Cistanche Deserticola ekstraktid võivad kiirendada vananemisohuga hiirtel 8 (SAM-P8) immunosestsentsi antagoniseerida ja pikendada eluiga

Ke Zhang, Xu Ma, Wenjun He, Haixia Li, Shuyan Han, Yong Jiang, Hunan Wu, Li Han, Tomohiro Ohno, Nobuo Uotsu, Kohji Yamaguchi, Zhizhong Ma ja Pengfei Tu

1 Looduslike ravimite osakond, Farmaatsiateaduste kool, Pekingi Ülikool, No. 38 Xueyuan Road, Peking 100191, Hiina

2 Medical and Healthy Analytical Center, Pekingi ülikool, nr 38 Xueyuan Road, Peking 100191, Hiina

3 Fundamentaaluuringute teaduskond, Fancl Research Institute, FANCL Corporation, 12-13 Kamishinano, Totsuka-Ku, Yokohama, Kanagawa 244-0806, Jaapan

4 Traditsioonilise hiina ja lääne meditsiini integratsiooni osakond, meditsiini põhiteaduste kool, Pekingi ülikool, nr 38 Xueyuan Road, Peking 100191, Hiina

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Vananemiskiirendatud hiire kalduvustega 8 alamtüvesid (SAM-P8), mis on laialdaselt aktsepteeritud vananemisvastaste ja vananemisvastaste ravimite uurimisel kasutatavate loommudelitena, kasutati toidulisandite mõju uurimiseks toidulisandite ekstraktidega.Cistanchedeserticola(ECD), mida on laialdaselt kasutatud traditsioonilises hiina meditsiinis, kuna sellel on tajutav võime edendada eakate immuunfunktsiooni. Kaheksa kuu vanuseid isaseid SAM-P8 hiiri raviti ECD-ga igapäevase suukaudse manustamisega 4 nädala jooksul. Tulemused näitasid, et toidulisand 150 mg/kg ja 450 mg/kg ECD võib pikendada Kaplan-Meieri ellujäämisanalüüsiga mõõdetud eluiga annusest sõltuval viisil. Näidati, et SAM-P8 hiirte toidulisand 4 nädala jooksul 100, 500 ja 2500 mg/kg ECD-ga suurendas oluliselt nii naiivsete T- kui ka looduslike tapjarakkude arvu vere- ja põrnarakkude populatsioonis. Seevastu perifeerse mälu T-rakkude ja põletikueelse tsütokiini (IL-6) sisaldus seerumis vähenes oluliselt hiirtel, kes neelasid päevas 100 ja 500 mg/kg ECD-d. Lisaks taastati paralleelselt Sca-1-positiivsed rakud, perifeersete naiivsete T-rakkude tunnustatud eellased. Meie tulemused pakuvad selget eksperimentaalset tuge pikaajalistele kliinilistele vaatlusuuringutele, mis seda näitavadCistanchedeserticolaomab märkimisväärset mõju eluea pikendamisel ja viitab sellele, et see saavutatakse immunosestsentsi antagoniseerimisega.

CistanchesaabVananemisvastanejavalgendama nahka

Sissejuhatus

Cistanchedeserticola, mis on üks populaarsemaid traditsioonilisi Hiina taimseid ravimeid/tervisetooteid, on paljudes ajaloolistes Hiina ravimtaimede farmakopöades kirjeldatud kui vananemisvastaseid omadusi. Sellest tulenevalt on seda Hiinas laialdaselt kasutatud mitmesuguste vanusega seotud häirete, sealhulgas seniilse dementsuse, impotentsuse, viljatuse, krooniliste infektsioonide ja eakate vereloomehäirete raviks [1]. Kaasaegsed keemilised lähenemisviisid on võimaldanud eraldada peamiste toimeainetena kahte peamist tüüpi ühendeid, fenüületanoidglükosiide ja oligosahhariide.Cistanchedeserticola[1]. Viimasel kümnendilCistanchedeserticolaja selle ekstrakte on intensiivselt uuritud ja on näidatud, et need on võimelised kaitsma neuroneid neurotoksiinide põhjustatud vigastuste eest [2], inhibeerima süsiniktetrakloriidist põhjustatud hepatotoksilisust [2] ja soodustama luuüdi rakkude taastumist Co60 põhjustatud kiirguskahjustusest [3]. . Samuti on näidatud, et sellel on põletikuvastane, antioksüdant ja vananemisvastane toime [4]. Kas Cistanche deserticola võib eluiga pikendada ja millised on selle vananemisvastaste omadustega seotud molekulaarsed mehhanismid [3], pole aga rangelt testitud.

Immuunsus, st immuunsüsteemi muutused koos vanusega, on taustaks, mille taustal on täheldatud eakate suurenenud vastuvõtlikkust infektsioonidele, vähile, neurodegeneratiivsetele haigustele ja autoimmuunhaigustele [5]. On teatatud, et terapeutilised sekkumised, nagu kalorite piiramine [6] ja E-vitamiini lisamine, on tõhusad immunosestsentsi progresseerumise edasilükkamisel ja seega mõnede vanusega seotud haiguste haigestumuse vähendamisel ning nii inimeste kui ka näriliste eluea pikendamisel. [7, 8]. Selle valdkonna uuringuid teeb aga keeruliseks asjaolu, et vananemist seostatakse samaaegse immuunpuudulikkuse ja kroonilise põletiku paradoksiga [9]. See tähendab, et lihtne lümfotsüütide proliferatsiooni stimuleerimine või põletikuvastane toime ei kujuta endast ideaalset terapeutilist sekkumist vananemise ja vanusega seotud seisunditega tegelemiseks [10]. Järelikult peab selliste meditsiiniliste sekkumiste otsimisel, mis suudaksid ennetada või leevendada vanusega seotud haigusi, sealhulgas infektsioone, vähki, autoimmuunhaigusi, ateroskleroosi ja neurodegeneratiivseid haigusi, mis on peamised surma- ja puude põhjused, ning immuunsüsteemi defektide parandamisega kaasneda põletikulised reaktsioonid.

Vananemisega kiirendatud hiir [11] on AKR/J tüvest tuletatud inbred hiiremudel, mida kasutatakse laialdaselt vananemisuuringutes. Nende hiirte P8 alamtüvel (SAM-P8) on märkimisväärselt lühenenud eluiga võrreldes R1 alamtüvega (SAM-R1), millel on samuti aeglasem vananemisprotsess [12]. Paralleelselt enneaegse vananemisega ilmnevad SAM-P8 hiirtel ka suurenenud neuroloogiline vananemine, immunosestsents ja vanusega seotud vereloome defitsiit, mis jäljendavad täpselt inimese tüüpilisi vananemisomadusi [13, 14]. Kiirenenud vananemisprotsessi ja vanusega seotud häirete eest vastutavate mehhanismide analüüs näitab, et sellega on seotud mitokondriaalne düsfunktsioon [15], oksüdatiivne stress ja somaatilise DNA mutatsioonikiiruse suurenemine [16, 17]. See hiiresüsteem oma homogeense geneetilise taustaga on seega suurepärane eksperimentaalne mudel vananemis- ja vananemisvastaste ravimite uurimiseks [12]. See uuring on keskendunud sellele, et uurida, kas Cistanche deserticola ekstraktid on võimelised pikendama SAM-P8 hiirte eluiga ja muutma nende immunosestsentsi seisundit.

cistancheehhinakosiidsaabVananemisvastane

Tulemused

3.1. Cistanche deserticola (ECD) ekstraktide potentsiaalsete aktiivsete komponentide analüüs. Nagu on näidatud tabelis 1, koosneb ECD peamiselt kahte tüüpi ühenditest, fenüületanoidglükosiididest ja oligosahhariididest. Fenüületanoidglükosiidides on tuvastatud ehhinakosiid, akteosiid ja 8-epilogaanhape, samas kui oligosahhariidides tuvastati ainult galaktitool.

3.2.Cistanche deserticola ekstraktide mõju SAM-P8 hiirte keskmisele elueale. Selle ja järgnevate uuringute jaoks jagati kaheksakuused isased SAM-P8 hiired 4 rühma. Nende hulgas toideti ühte hiirte rühma normaalse toiduga ilma ECD-ta, ülejäänud 3 rühma on söönud eraldi toitu, mis sisaldab erinevas vahekorras ECD-d. Kõigis katsetes kasutati kontrollrühmana SAM-R1 alamtüve hiiri, kellel on normaalne vananemisprotsess ja eluiga.

Võrreldes kontrollrühmaga SAM-R1 lühenes SAM-P8 hiirte keskmine eluiga oluliselt (joonis 1(a); 𝑃 < 0.001).="" kuigi="" dieedi="" täiendamine="" väikese="" ecd="" annusega="" (50="" mg/kg)="" ei="" toonud="" kaasa="" sam-p8="" hiirte="" eluea="" märkimisväärset="" pikenemist,="" söödi="" keskmisel="" (150="" mg/kg)="" ja="" kõrgel="" (450="" mg/ml)="" toidulisandil.="" annuste="" kasutamisel="" ilmnes="" annusest="" sõltuv="" eluea="" pikenemine="" (joonised="" 1(a)="" ja="" 1(b);="" 𝑃="">< 0,05–0,01),="" mida="" kinnitas="" kaplan-meieri="" ellujäämise="" analüüs,="" mis="" hõlmas="" nii="" log-rank="" (="" mantel-coxi)="" ja="" gehan-breslow-wilcoxoni="">

3.3. Immunosenetsentsi pöördumine SAM-P8 hiirtel Cistanche deserticola (ECD) ekstraktide abil. Perifeersete naiivsete T-lümfotsüütide arvu vähenemine ja samaaegne perifeerse mälu T-lümfotsüütide arvu suurenemine on immunosestsentsi silmapaistvad tunnused, mida peetakse laialdaselt vanusega seotud immunoloogiliste kõrvalekallete peamisteks põhjusteks. See SAM-P8 immunosenstsents võrreldes SAM-R1 loomadega oli selgelt ilmne, kui FACS analüüsi kasutati lümfotsüütide (CD3 pluss CD44low CD45RBhigh) loendamiseks naiivsete T-rakkude ja (CD3 pluss CD44kõrge CD45BRlow) lümfotsüütide kui mälu T indikaatorina. rakud. Seega vähenes SAM-P8 hiirtel nii perifeerses veres (joonis 2) kui ka põrnarakkudes (joonis 3) populatsioonides naiivsete T-rakkude tase ja suurenenud mälu T-rakkude tase. Leiti, et SAM-P8 hiirte dieedi täiendamine ECD-ga suudab neid immunosestsentsi indikaatoreid annusest sõltuval viisil ümber pöörata nii perifeerse vere (joonis 2) kui ka põrnarakkude (joonis 3) populatsioonides. Täiendava indikaatorina immunosenstsentsi pöördumise kohta ECD toidulisandiga dieedil analüüsiti loomulike tapjarakkude [18] taset, mis on kaasasündinud immuunsüsteemi peamine rakuline marker. See näitas, et ECD dieedi lisamine põhjustas annusest sõltuva NK (CD3 pluss CD49 pluss) rakkude arvu suurenemise nii perifeerses veres (joonis 4) kui ka põrnarakkudes (joonis 5) lümfotsüütide populatsioonis.

3.4. Cistanche deserticola ekstraktid tugevdavad Sca{2}} positiivsete rakkude suhtelist fluorestsentsi intensiivsust SAM-P8 hiirtel. Tüvirakkude antigeen-1 (Sca-1) on üks silmapaistvamaid vereloome tüvirakkude (HSC) biomarkereid luuüdi rakkude populatsioonides. Sca-1 positiivsed rakud esindavad ka lümfotsüütide eellasrakke, mis on äsja eksporditud luuüdist perifeersesse verre, kus nad läbivad edasise diferentseerumise erinevat tüüpi küpseteks lümfotsüütideks. Järelikult on need Sca{8}}-positiivsed rakud perifeerses veres naiivsete T-lümfotsüütide peamist allikat. Joonis 6 näitab, et võrreldes SAM-R1 kontrollhiirtega oli Sca-1 positiivsete rakkude suhteline fluorestsentsi intensiivsus SAM-P8 hiirtel oluliselt madalam. Näidati, et SAM-P8 hiirte dieedi lisamine kolme erineva ECD annusega suurendab oluliselt Sca-1-positiivsete rakkude suhtelist fluorestsentsi intensiivsust (joonis 6).

3.5. Cistanche deserticola (ECD) ekstraktid soodustavad apoptoosi ja inhibeerivad lümfotsüütide nekroosi SAM-P8 hiirtel. Vere lümfotsüütide populatsioonide nekroosi ja apoptoosi taset analüüsiti kahekordse värvimisega anneksiin V-FITC V/PI-ga. See näitas, et nekrootiliste lümfotsüütide osakaal SAM-P8 hiirtel oli oluliselt suurem kui SAM-R1 kontrollloomadel, samas kui apoptootiliste lümfotsüütide osakaal oli väiksem (joonis 7). SAM-P8 hiirte dieedi täiendamine kolme erineva ECD annusega suutis pärssida perifeersete lümfotsüütide populatsioonides täheldatud nekroosi taset, samas kui ainult kaks kõrgemat ECD lisataset põhjustasid olulise muutuse apoptootiliste lümfotsüütide tasemes (joonis fig. 7).

cistanchesaabantioksüdatsioon

3.6. Cistanche deserticola (ECD) ekstraktid vähendavad põletikueelset tsütokiini IL-6 SAM-P8 hiirtel. Veel üks indikaator ECD võimest mõjutada vanusega seotud muutusi immuunsüsteemis on ECD toidulisandite mõju mitmete tsütokiinide (IFN-𝛾, TNF- 𝛼, IL-2, IL{ {9}}, IL{{10}}, GM-CSF ja IL-3) analüüsiti tsütomeetrilise helmeste massiivi analüüsi (CBA) abil, mis hõlmab värvimist fluorestsentsvärviga märgistatud antikehadega. püüdmistsütomeetriliste helmestega. Tulemused (joonis 8) näitasid, et põletikulise tsütokiini IL-6 ei suurenenud 8-kuu vanustel SAM-P8 hiirtel võrreldes sama vanade SAM-R1 kontrollhiirtega, kuid see suurenes oluliselt, kui võrreldes 6-kuuste SAM-R1 hiirtega (tulemusi pole näidatud). Siiski suutis toidulisand ECD suurte ja keskmiste annustega põhjustada statistiliselt olulise plasma IL-6 taseme languse (joonised 8(a) ja 8(b),  < 0,05).="" teiste="" uuritud="" tsütokiinide="" (ifn-𝛾,="" tnf-𝛼,="" il-2,="" il-10,="" gm-csf="" ja="" il-3)="" plasmatasemed="" ei="" näidanud="" olulisi="" erinevusi="" sam-i="" vahel.="" p8,="" sam-r1="" ja="" ecd-ga="" töödeldud="" hiirte="" rühmad="" (andmeid="" pole="">

4. Arutelu

Immuunkaitse uute invasiivsete mikroorganismide või endogeensete kasvajarakkude vastu sõltub T-rakkude repertuaari mitmekesisusest, mis omakorda sõltub naiivsete T-rakkude loomisest ja säilitamisest [19]. Vananemisprotsessi ajal on näidatud, et T-rakkude repertuaari mitmekesisus väheneb dramaatiliselt naiivsete T-rakkude järkjärgulise ammendumise tõttu perifeerses reservikogumis. Arvatakse, et eakate inimeste vastuvõtlikkus infektsioonidele, vähile ja vaktsineerimisjärgsetele halbadele tulemustele on vastuvõtlike naiivsete T-rakkude puudus [20]. Erinevaid sekkumisi, sealhulgas kalorite piiramist [7], treeningut [21] ja E-vitamiini lisamist [8], on kasutatud naiivsete T-rakkude edukaks täiendamiseks ja seeläbi eluea pikendamiseks ning nakkuste ja vähi tekke vähendamiseks eakate seas. Selles uuringus näitasime, et ECD on võimeline suurendama naiivsete T-rakkude taset perifeerses kogumis ning sellega kaasneb eluea pikenemine ja kasvajate moodustumise sageduse vähenemine vananemisega kiirendatud hiirtel (ECD terapeutiline rühm versus. SAM-P8, 0 versus 1/6). Seetõttu näib olevat mõistlik järeldada, et ECD võime pöörata tagasi perifeersete naiivsete T-rakkude vanusest sõltuv ammendumine võib kaasa aidata selle teadaolevatele mõjudele vanusega seotud haiguste vähendamisel, mis tulenevad pikaajalistest kliinilistest vaatlustest.

cistancheakteosiidsaabVananemisvastane

Viited

[1] Y. Jiang ja P.-F. Tu, "Cistanche liikide keemiliste koostisosade analüüs", Journal of Chromatography A, vol. 1216, nr. 11, lk 1970–1979, 2009.

[2] Q. Xiong, K. Hase, Y. Tezuka, T. Tani, T. Namba ja S. Kadota, "Cistanche deserticola fenüületanoidide hepatoprotektiivne toime", Planta Medica, vol. 64, nr. 2, lk 120–125, 1998.

[3] "Immunology and aging in Europe. Proceeding of the 2nd Conference on Basic Biology and Clinical Impact of Immunosenescence. March 22-26, 2001, Cordoba, Spain", Experimental Gerontology, vol. 37, nr. 2-3, lk 183–473, 2002.

[4] G.-D. Xuan ja C.-Q. Liu, "Uuringud Cistanche deserticola fenüületanoidglükosiidide (PEG) mõju kohta D-galaktoosi poolt indutseeritud vananemisvastastele hiirtele", Journal of Chinese Medicinal Materials, vol. 31, nr. 9, lk 1385–1388, 2008.

[5] D. Aw, AB Silva ja DB Palmer, "Immunosenescence: emerging challenges for an aging elanikkonna", Immunology, vol. 120, nr. 4, lk 435–446, 2007.

[6] M. Alizadeh, H. Pohla, A. Rehbein ja G. Pawelec, "Long term culture of monoclonal human T lymphocytes: models for immunosenescence?" Vananemise ja arengu mehhanismid, kd. 83, nr. 3, lk 171–183, 1995.

[7] EH Greeley, E. Spitznagel, DF Lawler, RD Kealy ja M. Segre, "Modulation of canine immunosenescence by life-long caloric limitation", Veterinary Immunology and Immunopathology, vol. 111, lk 287–299, 2006.

[8] SN Meydani, SN Han ja D. Wu, "E-vitamiin ja immuunvastus eakatel: molekulaarsed mehhanismid ja kliinilised tagajärjed", Immunological Reviews, vol. 205, lk 269–284, 2005.

[9] SG Deeks, "HIV-nakkus, põletik, immunosestsents ja vananemine", Annual Review of Medicine, vol. 62, lk 141–155, 2011.

[10] M. Capri, D. Monti, S. Salvioli et al., "Complexity of anti immunosenescence straties in humans", Artificial Organs, vol. 30, nr. 10, lk 730–742, 2006.

[11] S. Antonaci, AR Garofalo, C. Chicco jt, "Seniilne dementsus, Alzheimeri tüüp: eristatav üksus immunosensentsis?" Journal of Clinical Laboratory Analysis, vol. 4, nr. 1, lk 16–21, 1990.

[12] R. Takahashi, "Vananemisvastased uuringud vananemisega kiirendatud hiire (SAM) tüvede kohta", Yakugaku Zasshi, vol. 130, nr. 1, lk 11–18, 2010.

[13] S. Llor´ens, RMM-F. De Mera, A. Pascual et al., "Vananemisega kiirendatud hiir (SAM-P8) kui mudel veresoonte funktsionaalsete muutuste uurimiseks vananemise ajal", Biogerontology, vol. 8, nr. 6, lk 663–672, 2007.

[14] T. Takeda, "Senescence-accelerated mouse (SAM) koos spetsiaalsete viidetega neurodegeneratsiooni mudelitele, SAMP8 ja SAMP10 hiired", Neurochemical Research, vol. 34, nr. 4, lk 639–659, 2009.

[15] H. Nakahara, T. Kanno, Y. Inai jt, "Mitochondrial dysfunction in the senescence-accelerated mouse (SAM)," Free Radical Biology and Medicine, vol. 24, nr. 1, lk 85–92, 1998.

[16] J. Mizutani, T. Chiba, M. Tanaka, K. Higuchi ja M. Mori, "Unique mutations in mitochondrial DNA of senescence-accelerated mouse (SAM) strains", Journal of Heredity, vol. 92, nr. 4, lk 352–355, 2001.

[17] A. Mori, K. Utsumi, J. Liu ja M. Hosokawa, "Oxidative damage in the senescence-accelerated mouse", Annals of the New York Sciences, kd. 854, lk 239–250, 1998.

[18] WB Ershler, WH Sun, N. Binkley jt, "Interleukiin-6 ja vananemine: vere tase ja mononukleaarsete rakkude tootmine suurenevad vanuse kasvades ja in vitro tootmist saab muuta toitumispiirangutega", Lymphokine and Cytokine Research, vol. 12, nr. 4, lk 225–230, 1993.

[19] AN Vallejo, "Immune remodeling: õppetunnid repertoire muutustest kronoloogilise vananemise ajal ja immuunvahendatud haiguste korral", Trends in Molecular Medicine, vol. 13, nr. 3, lk 94–102, 2007.