Osa 2 Akteosidin tukahdutettu mikroglia M1 -polarisaatio estyneen NF-κB-signalointireitin ja AMPK-välitteisen mitokondrioiden toiminnan palautumisen kautta

Napsauta tästä päästäksesi osaan 1

Lisätietoja saat ottamalla yhteyttä: ali.ma@wecistanche.com

OSA 2 Kuinka Cistanche Acteosides lisää aivosolujen elinvoimaa ja lievittää Alzheimerin tautia?

Klikkaa nähdäksesi säiliöuutejauhe Alzheimerin taudin hoitoon

Keskustelu

Alzheimerin taution etenevä hermosolujen ja kognitiivisten toimintahäiriöiden sairaus, jolla on monimutkaiset säätelemättömät mekanismit[17]. Kertyvä näyttö on osoittanut merkittävän yhteyden mikroglian aiheuttaman tulehduksen välillä aivoissa. Sillä näyttää olevan ratkaiseva rooli etenemisessäAlzheimerin tauti. Mikrogliat ovat aivojen makrofageja[18]. Se voi aktivoitua klassisesti M1-tulehdusfenotyypiksi, jolle on tunnusomaista lisääntynyt proinflammatoristen sytokiinien eritys [4]. Liiallinen M1-aktivaatio voi kiihdyttää hermosolujen vaurioita ja hermoston rappeutumista, jopa pahentaaAlzheimerin tauti[19]. Siksi on välttämätöntä etsiä uusia terapeuttisia lähestymistapoja, joiden tarkoituksena on kontrolloida mikroglian polarisaatiopisteitä, jotka voisivat tarjota mukautumisetuja. Aikaisempi työmme on vahvistanut, että ACT:llä oli merkittäviä vaikutuksia rottien oppimis- ja muistikyvyn parantamiseen ja hermosolujen suojaamiseen [20]. Tämän johdonmukaisesti myös tämä tutkimus osoittiActeosidevoi lievittää AlCl{0}}indusoimaa dyskinesiaa ja kolinergisen järjestelmän häiriötä seeprakaloissa. Innostuneesti,Acteosideesitti merkittäviä anti-inflammatorisia vaikutuksia LPS-indusoiduissa BV-2-soluissa. Transkriptoimiset henkilöt vahvistivat merkittävät muutokset LPS-indusoiduissa soluissa verrattuna kontrollisoluihin sekä ACT-käsitellyissä soluissa verrattuna LPS-indusoituihin soluihin.Acteosidetukahdutti M1-polarisaation inhiboimalla NK-KB-reittiä. NF-κB-reittiä lukuun ottamatta RNA-seq havaitsi myös, että ACT-hoito voi vaikuttaa arginiinin biosynteesiin sekä pantotenaatin ja CoA:n biosynteesiin. Mielenkiintoista on, että nämä kaksi metabolista reittiä vahvistettiin edelleen HPLC-Q-TOF-MS-analyysillä. On laajalti raportoitu, että iNOS voisi metaboloida Argin NO:ksi ja sitrulliiniksi, kun taas Arg-1 voisi hydrolysoida Argin ornitiiniksi ja ureaksi, mikä liittyyneuronien korjaus[21]. LPS-stimulaatio johti iNOS:n nousuun (kuvio 3a) ja Arg-1:n alasäätelyyn (kuva 3b), mikä johti kohonneeseen NO-tasoon (kuvio 2f). Tiedot paljastivat senActeosidelievitti kohonnutta NO-tasoa arginiinin biosynteesin kautta.

Pantoteenihappo (PA) on pantotenaattikinaasin ensisijainen substraatti[22], joka on nopeutta rajoittava metaboliitti CoA:n biosynteesissä. PA on asetyyli-CoA:n pakollinen prekursori, joka on erityisen tärkeä kolinergisille neuroneille[23] ja osallistuu trikarboksyylihapposykliin (TCA-sykli)[24]. Tuore tutkimus osoitti, että kohonnut CoA-pitoisuus johtaisi muuttuneeseen mitokondrioiden morfologiaan ja alhaisempaan ATP-pitoisuuteen[22]. LPS-indusoiduissa BV-2-soluissa mitokondrioiden määrä väheni ja mitokondrioiden muoto muuttui. LPS:n indusoimisen jälkeen ROS:n tuotanto lisääntyi BV-2-soluissa. Sitten ylikuormitettu ROS aiheutti sen, että vapaat radikaalit hyökkäsivät kalvon fosfolipidiin[25]. Se johti MMP:n menettämiseen, vuorostaan ​​mitokondrioiden toimintahäiriöön ja ATP:n ehtymiseen. Oli erinomaista, että ACT-hoito lievensi MMP- ja ATP-pitoisuuden laskua. Nämä tiedot viittasivat siihen, että ACT aiheutti mitokondrioiden toimintahäiriöitä säätelemällä pantotenaatin ja CoA:n biosynteesiä. On laajalti raportoitu, että mikroglian polarisaatio liittyy läheisesti solujen aineenvaihduntaan[14]. Erityisesti aineenvaihduntakeskuksena mitokondrioilla on merkittävä rooli solujen aineenvaihdunnan säätelyssä. Viime aikoina mitokondriot on asetettu mikrogliapolarisaation keskeiseksi determinanttipisteeksi[26]. Ymmärtääksemme paremmin ACT:n mekanismia, arvioimme mitokondrioiden toiminnallisen akselin Western blot -analyysillä. Se paljasti, että ACT aiheutti mitokondrioiden toimintahäiriöitä aktivoimalla AMPK /PGC- 1/UCP-2-akselin. PGC-1 ja UCP-2 liittyvät molemmat mitokondrioiden biogeneesiin[27, 28], ja niitä voidaan pitää ROS:n pääsäätelijöinä[29]. Raportit osoittavat, että PGC-1 -välitteinen mitokondrioiden biogeneesi ja ROS:n väheneminen ovat riippuvaisia ​​UCP-2[27–29]:n induktiosta. ROS:n ylikuormituksen vuoksi PGC-1 ja UCP-2:n ilmentyminen väheni LPS-indusoiduissa BV-2-soluissa. Se ehdotti, että ACT voisi poistaa liiallisen ROS:n PGC-1 ja UCP-2 kautta, mikä palauttaa mitokondrioiden toiminnan. Kirjallisuuden mukaan PGC-1:n muuttuminen BV-2-soluissa saattaa myötävaikuttaa polarisaation säätelyyn. Mielenkiintoista on, että aikaisemmassa raportissa on havaittu, että lisääntynyt PGC-1-ilmentyminen esti NF-κB-aktiivisuutta LPS-indusoiduissa BV-2-soluissa[30]. Se tarkensi PGC-1:n ja NF-κB:n välistä suhdetta tutkimuksessamme. PGC-1:n ilmentymiseen vaikuttavat ylävirran reitin proteiinit, kuten AMPK. AMPK on avainproteiini solujen homeostaasin ylläpitämisessä[31], ja sillä on useita rooleja mikroglian M2-polarisaatiota edistävässä [32]. Se moduloi aineenvaihduntareittejä soluissa[33]. Huomasimme, että ACT edisti AMPK:n aktivointia. Samaan aikaan yhdisteen C (AMPK-inhibiittori) käyttö esti ACT:n vaikutuksen LPS:n aiheuttaman NO-ylimäärän heikentämiseen. Siksi ACT tukahdutti myös LPS-stimuloidun M1-polarisaation AMPK-signalointireitin kautta. Tämä on ensimmäinen kerta raportoida ACT:n mekanismista mikrogliapolarisaation säätelyssä (kuva 10). Tiedot tukivat sitä, että ACT:tä voitaisiin kehittää terapeuttiseksi aineeksi neuroin§ammaatioon liittyvään neurodegeneratiiviseen sairauteen, kuten AD. Erityisesti liitimme mikrogliapolarisaation solujen aineenvaihduntaan, mikä selittää ACT:n vaikutuksen mitokondrioiden toiminnan muuttamisen kautta. Tämän metabolisen akselin tunnistaminen, tämän kohdistaminen ainutlaatuiseksi kokonaisuudeksi voisi mahdollistaa paljon parempia terapeuttisia lähestymistapoja mikroglia M1 -polarisaatiota vastaan, erityisesti AD:ssa.

Lyhenteet

ILMOITUS

Alzheimerin tauti; ACT:Akteosidi; RNA-Seq:RNA-sekvensointi; dpf: päivää hedelmöityksen jälkeen; DPZ:donepetsiilihydrokloridi; AS: keskinopeus; ΔS: nopeuden muutos; DRR: dyskinesian palautumisaste; RE:response e¨ciency; ELISA: entsyymi-immunosorbenttimääritys; LPS: lipopolysakkaridi; CCK-8:Cell Counting Kit-8; AChE: asetyylikoliiniesteraasi; ChAT: koliiniasetyylitransferaasi; NO:typpioksidi; QC: laadunvalvonta; Q-TOF: Quadrupole-lentoaika; PCA: Pääkomponenttien analyysi; PLS-DA: osittainen pienimmän neliösumman erotteluanalyysi; MMP: mitokondrioiden kalvopotentiaali; ROS: reaktiiviset happilajit; ATP: mitokondrioiden adenosiini-5'-trifosfaatti; TEM: Transmissioelektronimikroskooppi; qRT- PCR: Kvantitatiivinen reaaliaikainen polymeraasiketjureaktio; iNOS: typpioksidisyntaasi; DEG:t: differentiaalisesti ekspressoituneet geenit; GO:Gene Ontology; KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes; Arg: arginiini; GAPDH: glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasi; PGC-1 :peroksisomiproliferatiivisesti aktivoitu reseptori-koaktivaattori-1; UCP-2:mitokondrioiden irrotusproteiini-2; AMPK: AMP-aktivoitu proteiinikinaasi; CC: yhdiste C; PA: Pantoteenihappo.

Kirjoittajien panokset Sivu 13/34Kaikki kirjoittajat olivat mukana laatimassa artikkelia tai tarkistamassa sitä kriittisesti tärkeän henkisen sisällön osalta, ja kaikki kirjoittajat hyväksyivät lopullisen version julkaistavaksi. Opintosuunnitelma ja suunnittelu: YQL, FL; tietojen hankinta: YQL, YC ja SQJ; tietojen analysointi ja tulkinta: YQL, XLJ, YYS ja SSW. Tekijät lukivat ja hyväksyivät lopullisen käsikirjoituksen. Kiitokset Kirjoittajat ovat kiitollisia Ping Zhoulle, Yu-Meng Shenille ja Wei Jiangille teknisestä avusta.

Viitteet

1 Perea JR, Bolos M, Avila J. Microglia in Alzheimer's Disease in the Context of Tau Pathology.Biomolekyylit. 2020; 10.

2. Shiao YJ, Su MH, Lin HC, Wu CR. Akteosidi ja isoakteosidi suojaavat amyloidi-beeta-peptidiäSytotoksisuus, kognitiivinen kyky ja neurokemialliset häiriöt in vitro ja in vivo. Int J Mol Sei.2017; 18. 

3. Linnerbauer M, Rothhammer V. Reaktiivisten astrosyyttien suojaavat toiminnot keskustaa seuraavienHermoston loukkaus. Front Immunol. 2020;11:573256.

4. Hanslik KL, Ulland TK. Microglian ja Nlrp3-in§ammasomin rooli Alzheimerin taudissa.Etu Neurol. 2020;11:570711.

5. Tsukahara T, Haniu H, Uemura T, Matsuda Y. Sian maksan hajoamisen terapeuttinen potentiaaliTuote: Uusia näkemyksiä ja näkökulmia Microglia-välitteiseen neuroin§ammaatioonNeurodegeneratiiviset sairaudet. Biolääkkeet. 2020; 8.

6. Li L, Wang Y, Wang H, Lv L, Zhu ZY. BV-2-solujen metaboliset vasteet puerariinille sen polarisaatiossakäyttämällä ultra-suorituskykyistä nestekromatografia-massaspektrometriaa. Biomed Chromatogr.2020;34:e4796. 

7. Agrawal I, Jha S. Mitokondriaalinen toimintahäiriö ja Alzheimerin tauti: Microglian rooli. Edessä ikääntyminenNeurosci. 2020; 12:252.

8. Wei W, Lu M, Lan X, Liu N, Wang H, Du J, et ai. Verbaskosidin neuroprotektiivinen vaikutus hypoksi-iskeemiseenaivovaurio vastasyntyneellä rotalla. Neurosci Lett. 2019;711:134415.

9. Lai X, Xiong Y, Zhou J, Yang F, Peng J, Chen L, et ai. Verbaskosidi vaimentaa akuuttia tulehdustavaurio kokeellisessa aivoverenvuodossa tukahduttamalla TLR4:ää. Biochem Biophys Res Commun.2019;519:721–6. 

10. Ji SL, Cao KK, Zhao XX, Kang NX, Zhang Y, Xu QM, et ai. Fenyylietanolin antioksidanttivaikutusglykosidit glutamaatin aiheuttamaan neurotoksisuuteen. Biosci Biotechnol Biochem. 2019;83:2016–26.

11. Chen J, Gao L, Zhang Y, Su Y, Kong Z, Wang D, et ai. Akteosidilla parannettu streptotsotosiinin aiheuttamaoppimisen ja muistin heikkeneminen lisäämällä hippokampuksen insuliinia, glukoosin kuljetusta jaenergian aineenvaihduntaa. Phytother Res. 2020.Sivu 14/34Sivu 15/34

12. Li W, Deng R, Jin X, Chen J, Yang D, Shen J. Akteosidi parantaa kokeellista autoimmuuniaenkefalomyeliittiä estämällä peroksinitriittivälitteisen mitofagian aktivaation. Vapaa Radic BiolMed. 2020;146:79–91.

13. Li YQ, Chen Y, Fang JY, Jiang SQ, Li P, Li F. Integroitu verkko farmakologia ja seepra¦sh mallitutkia kaksivaikutteisia komponenttejaCistanche tubulosasekä osteoporoosin ettäAlzheimerin tauti. J Etnopharmacol. 2020;254:112764.

14. Orihuela R, McPherson CA, Harry GJ. Mikroglian M1/M2 polarisaatio ja metaboliset tilat. Br JPharmacol. 2016; 173:649–65.

15. Bi J, Zhang J, Ren Y, Du Z, Li Q, Wang Y, et ai. Irisin lievittää maksan iskemia-reperfuusiovauriotaestää liiallista mitokondrioiden ¦ssiota, edistää mitokondrioiden biogeneesiä ja vähentääoksidatiivista stressiä. Redox Biol. 2019; 20:296–306.

16. De Simone R, Ajmone-Cat MA, Pandol¦ M, Bernardo A, De Nuccio C, Minghetti L, et ai. Themitokondrioiden irtoamisproteiini-2 on sekä M1- että M2-mikrogliavasteiden pääsäätelijä. JNeurochem. 2015; 135:147–56.

17. Fakhri S, Pesce M, Patruno A, Moradi SZ, Iranpanah A, Farzaei MH, et ai. vaimennusNrf2/Keap1/ARE Alzheimerin taudissa kasvien sekundaaristen aineenvaihduntatuotteiden mukaan: mekaaninen katsaus.Molekyylit. 2020; 25.

18. Afridi R, Lee WH, Suk K. Microglia Gone Awry: Linking Immunometabolism to Neurodegeneration.Etusolun Neurosci. 2020; 14:246.

19. Bagheri-Mohammadi S. Microglia Alzheimerin taudissa: kantasolujen ja mikroglian vuorovaikutuksen rooliaivojen homeostaasissa. Neurochem Res. 2020.

20. Chen Y, Li YQ, Fang JY, Li P, Li F. Osteoporoosin samanaikaisen kokeellisen mallin luominenyhdistettynä Alzheimerin tautiin rotilla ja ekinakosidin ja akteosidin kaksoisvaikutuksiinCistanche tubulosa. J Etnopharmacol. 2020;257:112834.

21. Rath M, Muller I, Kropf P, Closs EI, Munder M. Metabolia arginaasin tai typpioksidisyntaasin kautta: kaksiKilpailevat arginiinireitit makrofageissa. Front Immunol. 2014; 5:532.

22. Kumar A, Kumar Y, Sevak JK, Kumar S, Kumar N, Gopinath SD. Ensisijaisen aineenvaihduntaanalyysiihmisen luustolihassolut myogeenisen etenemisen aikana. Sci Rep. 2020;10:11824.

23. Xu J, Patassini S, Begley P, Church S, Waldvogel HJ, Faull RLM, et ai. Aivojen vitamiinin puutosB5 (d-pantoteenihappo; pantotenaatti) mahdollisesti palautuvana hermoston rappeutumisen aiheuttajana jadementia satunnaisessa Alzheimerin taudissa. Biochem Biophys Res Commun. 2020; 527:676–81.

24. Ataman H. Hemi, rauta ja ikääntymisen mitokondrioiden rappeutuminen. Aging Res Rev. 2004;3:303–18.

25. Magnani ND, Marchini T, Calabro V, Alvarez S, Evelson P. Role of Mitochondria in the Redox SignalingVerkosto ja sen tulokset suurivaikutteisissa tulehdusoireyhtymissä. Etu Endokrinoli (Lausanne).2020;11:568305. 

26. Harry GJ, Childers G, Giridharan S, Hernandes IL. Yhteys mitokondrioiden jamikroglia efektoritoiminto. Mitä luulemme tietävämme? Neuroimmunol Neuroin§amm. 2020; 7:150–65.

27. Uittenbogaard M, Chiaramello A. Mitokondrioiden biogeneesi: terapeuttinen kohdehermoston kehityshäiriöt ja neurodegeneratiiviset sairaudet. Curr Pharm Des. 2014;20:5574–93.

28. de Oliveira Bristot VJ, de Bem Alves AC, Cardoso LR, da Luz Scheffer D, Aguiar AS. Jr. RooliPGC-1alpha/UCP2-signalointi fyysisen harjoituksen hyödyllisissä vaikutuksissa aivoihin. EdessäNeurosci. 2019; 13:292.

29. Jamwal S, Blackburn JK, Elsworth JD. PPARgamma/PGC1alfa-signalointi mahdollisena terapeuttinamitokondrioiden biogeneesin kohde neurodegeneratiivisissa sairauksissa. Pharmacol Ther. 2020: 107705.

30. Yang X, Xu S, Qian Y, Xiao Q. Resveratroli säätelee mikroglian M1/M2 polarisaatiota PGC-1alfan kauttaneuroinflammatoristen vaurioiden olosuhteet. Brain Behav Immun. 2017; 64:162–72.

31. Qiu WQ, Pan R, Tang Y, Zhou XG, Wu JM, Yu L, et ai. Litsisiemenen polyfenoli estää Abeta-indusoituaNLRP3:n aktivointi in§ammasomissa LRP1/AMPK-välitteisen autofagian induktion kautta. BiomedPharmacother. 2020;130:110575.

32. Chu X, Cao L, Yu Z, Xin D, Li T, Ma W, et ai. Vetyrikas suolaliuos edistää mikroglia M2 polarisaatiotaja komplementtivälitteinen synapsin menetys käyttäytymishäiriöiden palauttamiseksi hypoksia-iskeemisenvastasyntyneet hiiret AMPK-aktivoinnin kautta. J Neuroin§ammaatio. 2019; 16:104.

33. Szewczuk M, Boguszewska K, Kazmierczak-Baranska J, Karwowski BT. AMPK:n rooliaineenvaihdunta ja sen vaikutus DNA-vaurion korjaamiseen. Mol Biol Rep. 2020.