OSAⅡ: Cistanche Tubulosa -uutteen uudet suojaavat vaikutukset heikosti sinisen valon aiheuttamaa rappeuttavaa retinopatiaa vastaan

Yhteystiedot: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Sähköposti:audrey.hu@wecistanche.com

Man-Ru Wu Cheng-Hui Lin Jau-Der Hob George Hsiao, Yu-Wen Cheng

Abstrakti

Tausta/Tavoitteet:Blue Light-Emitting Diode Light (BLL) -indusoitu fototoksisuus on tärkeässä roolissa silmäsairauksissa ja aiheuttaa verkkokalvon rappeutumista ja apoptoosia ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa (RPE). Cistanche tubulosa -uute (CTE) on perinteinen kiinalainen lääketiede, jolla on monia hyödyllisiä suojaavia ominaisuuksia; Harvoissa tutkimuksissa on kuitenkin tutkittu CTE:n silmiä suojaavia tehtäviä. Tässä tutkimuksessa tutkimme mekanismeja, jotka ovat CTE:n vaikutusten taustalla BLL:n aiheuttamaan apoptoosiin in vitro ja in vivo. Menetelmät: RPE-soluja käytettiin nykyisessä in vitro -tutkimuksessa ja solujen elinkelpoisuus määritettiin 3-(4,5-dimetyylitiatsol- 2-yyli)-2,{{8} }difenyylitetratsoliumbromidimääritys. Apoptoosiin liittyvä proteiiniekspressio määritettiin Western blot -analyysillä ja immunofluoresenssivärjäyksellä. Ruskeita Norja-rottia käytettiin kaupallisesti saataville BLL:lle altistumisen tutkimiseen in vivo. Verkkokalvon morfologisen muodonmuutoksen tutkimiseen käytettiin hematoksyliini- ja eosiinivärjäystä, terminaalista deoksinukleotidyylitransferaasi-dUTP-nick end -leimausta (TUNEL) ja Western blot -määrityksiä. Tulokset: CTE esti merkittävästi vetyperoksidin, tertbutyylihydroperoksidin, natriumatsidin ja BLL:n aiheuttamia RPE-vaurioita. Lisäksi CTE vähensi apoptoottisten markkerien, kuten pilkotun kaspaasin-3 ja TUNEL-värjäyksen ilmentymistä BLL-altistuksen jälkeen inaktivoimalla apoptoottisia reittejä, kuten immunofluoresoiva värjäys osoittaa. Lisäksi CTE esti BLL:n aiheuttamaa c-Jun N-terminaalisen kinaasin, ylimääräisten signaaliin liittyvien kinaasien 1/2 ja p38:n fosforylaatiota RPE-soluissa. In vivo CTE:n oraalinen antaminen pelasti 60-päivän jaksoittaisen BLL-altistuksen aiheuttaman verkkokalvon paksuuden pienenemisen ja vähensi TUNEL-positiivisten solujen määrää ruskean Norjan rotan mallissa. Johtopäätös: CTE on mahdollinen profylaktinen aine BLL:n aiheuttamaa fototoksisuutta vastaan.

TAKAISIN OSAAN Ⅰ

Blue Light-Emitting Diode Light (BLL) -indusoidun fototoksisuuden hoito:cistanche tubulosa -uute(CTE)

Keskustelu

Verkkokalvon rappeuma on geneettinen ja monitekijäinen silmäsairaus, joka aiheuttaa sokeutta. AMD on yleisin sokeuden syy kehittyneissä maissa vanhusten keskuudessa ja edustaa monitekijäistä retinopatiaa [23]. Tekniikan parannukset, kuten digitaalisissa laitteissa havaitut, ovat johtaneet siihen, että ihmiset viettävät enemmän aikaa matkapuhelimiensa käyttöön, mikä on johtanut älypuhelinriippuvuuden ja jopa riippuvuuden kehittymiseen. Näiden "all-in-one" -digitaalilaitteiden lisääntyvä jakelunopeus maailmanlaajuisesti on vaikuttanut dramaattisesti henkiseen ja fyysiseen terveyteemme vuodesta 2010 lähtien. Kliinisen tapaustutkimuksen mukaan verkkokalvon rappeutumista tapahtui, kun älypuhelimen pitkäaikaista käyttöä simuloitiin [24]. Altistuminen liialliselle BL:lle lisää hapen kulutusta ja ROS-tuotantoa, mikä aiheuttaa suuria määriä myrkyllisten retinoidiadduktien kerääntymistä ja verkkokalvovaurioita [25]. Kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että päivittäinen lisäravinto antioksidantticocktaililla hidastaa verkkokalvon solun surkastumisen etenemistä [26]. Tämän seurauksena terapeuttisten luonnollisten yhdisteiden löytäminen käytettäviksi antioksidanttilisäaineina voi olla erittäin hyödyllistä oksidatiivisen stressin aiheuttaman verkkokalvon rappeutumisen ehkäisyssä.

CTE:n roolista oksidatiivisen stressin aiheuttamassa retinopatiassa on vähän tietoa. Tässä tutkimuksessa tutkimme CTE:n farmakologisia vaikutuksia matalan intensiteetin pitkäaikaiseen BLL-altistuksen aiheuttamaan verkkokalvon rappeutumiseen sekä soluvaurioihin ja apoptoosiin, jotka johtuvat altistumisesta erilaisille hapettimille, kuten H2O2, t-BHP ja NaN3. Havaitsimme, että eri hapettimille altistuneiden RPE-solujen käsittely CTE:llä (50 ja 100 µg/ml) lisäsi merkittävästi elinkelpoisuutta (kuvat 1B-1D), mikä viittaa siihen, että CTE on vahva antioksidantti.

Nykyiset tutkimukset ovat osoittaneet, että fenyylietanoidiglykosidien joukossa ekinakosidi, akteosidi ja isoakteosidi ovat aktiivisimmat yhdisteet CTE:ssä, jota käytetään perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä ja jolla on raportoitu olevan hermoja suojaavia, antibakteerisia, antioksidantteja, anti-apoptoottisia ja antiallergiset vaikutukset [27, 28]. Ekinakosidi on mahdollisesti voimakas suojaava yhdiste; tutkimukset ovat osoittaneet, että ekinakosidi vähentää merkittävästi 6-hydroksididopamiinin aiheuttamaa ROS-tuotantoa ja heikentää mitokondrioihin liittyvää apoptoosia estämällä interleukiini (IL)-1 ja IL-6 PC-12-soluissa [ 29]. Ekinakosidin lisäksi akteosidi on heksoosiperheen jäsen ja toinen pääainesosa, jota löytyy C. tubulosan varresta. Tutkimukset ovat osoittaneet, että akteosidi estää MPP plus:n aiheuttamaa hermosolujen kuolemaa ja suojaa SH-SY5Y-hermosoluja -amyloidilta [30]. Akteosidiin liittyy monia terapeuttisia ominaisuuksia, mukaan lukien antiallergiset, antineurotoksiset, anti-inflammatoriset, apoptoosin vastaiset ja antiproliferatiiviset ominaisuudet [31-33]. Isoakteosidi, akteosidin isomuoto, estää IL-1 -indusoimaa solujen välisen adheesiomolekyylin-1 ja verisuonten soluadheesiomolekyylin-1 ilmentymistä ihmisen napalaskimon endoteelisoluissa, mikä on todiste ROS:n vähenemisestä [34]. ].

Vaikutuksetcistanche tubulosasta peräisin oleva akteosidi: antiallerginen, antineurotoksinen, anti-inflammatorinen, apoptoosia ja säteilyä estävä

Tässä tutkimuksessa havaittiin merkittävä solujen elinkelpoisuuden menetys sekä Bax/Bcl-2-suhteen ja FasL- ja FADD-proteiinitasojen nousu BLL-altistuksen jälkeen. Yhteishoito CTE:llä kuitenkin heikensi merkittävästi BLL-indusoitua sisäisten Bax/Bcl-2- ja ulkoisten Fas/FasL-signalointireittien aktivaatiota (kuva 3). Vaikka BL-käsittely tuotti lukuisia TUNEL-positiivisia RPE-soluja, CTE:n antaminen vähensi merkittävästi apoptoottisten solujen määrää ja sai aikaan suojaavia vaikutuksia (kuvio 4). Kuang et ai. vahvisti lisäksi, että CTE vähentää Bax-proteiinin ilmentymistä ja lisää Bcl-2-proteiinin ilmentymistä H2O2-vaurioituneissa PC-12-soluissa [35]. Lisäksi CTE:llä on hermostoa suojaavia vaikutuksia tuumorinekroositekijän alfan aiheuttamaa kaspaasi-3-aktiivisuuden kasvua vastaan ​​SH-SY5Y-soluissa, mikä osoittaa CTE:n anti-apoptoottiset vaikutukset [27]. BLL:n aiheuttaman fototoksisuuden on raportoitu korreloivan lisääntyneen oksidatiivisen stressin kanssa RPE-soluissa tumatekijä-kappa B:n, p38 MAP:n ja ERK:n inaktivaation kautta [36]. Havaitsimme, että CTE vähensi JNK:n ja p38:n fosforylaatiota BLL-altistuksen aikana, mikä tarjoaa todisteita CTE-välitteisistä solusuojavaikutuksista BLL:tä vastaan.

Aiemmin havaitsimme, että matalan intensiteetin pitkäaikainen BLL-altistus indusoi retinopatiaa rottamallissa [19]; jatkona tälle tutkimukselle annoimme CTE:tä suun kautta BN-rotille. BL:n aiheuttamaa verkkokalvon rappeutumista ja vaurioita on tutkittu muissa malleissa [37, 38]. Liiallinen valoaltistus vähentää ONL:n paksuutta jännitysvasteen vuoksi [39, 40]. Sprague-Dawley-rottamallissa vapaiden radikaalien tuotanto lisääntyi ja ONL:n paksuus pieneni altistuksen jälkeen 750 luksia BLL:lle, mikä osoittaa BLL:n fototoksisuuden [41]. Tässä tutkimuksessa havaitsimme, että CTE:n oraalinen anto esti pitkäaikaisen jaksottaisen BLL-altistuksen vaikutukset BN-rottien sekä perifeeriseen että sentraaliseen verkkokalvoon (kuvio 8). Nämä tulokset viittaavat siihen, että CTE suojaa verkkokalvoa säännölliseltä matalan luminanssin pitkäaikaiselta BLL-altistuksen aiheuttamalta verkkokalvon rappeutumiselta. Lisäksi vaiheen III kliinisessä tutkimuksessa Wisconsinin yliopistossa tutkittiin CTE-hoidon vaikutuksia ja turvallisuutta sairauden kestoon ja vaikeusasteeseen (ClinicalTrials.gov-tunniste: NCT00065715, Wisconsinin yliopisto-Madisonin perhelääketieteen osasto Madison, Wisconsin, Yhdysvallat osavaltiot, 2014).

Johtopäätös

Yllä olevat tiedot viittaavat siihen, että CTE on voimakas suojaava yhdiste oksidatiivista stressiä vastaan. Lisäksi parhaan tietomme mukaan tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa tutkitaan CTE:n vaikutuksia verkkokalvon soluihin. Tämä tutkimus tarjoaa lisätietoja CTE:n vaikutuksista ja mahdollisesta käytöstä potilailla, joilla on retinopatia.

cistanche tubulosa

Viitteet

1Wong WL, Su X, Li X, Cheung CM, Klein R, Cheng CY, Wong TY: Ikään liittyvän silmänpohjan rappeuman maailmanlaajuinen esiintyvyys ja tautitaakkaennuste vuosille 2020 ja 2040: systemaattinen katsaus ja meta-analyysi. Lancet Glob Health 2014;2:e106-e116.

2Kauppinen A, Paterno JJ, Blasiak J, Salminen A, Kaarniranta K: Inflammation and its role in age-related macular degeneration. Cell Mol Life Sci 2016;73:1765-1786.

3Ding X, Patel M, Chan CC: Ikään liittyvän silmänpohjan rappeuman molekyylipatologia. Prog Retin Eye Res 2009;28:1-18.

4Wielgus AR, Collier RJ, Martin E, Lih FB, Tomer KB, Chignell CF, Roberts JE: Sinisen valon aiheuttama A2E-hapetus rotan silmissä--kuivan AMD:n kokeellinen eläinmalli. Photochem Photobiol Sci 2010;9:1505-1512.

5Chiras D, Kitsos G, Petersen MB, Skalidakis I, Kroupis C: Oksidatiivinen stressi kuivassa ikääntymiseen liittyvässä silmänpohjan rappeumassa ja hilseilyoireyhtymässä. Crit Rev Clin Lab Sci 2015;52:12-27.

6Kernt M, Neubauer AS, Liegl R, Eibl KH, Alge CS, Lackerbauer CA, Ulbig MW, Kampik A: Sinistä valoa suodattavan silmänsisäisen linssin sytoprotektiiviset vaikutukset ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelissä vähentämällä fototoksisia vaikutuksia verisuonten endoteelin kasvutekijä-alfaan , Bax ja Bcl-2 lauseke. J Cataract Refract Surg 2009;35:354-362.

7Roehlecke C, Schumann U, Ader M, Brunssen C, Brake S, Morawietz H, Funk RH: Stressireaktio fotoreseptoreiden ulkosegmenteissä sinisen valon säteilytyksen jälkeen. PLoS One 2013;8:e71570.

8Huang C1, Zhang P, Wang W, Xu Y, Wang M, Chen X, Dong X: Pitkäaikainen altistuminen siniselle valolle indusoi RGC-5-solukuolemaa in vitro: mukana mitokondrioista riippuvainen apoptoosin, oksidatiivisen stressin ja MAPK-signalointireitit. Apoptosis 2014;19:922-932.

9Liverence BM, Scholl BJ: Objektin pysyvyys parantaa spatiaalista navigointia: tapaustutkimus älypuhelimen visiotieteen alalla. Psychol Sci 2015;26:955-963.

10Klettner A: Oksidatiivisen stressin aiheuttama solusignalointi RPE-soluissa. Front Biosci (koulutoim.) 2012;4:392-411.

11Wang L, Chen Y, Sternberg P, Cai J: PI3-kinaasi/Akt-reitin keskeiset roolit Nrf2--riippuvaisten antioksidanttitoimintojen säätelyssä RPE:ssä. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008;49:1671-1678.

12Godley BF, Shamsi FA, Liang FQ, Jarrett SG, Davies S, Boulton M: Sininen valo indusoi mitokondrioiden DNA-vaurioita ja vapaiden radikaalien tuotantoa epiteelisoluissa. J Biol Chem 2005; 280:21061-21066.

13Guo Q, Zhou Y, Wang CJ, Huang YM, Lee YT, Su MH, Lu J: Avoin, ei-plasebokontrolloitu tutkimus Cistanche tubulosa glykosidikapseleilla (Memoregain(®)) kohtalaisen Alzheimerin taudin hoitoon. Am J Alzheimers Dis Other Demen 2013;28:363-370.

14You SP, Ma L, Zhao J, Zhang SL, Liu T: Cistanche tubulosasta peräisin olevat fenyylietanoliglykosidit estävät maksan tähtisolujen aktivoitumisen ja estävät signaalireittien johtumisen TGF-beta1/smad:ssa mahdollisina maksafibroosin vastaisina aineina. Molecules 2016;21:102.

15Zhao Q, Yang X, Cai D, Ye L, Hou Y, Zhang L, Cheng J, Shen Y, Wang K, Bai Y: Ekinakosidi suojaa MPP(plus)-indusoitua neuronaalista apoptoosia vastaan ​​ROS/ATF3/CHOP-reittisäännösten kautta. Neurosci Bull 2016;32:349-362.

16Zhao Q, Gao J, Li W, Cai D: Echinacosidin neurotrofiset ja hermopelastusvaikutukset Parkinsonin taudin subakuutissa MPTP-hiirimallissa. Brain Res 2010;1346:224-236.

17Chakravarthy U, Williams M; AMD Guidelines Group: Royal College of Ophthalmologists Guidelines on AMD: Executive Summary. Eye (Lontoo) 2013;27:1429-1431.

18Haller JA: Nykyiset verisuonten endoteelin kasvutekijän vastaiset annostusohjelmat: hyödyt ja taakka. Oftalmologia 2013;120:S3-S7.

19Lin CH, Wu MR, Li CH, Cheng HW, Huang SH, Tsai CH, Lin FL, Ho JD, Kang JJ, Hsiao G, Cheng YW: Toimittajan kohokohta: Säännöllinen altistuminen älypuhelimelle jäljittelevälle matalan valoisuuden siniselle valolle aiheuttaa verkkokalvovaurioita Bcl-2/BAX-riippuvaisen apoptoosin kautta. Toxicol Sci 2017;157:196-210.

20Du L, Chen J, Xing YQ: Eupatiliini estää H2O2--indusoitua oksidatiivista stressiä ja apoptoosia ihmisen verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa. Biomed Pharmacother 2017;85:136-140.

21Roduit R, Schorderet DF: MAP-kinaasireitit verkkokalvon pigmenttiepiteelin ARPE19-solujen UV-indusoidussa apoptoosissa. Apoptosis 2008;13:343-353.

22Chan CM, Huang JH, Lin HH, Chiang HS, Chen BH, Hong JY, Hung CF: (-)-epigallokatekiinigallaatin suojaavat vaikutukset UVA-indusoituihin vaurioihin ARPE19-soluissa. Mol Vis 2008;14:2528-2534.

23Fletcher AE: Vapaat radikaalit, antioksidantit ja silmäsairaudet: todisteita epidemiologisista tutkimuksista kaihia ja ikääntymiseen liittyvää silmänpohjan rappeutumista. Ophthalmic Res 2010;44:191-198.

24Alim-Marvasti A, Bi W, Mahroo OA, Barbur JL, Plant GT: Transient Smartphone "Blindness". N Engl J Med 2016;374:2502-2504.

25Moon J, Yun J, Yoon YD, Park SI, Seo YJ, Park WS, Chu HY, Park KH, Lee MY, Lee CW, Oh SJ, Kwak YS, Jang YP, Kang JS: Sinisen valon vaikutus verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluihin näyttölaitteilla. Integr Biol (Camb) 2017;9:436-443.

26Desmettre T, Lecerf JM, Souied EH: Ravitsemus ja ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma. J Fr Ophtalmol 2004;27:3S38-3S56.

27Deng M, Zhao JY, Tu PF, Jiang Y, Li ZB, Wang YH: Echinacoside pelastaa SHSY5Y-hermosolut TNF-alfan aiheuttamasta apoptoosista. Eur J Pharmacol 2004; 505:11-18.

28Shiao YJ, Su MH, Lin HC, Wu CR: Ekinakosidi parantaa amyloidi-beeta-peptidien aiheuttamaa muistin heikkenemistä ja kolinergistä puutetta estämällä amyloidin kertymistä ja toksikologiaa. Food Funct 2017;8:2283-2294.

29Wang YH, Xuan ZH, Tian S, Du GH: Ekinakosidi suojaa 6-hydroksidopamiinin aiheuttamalta mitokondrioiden toimintahäiriöltä ja tulehdusvasteilta PC12-soluissa vähentämällä ROS-tuotantoa. Evid Based Complement Alternat Med 2015; 2015:189-239.

30Wang H, Xu Y, Yan J, Zhao X, Sun X, Zhang Y, Guo J, Zhu C: Akteosidi suojaa ihmisen neuroblastooma SH-SY5Y -soluja beeta-amyloidin aiheuttamalta soluvauriolta. Brain Res 2009;1283:139-147.

31Wang HQ, Xu YX, Zhu CQ: Hemioksygenaasin-1 lisääntyminen akteosidilla ERK- ja PI3 K/Akt -reitin kautta antaa hermosuojan beeta-amyloidin aiheuttamaa neurotoksisuutta vastaan. Neurotox Res 2012;21:368- 378.

32Xiong L, Mao S, Lu B, Yang J, Zhou F, Hu Y, Jiang Y, Shen C, Zhao Y: Osmanthus fragrans -kukkauute ja akteosidi suojaa d-galaktoosin aiheuttamalta ikääntymiseltä ICR-hiirimallissa. J Med Food 2016;19:54-61.

33Villari C, Herms DA, Whitehill JG, Cipollini D, Bonello P: Edistyminen ja puutteet tuhkan vastustuskyvyn mekanismien ymmärtämisessä smaragdituhkaporaa vastaan, malli puuhun poraaville hyönteisille, jotka tappavat koppisiemenisiä. Uusi Phytol 2016; 209:63-79.

34Chen CH, Song TY, Liang YC, Hu ML: Akteosidi ja 6-O-asetyylilakteosidi heikentävät IL-1beetan indusoimia soluadheesiomolekyylejä estämällä ERK:ta ja JNK:ta ihmisen verisuonten endoteelisoluissa. J Agric Food Chem 2009;57:8852-8859.

35Kuang R, Sun Y, Yuan W, Lei L, Zheng X: Ekinakosidin, yhden fenyylietanoidiglykosideista, suojaavat vaikutukset H2O2--indusoituun sytotoksisuuteen PC12-soluissa. Planta Med 2009;75:1499-1504.

36Kuse Y, Ogawa K, Tsuruma K, Shimazawa M, Hara H: Valodiodeista johdetun sinisen valon aiheuttama vaurio fotoreseptoriperäisten solujen viljelmässä. Sci Rep 2014; 4:5223.

37Jaadane I, Boulenguez P, Chahory S, Carré S, Savoldelli M, Jonet L, Behar-Cohen F4, Martinsons C, Torriglia A: Kaupallisten valodiodien (LED) aiheuttamat verkkokalvovauriot. Free Radic Biol Med 2015;84:373- 384.

38Geiger P, Barben M, Grimm C, Samardzija M: Sinisen valon aiheuttamat verkkokalvovauriot, verkkokalvonsisäinen verisuonen vuoto ja turvotuksen muodostuminen hiiren koko kartiomaisessa verkkokalvossa. Cell Death Dis 2015; 6:e1985.

39Kitaoka Y, Munemasa Y, Kojima K, Hirano A, Ueno S, Takagi H: Aksonaalinen suojaus Nmnat3:n yli-ilmentymisellä ja autofagian osallistuminen näköhermon rappeutumiseen. Cell Death Dis 2013;4:e860.

40Giansanti V, Rodriguez GE, Savoldelli M, Gioia R, Forlino A, Mazzini G, Pennati M, Zaffaroni N, Scovassi AI, Torriglia A: Stressivasteen karakterisointi ihmisen verkkokalvon epiteelisoluissa. J Cell Mol Med 2013;17:103-115.

41Shang YM, Wang GS, Sliney D, Yang CH, Lee LL: Valkoiset valodiodit (LED:t) kotivalaistustasoilla ja verkkokalvovaurio rottamallissa. Environ Health Perspect 2014;122:269-276.