Kuidas on cistanche ehhinakosiid kasulik Parkinsoni tõvega patsientidele

Kontakt: emily.li@wecistanche.com

Ⅲ osa: autofagia reguleerimise mehhanism MPTP-indutseeritud PD hiirtel ehhinakosiidi MTOR-i signaaliraja kaudu

KLIKI SIIA, ETOSAⅠ & OSA Ⅱ

TekkimineParkinsoni tõbi(PD) on seotud paljude teguritega, kuid peamised patoloogilised mehhanismid näivad keskenduvat oksüdatiivsele stressile, mitokondriaalsele düsfunktsioonile ja ebanormaalsele valkude agregatsioonile. Kõik need mehhanismid on tugevas korrelatsioonis autofagiaga.16 Elusorganismide jaoks mängib autofagia olulist rolli. See mängib võtmerolli valesti volditud valkude, ebanormaalselt agregeerunud valkude ja kahjustatud organellide eemaldamisel. On teatatud, et autofagia ülesreguleerimine võib kõrvaldada mõned haigusega seotud valgud PD-s (Parkinsoni tõbi)nt -sünukleiin, ubikvitiin ja muud valesti volditud valgud, vähendades seeläbi PD esinemissagedust (Parkinsoni tõbi). Vahepeal on uuringud ka juhtinud tähelepanu sellele, et autofagia allareguleerimine võib põhjustada mitokondriaalset düsfunktsiooni, mitokondriaalset rebendit, lahustumatu SNCA/-sünukleiini ja ubikvitiini valkude ladestumist.10 Seetõttu on normaalse funktsiooni säilitamiseks oluline reguleerida autofagiat.

Cistanche'i Parkinsoni tõve kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin

Ka meie uurimisrühma esialgsed uuringud kinnitasid nii Vivo kui ka Vitro uuringutes, etehhinakosiidoli teatud neuroprotektiivne toime 9, 20–23 ja võib vähendada -sünukleiini ekspressiooni. Konkreetse mehhanismi edasiseks uurimiseksehhinakosiid-sünukleiini kliirensis viisime läbi põhjalikuma uuringu ECH neuroprotektiivse mehhanismi kohta MPTP-indutseeritud PD-s (Parkinsoni tõbi) hiired autofagia vaatenurgast. Käesolevas uuringus hinnati kõigepealt iga rühma hiirte neuroloogilist käitumist. Leiti, et võrreldes M-rühmaga oli EH-rühma hiirte ronimisaeg oluliselt lühem ning kukkumise latentsus ning esi- ja tagajäsemete sammupikkus olid oluliselt pikemad. EH-rühma hiirte autonoomse aktiivsuse võime suurenes samuti oluliselt. HPLC tulemused näitasid, et monoamiini neurotransmitterite sisaldus suurenes oluliselt EH rühmas võrreldes M rühmaga, eriti DA ja DOPAC ekspressioon. Western blot'i tulemused näitasid ka, et TH ekspressioon substantia nigras suurenes EH rühmas märgatavalt võrreldes M rühmaga. Kui ülaltoodud neurokäitumuslikud funktsioonid halvenesid oluliselt CQ rühmas ja WO rühmas, oli DA ja TH sisaldus samuti oluliselt madalam kui EH rühmas ning suremus oli oluliselt kõrgem. Käesoleva uuringu tulemuste kohaselt oli suremus autofagia inhibiitori rühmades kõrgem kui teistes rühmades. CQ rühma suremus oli 28 protsenti ja WO rühmas 12 protsenti, samas kui teistes rühmades surmajuhtumeid ei olnud. Et kontrollida autofagia inhibiitorite mõjuehhinakosiid, võeti sünukleiini ekspressiooni jälgimiseks kasutusele TH topeltimmunofluorestsents ja -sünukleiini värvimine koos -sünukleiini valgu immunoblotimisega. Tulemused kinnitasid sedaehhinakosiidvähendas oluliselt -sünukleiini ekspressiooni võrreldes M-rühmaga. Kuid autofagia inhibiitorite kasutamisel suurenes -sünukleiini ekspressioon järsult. Uuringud on näidanud, et MPTP toksilised mõjud on tihedalt seotud -sünukleiini ilmnemisega, kuna -sünukleiini väljalülitatud hiirtel on kõrge tolerantsus MPTP toksilisuse suhtes.24 See võib kaudselt viidata sellele, et MPTP-indutseeritud PD (Parkinsoni tõbi) hiirte mudelid, mida kõrgem on -sünukleiini ekspressioon, seda tugevam on MPTP toksiline toime hiirtele. Käesolevas uuringus oli hiirte suremus autofagia inhibiitorite rühmas oluliselt kõrgem kui teistes rühmades, mis võib olla korrelatsioonis -sünukleiini suurenenud ekspressiooni ja vähenenud tolerantsusega MPTP toksiliste mõjude suhtes. Seetõttu järeldasime, et neuroprotektiivne toimeehhinakosiidvõib olla korrelatsioonis autofagia soodustamisega ja autofagia inhibiitorid võivad märkimisväärselt suurendada a-sünukleiini ekspressiooni, mis võib olla korrelatsioonis hiirte surmaga.

Autofagia võtmemarkerina kasutatakse mikrotuubuliga seotud valgu 1 (LC3) kerget ahelat 3 laialdaselt autofagia esinemise tuvastamiseks immunofluorestsentsi või Western blot analüüsi abil. P62, tuntud ka kui SQSTM1, osaleb patogeneesis. mitmesugused neurodegeneratiivsed haigused. See võib siduda ubikvitiini valgud LC3-ga ja laguneda autofagia kaudu. P62 valgu ekspressioonitase võib peegeldada autofagia voolu lõppemist.2 Et uurida täiendavaltehhinakosiidMPTP-indutseeritud autofagia kohtaPD (Parkinsoni tõbi) hiirtel mõõdeti igas rühmas hiirtel autofagiaga seotud indikaatorite, nagu Beclin 1, LC3 ja P62, ekspressiooni. Leiti, et Beclinli ja LC3-Ⅱ ekspressioonid suurenesid oluliselt M-rühmas võrreldes N-rühmaga, koos autofagosoomide arvu ilmse suurenemisega. Need viitasid sellele, et M-rühma hiirte autofagia tase tõusis. P62 tase autofagia suurenemisega siiski ei langenud. Selle asemel suurenes see märkimisväärselt, mis näitab, et kogu autofagia protsess ei olnud normaalselt lõpule viidud. See tähendas, et MPTP rühmas esines ilmselge autofagilise voolu häire, mis oli kooskõlas kirjanduses avaldatud aruannetega.26,27 Rapamütsiin võib suurendada lüsosoomide sünteesi ja soodustada autofagosoomide kliirensit. Käesolevas uuringus kasutati klassikalist autofagia indutseerijat rapamütsiini positiivse kontrollina ning klassikalisi autofagia inhibiitoreid klorokviini ja wortmanniini kasutati kontrollidena. LC3 ekspressioonitaseme jälgimiseks kasutati immunofluorestsentsi ja Western blot'i. Beclin l ekspressiooni mõõdeti Western blot meetodil ja autofagosoomide ekspressiooni igas hiirte rühmas jälgiti ülekandeelektronmikroskoobiga. Tulemused näitasid, et võrreldes M-rühmaga suurenesid Beclinli ja LC3-II ekspressioonidehhinakosiidrühmas ja RA rühmas, samal ajal kui P62 ja -sünukleiini tase langes märkimisväärselt, mis näitab, et nendes kahes rühmas paranes autofagilise voolu häire oluliselt kui MPTP-indutseeritud korral.PD (Parkinsoni tõbi)hiired. Beclin 1, LC3-II ekspressioonid ja autofagosoomide arv WO rühmas vähenesid, millega kaasnes P62 ja a-sünukleiini taseme tõus. See korreleerus autofagia substraadi ja patoloogiliste toodete kliirensi ebaõnnestumisega aja jooksul autofagia inhibeerimise tõttu. LC3-II ekspressioon ja autofagosoomide arv CQ rühmas suurenesid märkimisväärselt, koos P62 ja a-sünukleiini taseme tõusuga, mis oli korrelatsioonis autofagia voolu häirega.

On teada, et mTOR kinaas on autofagia peamine reguleerimiskoht ja see eksisteerib rakus kahe erineva funktsiooniga kompleksina, mTORCl ja mTORC2. mTORCl, mis on tundlik rapamütsiini suhtes, on autofagia peamine negatiivne tagasiside regulaator, samas kui mTORC2, mis ei ole rapamütsiini suhtes tundlik, võib reguleerida proteiinkinaasi AKT aktivatsiooni. Aktiveeritud AKT võib toimida mTORCl kompleksile; Seetõttu võib AKT toimida ühenduspunktina mTORC1 ja mTORC2 vahel.28 Käesoleva uuringu käigus leiti, et nagu rapamütsiin,ehhinakosiidvõib autofagiat üles reguleerida, pärssides mTOR ekspressiooni, ja samuti ülesreguleerida p-AKT / AKT ekspressiooni. Seda me spekuleerisimeehhinakosiidvõib pärssida mTORC1 ekspressiooni, reguleerides seeläbi autofagiat, saavutades a-sünukleiini ja P62 elimineerimise efekti ning seejärel aktiveerides AKT läbi mTORC2, et soodustada dopamiini neuronite ellujäämist. Kuid klorokiin ei ole mTOR-sõltuva autofagia indutseerimise ja regulaatori defosforüülimise inhibiitor, seega välditakse seda tulevastes uuringutes kui eksperimentaalset vahendit mTOR-sõltuva autofagia inhibeerimisel.

ehhinakosiid ravib PD (Parkinsoni tõbi)

Kokkuvõte

Lühidalt, mTOR-ile suunatud ravimite väljatöötamine, mis võivad nii kliinilist efektiivsust suurendada kui ka kliinilist toksilisust vähendada, võib olla tulevaste uuringute suund.ehhinakosiidsellel on palju eeliseid, nagu ohutus, mittetoksilisus, vähesed kõrvalmõjud ja madal hind. Meie esialgsed loomkatsed näitasid sedaehhinakosiidvõib inhibeerida mTOR rada, suurendada autofagiat ja soodustada P62 vähenemist ja patoloogiliste toodete, näiteks -sünukleiini, elimineerimist. See võib tuua kaasa uued ravistrateegiad traditsioonilise hiina meditsiini sekkumiseksPD (Parkinsoni tõbi). Arvestades aga ebapiisavat valimi suurust ja kontrollimiseks vajalikke rakukatseid, oleks see meie edasise uurimistöö suund.

Eetika heakskiit ja nõusolek osalemiseks: kõiki katseid hindas ja kiitis heaks Hiina meditsiini Nanjingi haigla eetikakomitee ning need järgisid riiklike tervishoiuinstituutide laboriloomade hooldamise ja kasutamise juhendit (KY2017102).

Tänuavaldused: Oleme eriti tänulikud kõigile inimestele, kes on meid meie artikliga abistanud.

Rahastamine: Seda uuringut rahastasid:1. Nanjingi terviseteaduse ja -tehnoloogia arendamise erifondi toetus (YKK18134);2. Jiangsu provintsi traditsioonilise hiina meditsiini büroo "Hiina meditsiini ajuhaigused" põhidistsipliini kasvatamise projekt (NBPY201704)3. Nanjingi Hiina Meditsiini Ülikool "Jiangsu ülikooli õendusabi soodsa distsipliini ehitusprojekti rahastamisprojekt" (2019YSHL098);4. Nanjing "Kolmeteistkümnes viie aasta plaan" Kuulus Hiina meditsiini arst (Kong-Jiang Liu) stuudio ehitusprojekt (LKJ-2017-NJ).5. Nanjingi "Kolmeteistkümnes viie aasta plaan" Kuulus Hiina meditsiini arst (Jing-Qing Wang) Stuudio ehitusprojekt (WJQ-2019-NJ). Rahastajal ei olnud mingit rolli uuringu kavandamisel ja andmete kogumisel, analüüsimisel ja tõlgendamisel ning käsikirja kirjutamisel.

Avalikustamine: autorid kinnitavad, et neil ei ole konkureerivaid huve.

Viited

20. Zhao Q, Gao J, Li W, Cai D. Neurotroofsed ja neuropäästeefektidehhinakosiidalaägedas MPTP hiiremudelisParkinsoni tõbi.Brain Res. 2010;1346:224–236.

21. Zhu M, Zhou M, Shi Y, Li WW. MõjudehhinakosiidMPP (pluss) poolt indutseeritud mitokondriaalse fragmentatsiooni, mitofagia ja raku apoptoosi kohta SH-SY5Y rakkudes. Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao. 2012;10 (12):1427–1432.

22. Zhao Q, Yang X, Cai D jt.ehhinakosiidkaitseb MPP (pluss) poolt indutseeritud neuronaalse apoptoosi eest ROS/ATF3/CHOP raja reguleerimise kaudu. Neurosci Bull. 2016;32(4):349–362.

23. Chen C, Xia B, Tang L jt.ehhinakosiidkaitseb MPTP / MPP pluss-indutseeritud neurotoksilisuse eest Sirt1 vahendatud autofagia raja reguleerimise kaudu. Metab Brain Dis. 2019;34(1):203–212.

24. Dauer W, Kholodilov N, Vila M jt. Alfa-sünukleiini nullhiirte resistentsus parkinsonismi neurotoksiini MPTP suhtes. Proc Natl Acad Sci US A. 2002;99(22):14524–14529.

25. Kabeya Y, Mizushima N, Ueno T jt. LC3, imetaja pärmi Apg8p homoloog, paikneb pärast töötlemist autofagosoomide membraanides [avaldatud parandus ilmub EMBO J. 2003, 1. september; 22 (17): 4577]. EMBO J. 2000;19(21):5720–5728.

26. Lamine-Ajili A, Fahmy AM, Létourneau M, et al. Hüpofüüsi adenülaattsüklaasi aktiveeriva polüpeptiidi mõju autofagilisele aktivatsioonile, mida täheldati Parkinsoni tõve in vitro ja in vivo mudelites. Biochim Biophys Acta. 2016;1862(4):688–695.

27. Lu M, Su C, Qiao C, Bian Y, Ding J, Hu G. Metformiin hoiab ära dopamiinergiliste neuronite surma Parkinsoni tõve MPTP/P-indutseeritud hiiremudelis autofagia ja mitokondriaalse ROS-i kliirensi kaudu. Int J Neuropsychopharmacol. 2016;19(9):pyw047. 28. Swiech L, Perycz M, Malik A, Jaworski J. mTOR roll närvisüsteemi füsioloogias ja patoloogias. Biochim Biophys Acta. 2008;1784(1):116–132.