Physiologic Effects of the Golden Thistle (scolymus Hispanicus L.) Hydromethanolic Extracts: Outcomes of Phytochemical Health Benefits

Abstract

This dissertation aimed to screen the beneficial health effects of a hydromethanolic extract (GTE) obtained from the golden thistle (S. hispanicus L.) on different health conditions, including type 2 diabetes, inflammation, cancer, and wound healing. First, 1 mg/mL GTE resulted in 6.94% chlorogenic acid (CGA) bioavailability with (1.82±0.07)x10-6 cm/s apparent permeability on differentiated CaCo-2 cells. Then, 1 mg/mL GTE prompted 39.4-42.6% less glucose efflux and 49-66% less GLUT2 mRNA expressions on CaCo-2 cells. In the systemic inflammation model, pre-treatments of 50-500 μg/mL GTE reduced some inflammatory markers after 0.5 μg/mL lipopolysaccharide (LPS) inflammation induction for 12 h on RAW 264.7 cells. Reductions in 30-53%, 32-45% and 16-36% ranges for nitric oxide, tumor necrosis factor-α, and interleukin-6 (IL-6) were determined, respectively. Additionally, same GTE concentrations were pre-treated with the CaCo-2 cells in the colonic inflammation model. 15.5-19.5% and 8.7-17.3% less IL-6 and IL-8 cytokine releases were detected from CaCo-2 cells, respectively. The wound healing model of 3T3-L1 mouse fibroblasts revealed that 40-80 μg/mL root bark extract resulted in enhanced wound closures with significant differences in the cell cycle distributions. As the most significant result, G2 phase distributions were 1.8% and 12.5% in the negative and positive control samples, respectively. The root bark extract treatments of 10, 40, and 80 μg/mL resulted in 6.6%, 7.1%, and 9.1% in increasing concentrations. Finally, 4 mg/mL GTE application to CaCo-2 human adenocarcinoma cells caused 78.4% reduced cell viability, a cell cycle arrest, and increased early and late apoptotic properties. Overall results suggest that S. hispanicus L. has functional molecules that influence cellular regulations and have potential beneficial health effects.Bu tez çalışması, şevketibostandan elde edilmiş hidrometanolik özütlerinin (ŞBÖ) sağlık üzerine etkilerinin tip 2 diyabet, inflamasyon, kanser ve yara iyileşmesi gibi modellerde taranmasını amaçlamaktadır. İlk olarak, farklılaştırılmış CaCo-2 hücreleri üzerine 1 mg/mL ŞBÖ uygulaması, %6.94 klorojenik asit biyoyararlılığı ve (1.82±0.07)x10-6 cm/s geçiş değerlerinin bulunmasını sağlamıştır. Ardından, 1 mg/mL ŞBÖ, aynı hücre hattının kullanımıyla oluşturulan antidiyabetik aktivite modelinde, glukoz geçiş değerlerini %39.4-42.6 aralığında, GLUT2 mRNA ifadelerini ise %49-66 aralığında düşürmüştür. Sistemik inflamasyon modelinde, 50-500 μg/mL konsantrasyon aralığında ŞBÖ ön-uygulaması, daha sonra 12 saat boyunca 0.5 μg/mL lipopolisakkarit (LPS) verilerek inflamasyonun indüklendiği RAW 264.7 hücrelerinde bazı inflamasyon belirteçlerinin düşüşünü sağlamıştır. Nitrik oksit (NO), tümör nekroz faktörü alfa (TNF-α) ve interlökin 6 (IL-6) salınımlarında sırasıyla %30-53, %32-45 ve %16-36 aralıklarında düşüşler saptanmıştır. Ek olarak, kolonik inflamasyon modelinde aynı konsantrasyonlar CaCo-2 hücrelerine ön-işlem olarak verilmiş ve sırasıyla IL-6 ve IL-8 sitokin salınımlarında %15.5-19.5 ve %8.7-17.3 aralıklarında düşüşler tespit edilmiştir. Yara iyileşmesi modelinde, 40-80 μg/mL şevketibostan kök kabuğu ekstraktının 3T3-L1 hücrelerine uygulanmasının, yara kapanması ve hücre döngüsü üzerinde etkili olduğu bulunmuştur. G2 fazında negatif ve pozitif kontroller sırasıyla %1.8 ve %12.5 iken, 10, 40 ve 80 μg/mL ŞBÖ uygulamalarından sırasıyla %6.6, %7.1 ve %9.1 dağılımları elde edilmiştir. Son olarak, 4 mg/mL ŞBÖ’nün CaCo-2 insan kolon kanser hattı hücrelerinde hücre canlılığını %78.4 oranında düşürerek hücre döngüsünde tutuklanmanın yanı sıra, erken ve geç apoptotik aktivitelerin de artışına neden olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, S. hispanicus L., hücresel faaliyetleri etkileyebilen ve sağlık üzerine yararlı etkilere sahip olma potansiyeli bulunan fonksiyonel moleküller barındırmaktadır.