صناعة الدواجن المتكاملة 1

بالأمعاء وبالتالي يصل ثلثي المتناول من حامض chlorogenإلي القولون حيث يتم

تمثيلها الي حامض .caffeic

باستخدام transcriptomicsيكون تأثير المستوي الجزيئي للمركب الفينولي في القهوة )حامض (Caffeicمعادلا لفنجان قهوة علي الخلايا السرطانيه بقولون الانسان وعلاوة علي ذلك تم تقييم تأثير فينولات القهوة في خلايا سرطان الصدر.

عند تحضين خلايا adenocarcinoma HT29بالقولون مع حامض Caffeicعند تركيز معادل لفنجان قهوة لمدة ٢٤ساعة لوحظ ان هذا التركيز لم يسبب أي تأثيرات سامة للخلية في تحضينات الخلية وعندئذ حلل التعبير الجيني بواسطة التهجين بجينوم الانسان ٢ + U133 Aنظام دقيق من Affymetrixالمحتوي علي ٤٧٠٠٠نسخه

متنوعة.

عند التحضين مع حامض caffeicعبر عن ١٢جين فكانت عاليه التعبير بينما كان ٣٢ جين منخفضة التعبير ،وفيما بين الجينات العالية التعبير كان %٣٣تخص عوامل النسخ، %٢٥تخص دورة الخلية و %١٧تخص عمليات التخليق البيولوجي او استجابة المناعة.

وباستخدام هذه البيانات انشئت )Biological Association Network (BAN باستخدام مسارالتحليل خلال جين Gene Springومن جهة اخري فإن ناقل الإشارات signal transducerومنشط نسخ 5B STAT5Bوعامل النسخ النشط 2 ATF – 2

ظهرت كعقد متصلة داخليا.

أكدت التغيرات في تعبير الحامض النووي m RNAللعقدتين الرئيسيتين STYAT 5B ) (and ATF-2بواسطة Rt-PCRوعند مستوي بروتين بواسطة تحليل westernblot )شكل (٥٦والوظيفة الرئيسية ل STAT5bهي تعديل تاثيرات هرمون النمو لأن STAT5B-nullللفئران فشلت في الاستجابة بفاعلية لهذا الهرمون.

١٠٣١

( الشبكة البيولوجية والتعبير الجيني تحت تأثير حمض كافيك٥٦) شكل Biological Association Network (BAN) of differentially expressed genes under caffeic treatment. The BAN was constructed with the Pathway Analysis software within GeneSpring v11.5.1. An expanded network was constructed by setting an advanced filter that included the categories of binding, expression, metabolism, promoter binding, protein modification and regulation. Only proteins are represented. The BAN shows the node genes STAT5B and ATF-2 that were

further studied.

١٠٣٢

HT29 ومستويات البروتين فى الخلاياmRNA ( كمية حمض٥٧) شكل Quantification of mRNA and protein levels for STAT5B and ATF-2 in HT29 cells. The mRNA levels of STATB5 (A) and ATF-2 (B) were determined in control HT29 cells (empty bars) and cells treated with caffeic acid (CA, filled bars) by RTReal Time. Results are expressed in fold-changes compared to the control, and are the mean + SE of 3 different experiments. *p<0.05 compared with the corresponding control. The protein levels of STAT5B (C) and ATF-2 (D) were determined in control HT29 cells (empty bars) and cells treated with caffeic acid (CA, filled bars) by Western blot. Blots were reprobed with an antibody against βactin or tubulin to normalize the results. Results represent the mean ± SE of 3 different experiments. *p<0.05 and **p<0.01 compared with the corresponding

control.

١٠٣٣

ولقد وصف تعديل مستويات STAT5أو النشاط النسخي في الخلايا المعاملة مع المركبات الطبيعية مثل فلانوتويد flavonoidالليمون flavins, silibinics ،بيولوجيا لل silymarinالمعزول من silybum marianumولوحظ ان تنشيط Stat5 Bفي سرطان صدر الانسان ينظم النسخ لجينات E2 sensitiveوالتي من امثلتها Cyclin Di and C-Mycيلعب دور في نمو سرطان الصدر E2-stimulatedكما ان تنشيط Stat5له صلة بتنظيم تعبير دورة الخلية والتحكم في .protein cyclin D1 يعتبر ATF-2عضو للبروتين المرتبط بعنصر الاستجابة (CREB) ATF-CAMP لعائلة عوامل النسخ التي ترتبط بعنصر الاستجابة CAMPالموجود في منشطات جين الثدييات ويظهر ATF-2وظائف مخمدة للورم الخبيث tumorويتواجد CREXفي جينات عديدة تستخدم في التحكم في دورة الخلية كماأن جين ATF-2 , cyclin DL المرتبط بهذا التسلسل ينبه نسخ cyclin DIبالاضافة الي ارتباط AFT-2مع التوالد proliferationالغزو ،الهجرة ومقاومة العوامل المتلفة للحامض النووي DNA

في

خطوط خلية سرطان الصدر.

العقدتان الرئيسيتان المطابقة تنظم نسخ cycline Diكما يعتبر cyclin DIمنظم هام لمرحلة التحول وتعبيره في خلايا سرطان الصدر يعتبر حساس للأستيروجينات مضادات الاستيروجينات .يعبر عن cyclin D1عند مستوي البروتين والحامض النووي m RNA في أكثر من ٥٠من سرطانات الصدر اما في وجود او غياب تضخيم الجين وهو من أكثر البروتينات تعبي ار في سرطان الصدر .وكما هو واضح في الشكل التالى فإن تحضين خلايا MCR-7مع حامض الكافيك caffeicادي الي انخفاض شديد في مستويات بروتين Cyclin D1مع زيادة مستويات STAT5bوعدم انخفاض في مستويات .AFT-2

١٠٣٤

شكل ) (٥٨تعبير CuclinDlعند التحضين مع حمض كافيك فى خلايا MCF-7 Expression of cyclin D1 upon incubation with caffeic acid in MCF-7 cells. The protein levels were determined in control MCF-7 cells (CNT) and in cells treated with caffeic acid (CA) by Western blot. Blots were reprobed with an antibody against β-actin to normalize the results. Results represent the mean ± SE of 3 different experiments. *p<0.05 and ***p<0.001 compared with the corresponding

control.

يعتقد ان تلك المركبات التي تعدل من تعبير cyclin D1لها دور في منع وعلاج الأورام الخبيثة neoplasiaوعلي سبيل المثال فان مركب الفلافونويد المخلق والمستخلص من نبات هندي يستخدم في علاج السرطان محدثا انخفاضا سريعا في مستويات بروتين cyclin D1ومن ثم فانه خلال النتائج السابقة كلها يعتبر تثبيط تعبير Cyclin D1 طريقة جيدة لعلاج السرطان كماان القهوة وحامض الكافيك قادرتان علي تقليل تعبير cyclineفي خلايا سرطان الصدر مما يقترح بأن بعض مكونات القهوة يمكن استخدامها

كأداة علاجية.

الفينولات العديدة بالكاكاو والتغيرات في التعبير الجيني CYPIAIحيث الكاكاو غني في الفينولات وفي الحقيقة محتوي الكاكاو عالي من الفلافانول flavanolمقارنه بجميع الاغذية الاخري .ومن تحت صفوف ال Flavonoidsالموجوده في الكاكاو catechin and

١٠٣٥

oligomersوهناك فوائد صحية كثيرة عند تناول مشروب الكاكاو .أظهرت الدراسات التي اجريت علي المتناول من الكاكاو انه ينشط ويساعد العوامل في تقدم السرطان وخاصة مرقمات مضادات الأكسدة علاوة علي ذلك هناك دليل علي ان الفينولات العديدة تلعب دور في تنظيم apoptosisبالاضافة الي ذلك فإن الفلافانولات Flavanolsالموجودة في الكاكاو تظهر تأثيرات proapoptoticومن جهة اخري فان Proanthocyanadinsتمنع نمو خلايا سرطان رئة الانسان ،كما ان epicatechinتعزز apoptosisفي خلايا سرطان الرئة المعاملة epigallocatechin-3- gallate LEGcGولقد لوحظ ان الفينولات العديدة بالكاكاو تمنع نشاط المركبات المسببة للطفرة mutagenicللأمينات

الحلقية.

أوضحت الدراسات ان catechinsالمستخلص من الشاي الاخضر لها فاعلية في تعديل الاستيروجين المحدث لسرطان الصدر اما بالتداخل مع مستقبل المسارات المعدلة او تقليل نواتج تمثيل الاستيروجين الجينية السامة .ولقد تم تقييم تأثير مركبات flavonoidsالكاكاو في خلايا سرطان الصدر في دراسات بحثية عديدة ومن جهة اخري كان للأستيروجين دور في استهلاك وتنشيط سرطان الصدر ،وتعرض فترة حياة الاستروجين تعتبر عامل المخاطرة

الرئيسي لسرطان الصدر.

تبدي الاستروجيات تأثيراتها المسببة للسرطان carcinogenicبواسطة كل من مستقبل الاستيروجين ERوالميكانيكيات المستقلة وتعتبر سرطانات الصدر في الانسان ايجابية ل ERويمكن تنبيه نموها بواسطة الاستيروجين ومنعها بواسطة مضادات الاستيروجينات التي من أمثلتها tamoxifenلهذاالغرض حضنت خلايا MCF-7لمدة ٢٤ساعة مع مستخلص فينولات الكاكاو النقية PCEولقد استخدم هذا المستخلص كممثل ل

Flavonoid

monomers & oligomersالموجوده في الكاكاو ولم تكن التركيزات المستخدمة سامة واجري تحليل التعبير الجيني المميز باستخدام انظمة PCRولقد لوحظ أن التعرض ل PCEقلل من تعبير Serpine 1وتعبير جينات CYPIAI, GADD45 A, GDF15, GPX1, TP53 and XRCE 2كما هو واضح في الجدول التالي.

١٠٣٦

فيما بين هذه الجينات اختير CypIAIللأسباب التاليه منها انه يعتبر احد الجينات الأكثر تعبي ار عند التحصين مع PCEتعبيره العالي يستجيب للفينولات العديدة ،يلعب دو ار هاما في التمثيل الاوكسيدي للأستيروجينات يعتبر CYPIAIجين مرشح للأختراق المنخفض لسرطان الصدر لأنه يلعب دور هام في تمثيل المواد المسببة للسرطان carcinogens

والتمثيل الاوكسيدي للأستيروجينات.

جدول ) (٢٣٢قائمة بالجينات تحت أو فائقة التعبير فى خلايا MCF-7بالتحضين مع

PCEلمدة ٢٤ساعة

MCF-7

Gene symbol

Fold-up or downregulation

P-value

Test sample/control sample

CYP1A1

17.60

0.0001

GADD45A

4.20

0.0264

GDF15

2.60

0.0001

GPX1

4.25

0.0183

RAD23A

13.90

0.0394

SERPINE1

-49.90

0.0216

TP53

2.26

0.0470

XRCC2

17.50

0.0356

1The expression of each gene was reported as the fold change obtained after each treatment relative to control after normalization of the data. A cut-off of 2-fold was chosen since small changes in gene expression may represent important changes downstream those differentially expressed genes. Lists of differentially expressed genes, with a p-value<0.05, were generated from three independent experiments.

بعض نواتج عملية التمثيل تكون اكثر نشاطا من الجزيئات الأولية وتسلك كمركبات مخية للشحنه السالبة electrophilicوبالتالي تنشط عمليات تكون الأورام الخبيثة tumorigenicبالاضافة الي ذلك ربما تسلك نواتج تمثيلية اخري كواقيات كيماوية من امثلتها ناتج E1 and E2في تمثيل .2- hydroxylation تم بحث اذاما كانت التغيرات في مستوي الحامض النووي تحولت الي ترجمة الي بروتين كما ان معاملة PCEلمدة ٢٤ساعة ادت الي زيادة متوسطة في مستويات بروتين ١.٢ CYPIAIمرة كما ان مدة التحضين 96–72–48–24ساعة ادت الي زيادة بروتين CYPIAIفي خلايا MCF-7بحوالي ٣.٩مرة بعد ٤٨ساعة ولقد وضح الفرق

١٠٣٧

ومستويات البروتين ان كثي ار من جزئيات هذاm RNA بين مستويات الحامض النووي الحامض النووي لم تصل الي ماكينات آليات الترجمة لان هذه الماكينات تشبعت في هذه في ارتباط جيد مع الزيادة الملحوظة فيCYPAI وفي النهاية تم تقدير نشاط.الظروف

. في جميع خطوط الخلاياCYPIAL مستويات بروتين

PCE المعاملة بMCF-7 الزائد فى خلاياCYP1A1 ( تعبير٥٩) شكل CYP1A1 overexpression in MCF-7 cells treated with PCE. (A) Determination of CYP1A1 mRNA levels. Results are expressed in fold changes compared to MCF-7 control and are the mean ± SE of 3 different experiments. (B) Determination of CYP1A1 protein levels.

Results represent the mean ± SE of 3 different experiments. Significant differences at all time points were evaluated by ANOVA plus post hoc Bonferroni comparison. (C)

Determination of CYP1A1 activity in MCF-7 treated cells. Results are expressed relative to the activity of the control and represent the mean ± SE of 3 different experiments.

Significant differences at all time points were evaluated by ANOVA, plus post hoc

Bonferroni comparison.

تمكن من تفسير تأثير تضادPCE عند التحضين معCYPIAL والتغيرات في تعبير عند المستوي الجزيئي لأن هذا الجين يستخدم في مساراتflavonord الأكسدة للفلافونويد

١٠٣٨

اكسدة مختلفة بالإضافة الي ذلك فان التعبير الزائد ل CYPIALربما يتداخل مع تمثيل الاستيروجين ،وانتاج مركبات تمثيل الاستيروجين في خلايا الصدر كما ان الزيادة في نشاط CYPIALربما تعدل من تمثيل الاستيروجين تجاه انتاج 2-hydroxyestradiolوهو

ناتج تمثيلي غير سام.

وتم اختبار اذا ما كانت فينولات الكاكاو

تبذل تأثير تعاوني synergisticمع

Tamofixentanلانها وصفت مسبقا في خلايا سرطان الصدر ،وبالتالي فان خلايا MCR 7حضنت مع التركيزات الزائدة من TAMإما علي حدة او بتوليفة مع {CE ) ٢٥٠نانوجرام /ميكرولتر( وبعد ذلك قدرت حيوية حياة الخلية بعد ٤٨ساعة ولوحظ ان وجود PCEلم تؤثر معنويا علي موت الخلية بنفسها وزادت من التأثير السام لل TAM

في خلايا ) MCF-7شكل .(٦٠

شكل ) (٦٠تأثير PCE+tamoxifenعلى حياة MCF-7

Effect of tamoxifen plus PCE on MCF-7 viability. Tamoxifen (TAM) either alone (filled squares) or in combination with PCE (250 ng/μL for 24H, empty circles).

Results are expressed as % of living cells compared to the control only with DMSO (0.22%) and represent the mean±SE of 3 different experiments.

***p<0.001.

ازداد انخفاض حيوية الخلية الي %٤٤عندما اندمجت مع TAMوبالتالي فان هذه الظروف عززت التأثير السام cytotoxicلل TAMبواسطة توليفة مع PCEفي خلايا MCF-7ووجود PCEسبب تأثير تعاوني synergisticمما ادي الي انخفاض في حيوية الخلية حتي %٤٠في خلايا MCF- 7عند تركيزات Eamoxifenالتي لم تؤثر علي

١٠٣٩

حيوية الخلية .وهذا التأثير الملحوظ يمكن تفسيره بأن الزيادة في تمثيل الاستيروجين سببها تأثير PCEعلي CYPIALمما ادي الي انخفاض مستويات الاستيروجينات في الاورام الثديية مما ساعد في التأثير السام علي الخلية cytotoxicلل .Tamoxrfen الاتجاه العالمي الحالي ربما يكون له تأثير علي التقدمات المرضية الملحوظة في كل انحاء العالم .وربما يظهر التأثير بسبب التنظيم الجيني التي تسببه المركبات الغذائية او الوسائل

غير الواضحة التي لم تكتشف حتي الان.

تهدف الاوميكس omicsوالتكنولوجيا المرتبطة بها بتفهم اكبر للعوامل البيئية والسلوكية التي تؤثر علي التركيب المظهري وعلاقته بالصحة وسوف يتضح خلال العقد الزمني القادم ان الامدادات الغذائية والصناعات الغذائية سوف تستجيب بقوة للتقدم في بحوث التغذية

الوراثية وتطبيقاتها.

وهذا التقدم سوف يكون تقدما مؤث ار لفهم تأثير مكونات غذائية معينه علي مسارات التمثيل الغذائي ودورها في الصحة والمرض .وسوف تقل التكلفة لتوليد معلومات جينيه عن الاشخاص والتي من امثلتها البيانات المتعلقة بمفهوم الدواء الوقائي .علاوة علي ذلك فانه من خلال بحوث ال nutrigenomicسوف يظهر تنظيم غذائي جديد للتعبير الجيني.

في حالة مطابقة تنظيم جيني معين بواسطة المركبات الغذائية وذلك من الجينات المرتبطة ببداية وتقدم المرض فإن مجتلدات جديدة new arenasالمرض وامكانية علاجة وسوف

تظهر اصدارات للتغذية والدواء الوقائي.

وسوف تترجم الاكتشافات في مجال ال nutrigenomicsو nutrigeneticsالي استراتيجيات فعالة لتحسين الصحة والتعرف علي وسائل غير محدودة لمنع الأمراض.

١٠٤٠