Eight botanical preparations that are commonly used for the treatment of menopausal symptoms were tested for estrogenic activity. Methanol extracts of red clover (Trifolium pratense L.), chasteberry (Vitex agnus-castus L.), and hops (Humulus lupulus L.) showed significant competitive binding to estrogen receptors α (ERα) and β (ERβ). With cultured Ishikawa (endometrial) cells, red clover and hops exhibited estrogenic activity as indicated by induction of alkaline phosphatase (AP) activity and up-regulation of progesterone receptor (PR) mRNA. Chasteberry also stimulated PR expression, but no induction of AP activity was observed. In S30 breast cancer cells, pS2 (presenelin-2), another estrogen-inducible gene, was up-regulated in the presence of red clover, hops, and chasteberry. Interestingly, extracts of Asian ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) and North American ginseng (Panax quinquefolius L.) induced pS2 mRNA expression in S30 cells, but no significant ER binding affinity, AP induction, or PR expression was noted in Ishikawa cells. Dong quai [Angelica sinensis (Oliv.) Diels] and licorice (Glycyrrhiza glabra L.) showed only weak ER binding and PR and pS2 mRNA induction. Black cohosh [Cimicifuga racemosa (L.) Nutt.] showed no activity in any of the above in vitro assays. Bioassay-guided isolation utilizing ER competitive binding as a monitor and screening using ultrafiltration LC-MS revealed that genistein was the most active component of red clover. Consistent with this observation, genistein was found to be the most effective of four red clover isoflavones tested in the above in vitro assays. Therefore, estrogenic components of plant extracts can be identified using assays for estrogenic activity along with screening and identification of the active components using ultrafiltration LC-MS. These data suggest a potential use for some dietary supplements, ingested by human beings, in the treatment of menopausal symptoms. Keywords: Estrogen receptor; alkaline phosphatase; progesterone receptor; pS2; dietary supplement; phytoestrogens; isoflavones

Abstract The endocrine system dynamically controls tissue differentiation and homeostasis, but has not been studied using dynamic tissue culture paradigms. Here we show that a microfluidic system supports murine ovarian follicles to produce the human 28-day menstrual cycle hormone profile, which controls human female reproductive tract and peripheral tissue dynamics in single, dual and multiple unit microfluidic platforms (Solo-MFP, Duet-MFP and Quintet-MPF, respectively). These systems simulate the in vivo female reproductive tract and the endocrine loops between organ modules for the ovary, fallopian tube, uterus, cervix and liver, with a sustained circulating flow between all tissues. The reproductive tract tissues and peripheral organs integrated into a microfluidic platform, termed EVATAR, represents a powerful new in vitro tool that allows organ–organ integration of hormonal signalling as a phenocopy of menstrual cycle and pregnancy-like endocrine loops and has great potential to be used in drug discovery and toxicology studies.

High-grade serous ovarian cancer is the most common and lethal gynecologic malignancy, which is often attributed to the lack of available screenings, allowing the disease to progress unnoticed until it is diagnosed at more aggressive stages. As such, identifying signals in the tumor microenvironment involved in the primary metastasis of tumorigenic fallopian tube epithelial (FTE) cells to the ovary could provide new avenues for prevention, diagnostics, or therapeutic intervention. Since our previous work identified that the interaction of tumorigenic FTE and the ovary causes the release of norepinephrine (NE) from the ovary, we intended to determine the effects of ovarian NE on signaling and invasion of tumorigenic FTE models and high-grade serous ovarian cancer cell lines. We demonstrate that NE does not universally enhance migration, invasion, or adhesion by using multiple cell types but does alter specific oncogenic protein expression in certain models.

Abstract Background The extensive use of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) has led to environmental contamination and bioaccumulation. Previous research linked PFAS exposure to female reproductive disorders, but the mechanism remains elusive. Further, most studies focused on legacy long-chain PFOA and PFOS, yet the reproductive impacts of other long-chain PFAS and short-chain alternatives are rarely explored. Objectives We investigated the effects and mechanisms of long- and short-chain PFAS on the ovary and associated ovarian functions. Methods A 3D in vitro ovarian follicle culture system and an in vivo mouse model, together with approaches of reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction, enzyme-linked immunosorbent assay, RNA-sequencing, pharmacological treatment, in situ zymography, histology, in situ hybridization, analytical chemistry, and benchmark dose modeling (BMD), were used to test environmentally relevant exposure levels of six long- and short-chain PFAS on follicle maturation, hormone secretion, and ovulation. Results In vitro exposure revealed that long-but not short-chain PFAS interfered with gonadotropin-dependent follicle maturation, ovulation, and hormone secretion. Mechanistically, long-chain perfluorononanoic acid (PFNA) acted as a peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR γ ) agonist in granulosa cells to disrupt follicle-stimulating hormone (FSH)-dependent follicle maturation, luteinizing hormone (LH)-stimulated ovulation, and associated gene regulatory pathways. In vivo mouse exposure confirmed the ovarian accumulation of PFNA and the mechanism of PPAR γ -mediated ovarian toxicities of PFNA observed in vitro . The BMD analysis of in vitro and in vivo results suggested human relevant exposure levels of long-chain PFAS in our study pose an extra risk of ovarian defects, with follicular rupture as the most sensitive endpoint. Discussion Using in vitro follicle culture and in vivo mouse models, we discovered that long-chain PFAS interfere with gonadotropin-dependent follicle maturation, hormone secretion, and ovulation, posing a non-negligible risk to women’s reproductive health including anovulation, irregular menstrual cycles, and sub- or infertility.

Abstract Ovarian cancer, a leading cause of cancer related deaths among women, has been notoriously difficult to routinely screen for and diagnose early. Researchers and clinicians continue to seek routinely usable, non-invasive, screening methods as early detection significantly improves survival. Biomarker screening is ideal; however, currently available ovarian cancer biomarkers lack desirable sensitivity and specificity. Furthermore, the most fatal forms, high grade serous cancers often originate in the fallopian tube; therefore, sampling from the vaginal environment provides more proximal sources for tumor detection. To address these shortcomings and leverage proximal sampling, we developed an untargeted mass spectrometry microprotein profiling method and identified a signature of cystatin A, validated this protein in an animal model, and sought to overcome the limits of detection inherent to mass spectrometry by demonstrating that cystatin A is present at 100 pM concentrations using a label-free microtoroid resonator. The findings highlight the potential utility for early-stage detection where cystatin A levels would be low. Significance Statement It is now clear that high-grade serous ovarian cancer can originate in the fallopian tube epithelium. These tumors colonize the ovary and then metastasize throughout the peritoneum. This discovery has raised important, and yet unaddressed, questions how we might be able to detect and screen for this deadly disease for which there is no routine screening. We have leveraged vaginal lavages from a murine model of the disease as a complex biological fluid for untargeted discovery of microproteins using mass. We improved our limits of detection by conjugating a cystatin A antibody to the surface of a microtoroid resonator to allow us to specifically detect cystatin A from vaginal lavages at early time points across biological replicates.

Eupenifeldin (1) is a fungal secondary metabolite possessing bis-tropolone moieties that demonstrates nanomolar cytotoxic activity against a number of cancer cell types. As a potential anticancer lead, this meroterpenoid was used to access 29 semisynthetic analogues via functionalization of the reactive hydroxy groups of the bis-tropolones. A series of ester (2–6), carbonate (7–8), sulfonate (9–16), carbamate (17–20), and ether (21–30) analogues of 1 were generated via 22 reactions. Most of these compounds were disubstituted, produced via functionalization of both of the tropolonic hydroxy moieties, although three mono-functionalized analogues (6, 8, and 24) and one tri-functionalized analogue (3) were also obtained. The cytotoxic activities of 1–30 were evaluated against human melanoma and ovarian cancer cell lines (i.e., MDA-MB-435 and OVCAR3, respectively). Ester and carbonate analogues of 1 (i.e., 2–8) maintained cytotoxicity at the nanomolar level, and the greatest improvement in aqueous solubility came from the monosuccinate analogue (6), which was acylated on the secondary hydroxy at the 11 position.

Mass spectrometry (MS) offers high levels of specificity and sensitivity in clinical applications, and we have previously been able to demonstrate that matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) MS is capable of distinguishing two-component biological mixtures at low limits of detection. Ovarian cancer is notoriously difficult to detect due to the lack of any screening methods for early detection. By sampling a local microenvironment, such as the vaginal fluids, a MS based method is presented that was capable of monitoring disease progression from vaginally collected, local samples from tumor bearing mice. A murine xenograft model of high grade serous ovarian carcinoma (HGSOC) was used for this study and vaginal lavages were obtained from mice on a weekly basis throughout disease progression and subjected to our MALDI-TOF MS workflow followed by statistical analyses. Proteins in the 4-20 kDa region of the mass spectrum could consistently be measured to yield a fingerprint that correlated with disease progression over time. These fingerprints were found to be statistically stable across all mice with the protein fingerprint converging towards the end point of the study. MALDI-TOF MS serves as a unique analytical technique for measuring a sampled vaginal microenvironment in a specific and sensitive manner for the detection of HGSOC in a murine model.