ارزیابی مقایسه‌ای فعالیت‌ آنتی‌اکسیدانی و اثر سیتوتوکسیک انتخابی عصاره سه رقم انار (Punica granatum L.) پوست سیاه بومی ایران

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 استاد، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

4 استادیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

5 استادیار، پژوهشکده گیاهان دارویی و مواد اولیه دارویی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

6 دانشیار، گروه علوم زیستی و شیمی، دانشکده هنر و علوم، دانشگاه نزوی، نزوی، سلطان‌نشین عمان

10.30473/cb.2025.75086.2013

چکیده

هدف این پژوهش، بررسی جامع خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدسرطانی عصاره تام و بخش‌بندی‌شده (آبی و اتیل‌استاتی) حاصل از میوه کامل انار پوست سیاه از سه رقم بومی ایران (یزد، ساوه و اصفهان) بر رده‌های سلولی سرطان پستان بود. عصاره‌ها با استفاده از روش سونیکاسیون در حلال هیدروالکلی استخراج و سپس با اتیل‌استات به دو فاز قطبی و نیمه‌قطبی تفکیک شدند. فعالیت آنتی‌اکسیدانی با آزمون ABTS و سمیت سلولی با آزمون MTT در رده‌هایMCF-7،MDA-MB-231 و سلول‌های نرمال HUVEC به‌منظور ارزیابی انتخاب‌پذیری مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، برای بررسی مسیرهای مولکولی آپوپتوز، بیان ژن‌های BAX و TP53 در سلول‌های تیمار‌شده با عصاره اتیل‌استاتی رقم یزد با روش qRT-PCR سنجیده شد. نتایج نشان داد که عصاره اتیل‌استاتی رقم یزد دارای بیشترین فعالیت آنتی‌اکسیدانی با مهار بیش از ۹۰ درصد رادیکال ABTS⁺ و اثرات سیتوتوکسیک معنادار وابسته به دوز در هر دو رده سرطانی بود، در حالی‌که سلول‌های نرمال HUVEC پاسخ منفی قابل‌توجهی نشان ندادند. بیان ژن‌های BAX و TP53 نیز به‌ترتیب تا ۱۲ و ۱۳ برابر افزایش یافت که نشان‌دهنده القای مسیر ذاتی آپوپتوز در این رده‌های سرطانی است. جمع‌بندی نتایج حاکی از آن است که عصاره اتیل‌استاتی انار پوست سیاه رقم یزد، به‌واسطه دارا بودن ترکیبات زیست‌فعال با پتانسیل بالا، می‌تواند گزینه‌ای طبیعی، ایمن و مؤثر در توسعه درمان‌های مکمل یا جایگزین برای سرطان پستان باشد. استفاده از ضایعات کشاورزی مانند پوست انار نیز رویکردی پایدار و اقتصادی در مسیر کشف دارو محسوب می‌شود. با این حال، انجام مطالعات پیش‌بالینی گسترده‌تر و شناسایی دقیق ترکیبات مؤثر برای تأیید اثربخشی بالینی ضروری است
جمع‌بندی نتایج حاکی از آن است که عصاره اتیل‌استاتی انار پوست سیاه رقم یزدی، به‌واسطه دارا بودن ترکیبات زیست‌فعال با پتانسیل بالا، می‌تواند گزینه‌ای طبیعی، ایمن و مؤثر در توسعه درمان‌های مکمل یا جایگزین برای سرطان پستان باشد. استفاده از ضایعات کشاورزی مانند پوست انار نیز رویکردی پایدار و اقتصادی در مسیر کشف دارو محسوب می‌شود. با این حال، انجام مطالعات پیش‌بالینی گسترده‌تر و شناسایی دقیق ترکیبات مؤثر برای تأیید اثربخشی بالینی ضروری است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparative Evaluation of the Antioxidant Activities and Selective Cytotoxic Effects of Black-Peel Pomegranate (Punica granatum L.) Extracts from Three Native Iranian Cultivars

نویسندگان [English]

  • Samira Farhadi 1
  • Ali Aalami 2
  • M. Mehdi Sohani 3
  • Shahrokh Ghovvati 4
  • Hassan Rezadoost 5
  • Issa S. Al-Amri 6
1 Ph.D. Student in Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
2 Associate Prof., Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Prof., Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
4 Assistant Prof., Department of Animal Sciences, Faculty of Aagricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran
5 Assistant Prof., Medicinal Plants and Drug Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
6 Associate Prof., Department of Biological Sciences and Chemistry, College of Arts and Sciences, University of Nizwa, Nizwa, Sultanate of Oman
چکیده [English]

This study evaluated the antioxidant and anticancer activities of both crude and fractionated (aqueous and ethyl acetate) extracts derived from black peel pomegranate fruits of three Iranian cultivars: Yazd, Saveh, and Esfahan. Extracts were obtained through sonication in a hydroalcoholic solvent, followed by liquid–liquid partitioning. Antioxidant capacity was assessed using the ABTS assay, while cytotoxic effects were measured via the MTT assay in two human breast cancer cell lines (MCF-7 and MDA-MB-231), along with normal HUVEC cells to assess selectivity. The ethyl acetate fraction of the Yazdi cultivar exhibited the highest antioxidant activity, achieving over 90% inhibition of ABTS⁺ radicals. It also induced significant, dose-dependent cytotoxicity in both cancer cell lines, with negligible effects on normal cells, indicating promising selectivity. To explore the mechanism of action, qRT-PCR was used to evaluate the expression of pro-apoptotic genes. Treatment with the Yazdi extract resulted in a substantial upregulation of BAX (12-fold) and TP53 (13-fold), suggesting activation of the intrinsic apoptotic pathway. The notable bioactivity observed in the Yazdi extract may be attributed to its rich phytochemical profile, potentially enhanced by the region’s arid climate, which is known to promote the biosynthesis of secondary metabolites. These findings highlight the potential of black peel pomegranate, particularly the Yazdi cultivar, as a natural, safe, and effective candidate for adjunctive breast cancer therapy. Additionally, the valorization of agricultural byproducts such as pomegranate peel represents a sustainable and cost-effective strategy in natural product-based drug discovery.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant
  • Apoptosis
  • Breast cancer
  • Pomegranat

مراجع

Alizadeh, M., Ghojazadeh, M., Piri, R., Mirza-Aghazadeh-Attari, M., Mohammadi, S., & Naghavi-Behzad, M. (2021). Age at diagnosis of breast cancer in Iran: A systematic review and meta-analysis. Iranian Journal of Public Health, 50(8), 1564-1576. DOI: https://doi.org/10.18502/ijph.v50i8.6802. Ardekani, M. R. S., Hajimahmoodi, M., Oveisi, M. R., Sadeghi, N., Jannat, B., Ranjbar, A. M., Gholam, N., & Moridi, T. (2011). Comparative antioxidant activity and total flavonoid content of Persian pomegranate (Punica granatum L.) cultivars. Iranian Journal of Pharmaceutical Research: IJPR, 10(3), 519-524. Aryannejad, A., Saeedi Moghaddam, S., Mashinchi, B., Tabary, M., Rezaei, N., Shahin, S., Rezaei, N., Naghavi, M., & Larijani, B. (2023). National and subnational burden of female and male breast cancer and risk factors in Iran from 1990 to 2019: Results from the Global Burden of Disease study 2019. Breast Cancer Research, 25(1), 47. DOI: https://doi.org/10.1186/s13058-023-01633-4. Baeghbali, V., Niakousari, M., & Farahnaky, A. (2016). Refractance Window drying of pomegranate juice: Quality retention and energy efficiency. LWT - Food Science and Technology, 66, 34-40. DOI: https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.10.017. Bray, F., Laversanne, M., Sung, H., Ferlay, J., Siegel, R. L., Soerjomataram, I., & Jemal, A. (2024). Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin, 74(3), 229-263. DOI: https://doi.org/10.3322/caac.21834. Cai, Y., Luo, Q., Sun, M., & Corke, H. (2004). Antioxidant activity and phenolic compounds of 112 traditional Chinese medicinal plants associated with anticancer. Life Sciences, 74(17), 2157-2184. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2003.09.047. Cao, M., Li, H., Sun, D., He, S., Yan, X., Yang, F., Zhang, S., Xia, C., Lei, L., & Peng, J. (2022). Current cancer burden in China: epidemiology, etiology, and prevention. Cancer Biology & Medicine, 19(8), 1121-1138. DOI: https://doi.org/10.20892/j.issn.2095-3941.2022.0231. Cao, W., Chen, H.-D., Yu, Y.-W., Li, N., & Chen, W.-Q. (2021). Changing profiles of cancer burden worldwide and in China: a secondary analysis of the global cancer statistics 2020. Chinese Medical Journal, 134(7), 783-791. DOI: https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000001474. Elmore, S. (2007). Apoptosis: a review of programmed cell death. Toxicologic Pathology, 35(4), 495-516. DOI: https://doi.org/10.1080/0192623070132033. Esmaeli, M., Dehabadi, M. D., & Ghanbari, A. (2025). Anticancer effects of pomegranate extract on breast cancer cell lines: A systematic review of the literature. Discover Medicine, 2(1), 1-10. DOI: https://doi.org/10.1007/s44337-025-00193-0. Haghpanah, S., Hosseini-Bensenjan, M., Ramzi, M., Khosravizadegan, Z., & Rezaianzadeh, A. (2023). Investigating the trends of incidence rates of breast cancer in Southern Iran: a population based survey. BMC Women's Health, 23(1), 589. DOI: https://doi.org/10.1186/s12905-023-02757-7. Huang, W.-Y., Cai, Y.-Z., & Zhang, Y. (2009). Natural phenolic compounds from medicinal herbs and dietary plants: potential use for cancer prevention. Nutrition and Cancer, 62(1), 1-20. DOI: https://doi.org/10.1080/01635580903191585 Hussain, S., Saxena, S., Shrivastava, S., Mohanty, A. K., Kumar, S., Singh, R. J., Kumar, A., Wani, S. A., Gandham, R. K., & Kumar, N. (2018). Gene expression profiling of spontaneously occurring canine mammary tumours: Insight into gene networks and pathways linked to cancer pathogenesis. PLOS ONE, 13(12), e0208656. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0208656. Kumar, P., & Mutreja, R. (2015). Comparison of Antioxidant Properties of Pomegranate Peel Extract by Different Methods. DOI: http://dx.doi.org/10.17758/ERPUB.ER915009 Lansky, E.P., & Newman, R.A. (2007). Punica granatum (pomegranate) and its potential for prevention and treatment of inflammation and cancer. Journal of ethnopharmacology, 109(2), 177-206. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jep.2006.09.006 Malcolm, J. R., Bridge, K. S., Holding, A. N., & Brackenbury, W. J. (2025). Identification of robust RT-qPCR reference genes for studying changes in gene expression in response to hypoxia in breast cancer cell lines. BMC Genomics, 26(1), 59. DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-025-11216-6. Newman, D. J., & Cragg, G. M. (2020). Natural products as sources of new drugs over the nearly four decades from 01/1981 to 09/2019. Journal of Natural Products, 83(3), 770-803. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.9b01285 Oltval, Z. N., Milliman, C. L., & Korsmeyer, S. J. (1993). Bcl-2 heterodimerizes in vivo with a conserved homolog, Bax, that accelerates programed cell death. cell, 74(4), 609-619. Panichayupakaranant, P., Itsuriya, A., & Sirikatitham, A. (2010). Preparation method and stability of ellagic acid-rich pomegranate fruit peel extract. Pharmaceutical biology, 48(2), 201-205. DOI: https://doi.org/10.3109/13880200903078503 Pereira, D. M., Valentão, P., Pereira, J. A., & Andrade, P. B. (2009). Phenolics: From chemistry to biology. Molecular Diversity Preservation International, 14(6), 2202-2211. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules14062202 Rangbulla, S., Sangwan, A., Gill, P. S., Bajaj, K., & Kumar, A. (2025). Assessment of Phytochemicals and Antioxidants of Nine Pomegranate Varieties Under Subtropics. Applied Fruit Science, 67(2), 87. DOI: https://doi.org/10.1007/s10341-025-01318-6. Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., & Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med, 26(9-10), 1231-1237. DOI: https://doi.org/10.1016/s0891-5849(98)00315-3. Reuter, S., Gupta, S. C., Chaturvedi, M. M., & Aggarwal, B. B. (2010). Oxidative stress, inflammation, and cancer: how are they linked? Free Radical Biology and Medicine, 49(11), 1603-1616. DOI: https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2010.09.006. Riaz, S., Rasul, A., Ahmad, M., Asrar, M., & Hassan, M. (2025). Pomegranate Peel Extract as 6-Phosphogluconate Dehydrogenase (6PGD) Inhibitor for Treatment of Breast Cancer. Cell Biochemistry and Biophysics, 83(1), 537-553. DOI: https://doi.org/10.1007/s12013-024-01485-5. Rice-Evans, C. A., Miller, N. J., & Paganga, G. (1996). Structure–Antioxidant Activity Relationships of Flavonoids and Phenolic Acids. Free Radical Biology and Medicine, 20(7), 933-956. DOI: https://doi.org/10.1016/0891-5849(95)02227-9. Seeram, N. P., Adams, L. S., Henning, S. M., Niu, Y., Zhang, Y., Nair, M. G., & Heber, D. (2005). In vitro antiproliferative, apoptotic and antioxidant activities of punicalagin, ellagic acid and a total pomegranate tannin extract are enhanced in combination with other polyphenols as found in pomegranate juice. The Journal of Nutritional Biochemistry, 16(6), 360-367. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2005.01.006 Seeram, N. P., Henning, S. M., Zhang, Y., Suchard, M., Li, Z., & Heber, D. (2006). Pomegranate juice ellagitannin metabolites are present in human plasma and some persist in urine for up to 48 hours. The Journal of Nutrition, 136(10), 2481-2485. DOI: https://doi.org/10.1093/jn/136.10.2481. Shahidi, F., & Ambigaipalan, P. (2015). Phenolics and polyphenolics in foods, beverages and spices: Antioxidant activity and health effects–A review. Journal of Functional Foods, 18, 820-897. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.06.018. Stoddart, M. J. (2011). Cell Viability Assays: Introduction. Methods in Molecular Biology, 740. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-61779-108-6_1. Sung, H., Ferlay, J., Siegel, R. L., Laversanne, M., Soerjomataram, I., Jemal, A., & Bray, F. (2021). Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 71(3), 209-249. DOI: https://doi.org/10.3322/caac.21660. Sweidan, N., Abu Rayyan, W., Mahmoud, I., & Ali, L. (2023). Phytochemical analysis, antioxidant, and antimicrobial activities of Jordanian Pomegranate peels. PLOS ONE, 18(11), e0295129. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0295129. Syed, D. N., Afaq, F., & Mukhtar, H. (2007). Pomegranate derived products for cancer chemoprevention. Seminars in Cancer Biology, 17(5), 377-385. DOI: https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2007.05.004 Tehranifar, A., Zarei, M., Nemati, Z., Esfandiyari, B., & Vazifeshenas, M. R. (2010). Investigation of physico-chemical properties and antioxidant activity of twenty Iranian pomegranate (Punica granatum L.) cultivars. Scientia Horticulturae, 126(2), 180-185. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.07.001 Viuda‐Martos, M., Fernández‐López, J., & Pérez‐Álvarez, J. (2010). Pomegranate and its many functional components as related to human health: a review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 9(6), 635-654. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1541-4337.2010.00131.x Wong, R. S. (2011). Apoptosis in cancer: from pathogenesis to treatment. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 30, 1-14. DOI: https://doi.org/10.1186/1756-9966-30-87. Zheng, Q., Zhang, Q., Yu, X., He, Y., & Guo, W. (2021). FENDRR: A pivotal, cancer-related, long non-coding RNA. Biomedicine & Pharmacotherapy, 137, 111390. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111390

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار