In silico and in vitro analyses to investigate the effects of vitamin C on VEGF protein

Abstract

الملخص: أهداف البحث: أجريت هذه الدراسة لتقييم تأثير فيتامين سي على جينات الاستماتة والتكاثر في خلايا ''هيب جي 2'' المصابة. طريقة البحث: في تحليل السيليكو تم إجراء استخدام الالتحام الجزيئي للمركبات الكيميائية مع بروتين عامل النمو البطاني الوعائي. الأدوات الحسابية المختلفة المستخدمة هي ''أوتودوك فينا'' و''بايوفيا ديسكفري ستوديو'' و ''بايمول''. تم تحليل تشابه الأدوية وسميتها بواسطة ''سويس أدميت''. تمت معالجة التقاء الخلايا – 60-70% بتركيزات مختلفة من ''اتش 2 أوه 2'' (100-2000 مايكرومولر) وحمض الأسكوربيك (30، 60، 90 ميكروغرام / مل). تم إجراء اختبار موت الخلايا ''ام تي تي'' لمقارنة الإمكانات التكاثرية لخلايا ''هيب جي 2'' المعالجة بـ ''اتش 2 أوه 2'' وحمض الأسكوربيك باستخدام 96 لوحة جيدة. النتائج: تمت ملاحظة أدنى طاقة ربط لـ بروتين عامل النمو البطاني الوعائي مع فيتامين سي -5,2 كيلو كالوري/مول وحمض الأسكوربيك-2 جليكوسيد -4.7 كيلو كالوري/مول في تحليل السيليكو. تم اختيار فيتامين سي لأنه يظهر تفاعلا عاليا مع بروتين عامل النمو البطاني الوعائي ويحقق قاعدة ليبينسكي، والقدرة على البقاء عن طريق الفم، والحركية الدوائية مقارنة بجليكوسيد حمض الأسكوربيك. أظهرت فحوصات صلاحية الخلية أن فيتامين سي كان له تأثيرات موت الخلايا المبرمج. بعد معالجة خلايا ''هيب جي 2'' بحمض الأسكوربيك، لوحظ انخفاض بروتين عامل النمو البطاني الوعائي (تكوين الأوعية) من خلال التعبير الجيني للموت المبرمج والتكاثري. أدى علاج حامض الأسكوربيك لخط خلايا ''هيب جي 2'' إلى تنظيم علامات التكاثر ''بي سي ان ايه'' و ''كي آي 67'' و تي أوه بي 2 ايه''. وقد لوحظت زيادة في موت الخلايا المبرمج بعد العلاج بفيتامين سي بسبب تنظيم ''بي53'' و ''أنيكسين في''. الاستنتاجات: بناء على النتائج، من الواضح أن فيتامين سي يثبط نمو الخلايا السرطانية وبالتالي يحمي خلايا ''هيب جي 2'' من الإجهاد التأكسدي. أظهر فيتامين سي نشاطا مضادا للتكاثر كما لوحظ في السيليكو، وفي المختبر، وكذلك النتائج المحتملة من تثبيط التعبير عن الجينات المشاركة في تخليق البروتين. Abstract: Objectives: This study was conducted to evaluate the effects of vitamin C on apoptotic and proliferative genes in injured HepG2 cells. Methods: In silico analysis was performed using molecular docking of chemical compounds with vascular endothelial growth factor (VEGF). The different computational tools used were AutoDock Vina, BIOVIA DISCOVERY studio, and PyMOL. Drug likeness and toxicity were analyzed by SWISS ADMET. Cells that were 60–70% confluent were treated with different concentrations of hydrogen peroxide (H2O2) (100–2000 μM) and ascorbic acid (30, 60, 90 μg/mL). The MTT cell proliferation assay was performed to compare the proliferative potential of HepG2 cells treated with H2O2 or ascorbic acid with untreated HepG2 cells using 96-well plates. Results: The lowest binding energy of VEGF with vitamin C –5.2 kcal/mol and L-ascorbic acid-2 glycoside −4.7 kcal/mol was observed by in silico analysis. Vitamin C was selected because it exhibited a high interaction with VEGF and fulfilled Lipinski's rule, and had better oral viability and pharmacokinetics compared to L-ascorbic acid-2 glycoside. Cell viability assays showed that vitamin C had significant apoptotic effects (P < 0.0001). After treating HepG2 cells with ascorbic acid, reduced VEGF (angiogenesis) was observed as determined by apoptotic and proliferative gene expression. Ascorbic acid treatment of HepG2 cells led to downregulation of the proliferation markers, proliferating cell nuclear antigen, Ki67, and DNA topoisomerase II alpha. Increased apoptosis after treatment with vitamin C was observed due to upregulation of p53 and annexin V. Conclusion: The results of this study showed that vitamin C inhibited the growth of cancer cells, thus protecting HepG2 cells from oxidative stress. Vitamin C exhibited antiproliferative activity as observed in silico and in vitro, as well as by the inhibited expression of genes involved in protein synthesis.

Keywords

• Apoptosis
• Cell cycle
• Gene upregulation
• Proliferative genes
• Vitamin C