Teine osa Acteoside represseeritud Microglia M1 polarisatsioon inhibeeritud NF-κB signalisatsiooniraja ja AMPK-vahendatud mitokondrite funktsiooni taastamise kaudu

Klõpsake siin kuni 1. osa

Lisateabe saamiseks võtke ühendust: ali.ma@wecistanche.com

2. OSA Kuidas Cistanche Acteosides suurendab ajurakkude elujõudu ja leevendab Alzheimeri tõbe?

Klõpsake Tsistanche ekstrakti pulbrit Alzheimeri tõve jaoks

Arutelu

Alzheimeri tõbion progresseeruv neuronaalne ja tunnetushäire haigus, millel on keerulised düsreguleeritud mehhanismid[17]. Tõendite kogumine on näidanud märgatavat seost mikroglia-juhitud in@ammationi vahel ajus. Tundub, et see mängib olulist rolliAlzheimeri tõbi. Microglia on makrofaagid ajus[18]. Seda saab aktiveerida klassikaliselt M1-le§ammatiivses fenotüübis, mida iseloomustab proinflammatiivsete tsütokiinide suurenenud sekretsioon[4]. Liigne M1 aktiveerimine võib kiirendada neuronite kahjustusi ja neurodegeneratsiooni, isegi süvendadesAlzheimeri tõbi[19]. Seega on hädavajalik otsida uusi terapeutilisi lähenemisviise, mille eesmärk on kontrollida mikroglia polarisatsioonipunkte, mis võiksid pakkuda adaptiivset kasu. Meie varasem töö on kinnitanud, et ACT-l oli märkimisväärne mõju õppimis- ja mäluvõime parandamisele ning neuronite kaitsmisele rottidel [20]. Järjekindlalt tõestas käesolev uuring ka seda, etActeosidevõib leevendada AlCl3-indutseeritud düskineesiat ja kolinergilist süsteemihäiret sebrakalas. ÄrevaltActeosideesines märkimisväärseid põletikuvastaseid tegevusi LPS-indutseeritud BV-2 rakkudes. Transkriptoomilised inimesed kinnitasid LPS-indutseeritud rakkude märgatavaid muutusi võrreldes kontrollrakkudega, samuti ACT-iga töödeldud rakkudega võrreldes LPS-indutseeritud rakkudega.Acteosideallasurutud M1 polarisatsioon, pärssides NK-κB rada. Välja arvatud NF-κB rada, avastas RNA-seq ka, et ACT-ravi võib mõjutada arginiini biosünteesi, samuti pantotenaadi ja CoA biosünteesi. Huvitav on see, et kahte metaboolset rada kinnitas veelgi HPLC-Q-TOF-MS analüüs. On laialdaselt teatatud, et iNOS võib metaboliseerida Arg'i NO-ks ja tsitrulliiniks, samas kui Arg-1 võib Arg'i hüdrolüüsida ornitiini ja karbamiidi, mis on seotudneuronite remont[21]. LPS-i stimulatsioon viis iNOS-i (joonis 3a) ülesreguleerimiseni ja Arg-1 (joonis 3b) allareguleerimiseni, mille tulemuseks oli NO taseme tõus (joonis 2f). Andmed paljastasid, etActeosideleevendas arginiini biosünteesi abil suurenenud NO taset.

Pantoteenhape (PA) on pantotenaatkinaasi[22] peamine substraat coa biosünteesis kiirust piirava metaboliidina. PA on atsetüül-CoA kohustuslik lähteaine, mis on eriti oluline kolinergiliste neuronite jaoks[23] ja osaleb trikarboksüülhappe tsüklis (TCA tsükkel)[24]. Hiljutine uuring näitas, et CoA suurenenud kontsentratsioon põhjustaks mitokondriaalse morfoloogia muutumist ja madalamat ATP sisaldust[22]. LPS-indutseeritud BV-2 rakkudel vähenes mitokondrite arv ja mitokondriaalse kuju muutus. Pärast LPS-i indutseerimist suurenes ROS-i tootmine BV-2 rakkudes. Siis põhjustas ülelaetud ROS membraani fosfolipiidide rünnaku vabade radikaalide poolt[25]. See tõi kaasa MMP kadumise, omakorda mitokondriaalse düsfunktsiooni ja ATP ammendumise. Oli silmapaistev, et ACT-ravi leevendas MMP ja ATP sisalduse vähenemist. Need andmed näitasid, et ACT indutseeris mitokondriaalset düsfunktsiooni, reguleerides pantotenaadi ja CoA biosünteesi. On laialdaselt teatatud, et mikroglia polarisatsioon on tihedalt seotud rakkude ainevahetusega[14]. Eriti metaboolse jaoturina mängivad mitokondrid rakkude ainevahetuse reguleerimisel märkimisväärset rolli. Viimasel ajal on mitokondrid paigutatud mikroglia polarisatsiooni peamiseks määravaks punktiks[26]. ACT mehhanismi paremaks mõistmiseks hindasime mitokondrite funktsionaalset telge lääne blot-analüüsi abil. Selgus, et ACT indutseeris mitokondriaalse düsfunktsiooni AMPKα/PGC- 1/UCP-2 telje aktiveerimisega. PGC-1α ja UCP-2 on mõlemad seotud mitokondriaalse biogeneesiga[27, 28] ja neid võib pidada ROS-i põhiregulaatoriks[29]. Aruanded näitavad, et PGC-1α vahendatud mitokondriaalne biogenees ja ROS-i vähendamine sõltuvad UCP-2 induktsioonist[27–29]. ROS-i ülekoormuse tõttu reguleeriti PGC-1α ja UCP-2 ekspressiooni LPS-indutseeritud BV-2 rakkudes. Ta tegi ettepaneku, et ACT võiks kõrvaldada liigse ros kaudu PGC-1α ja UCP-2, taastades seega mitokondriaalse funktsiooni. Kirjanduse kohaselt võib PGC-1α muutmine BV-2 rakkudes aidata kaasa polarisatsiooni reguleerimisele. Huvitav on see, et eelmises aruandes on leitud, et suurenenud PGC-1α ekspressioon pärssis NF-κB aktiivsust LPS-indutseeritud BV-2 rakkudes[30]. See kvalifitseeris meie uuringus PGC-1α ja NF-κB vahelise suhte. PGC-1α ekspressiooni mõjutavad ülesvoolu raja valgud, näiteks AMPK. AMPK on raku homöostaasi säilitamise võtmevalk[31], mängides erinevaid rolle mikroglia M2 polarisatsiooni edendamisel[32]. See moduleerib metaboolseid radu rakkudes[33]. Leidsime, et ACT soodustas AMPK aktiveerimist. Samal ajal blokeeris C-ühendi (AMPK inhibiitori) rakendamine ACT-i mõju LPS-indutseeritud NO-liigsete ainete leevendamisele. Seetõttu surus ACT ampk signaaliraja kaudu alla ka LPS-i stimuleeritud M1 polarisatsiooni. See on esimene aeg teatada ACT mehhanismist mikroglia polarisatsiooni reguleerimiseks (joonis 10). Andmed toetasid seda, et ACT-i saab välja töötada neuroin / põletikuga seotud neurodegeneratiivse haiguse terapeutilise ainena, näiteks AD. Eriti seostasime mikroglia polarisatsiooni rakkude ainevahetusega, selgitades ACT mõju mitokondrite funktsiooni muutmise kaudu. Selle metaboolse telje tuvastamine, selle sihtimine ainulaadse üksusena, võib võimaldada palju paremaid terapeutilisi lähenemisviise mikroglia M1 polarisatsiooni vastu, eriti AD-s.

Lühendid

KUULUTUS

Alzheimeri tõbi; ACT:Acteoside; RNA-Seq:RNA-sekveneerimine; dpf:päevad pärast viljastamist; DPZ:donepesiilvesinikkloriid; AS:keskmine kiirus; ΔS:kiiruse muutus; DRR:düskineesia taastumiskiirus; RE:response e ̈ciency; ELISA:ensüümiga seotud immunosorbentanalüüs; LPS:Lipopolüsahhariid; CCK-8: lahtrite loendamise komplekt-8; AChE:atsetüülkolinesteraasi; ChAT:koliini atsetüültransferaas; EI:Lämmastikoksiid; QC:kvaliteedikontroll; Q-TOF: neljakordne lennuaeg; PCA:Põhikomponentide analüüs; PLS-DA: osaline kõige vähem ruudud diskrimineeriv analüüs; MMP: mitokondriaalse membraani potentsiaal; ROS:reaktiivsed hapnikuliigid; ATP:mitokondriaalne adenosiin 5'-trifosfaat; TEM:Ülekande elektronmikroskoopia; qRT- PCR: Kvantitatiivne reaalajas polümeraasi ahelreaktsioon; iNOS:lämmastikoksiidi süntaas; DEG-d:diferentsiaalselt väljendatud geenid; GO:Gene Ontology; KEGG:Kyoto geenide ja genoomide entsüklopeedia; Arg:arginiin; GAPDH:Glüceraldehyde-3-fosfaat dehüdrogenaas; PGC-1α:peroksisoomne proliferatiivne aktiveeritud retseptor- γ kaasaktivaator-1α; UCP-2: mitokondriaalne lahtiühendav valk-2; AMPK:AMP-aktiveeritud proteiinkinaasi; CC:ühend C; PA:Pantoteenhape.

Autorite kaastööd Lk 13/34Kõik autorid olid kaasatud artikli koostamisse või selle kriitilisesse läbivaatamisse olulise intellektuaalse sisu jaoks ning kõik autorid kiitsid heaks avaldatava ¦nal versiooni. Uuringu kontseptsioon ja disain: YQL, FL; andmete kogumine: YQL, YC ja SQJ; andmete analüüs ja tõlgendamine: YQL, XLJ, YYS ja SSW. Autorid lugesid ja kiitsid lõpliku käsikirja heaks. Autorid on tänulikud Ping Zhoule, Yu-Meng Shenile ja Wei Jiangile tehnilise abi eest.

Viited

1 Perea JR, Bolos M, Avila J. Microglia Alzheimeri tõve korral Tau patoloogia kontekstis.Biomolekulid. 2020; 10.

2. Shiao YJ, Su MH, Lin HC, Wu CR. Acteoside ja Isoacteoside Protect amüloid-beeta peptiidi indutseeritudTsütotoksilisus, kognitiivne de¦cit ja neurokeemilised häired In Vitro ja In Vivo. Int J Mol Sci.2017; 18.

3. Linnerbauer M, Rothhammer V. Reaktiivsete astrotsüütide kaitsefunktsioonidNärvisüsteemi solvang. Front Immunol. 2020;11:573256.

4. Hanslik KL, Ulland TK. Microglia ja Nlrp3 roll Alzheimeri tõve puhul.Eesmine neurol. 2020;11:570711.

5. Tsukahara T, Haniu H, Uemura T, Matsuda Y. Sigade maksa lagunemise terapeutiline potentsiaalToode: Microglia vahendatud neuroiini uued teadmised ja perspektiividNeurodegeneratiivsed haigused. Biomeditsiinid. 2020; 8.

6. Li L, Wang Y, Wang H, Lv L, Zhu ZY. BV-2 rakkude metaboolsed reaktsioonid puerariinile selle polarisatsioonilülijõudlusega vedela kromatograafia-massispektromeetria kasutamine. Biomed Chromatogr.2020;34:e4796.

7. Agrawal I, Jha S. Mitokondriaalne düsfunktsioon ja Alzheimeri tõbi: Microglia roll. Eesmine vananemineNeurosci. 2020;12:252.

8. Wei W, Lu M, Lan X, Liu N, Wang H, Du J jt. Verbaskosiidi neuroprotektiivne toime hüpoksilisele-isheemiliseleajukahjustus vastsündinute rotis. Neurosci Lett. 2019;711:134415.

9. Lai X, Xiong Y, Zhou J, Yang F, Peng J, Chen L jt. Verbascoside attenuates äge in§ammatoryvigastus eksperimentaalses ajuverejooksus, pärssides TLR4. Biokeemia Biophys Res Commun.2019;519:721–6.

10. Ji SL, Cao KK, Zhao XX, Kang NX, Zhang Y, Xu QM jt. Fenüületanoidi antioksüdantne aktiivsusglükosiidid glutamaadi indutseeritud neurotoksilisusel. Biosci Biotechnol Biochem. 2019;83:2016–26.

11. Chen J, Gao L, Zhang Y, Su Y, Kong Z, Wang D jt. Acteoside'i täiustatud streptozototsiini indutseeritudõppimis- ja mäluhäired hipokampuse insuliini, glükoosi transpordi jaenergia ainevahetus. Phytother Res. 2020.Lk 14/34Lk 15/34

12. Li W, Deng R, Jin X, Chen J, Yang D, Shen J. Acteoside leevendab eksperimentaalset autoimmuunsetentsefalomüeliit peroksünitriidiga vahendatud mitofaagilise aktiveerimise inhibeerimise kaudu. Tasuta Radic BiolMed. 2020;146:79–91.

13. Li YQ, Chen Y, Fang JY, Jiang SQ, Li P, Li F. Integreeritud võrgu farmakoloogia ja sebra¦sh mudel kuniuurida kaheefektilisi komponenteCistanche tubulosanii osteoporoosi kui kaAlzheimeri tõbi. J Ethnopharmacol. 2020;254:112764.

14. Orihuela R, McPherson CA, Harry GJ. Microglial M1/M2 polarisatsioon ja metaboolsed seisundid. Br JPharmacol. 2016;173:649–65.

15. Bi J, Zhang J, Ren Y, Du Z, Li Q, Wang Y jt. Irisiin leevendab maksa isheemia-reperfusiooni vigastusiliigse mitokondriaalse ¦siioni pärssimine, mitokondriaalse biogeneesi soodustamine ja vähendamineoksüdatiivne stress. Redoks Biol. 2019;20:296–306.

16. De Simone R, Ajmone-Cat MA, Pandol¦ M, Bernardo A, De Nuccio C, Minghetti L jt. mitokondriaalne lahtisiduv valk-2 on nii M1 kui ka M2 mikrogliia reaktsioonide peamine regulaator. JNeurokeemia. 2015;135:147–56.

17. Fakhri S, Pesce M, Patruno A, Moradi SZ, Iranpanah A, Farzaei MH jt. NõrgenemineNrf2/Keap1/ARE Alzheimeri tõvega taimsete sekundaarsete metaboliitide järgi: mehhanistlik ülevaade.Molekulid. 2020; 25.

18. Afridi R, Lee WH, Suk K. Microglia Gone Awry: Immunometabolismi sidumine neurodegeneratsiooniga.Front Cell Neurosci. 2020;14:246.

19. Bagheri-Mohammadi S. Microglia Alzheimeri tõve korral: tüvirakkude ja mikroglia koostoime rollAju homöostaasis. Neurokeemia Res. 2020.

20. Chen Y, Li YQ, Fang JY, Li P, Li F. Osteoporoosi samaaegse eksperimentaalse mudeli loominekoos Alzheimeri tõvega rottidel ning echinakosiidi ja acteoside'i kahekordse toimega rottidel ningCistanche tubulosa. J Ethnopharmacol. 2020;257:112834.

21. Rath M, Muller I, Kropf P, Closs EI, Munder M. Ainevahetus arginaasi või lämmastikoksiidi süntaasi kaudu: kaksKonkureerivad arginiini rajad makrofaagides. Front Immunol. 2014;5:532.

22. Kumar A, Kumar Y, Sevak JK, Kumar S, Kumar N, Gopinath SD. Esmatasandi metaboloomiline analüüsinimese skeletilihaste rakud müogeense progresseerumise ajal. Sci Rep. 2020;10:11824.

23. Xu J, Patassini S, Begley P, Kirik S, Waldvogel HJ, Faull RLM, et al. Tserebraalne de¦vitamiini efektiivsusB5 (d-pantoteenhape; pantotenaat) kui neurodegeneratsiooni jadementsus juhusliku Alzheimeri tõve korral. Biokeemia Biophys Res Commun. 2020;527:676–81.

24. Ataman H. Heme, raud ja vananemise mitokondriaalne lagunemine. Vananev rev. 2004;3:303–18.

25. Magnani ND, Marchini T, Calabro V, Alvarez S, Evelson P. Mitokondrite roll redokssignaalidesVõrgustik ja selle tulemused suure mõjuga in §ammatory syndromes. Eesmine endokrinool (Lausanne).2020;11:568305.

26. Harry GJ, Childers G, Giridharan S, Hernandes IL. Seos mitokondrite jamicroglia efektor funktsioon. Mida me enda arvates teame? Neuroimmunool Neuroin§amm. 2020;7:150–65.

27. Uittenbogaard M, Chiaramello A. Mitokondriaalne biogenees: terapeutiline sihtmärkneurodevelopmentaalsed häired ja neurodegeneratiivsed haigused. 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. RolliPGC-1alpha / UCP2 signaalimine Bene¦füüsilise koormuse ametlikud mõjud ajule. EsiNeurosci. 2019;13:292.

29. Jamwal S, Blackburn JK, Elsworth JD. PPARgamma/PGC1alpha signalisatsioon kui potentsiaalne ravimitokondriaalse biogeneesi sihtmärk neurodegeneratiivsetes häiretes. Pharmacol Ther. 2020: 107705.

30. Yang X, Xu S, Qian Y, Xiao Q. Resveratrol reguleerib mikroglia M1/ M2 polarisatsiooni PGC-1alpha kauduneuroinflammatiivse vigastuse tingimused. Aju Behav Immun. 2017;64:162–72.

31. Qiu WQ, Pan R, Tang Y, Zhou XG, Wu JM, Yu L jne. Litšiseemne polüfenool pärsib Abeta indutseeritud Abeta indutseeritudNLRP3 aktiveerimine §ammasome'is LRP1/AMPK vahendatud autofaagilise induktsiooni kaudu. BiomedFarmakother. 2020;130:110575.

32. Chu X, Cao L, Yu Z, Xin D, Li T, Ma W, et al. Vesinikurikas soolalahus soodustab mikroglia M2 polarisatsioonija täiendava vahendatud sünapsi kadu, et taastada käitumuslikud de¦tissid pärast hüpoksia-isheemilist invastsündinud hiired AMPK aktiveerimise kaudu. J Neuroin§ammation. 2019;16:104.

33. Szewczuk M, Boguszewska K, Kazmierczak-Baranska J, Karwowski BT. AMPK rollainevahetus ja selle in§uence DNA kahjustuste parandamisel. Mol Biol Rep. 2020.