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Reprod. Nutr. Dev.
Volume 40, Number 5, September-October 2000
Page(s) 441 - 465
DOI: 10.1051/rnd:2000100

Reprod. Nutr. Dev. 40 (2000) 441-465

Induction of apoptosis and NF-$\kappa$B by quercetin in growing murine L1210 lymphocytic leukaemic cells potentiated by TNF-$\alpha$

Arkadiusz Orzechowskia - Katarzyna Grzelkowskaa - Wioletta Zimowskaa - Jerzy Skierskib - Tomasz Ploszaja - Katarzyna Bachaneka - Tomasz Motyla - Wojciech Karlika - Marcin Filipeckic

aDepartment of Physiology, Biochemistry, Pharmacology and Toxicology, Faculty of Veterinary Medicine, Warsaw Agricultural University, Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland
bFlow Cytometry Laboratory, Drug Institute, Warsaw, Poland
cDepartment of Plant Genetics and Breeding in Horticulture, Warsaw Agricultural University, Warsaw, Poland

(Received 12 April 2000; accepted 8 September 2000)


Polyphenol quercetin induced apoptosis in proliferating murine L1210 lymphocytic cells. DNA damage, as well as apoptosis and withdrawal from the cell cycle were transient. The above mentioned death promoting activity of quercetin was enhanced by physiological concentrations of TNF-$\alpha$. At the same time, indices of cell viability dropped. However, the extent and tendency of the initially enhanced cell mortality steadily diminished throughout the experiment. After 12 h the G2/M phase reappeared. After 24 h all indices almost returned to control levels indicating either the selection of subpopulation of unaffected leukaemic cells or cells developing resistance to the treatment. A DNA ladder of oligonucleosomes was observed for apoptogenic treatments. We conclude that quercetin unmasked cell death, promoting the activity of TNF-$\alpha$. However, after 12 and 24 h of exposure, surviving cells could complete the cell cycle and finally recover. At the same time, increased NF-$\kappa$B activation was demonstrated by immunoblotting of the immunoreactive RelA/p65 subunit in nuclear extracts. Exposure to TNF-$\alpha$ or quercetin was crucial for increased activity of NF-$\kappa$B, which may implicate an increasing resistance to their cytotoxicity.

Keywords: quercetin / TNF-$\alpha$ / leukaemia / apoptosis / NF-$\kappa$B


L'induction de l'apoptose et du NF-$\kappa$B par la quercétine dans des cellules leucémiques lymphocytaires L1210 murines proliférantes est potentialisée par le TNF-$\alpha$. La quercétine induit l'apoptose dans des cellules lymphocytaires murines L1210 proliférantes. Les altérations causées à l'ADN, de même que l'apoptose et les modifications du cycle cellulaire, sont transitoires. L'activation de la mort cellulaire par la quercétine était augmentée par des concentrations physiologiques de TNF-$\alpha$. En même temps, les indices de viabilité cellulaire étaient diminués. Cependant, le degré et la tendance de la mortalité cellulaire, initialement accrus, diminuaient fortement en cours d'expérience. Après 12 heures, la phase G2/M réapparaissait. Après 24 heures, tous les indices revenaient presque aux niveaux de base, indiquant la sélection d'une sous population de cellules leucémiques non affectées, ou de cellules développant une résistance au traitement. Des oligonucléosomes visibles sous la forme d'une échelle d'ADN étaient observés lors des traitements apoptogéniques. En conclusion, la quercétine révèle la mort cellulaire, promouvant l'activité du TNF-$\alpha$. Cependant, après 12 ou 24 heures d'exposition, les cellules survivantes pouvaient terminer leur cycle cellulaire. Une augmentation de l'activation du NF-$\kappa$B a été démontrée par immunodétection de la sous-unité RelA/p65 dans les extraits nucléaires. L'exposition au TNF-$\alpha$ ou à la quercétine était déterminante pour l'augmentation de l'activité NF-$\kappa$B, ce qui pourrait impliquer une résistance accrue à leur cytotoxicité.

Mots clé : quercétine / TNF-$\alpha$ / cellule lymphocytaire / apoptose / NF-$\kappa$B

Correspondence and reprints: Arkadiusz Orzechowski;

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