Epigallokatekiini-3-Gallaattipitoiset liposomit edistävät mikrogliasolujen tulehdusta ja edistävät neurosuojaa

joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstrakti

mikroglia-välitteisen hermotulehduksen tiedetään vaikuttavan pääasiassa hermostoa rappeuttavien sairauksien etenemiseen. Epigallokatekiini-3-gallaatti (EGCG), joka tunnetaan vihreän teen luonnollisena antioksidanttina, voi estää mikrogliavälitteisen tulehduksen ja suojata hermosoluja, mutta sillä on haittoja, kuten korkea epästabiilisuus ja alhainen hyötyosuus. Kehitimme EGCG-liposomaalisen formulaation parantaaksemme sen biologista hyötyosuutta ja arvioimme hermoja suojaavaa aktiivisuutta in vitro ja in vivo hermotulehdusmalleissa. EGCG:llä ladattuja liposomeja on valmistettu fosfatidyylikoliinista (PC) tai fosfatidyyliseriinistä (PS), joka on päällystetty E-vitamiinilla (VE) tai ilman sitä hydraatio- ja kalvoekstruusiomenetelmällä. Thetulehdusta ehkäisevävaikutus on arvioitu lipopolysakkaridien (LPS) indusoimaa BV-2-mikrogliasolujen aktivaatiota ja Sprague Dawley -rottien substantia nigra -tulehdusta vastaan. Solutulehdusmallissa hiiren BV-2-mikrogliasolut muuttivat morfologiansa normaalista sferoidista aktivoituun karan muotoon 24 tunnin LPS:n induktion jälkeen. In vitro vapaaradikaali 2,2-difenyyli-1-pikryylihydratsyyli (DPPH) -määrityksessä EGCG pyyhkäisi 80 prosenttia DPPH:sta 3 minuutissa. BV-2-solut voivat fagosytoida EGCG:llä ladatut liposomit 1 tunnin soluviljelyn jälkeen solujen sisäänottokokeista. EGCG:llä ladatut liposomit paransivat BV-2-mikrogliaperäisen typpioksidin ja TNF:n tuotantoa LPS:n jälkeen. In vivo Parkinsonin oireyhtymän rottamallissa EGCG:llä ladattujen liposomien samanaikainen intranigraalinen injektio heikensi LPS:n indusoimia proinflammatorisia sytokiineja ja palautti motorisen vajaatoiminnan. Osoitimme, että EGCG:llä ladatuilla liposomeilla on neuroprotektiivinen vaikutus moduloimalla mikroglia-aktivaatiota. Vihreästä teestä ja ladatuista liposomeista uutettu EGCG voisi olla arvokas ehdokas sairautta modifioivaan hoitoonParkinsonin tauti (PD).

Avainsanat:hermosolujen suojaus; hermoston tulehdus; Parkinsonin tauti; katekiini; L- -fosfatidyylikoliini; fosfatidyyliseriini

estääParkinsonin tautisairausCistanchen vaikutuksiacistanche

Chun-Yuan Cheng 1,2, Lassina Barro 2, Shang-Ting Tsai 2,3, Tai-Wei Feng 2,3, Xiao-Yu Wu 2, Che-Wei Chao 4, Ruei-Siang Yu 2, Ting-Yu Chin 4* ja Ming Fa Hsieh 2,3,*

1 Neurosurgian osasto, kirurgian osasto, Changhua Christian Hospital, 135 Nanxiao St., Changhua City, Changhua County 500, Taiwan; 83998@cch.org.tw

2 Biolääketieteen tekniikan laitos, Chung Yuan Christian University, No. 200, Zhongbei Rd., Zhongli Dist., Taoyuan City 320314, Taiwan;

3 Center for Minimally-Invassive Medical Devices and Technologies, Chung Yuan Christian University, No. 200, Zhongbei Rd., Zhongli Dist., Taoyuan City 320314, Taiwan

4 Biotiedeteknologian laitos, Chung Yuan Christian University, No. 200, Zhongbei Rd., Zhongli Dist., Taoyuan City 320314, Taiwan.

1. Esittely

Kun hermosto on vaurioitunut tai infektoitunut, mikrogliasolut aktivoituvat ja muuttuvat haarautuneiksi, mikä johtaa suuren tulehdusta edistävien sytokiinien, kuten tuumorinekroositekijän (TNF-), interleukiinin -1 ( IL-1), interleukiini 6 (IL-6) ja tulehdusvälittäjät, kuten typpioksidi (NO) ja reaktiiviset happilajit (ROS). Lopuksi hermosolut vaurioituvat, rappeutuvat tai kuolevat näistä tulehdusvälittäjistä. Äskettäin on havaittu, että potilaiden aivoissa, joilla on hermoston rappeumatauti, kuten Parkinsonin tauti, Alzheimerin tauti, Huntingtonin tauti ja Creutzfeldt-Jakobin tauti. , suuret määrät mikrogliasoluja aktivoituvat ja yli-ilmentyvät [1–3]. Epidemiologisesti PD:n syy liittyy enimmäkseen hermotulehdusreaktioon. Tuloksena olevat tulehdusvälittäjät, kuten TNF-, IL-1, IL-6, NO ja ROS, löytyvät aivojen striatumista [1,4–7]. Dopaminergisten hermosolujen hajoamista voidaan säädellä mikrogliasoluilla [8].

PD:tä aiheuttavaa hermoston tulehdusprosessia edeltää ympäristömyrkkyjen, mukaan lukien rotenoni [9], lipopolysakkaridi (LPS) [5,7] ja epänormaalin proteiinin kertymisen vaikutukset [10], aiheuttamat primaariset hermosolujen vauriot. Vaurio aiheuttaa vaurioita ja jopa dopaminergisten hermosolujen apoptoosia. Sitten mikrogliasolut aktivoituvat vapauttamaan sytokiinejä, mikä johtaa hermosolujen tulehdukseen ja kuolemaan ja lopulta PD:hen.

Kun LPS stimuloi mikrogliasoluja, LPS sitoutuu mikrogliasolujen pintareseptorin CD14-sitoutumiskohtaan. LPS-CD14-kompleksi kytkeytyy MD2-linkkeriin toll-like reseptori-4 (TLR4) transmembraaniproteiinien kautta ja osallistuu sitten useisiin viestinvälitysreitteihin, joita mitogeeniaktivoidut proteiinikinaasit (MAPK) ja aktivoivat transkriptiotekijät (ydintekijä) tuottavat. -kappa B, NF-KB). Geenitranskription [5,11,12] jälkeen mikrogliasolut vapauttavat sytokiineja, kuten TNF- ja IL-1, tai ilmentävät indusoituvan typpioksidisyntaasin (iNOS) ja syklo-oksigenaasin-2 (COX{) geenejä {17}}), mikä johtaa prostaglandiinien tai NO:n vapautumiseen. Lisäksi tuhoavia ONOO-vapaita radikaaleja syntyy yhdistämällä nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti (NADPH) -oksidaasista tuotettuja superoksidianioneja iNOS:sta tuotettuun NO:han, mikä johtaa dopaminergisten neuronien kuolemaan [13]. Siksi tässä tutkimuksessa LPS:ää käytettiin indusoimaan mikrogliasolujen hermotulehdus PD:n in vitro -mallina.

Katekiinit ovat luonnollisia antioksidantteja, jotka voivat estää soluvaurioita ja tarjota monia farmakologisia etuja, kuten kasvaimia, syöpää, ikääntymistä, farmakologista säteilyä ja vapaiden radikaalien poistamista [14]. Vihreä tee sisältää noin 10 painoprosenttia polyfenoleja, mukaan lukien suuret määrät katekiinia, jota kutsutaan epigallokatekiinigallaatiksi (EGCG). EGCG:llä on korkein antioksidanttiaktiivisuus ja vapaita radikaaleja poistava kyky kaikissa vihreän teen katekiineissa, ja se voi siepata ROS:ää suojellakseen soluja oksidatiivisen stressin vaurioilta [15]. EGCG:llä on myös korkea anti-inflammatorinen teho, joka voi tehokkaasti estää makrofagien sytokiinien (TNF-, IL-2 ja IL-8) erittymistä [16], Akt-signaaliproteiinien ja IKB-proteiinien fosforylaatiota tulehdusreittejä NF-kB:n ilmentymisen tai AP-1-transkription vähentämiseksi estämällä ylävirran MAPK-proteiinien fosforylaatiota COX-2-ekspression tasapainottamiseksi ja tulehdusta edistävien sytokiinien tuotannon vähentämiseksi [17].

Äskettäin EGCG:n on raportoitu olevan potentiaalisesti terapeuttinen tai profylaktinen PD:lle, koska se suppressoi aktiivisia synukleiinin (S) oligomeereja [18]. EGCG estää myös S-aggregaatiota in vitro [19–21], ja sytoplasminen S-aggregaatio dopaminergisissä neuroneissa on yksi mahdollinen PD:n patogeneesi, joka johtaa dopaminergisten hermosolujen vaurioitumiseen substantia nigrassa [22]. Lisäksi EGCG voi palauttaa 1-metyyli-4-fenyyli-1,2,3,6-tetrahydropyridiinin (MPTP) aiheuttamia hermokemiallisia tai toiminnallisia vaurioita ja säädellä ferroportiinia musta-aineessa ja vähentää oksidatiivinen stressi [23]. EGCG:llä on myös neuroprotektiivisia ja immuunisuojaavia vaikutuksia MPTP:llä hoidetuissa hiirissä, ja se voi moduloida hermoston tulehdusta ja suojata dopaminergisten hermosolujen häviämistä MPTP-indusoidussa PD:ssä [24].

EGCG:n tulehdusta estäviä vaikutuksia tutkittiin. EGCG suppressoi LPS:ää indusoi NO:n tuotantoa ja iNOS:n ilmentymistä BV-2-mikrogliasoluissa. EGCG voi tehokkaasti estää proinflammatoristen sytokiinien, kuten TNF- ja IL-1, ilmentymistä BV-2-soluissa [25]. Ihmisen makrofagien EGCG-esikäsittely esti merkittävästi LPS:n indusoimaa proinflammatoristen sytokiinien, kuten TNF-, IL-1 ja IL-6 [26], ilmentymistä. Lisäksi LPS-vaurioituneiden hiirten EGCG:n jälkikäsittely vähensi tulehdusta edistävän sytokiinin tuotantoa moduloimalla TLR4-NF-KB-reittiä [27]. Lisäksi poly(laktidi-ko-glykolidi) (PLGA) -mikropallot, jotka on ladattu EGCG:llä ja optimoitu lisäämällä -syklodekstriiniä (-CD), voivat tehokkaasti estää NO:n tuotantoa BV-2-soluista hiiren BV:n in vitro -mallissa. -2 LPS:n stimuloimat mikrogliasolut, mikä osoittaa, että mikropallot voivat tukahduttaa aktivoituneiden mikrogliasolujen tulehduksen [28].

Vaikka vihreä tee on päivittäinen juoma, katekiinien teho on tehoton alhaisen oraalisen biologisen hyötyosuuden vuoksi; näin ollen tarvitaan tehokkaita farmaseuttisia annosmuotoja. Nanolääkkeen kantajalla on etuna ennenaikaisen aineenvaihdunnan välttäminen, lääkkeen vaikutusajan pidentäminen ja lääkkeiden annostelun kohdentaminen. Siksi tässä tutkimuksessa on tarkoitus kehittää liposomeja, jotka sisältävät fosfatidyylikoliinia (PC) ja fosfatidyyliseriiniä (PS), jotka ovat solukalvon kaltaisia ​​komponentteja, tulehdusta ehkäiseviksi annostusmuodoiksi. Vihreistä teelehdistä uutettua EGCG:tä ladattiin liposomeihin hidastamaan LPS:n indusoimia tulehdusreaktioita mikrogliasoluissa. Arvioitiin myös EGCG:llä ladattujen liposomien terapeuttinen vaikutus PD:n in vivo -malliin hermosolujen suojaamiseksi.

2. Tulokset

2.1. EGCG:n uuttaminen

2.1.1. EGCG-uute

Epigallokatekiini{{0}}gallaatin karakterisointitiedot löytyvät lisätiedostosta (kuvat S1 ja S2). 2.1.2. EGCG:n erilaiset formulaatiot Taulukossa 1 lumelääkkeen PS-, PS-EGCE- ja PS-EGCG-VE-liposomien keskimääräiset hiukkasten halkaisijat olivat pienempiä kuin plasebo PC-, PC-EGCE- ja PC-EGCG-VE- liposomit, vastaavasti. Koska PC on neutraali ja PS on negatiivisesti varautunut [29], tämä osoittaa, että additiivinen pintapotentiaali vaikutti hiukkaskokoon. Kaikkien liposomien polydispersiteettiindeksi (PDI) oli alle 0,22, mikä osoittaa, että liposomien rakenne liuoksessa on stabiili. PS:n negatiiviset varaukset johtivat hylkivään voimaan PS-liposomien väliseen pintapotentiaaliin, mikä välttää aggregaatiota ja pienensi PS-liposomien kokoa.

Taulukossa 1 kuvattu PS:tä sisältävien liposomien kapselointitehokkuus/koko oli suurempi/pienempi kuin vastaavien PC:tä sisältävien liposomien [30]. PC-EGCG-VE-liposomien ja PS-EGCG-VE-liposomien kapselointitehokkuus oli laajempi kuin PC-EGCG-liposomien ja PS-EGCG-liposomien vastaavasti. Tämä johtuu siitä, että E-vitamiini on rasvaliukoinen, upotettu fosfolipidikaksoiskalvoon ja tarjoaa antioksidanttisuojan EGCG:lle.

2.2. In vitro -soluanalyysi

2.2.1. Solujen elinkelpoisuus

EGCG:llä 50 - 400 uM käsiteltyjen solujen elinkelpoisuus laski merkittävästi verrattuna kontrolliryhmään (kuvio 1A). Sitä vastoin 5 - 25 uM saavien solujen elinkelpoisuus on samanlainen kuin kontrolliryhmän solujen elinkelpoisuus. Tässä tutkimuksessa käytetyn EGCG:n pitoisuudeksi määritettiin 25 uM. Samoin solutulehduksen indusointiin käytetyn LPS:n pitoisuudeksi määritettiin 50 ng/ml kuvion 1B mukaisesti. Kuvassa 1C kaikkien pitoisuuksien lumeliposomien kanssa yhteisviljeltyjen solujen solujen elinkelpoisuus ei ollut tilastollisesti merkitsevä verrattuna kontrolliryhmään. Siksi lumeliposomit eivät ole sytotoksisia mikrogliasoluille.

2.2.2. Solumorfologia

Kontrolliryhmän solumorfologia (kuvio 2A) ja 25 µM EGCG:llä käsiteltyjen solujen morfologia (kuva 2B) olivat pallomaisia, kun taas 50 ng/ml LPS:llä käsiteltyjen solujen morfologia (kuva 2C) oli karan muotoista. 25 uM EGCG:llä käsiteltyjen ja LPS:llä aktivoitujen solujen morfologia (kuvio 2D) oli kuitenkin pallomainen. Tämä osoitti, että EGCG voi estää LPS:n indusoimaa aktivaatiota. Siksi EGCG:n esikäsittelyllä on inhiboiva vaikutus hermosolujen tulehdukseen, mikä suojaa mikrogliasoluja aktivaatiolta.

2.2.3. EI Vapautus

Kuvassa 3A NO:n vapautuminen BV-2-soluista, jotka indusoitiin 5–1000 ng/ml LPS:llä 24 tunnin inkubaation aikana, oli tilastollisesti merkitsevä verrattuna kontrolliryhmän NO:n vapautumiseen. LPS:n konsentraation, jota käytettiin solutulehduksen aktivoimiseksi toimimaan, määritettiin olevan 50 ng/ml.

NO:n vapautuminen 25 µM EGCG:llä käsitellyistä BV-2-soluista ei ollut tilastollisesti merkitsevä verrattuna kontrolliryhmään, kuten kuvassa 3B esitetään. LPS:llä 24 tunnin ajan indusoitu solutulehdus osoitti kuitenkin merkittävää lisäystä kontrolliryhmään verrattuna. Solut, joita käsiteltiin 25–200 µM EGCG:llä 1 tunnin ajan ja aktivoitiin sitten LPS:llä, osoittivat tilastollisesti merkitsevää laskua verrattuna soluryhmään, joka oli aktivoitu vain LPS:llä. NO:n vapautuminen ei vähentynyt, kun EGCG nousi 50–200 µM, koska solujen elinkelpoisuus laski, kun EGCG oli noussut 50–200 µM, kuvan 1A mukaisesti.

25 uM EGCG:llä käsiteltyjen solujen NO-tuotanto, jota seurasi 50 ng/ml LPS:llä indusoitu tulehdus, ei ollut tilastollisesti merkitsevä verrattuna kontrolliryhmään (kuvio 3C). PC-EGCG-liposomeilla tai PC-EGCG-VE-liposomeilla käsiteltyjen solujen ryhmässä, jota seurasi LPS-aktivointi 50 ng/ml:lla, vapautunut NO osoitti kuitenkin merkittävää laskua verrattuna vain LPS:llä käsiteltyjen solujen ryhmään. NO:n vapautuminen PC-EGCG-liposomeilla tai PC-EGCG-VE-liposomeilla esikäsitellyistä soluista oli korkeampi kuin NO:n vapautuminen EGCG:llä esikäsitellystä soluryhmästä, mikä selittyy EGCG:n hitaalla vapautumisella liposomeista.

2.2.4. Sytokiinianalyysi

Kuviossa 4A LPS:llä käsiteltyjen solujen TNF-konsentraatio 24 tunnin jälkeen osoitti tilastollisesti merkitsevää nousua verrattuna kontrolliryhmään tai soluviljelyalustaan ​​(DMEM). Plasebo PC-liposomit olivat lähellä LPS:llä käsiteltyjen solujen vastaavia. Kuitenkin TNF-pitoisuus PS-EGCG-liposomeilla tai PS-EGCG-VE-liposomeilla esikäsiteltyjen solujen ryhmässä, jota seurasi LPS-aktivointi, osoitti tilastollisesti merkitsevää laskua verrattuna LPS:llä käsiteltyjen solujen pitoisuuteen. Tämä laskeva TNF-pitoisuus osoittaa, että EGCG:llä ladatut liposomit voivat vähentää LPS:n indusoimaa mikrogliasolujen aktivaatiota. PS-EGCG-VE-liposomien estovaikutus oli parempi kuin PS-EGCG-liposomien.

Sytosolinen fosfolipaasi A2 (cPLA2) voi hydrolysoida solukalvon fosfolipidit arakidonihapon tuottamiseksi. Syklo-oksigenaasi (COX) on avainentsyymi, joka muuttaa arakidonihapon prostaglandiiniksi. COX-2 ja cPLA2 syntyvät usein tulehduksesta tai pahanlaatuisesta sairaudesta [31–34]. Kuvassa 4B indusoi tulehdus LPS:llä 5–50 ng/ml 24 tunnin ajan, ja cPLA2:n ilmentyminen lisääntyi, kun LPS-pitoisuus nousi. Kuva 4C osoitti LPS:n (5–50 ng/ml) indusoiman COX-2:n lisääntyneen aktiivisuuden 24 tunnin ajan. COX-2:n ilmentyminen nousi arvosta 5–25 ng/ml LPS, kun taas se laski arvoon 50 ng/ml. Kuvassa 4D cPLA2:n ilmentyminen väheni, kun BV-2-soluja esikäsiteltiin EGCG:llä ja indusoitiin LPS:llä. COX-2:n ilmentyminen LPS-aktivoiduilla BV-2-soluilla lisääntyi kontrolliryhmään verrattuna (kuva 4E). COX-2 väheni merkittävästi EGCG:llä, lumelääkettä sisältävillä PS-liposomeilla, PS-EGCG-liposomeilla ja PS-EGCG-VE-liposomeilla esikäsiteltyjen solujen ryhmässä, mitä seurasi LPS-inflammatorinen induktio. Erityisesti lume-PS-liposomeilla esikäsiteltyjen solujen COX-2:n ilmentymisellä oli tilastollisesti merkitsevä ero LPS:n indusoimien solujen ilmentymiseen verrattuna.

2.3. In vivo -eläintesti

2.3.1. Eläinten käyttäytyminen

Testi Parkinson-rottien suorittamien ympyröiden lukumäärä amfetamiinin antamisen jälkeen (esitetty kuviossa 5A) kasvoi merkittävästi verrattuna kontrolliryhmän rottien suorittamien ympyröiden lukumäärään. Parkinsonin tautia sairastavien rottien0 käyttäytyminen, joita hoidettiin erilaisilla EGCG-formulaatioilla, oli samanlaista kuin kontrolliryhmän rottien. Nämä tiedot osoittivat, että EGCG heikensi LPS:n aiheuttamia yksipuolisia nigrostriataalijärjestelmän vaurioita. 2.3.2. Tulehdusmarkkerien analyysi TNF-/GAPDH:n suhde hoidetussa ryhmässä oli merkittävästi pienempi verrattuna oireyhtymärotilla havaittuun suhteeseen. IL-1-trendi oli samanlainen kuin TNF-trendi. In vivo -tulokset ovat yhdenmukaisia ​​in vitro -tutkimusten tulosten kanssa. Aivoista peräisin olevan neurotrofisen tekijän (BDNF) ilmentyminen hoidetussa ryhmässä oli samanlainen kuin LPS-indusoidussa ryhmässä (kuvio 5D). Tämä tulos saattaa kuitenkin viitata siihen, että PC-EGCG:llä ladattujen liposomien aiheuttama raajojen koordinaation paraneminen Parkinsonin oireyhtymärotissa johtuu hermoston tulehdusvasteen vähenemisestä, mutta ei BDNF:n lisääntymisestä.

Se sopii myös aikaisempiin raportteihin, joiden mukaan TNF- ja NO-tuotannon vähentyminen rottien esikäsittelyllä EGCG:llä (10 mg/kg) 24 tunnin ajan ja induktio LPS:llä 7 päivän jälkeen väheni verrattuna LPS-käsiteltyjen rottien vastaavaan, ja pääteltiin, että EGCG:llä on mahdollinen terapeuttinen vaikutus LPS:n aiheuttamaan neurotoksisuuteen TNF- ja NO:n vapautumisen vähenemisen vuoksi.

3. Keskustelu

Tässä tutkimuksessa vihreästä teestä uutetun EGCG:n puhtaus havaittiin olevan 90,5 prosenttia ja EGCG:n vapaita radikaaleja poistava aktiivisuus oli laajempi kuin 80 prosenttia 3 minuutissa. Se kasvoi suuremmalla EGCG-pitoisuudella tai pidemmällä reaktioajalla. PC-EGCG-VE- ja PS-EGCG-VE-liposomien partikkelikoko oli 161,5 ja 142,9 nm, jotka olivat pienempiä kuin PLGA-mikropalloissa [28] ladatun EGCG:n hiukkaskoko, jossa oli lisäsyklodekstriiniä (vaihteluväli 1–14 µm). . PC-EGCG-VE- ja PS-EGCG-VE-liposomien kapselointitehokkuus oli 60,2 prosenttia ja 76,8 prosenttia, vastaavasti. Nämä tulokset osoittivat, että PS:ää sisältävät liposomit olivat pienempiä, stabiilimpia ja niillä oli suurempi kapselointitehokkuus PS:n varauksen vuoksi, ja ne johtivat hylkivään voimaan liposomien välillä aggregaation välttämiseksi.

TNF- ilmentymisessä soluissa, jotka oli esikäsitelty PS-EGCG- ja PS-EGCG-VE-liposomeilla ja jotka oli sitten indusoitu LPS:llä, oli tilastollisesti merkitseviä eroja verrattuna LPS:llä indusoitujen solujen ilmentymiseen, ja samanlaisia ​​tuloksia havaittiin myös EGCG:n esikäsittelyssä LPS:llä. -indusoitu TNF-ekspressio BV-2-soluissa [25] ja ihmisen makrofageissa [26]. Yhteenvetona voidaan todeta, että EGCG:llä käsitellyn ryhmän solumorfologia ja TNF-ekspressio osoittivat LPS:n indusoiman tulehduksen estovaikutuksen.

Tässä tutkimuksessa EGCG-esikäsittely voi vähentää NO:n vapautumista. LPS-indusoitujen BV-2-solujen NO-tuotannon estämistä esikäsittelyllä EGCG:llä ladattuja PLGA-mikropalloja tutkittiin myös aiemmassa tutkimuksessamme [28].

Esillä olevassa tutkimuksessa Parkinsonin oireyhtymä rotilla syntyy LPS:n aiheuttaman yksipuolisen musteaineen alueen vauriosta. Toinen tärkeä havainto on, että tilastollisen kvantitatiivisen analyysin avulla EGCG:llä ladatut liposomit voivat lievittää oireyhtymää, joka johtuu rotan aivojen toispuolisen keskiaivojen nigrosiinialueen vaurioista rotaatiotestissä LPS:n indusoimasta ja hermoston tulehdustekijöiden TNF- tuotannosta substantiassa. EGCG:llä ladatut liposomit voivat myös pienentää rotan aivojen nigra-aluetta. Tämä tutkimus osoittaa, että raajojen koordinaation paraneminen ja hermosolujen tulehduksen väheneminen LPS:n aiheuttamassa Parkinsonin oireyhtymässä johtuu EGCG-kuormitettujen liposomien paikallisesta annostelusta, mutta ei BDNF:n lisääntymisestä. Anti-neuroinflammaatiotulokset ovat kuitenkin välttämättömiä neuroprotektiivisen vaikutuksen kannalta [35]. BV-2-aktivaatio vapauttaa tulehdusta edistäviä tekijöitä, jotka ovat neurotoksisia ja johtavat soluvaurioihin. Estämällä BV{10}}-aktivoinnin EGCG tarjoaa hermostoa suojaavan vaikutuksen. Jotkut EGCG:n jälkikäsittelyt LPS:n indusoiman aikuisen hermoston kantasolujen lisääntymisen, eloonjäämisasteen ja hermosolujen erilaistumisen parantamiseksi hammaskivessä osoittavat, että EGCG voi olla potentiaalinen terapeuttinen aine hermotulehdussairauksissa [27].

Aiemmat farmakokineettiset tutkimukset osoittivat, että eksogeeninen PS voi ylittää veri-aivoesteen (BBB), jossa sillä näyttää olevan affiniteettia hypotalamukseen [6], ja oraalinen anto johtaa huippupitoisuuksiin 1–4 tunnissa. Lisäksi havaittiin, että PS:tä sisältävät liposomit jäljittelevät apoptoottisia soluja edistääkseen anti-inflammatoristen välittäjien, kuten transformoivan kasvutekijän- 1 (TGF- 1) erittymistä (makrofageista tuotetun NO:n vaimentamiseen). [36] ja prostaglandiini E2 (PGE2) makrofagien ja mikrogliasolujen vaikutuksesta in vitro [6,37] ja edistävät myös tulehduksen lievitystä in vivo [38]. Näin ollen tässä tutkimuksessa osoitetuilla PS:tä sisältävillä EGCG-kuormitetuilla liposomeilla on se etu pienempi hiukkaskoko, suurempi kapselointitehokkuus ja Parkinsonin oireyhtymän aktivoitumisen estäminen sekä mikrogliasoluissa että Vivo-rottamallissa, mikä osoittaa parantuvan anti-inflammatorisen toiminnan ja hermosolujen suojaus.

Rajoituksena on, että tutkimuksemme tehtiin joillakin puuttuvilla analyyseillä, kuten neuroprotektiivisen vaikutuksen tapauksessa, ja NeuN-värjäystä ei tutkittu. Analysoimme myös vain BDNF:n neurotrofisena tekijänä. FGF2 ja IGF2 ovat myös neurotrofisia tekijöitä, jotka tulee ottaa huomioon [39].

5. Johtopäätökset

Katekiinien alhaisen oraalisen biologisen hyötyosuuden parantamiseksi EGCG:tä ladattiin liposomeihin tässä tutkimuksessa. On havaittu, että PS:tä sisältävät liposomit olivat pienempiä ja stabiilimpia. Sillä on korkeampi kapselointiteho, ja E-vitamiinin lisääminen voi suojata EGCG:tä hapettumiselta ja parantaa kapseloinnin tehokkuutta. In vitro -tutkimuksessa TNF- ja NO-tuotannon ilmentymät BV-2-soluista vähenivät sen jälkeen, kun EGCG:llä kuormitettuja liposomeja esikäsiteltiin LPS-indusoiduilla BV{5}}-soluilla. Siksi EGCG:llä ladatuilla liposomeilla on ollut olennainen rooli hermotulehdusvasteessa inhibiittorina. Edullisina vaikutuksina on ollut solujen apoptoosin estäminen hermotulehdusreaktioissa.

In vivo -tutkimuksessa LPS:n indusoima Parkinsonin oireyhtymä rotilla toispuoleiselle keskiaivon substantia nigra -alueelle on parantunut. Hermosolujen tulehdusmekanismi, mukaan lukien TNF-eritys, on estetty EGCG-kuormitettujen liposomien jälkikäsittelyllä. Osoitimme, että EGCG olisi arvokkaampi ehdokas neurodegeneratiivisten sairauksien hoidossa lievittämällä aivojen tulehdusta. Myöhemmissä tutkimuksissa tulisi keskittyä tulehdusreitteihin käyttämällä lysosomiseurantalaitetta liposomien sisääntulon seuraamiseen soluun ja EGCG:n vapautumista liposomista.

Viitteet

1 Lull, ME; Block, ML Mikrogliaaktivaatio ja krooninen neurodegeneraatio. Neurotherapeutics 2010, 7, 354–365. [CrossRef]

2. Ekdahl, C.; Kokaia, Z.; Lindvall, O. Aivojen tulehdus ja aikuisten neurogeneesi: Mikroglian kaksoisrooli. Neuroscience 2009, 158, 1021–1029. [CrossRef] [PubMed]

3. Weissleder, R.; Nahrendorf, M.; Pittet, MJ Makrofagien kuvantaminen nanopartikkeleilla. Nat. Mater. 2014, 13, 125–138. [CrossRef]

4. Papageorgiou, IE; Fetani, AF; Lewen, A.; Heinemann, U.; Kann, O. Mikrogliasolujen laajalle levinnyt aktivaatio kroonisten epileptisten rottien hippokampuksessa korreloi vain osittain neurodegeneraation kanssa. Aivojen rakenne. Toiminto. 2015, 220, 2423–2439. [CrossRef] [PubMed]

5. Dutta, G.; Zhang, P.; Liu, B. Lipopolysakkaridi Parkinsonin taudin eläinmalli: Mekanistiset tutkimukset ja huumeiden löytäminen. Fundam. Clin. Pharmacol. 2008, 22, 453–464. [CrossRef] [PubMed]

6. Otsuka, M.; Tsuchiya, S.; Aramaki, Y. ERK:n, MAP-kinaasin, osallistuminen TGF-tuotantoon makrofageilla, joita on käsitelty fosfatidyyliseriinistä koostuvilla liposomeilla. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004, 324, 1400–1405. [CrossRef]

7. Li, R.; Huang, Y.-G.; Fang, D.; Le, W.-D. (-)-epigallokatekiinigallaatti estää lipopolysakkaridien aiheuttamaa mikrogliaaktivaatiota ja suojaa tulehdusvälitteiseltä dopaminergiseltä hermosoluvauriolta. J. Neurosci. Res. 2004, 78, 723–731. [CrossRef]

8. Liu, J.; Hong, Z.; Ding, J.; Liu, J.; Zhang, J.; Chen, S. Vastasyntyneen rotan mikroglian aiheuttama lysosomaalisten entsyymien pääasiallinen vapautuminen LPS-hoidon jälkeen, mikä paljastui proteomisissa tutkimuksissa. J. Proteome Res. 2008, 7, 2033–2049. [CrossRef]

9. Cho, H.-S.; Kim, S.; Lee, S.-Y.; Park, JA; Kim, S.-J.; Chun, HS Vihreän teen komponentin, L-teaniinin suojaava vaikutus ympäristömyrkkyjen aiheuttamaan hermosolujen kuolemaan. Neurotoxicology 2008, 29, 656–662. [CrossRef]

10. Mariani, MM; Kielian, T. Microglia keskushermoston infektiosairauksissa. J. Neuroimmune Pharmacol. 2009, 4, 448–461. [CrossRef]

11. Santiago, RM; Barbeiro, J.; Lima, MM; Dombrowski, PA; Andreatini, R.; Parkinsonin taudin intraneuraalisten MPTP-, 6-OHDA-, LPS- ja rotenonimallien aiheuttamat elintärkeät, MA-masennusta muistuttavat käyttäytymismuutokset liittyvät pääasiassa serotoniiniin ja dopamiiniin. Prog. Neuro-Psychopharmacol. Biol. Psychiatry 2010, 34, 1104–1114. [CrossRef] [PubMed]

12. Liu, M.; Bing, G. Lipopolysakkaridieläinmallit Parkinsonin taudille. Parkinsonin tauti. 2011, 2011, 327089. [CrossRef] [PubMed]

13. Wu, D.-C.; Teismann, P.; Tieu, K.; Vila, M.; Jackson-Lewis, V.; Ischiropoulos, H.; Przedborski, S. NADPH-oksidaasi välittää oksidatiivista stressiä Parkinsonin taudin 1-metyyli-4-fenyyli-1, 2, 3, 6-tetrahydropyridiinimallissa. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 6145–6150. [CrossRef]

14. Rahman, I.; Biswas, SK; Kirkham, PA Tulehduksen ja redox-signaloinnin säätely ravinnon polyfenoleilla. Biochem. Pharmacol. 2006, 72, 1439–1452. [CrossRef] [PubMed]

15. Valko, M.; Rhodes, C.; Moncol, J.; Izakovic, M.; Mazur, M. Vapaat radikaalit, metallit ja antioksidantit oksidatiivisen stressin aiheuttamassa syövässä. Chem. Biol. Ole vuorovaikutuksessa. 2006, 160, 1–40. [CrossRef]

16. Toki, Y.-J.; Chun, K.-S.; Cha, H.-H.; Han, SS; Keum, Y.-S.; Park, K.-K.; Lee, SS Anti-inflammatoristen fytokemikaalien kemopreventiivisen toiminnan taustalla olevat molekyylimekanismit: COX-2- ja iNOS-säätely vähenee NF-KB-aktivaation suppressiolla. Mutat. Res. Fundam. Mol. Mech. Mutagenesis 2001, 480, 243-268. [CrossRef]

17. Renaud, J.; Nabavi, SF; Daglia, M.; Nabavi, SM; Martinoli, M.-G. Epigallokatekiini-3-gallaatti, lupaava molekyyli Parkinsonin taudille? Rejuvenation Res. 2015, 18, 257–269. [CrossRef]

18. Yang, JE; Rho, KY; Lee, S.; Lee, JT; Park, JH; Bhak, G.; Paik, SR EGCG-välitteinen suoja kalvon häiriöltä ja sytotoksisuudesta, jonka synukleiinin "aktiivinen oligomeeri" aiheuttaa. Sci. Tasavalta 2017, 7, 1–10. [CrossRef]

19. Bieschke, J.; Russ, J.; Friedrich, RP; Ehrnhoefer, DE; Wobst, H.; Neugebauer, K.; Wanker, EE EGCG muokkaa kypsiä synukleiini- ja amyloidifibrillejä ja vähentää solumyrkyllisyyttä. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 7710–7715. [CrossRef]

20. Yoshida, W.; Kobayashi, N.; Sasaki, Y.; Ikebukuro, K.; Sode, K. Pienimolekyylisillä inhibiittoreilla modifioitu -synukleiinin osittainen peptidi estää spesifisesti -synukleiinin amyloidivärinää. Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 2590–2600. [CrossRef] [PubMed]

21. Xu, Y.; Zhang, Y.; Quan, Z.; Wong, W.; Guo, J.; Zhang, R.; Yang, Q.; Dai, R.; McGeer, PL; Qing, H. Epigallokatekiinigallaatti (EGCG) estää alfa-synukleiinin aggregaatiota: Mahdollinen Parkinsonin taudin aiheuttaja. Neurochem. Res. 2016, 41, 2788–2796. [CrossRef] [PubMed]

22. Li, Y.; Chen, Z.; Lu, Z.; Yang, Q.; Liu, L.; Jiang, Z.; Zhang, L.; Zhang, X.; Qing, H. "Soluaddiktiivinen" kaksoiskohde jäljitettävä nanolääke Parkinsonin taudin hoitoon flotilliinireitin kautta. Theranostics 2018, 8, 5469. [CrossRef]

23. Xu, Q.; Langley, M.; Kanthasamy, AG; Reddy, MB Epigallocatechin gallaatilla on hermopelastusvaikutus Parkinsonin taudin hiirimallissa. J. Nutr. 2017, 147, 1926–1931. [CrossRef] [PubMed]

24. Zhou, T.; Zhu, M.; Liang, Z. (-)-epigallokatekiini-3-gallaatti moduloi perifeeristä immuniteettia MPTP-indusoidussa Parkinsonin taudin hiirimallissa. Mol. Med. Tasavalta 2018, 17, 4883–4888. [CrossRef]

25. Park, E.; Chun, HS Vihreän teen polyfenoliepigallokatekiinigallaatti (EGCG) esti LPS:n aiheuttaman BV-2-mikrogliasolujen aktivoitumisen. J. Life Sci. 2016, 26, 640–645. [CrossRef]

26. Liu, J.-B.; Zhou, L.; Wang, Y.-Z.; Wang, X.; Zhou, Y.; Ho, W.-Z.; Li, J.-L. ()-epigallokatekiinigallaatin neurosuojaava vaikutus lipopolysakkaridivälitteistä sytotoksisuutta vastaan. J. Immunol. Res. 2016, 2016, 4962351. [CrossRef] [PubMed]

27. Seong, K.-J.; Lee, H.-G.; Kook, MS; Ko, H.-M.; Jung, J.-Y.; Kim, W.-J. Epigallokatekiini-3-gallaatti pelastaa LPS:n heikentyneen aikuisen hippokampuksen neurogeneesin estämällä TLR4-NF-κB-signalointireitin hiirissä. Korean J. Physiol. Pharmacol. 2016, 20, 41. [CrossRef] [PubMed]

28. Cheng, C.-Y.; Pho, Q.-H.; Wu, X.-Y.; Chin, T.-Y.; Chen, C.-M.; Fang, P.-H.; Lin, Y.-C.; Hsieh, M.-F. PLGA-mikropallot, jotka on ladattu epigallokatekiini-3-gallaatin syklodekstriinikomplekseilla anti-inflammatoristen ominaisuuksien vuoksi aktivoiduissa mikrogliasoluissa. Polymeerit 2018, 10, 519. [CrossRef]

29. Buszello, K.; Harnisch, S.; Müller, R.; Müller, B. Alkalisten rasvahappojen vaikutus Solutol HS 15®:llä modifioitujen parenteraalisten O/W-emulsioiden ominaisuuksiin ja stabiilisuuteen. euroa J. Pharm. Biopharm. 2000, 49, 143–149. [CrossRef]

30. Shashi, K.; Satinder, K.; Bharat, P. Täydellinen katsaus aiheesta: Liposomes. Int. Res. J. Pharm. 2012, 3, 10–16.

31. Wang, W.-Y.; Tan, M.-S.; Yu, J.-T.; Tan, L. Mikrogliasta vapautuneiden tulehdusta edistävien sytokiinien rooli Alzheimerin taudissa. Ann. Käännös Med. 2015, 3. [CrossRef]

32. Smith, JA; Das, A.; Ray, SK; Banik, NL Mikrogliasta vapautuvien pro-inflammatoristen sytokiinien rooli neurodegeneratiivisissa sairauksissa. Brain Res. Sonni. 2012, 87, 10–20. [CrossRef] [PubMed]

33. Hu, H.; Li, Z.; Zhu, X.; Lin, R.; Chen, L. Salidroside vähentää solujen liikkuvuutta NF-KB- ja MAPK-signaloinnin kautta LPS-indusoiduissa BV2-mikrogliasoluissa. Evid. Perustuu täydentävä vaihtoehto. Med. 2014, 2014, 383821. [CrossRef]

34. Tambuyzer, BR; Ponsaerts, P.; Nouwen, EJ Microglia: Keskushermoston immunologian portinvartijat. J. Leukoc. Biol. 2009, 85, 352–370. [CrossRef] [PubMed]

35. Lee, D.-S.; Jeong, G.-S. Buteiini tarjoaa hermoja suojaavia ja anti-neuroinflammatorisia vaikutuksia Nrf2/ARE-riippuvaisen hemioksigenaasi 1:n ilmentymisen kautta aktivoimalla PI3K/Akt-reitin. Br. J. Pharmacol. 2016, 173, 2894–2909. [CrossRef]

36. Matsuno, R.; Aramaki, Y.; Tsuchiya, S. TGF:n osallistuminen negatiivisesti varautuneiden liposomien inhiboiviin vaikutuksiin LPS:llä stimuloitujen makrofagien tuotantoon. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001, 281, 614–620. [CrossRef] [PubMed]

37. Zhang, J.; Fujii, S.; Wu, Z.; Hashioka, S.; Tanaka, Y.; Shiratsuchi, A.; Nakanishi, Y.; Nakanishi, H. COX-1:n ja ylössäädeltyjen prostaglandiini E -syntaasien osallistuminen fosfatidyyliseriiniliposomien aiheuttamaan prostaglandiini E2:n tuotantoon mikroglian vaikutuksesta. J. Neuroimmunol. 2006, 172, 112–120. [CrossRef]

38. Ramos, GC; Fernandes, D.; Charro, CT; Souza, DG; Teixeira, MM; Assreuy, J. Apoptoottinen mimikri: Fosfatidyyliseriiniliposomit vähentävät tulehdusta aktivoimalla peroksisomiproliferaattori-aktivoituja reseptoreja (PPAR:t) in vivo. Br. J. Pharmacol. 2007, 151, 844–850. [CrossRef]

39. Abe, N.; Nishihara, T.; Yorozuya, T.; Tanaka, J. Microglia ja makrofagit patologisissa keskus- ja perifeerisissä hermojärjestelmissä. Cells 2020, 9, 2132. [CrossRef] [PubMed]

40. Chen, C.-H.; Hsieh, M.-F.; Ho, Y.-N.; Huang, C.-M.; Lee, J.-S.; Yang, C.-Y.; Chang, Y. Katekiinin ihon läpäisyn parantaminen äskettäin valmistetun MPEG-PCL-graft-2-hydroksiselluloosakalvon kautta. J. Jäsen. Sci. 2011, 371, 134–140. [CrossRef]

41. Parthasarathy, S.; Bin Azizi, J.; Ramanathan, S.; Ismail, S.; Sasidharan, S.; Sanoi, MIM; Mansor, SM Mitragyna speciosan (Rubiaceae-suku) lehtien vesipitoisten, metanoli- ja alkaloidiuutteiden antioksidanttisten ja antibakteeristen vaikutusten arviointi. Molecules 2009, 14, 3964–3974. [CrossRef] [PubMed]

42. Herrera, D.; Molina, A.; Buhlin, K.; Klinge, B. Parodontaalitaudit ja yhteys ateroskleroottiseen sairauteen. Parodontologia 2000 2020, 83, 66–89. [CrossRef] [PubMed]

43. Batista, CRA; Gomes, GF; Candelario-Jalil, E.; Fiebich, BL; de Oliveira, ACP:n lipopolysakkaridien aiheuttama neuroinflammaatio siltana neurodegeneraation ymmärtämiseen. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 2293. [CrossRef]

44. Creese, I.; Burt, DR; Snyder, SH Dopamiinireseptorin sitoutumisen tehostaminen seuraa leesion aiheuttamaa käyttäytymisyliherkkyyttä. Science 1977, 197, 596–598. [CrossRef] [PubMed]