «нормальных» СК и ОСК [20].

    Показано [29], что салиномицин является субстратом белка MDR1/ABCB1, но не транспортеров BCRP/ABCG2 и MRP2/ABCC2, и что MDR1/ ABCB1 обеспечивает транспорт салиномицина через клеточные мембраны. Важно отметить, что АВС-транспортеры ABCB1, ABCG2 и ABCC2 обнаружены в апикальных мембранах клеток, формирующих эпителиальные барьеры, и в мембранах гепатоцитов, обращенных в просвет канальцев. Полагают, что они обеспечивают выведение ряда токсичных метаболитов-субстратов этих транспортеров через печень, кишечник и почки, а также могут ограничивать всасывание некоторых веществ через слизистую оболочку тонкой кишки при их введении per os. Так, у мышей, дефицитных по гену белка ABCB1, обнаружено значительно более высокое содержание сали-номицина в плазме крови при пероральном введении препарата. Эти же транспортеры присутствуют в клетках, формирующих гематоэнцефалический барьер, барьер в семенниках и фетоплацентарный барьер, что делает мозг, семенники и плод труднодоступными для действия многих фармакологических препаратов [7]. Поэтому салиномицин может изменять фармакоки-нетику некоторых вводимых per os лекарств.

    Помимо прямой противоопухолевой активности, салиномицин обладает способностью сенсибилизировать клетки, устойчивые к действию доксоруби-цина и этопозида [26]. J.-H. Kim и соавт. [56] показали, что уже через 4 ч после обработки клеток рака молочной железы линии Hs578T доксорубицином и салиномицином возрастала степень повреждения ДНК опухолевых клеток, что регистрировалось с помощью метода комет, а также по увеличению содержания фосфорилированных по остаткам серина белков рН2AХ и р53 (через 3 ч, 10 мкМ салиномицина) и снижению количества циклина D1, а также антиапоп-тотического белка р21 и белка pRb. Индуцированные салиномицином повреждения ДНК стимулировали развитие апоптоза опухолевых клеток. Содержание антиапоптотических белков семейства Bcl-2 и IAP и проапоптотического белка Вах при этом не изменялось. При одновременном действии доксорубицина и салиномицина на клетки рака молочной железы и клетки саркомы матки через 48 ч обнаружена более

    интенсивная гибель клеток, чем при действии только доксорубицина. Эффект был более выраженным при высокой плотности клеток. В клетках некоторых линий сенсибилизирующее действие салиномици-на было очень слабым. Кроме того, как отмечалось выше, в экспериментах на животных обнаружено повышение противоопухолевой активности пакли-такселя и способности элиминировать ОСК при совместном действии с салиномицином [56].

    Салиномицин обладает, кроме того, способностью сенсибилизировать опухолевые клетки (рак молочной железы, линии клеток MCF7 и Ш578Т) к действию облучения [28]. Совместное воздействие облучения (4 Гр) и салиномицина (5 мкМ) сопровождалось развитием апоптоза, снижением выживаемости клеток и появлением блока в G2-фазе клеточного цикла уже через 24 ч после воздействия. При этом усиление повреждения ДНК наблюдали уже через 1 ч, а через 6 ч регистрировалось снижение уровня белка р21, оказывающего антиапоптотиче-ское действие. Именно усиление повреждения ДНК при совместном действии салиномицина и облучения приводит к задержке клеточного цикла опухолевых клеток в G2-фазе.

    Таким образом, салиномицин усиливает действие факторов, вызывающих повреждение ДНК (антрациклиноваых антибиотиков и ионизирующего излучения), а кроме того, и действие таксанов (па-клитакселя), что, безусловно, может иметь важное клиническое значение.

    Мембрана клетки

    Ингибиронани

    с MDR1

    t[Na*]

    Активации Na’Ca транслокаэы

    Активация кальпайна

    I

    I

    Активация

    эспазы 12, -О О

    Активации каспазы-9, -Э

    Развитие апоптоза

    Рис. 2. Молекулярные механизмы противоопухолевой активности салиномицина: 1 — салиномицин; 2 — ионы натрия; 3 — комплекс салиномицина с ионами натрия (соль)

    Выше мы отмечали, что при поиске препаратов, ингибирующих рост опухолей, привлекают внимание такие соединения, которые могли бы ингибиро-вать сигнальные пути, регулирующие пролиферацию ОСК. Недавно выяснилось, что салиномицин обладает способностью ингибировать сигнальный путь Wnt [33].

    Известно, что регуляция процессов пролиферации в ОСК находится под контролем тех же сигнальных путей, что и в нормальных СК. Эти пути получили свое название по названию морфогенетических белков, которые их активируют: это сигнальные системы Hedgehog (Hh), Notch и Wnt [4, 14, 19, 23, 31, 37, 53].

    Белки-лиганды семейства Wnt взаимодействуют со своим рецептором, получившим название Frizzled, и корецептором LRP 5/6 [23, 46]. При взаимодействии Wnt с рецептором происходит образование сложного сигнального комплекса, что приводит к активации канонического сигнал-передающего пути р-катенин/ TCF и нескольких иных путей, включая пути, опосредованные N-концевой киназой Jun или ионами кальция [23].

    iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

    В отсутствие белков Wnt р-катенин связывается цитоплазматическими белками, которые его фосфо-рилируют и тем самым подготавливают к убиквити-лированию и последующей деградации в протеасо-мах.

    При связывании Wnt с рецептором происходит дестабилизация комплекса, разрушающего р-катенин и, соответственно, стабилизация Р-катеина. Он транслоцируется в ядро, где связывается с факторами транскрипции семейства TCF/ LEF (Т-клеточный фактор/лим-фоидный усиливающий фактор) и активирует экспрессию других, более отдаленных мишеней сигнального пути Wnt, включая ци-клины, С-myc, и некоторых других. Активация сигнального пути, индуцируемого Wnt, обнаружена при раке различной локализации.

    При исследовании влияния салиномицина на клетки линии НЕК293 было обнаружено, что этот препарат блокирует фосфо-рилирование белка-корецептора LRP6 и вызывает его деградацию, что приводит к снижению уровня р-катенина. Такое же действие оказывал и другой ионофорный антибиотик — нигерецин. Показано, что в опухолевых клетках хронического лимфолейкоза с высоким конститутивным уровнем активности системы Wnt салино-

    Frizzled/ Lrp5/6

    Образование

    активных метаболитов кислорода

    Блок сигнального каскада Writ

    Повреждение ДНК

    Т р53

    Снижение Вс12 повышение Вах

    Блок пролиферации

    мицин вызывал подавление экспрессии таких Wnt-зависимых генов, как LEF1, cyclin Б1и фибронектин, снижал уровень LRP6, а также выживаемость клеток. Нормальные лимфоциты при этом были устойчивы к действию салиномицина. Уровень апоптоза при действии салиномицина на эти клетки не превышал 20% при тех высоких концентрациях препарата (100 — 10000 нМ), которые вызывали апоптоз 100 % опухолевых лимфоцитов [33].

    Ингибирование сигнального каскада Wnt/LRP6 при действии салиномицина может быть, по крайней мере частично, связано со способностью этого препарата вызывать повышение уровня внутриклеточного кальция [32]. Важно отметить, что способностью ингибировать сигнальный каскад Wnt/LRP6 обладают и другие ионофорные препараты, в том числе ни-герицин [53], кальцимицин [50] и некоторые лекарственные препараты. Так обнаружено, что препарат никлозамид, который используется в медицине более 50 лет как противогельминтное средство, обладает, кроме того, высокой эффективностью в отношении колоректального рака и способностью ингибировать каскад Wnt/LRP6, что может определять его противоопухолевую активность [34].

    На рис. 2 представлены схемы возможных механизмов развития цитотоксического действия са-линомицина на опухолевые клетки. Как следует из представленной схемы, важной составляющей его действия является ионофорная активность, в результате которой в клетках-мишенях развиваются сложные изменения метаболических процессов, приводящие клетку к гибели. Так, в развитии повреждения клеток, как уже отмечалось при обсуждении механизма нейротоксического действия салиномицина, важную роль играет активация Na/Са-транслоказы. Повышение активности этого фермента вызывается ростом в цитоплазме концентрации ионов натрия, возникающим в результате его переноса салиноми-цином через клеточную и митохондриальную мембрану. Функционирование фермента происходит в «обратном» направлении, что приводит к повышению концентрации ионов кальция и искажению

    ЛИТЕРАТУРА

    1. Москалева Е.Ю., Северин С.Е. Опухолевые стволовые клетки человека В кн. «Биология стволовых клеток и клеточные технологии». Т.1. / Под ред. М.А. Пальцева. — М.: Издательство «Медицина», «Шико», 2009. — С. 206-23.

    2. Al-Nazawi M., Homeida A. Kinetics and tolerance of salinomycin in camels // Res. J. Pharmacol. — 2009; 3: 48-51.

    3. Bao S., Wu Q., McLendon R. et al. Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response // Nature. — 2006; 444: 756-60.

    4. Behrens J., Lustig B. The Wnt connection to tumorigenesis // Int. J. Dev. Biol. — 2004; 48: 477-87.

    5. Bjerkvig R., Tysnes B., Aboody K. et al. The origin of the cancer stem cell: current

    многих биохимических процессов в клетке, включая активацию капсаз и развитие апоптоза. Под действием салиномицина, кроме того, происходит нарушение структуры мембран митохондрий и их функционирования, что сопровождается повышенным образованием активных метаболитов кислорода. Действие последних приводит как к повреждению ДНК и индукции апоптоза с участием белка р53, так и к усилению повреждения митохондрий и развитию апоптоза, обусловленного выходом цитохрома С из межмембранного пространства и последующей активацией каспаз. Ингибирование активности MDR1 салиномицином будет сенсибилизировать опухолевые клетки к действию многих противоопухолевых препаратов, ингибирование сигнальной системы Wnt будет обеспечивать ингибирование пролиферации ОСК.

    Очевидно, что эффекты салиномицина во многом будут зависеть от особенностей биохимических систем конкретных клеток, что определит их чувствительность к действию этого препарата. Накопленные сведения позволяют констатировать более высокую чувствительность к салиномици-ну опухолевых клеток, чем нормальных, и ОСК по сравнению с нормальными СК. Для снижения неспецифической токсичности могут быть созданы специальные депонированные формы салиноми-цина на основе биодеградируемых носителей, которые обеспечат его эффективное локальное действие благодаря созданию высоких концентраций только в зоне мишени.

    Aнализ приведенных данных позволяет полагать, что салиномицин обладает противоопухолевой активностью, в основе которой лежит новый для противоопухолевых препаратов механизм действия — ионофорная активность этого антибиотика. С использованием салиномицина могут быть разработаны новые подходы для лечения опухолей, особенно характеризующихся множественной лекарственной устойчивостью, а также более эффективные методы противоопухолевой терапии, основанные на элиминации ОСК.

    controversies and new insights // Nat. Rev Cancer. — 2005; 5: 899-904.

    6. Boehmerlen W., Endres M. Salinomycin induces calpain and cytochrome c- mediated neuronal cell death // Cell Death Dis. — 2011; 2, e168; doi:10.1038/cddis.2011.46.

    7. Borst P., Elferink R. Mammalian ABC transporters in health and disease // Ann. Rev Biochem. — 2002; 1: 37-92.

    8. Choi C. ABC transporters as multidrug resistance mechanisms and the development of chemosensitizers for their reversal // Cancer. Cell. Int. — 2005.; 4: 5-30.

    9. Dalerba P., Cho R., Clarke M. Cancer stem cells: models and concepts // Annu. Rev. Med. — 2007; 58: 267-84.

    10. Dean M., Fojo T., Bates S.

    Tumour stem cells and drug resistance //

    Nat. Rev. Cancer. — 2005; 5: 275-84.

    11. Didier A., Loor F. The abamectin derivative ivermectin is a potent P-glycoprotein inhibitor // Anticancer Drugs. — 1996; 7 (7): 745-51.

    12. Dutton C., Banks B., Cooper C. Polyether ionophores // Nat Prod Rep. — 1995; 12: 165-81.

    13. Elenbaas B., Spirio L., Koerner F. et al. Human breast cancer cells generated by oncogenic transformation of primary mammary epithelial cells // Genes. Dev. -2001; 15: 50-65.

    14. Fan X., Matsui W., Khaki L. et al. Notch pathway inhibition depletes stem-like cells and blocks engraftment in embryonal brain tumors // Cancer Res. — 2006; 66 (15): 7445-52.

    15. Fuchs D., Daniel V., Sadeghi M. et al. Salino-mycin overcomes ABC transporter — mediated multidrug and apoptosis resistance in human leukemia stem cell-like KG-1a cells // Biochem Biophys Commun. — 2010; 394: 1098-104.

    16. Fuchs D., Heinold A., Opelz G. et al. Salino-mycin induces apoptosis and overcomes apoptosis resistance in human cancer cells // Biochem Biophys Res Commun. — 2009; 390: 743-9.

    17. Goodell M., Rosenzweig M., Kim H. et al. Dye efflux studies suggest that hematopoietic stem cells expressing low or undetectable levels of CD34 antigen exist in multiple species // Nat. Med. — 1997; 3: 1337-45.

    18. Gottesman M., Fojo T., Bates S. Multidrug resistance in cancer: role of ATP-dependent transporters // Nat. Rev. Cancer. — 2002; 2: 48-58.

    19. Grego-Bessa J., Diez J., Timmerman L. et al. Notch and epithelial-mesenchyme transition in development and tumor progression: another turn of the screw // Cell Cycle. — 2004; 3: 718-21.

    20. Gupta P., Onder T., Jiang G. et al. Identification of selective inhibitors of cancer stem cells by high-throughput screening // Cell. — 2009; 138: 645-59.

    21. Hirschmann-Jax C., Foster A., Wulf G. et al. A distinct «side population» of cells with high drug efflux capacity in human tumor cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2004; 101:14228-33.

    22. Huczynski A. Salinomycin — A New Cancer Drug Candidate // Chem. Biol. Drug. Des. -2012; 79: 235-8.

    23. Incassati A., Chanramouli A., Eelkema R. et al. Key signaling nodes in mammary gland development and cancer: p-catenin // Breast. Cancer. Res. — 2010; 12: 213-27.

    24. Kang M., Hur B., Ko M. et al. Potential identity of multi-potential cancer stem-like subpopulation after radiation of cultured brain glioma. BMC Neurosci. 2008; 9: 15. Published online 2008 January 30. doi: 10.1186/1471-2202-9-15.

    25. Kawanobe T, Kogure S., Nakamura S. et al. Expression of human ABCB5 confers resistance to taxanes and antracyclines // Biochem. Bioph. Res. Commun. — 2012; 418 (4): 736-41.

    26. Kim J.-H., Chae M., Kim W. et al. Salinomy-cin sensitizes cancer cells to the effects of doxorubicin and etoposide treatment by increasing DNA damage and reducing p21 protein // Br. J. Pharmacol. — 2011; 162: 773-84.

    27. Kim K-Y., Sun-Nyoung Y., Sun-Yi Lee et al. Salinomycin-induced apoptosis of human prostate cancer cells due to accumulated reactive oxygen species and mitochondri-al membrane depolarization // Biochem.

    Bioph. Res. Commun. — 2011; 413 (1): 80-6.

    28. Kim W., Kim J., Yoon K. et al. Salinomycin, a p-glycoprotein inhibitor, sensitizes radiation-treated cancer cells by increasing DNA damage and inducing G2 arrest // Invest. New. Drugs. — 2012; 30; 1311-18.

    29. Lagas J., Sparidans R., van Waterschoot R. et al. P-glycoprotein limits oral availability, brain penetration, and toxicity of an anionic drug, the antibiotic salinomycin // Antimicrob Agents Chemother. — 2008; 52: 1034-9.

    30. Li F., Tiede B., Massagué J. et al. Beyond tumorigenesis: cancer stem cells in metastasis // Cell Res. — 2007; 17: 3-14.

    31. Lindvall C., Bu W., Williams B. et al. Wnt signaling, stem cells, and the cellular origin of breast cancer // Stem. Cell. Rev. — 2007; 3: 157-68.

    32. Lu D., Carson D. Spiperone enhances intra-cellular calcium level and inhibits the Wnt signaling pathway. BMC Pharmacology. -2009; 9: 13 doi:10.1186/1471-2210-9-13.

    33. Lu D., Choi M., Yu J. et al. Salinomycin inhibits Wnt signaling and selectively induces apoptosis in chronic lymphocytic leukemia cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2011; 108: 13253-7.

    34. Lu W., Lin C., Roberts M. et al. Niclosamide suppresses cancer cell growth by inducing Wnt co-receptor Lrp6 degradation and inhibiting the Wnt/p-catenin pathway // PLoS ONE. — 2011; 6 (12): e29290. doi:10.1371.

    35. Mani S., Guo W., Liao M. et al. The epitheli-al-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells // Cell. — 2008; 133 (4): 704-15.

    36. Matsumori N., Morooka A., Murata M. Conformation and location of membrane-bound salinomycin-sodium complex deduced from NMR in isotropic micelles // Am. Chem. Soc. — 2007; 129: 14989-95.

    37. Miele L. Notch Signaling // Clin. Cancer Res. — 2006; 12 (4): 1074-9.

    38. Mitani M., Yamanishi T., Miyazaki Y. Salinomycin: a new monovalent cation iono-phore // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 1975; 66: 1231-6.

    39. Miyazaki Y., Shibuya M., Sugawara H. et al. Salinomycin, a new polyether antibiotic // J. Antibiotics. — 1974; 27 (11): 814-21.

    40. Mronga S., Miller G., Fischer J. et al. A model for ion transport across membranes: solution structure of the ionophore metal complex salinomycin-Na determined by NMR and molecular dynamics calculations // Am. Chem. Soc. — 1993; 115: 8414-20.

    41. Paulus E., Kurz M., Matter H. et al.

    Solid — state and solution structure of the salinomycin-sodium complex: stabilization of different conformers for an ionophore in different environments // Am. Chem. Soc. -1998; 120: 8209-21.

    42. Phillips T., McBride W., Pajonk F. The response of CD24(-/low)/CD44+ breast cancer-initiating cells to radiation // J. Natl. Cancer. Inst. — 2006; 98 (24): 1777-85.

    43. Plumlee K., Johnson B., Galey F. Acute salinomycin toxicosis of pigs // J. Vet. Diagn. Invest. — 1995; 7: 419-20.

    44. Pressman B. Ionophorous antibiotics as model for biological transport // Fed. Proc.

    — 1968; 27: 1283-8.

    45. Report of the scientific committee for animal nutrition on the use of salinomycin-sodium in feedingstuffs for rabbits for fattening. — Opinion expressed: July, 1992.

    46. Reya T., Clevers H. Wnt signaling in stem cells and cancer // Nature. — 2005; 434: 843-50.

    47. Reya T., Morrison S., Clarke M. et al. Stem cells, cancer, and cancer stem cells // Nature. — 2001; 414: 105-11.

    48. Riccioni R., Dupuis M., Bernabei M. et al The cancer stem cell selective inhibitor salino-mycin is a p-glycoprotein inhibitor // Blood. Cells. Mol. Dis. — 2010; 45 (1): 86-92.

    49. Ropolo M., Daga A., Griffero F. et al. Comparative analysis of DNA repair in stem and nonstem glioma cell cultures // Mol. Cancer. Res. — 2009; 7 (3): 383-92.

    50. Sack U., Walther W., Scudiero D. et al. S100A4-induced cell motility and metastasis is restricted by the Wnt/p-catenin pathway inhibitor calcimycin in colon cancer cells // Mol. Biol. Cell. — 2011; 22 (18): 3344-54.

    51. Sell S. Stem cell origin of cancer and differentiation therapy // Crit. Rev. Oncol. Hematol. — 2004; 51: 1-28.

    52. Story P., Doube A. A case of human poisoning by salinomycin, an agricultural antibiotic // N Z Med J. — 2004; 117: U799.

    53. Visbal A., Lewis M. Hedgehog signaling in the normal and neoplastic mammary gland // Curr. Drug. Targets. — 2010; 11 (9): 1103-11.

    54. Yang J., Mani S., Donaher J. et al. Twist, a master regulator of morphogenesis, plays an essential role in tumor metastasis // Cell.

    — 2004; 117: 927-39.

    55. Zabierowski S., Herlyn M. Learning the ABCs of Melanoma-Initiating Cells // Cancer Cell. — 2008; 13: 85-187.

    56. Zhang Y., Zhang H., Wang X. et al. The eradication of breast cancer and cancer stem cells using octreotide modifed paclitaxel activetargeting micellesand salinomycin passive targeting micelles // Biomaterials. — 2012; 33: 679-91.

    57. Zhou S., Schuetz J., Bunting K. et al The ABC transpoter Bcrp1/ABCG2 is expressed in a wide variety of stem cells and is a molecular determinant of the side-population phenotype // Nat. Med. — 2001; 7: 1028-34.

    Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  1. Садовый вар для деревьев инструкция по применению
  2. Садовый календарь инструкция по обработке сада
  3. Садовый измельчитель ryobi rsh2545b инструкция
  4. Садовый домик своими руками пошаговая инструкция с расчетами
  5. Садовые качели ренессанс инструкция по сборке