Pinotsembriin leevendab infarktijärgset südamepuudulikkust nrf2/HO-1 signaaliraja 2. osa aktiveerimise kaudu

Palun võtke ühendustoscar.xiao@wecistanche.comrohkem informatsiooni

Statistiline analüüs

muutujad esitati keskmise ± standardveana, proportsionaalsed muutujad aga protsentides. Kõigi rühmade võrdlus viidi läbi ühesuunalise dispersioonanalüüsi (ANOVA) abil, mida korrigeeriti Tukey post hoc testiga, välja arvatud ehhokardiograafia andmetes, mida analüüsiti kahesuunalise ANOVA abil, mida korrigeeriti Fisheri kõige vähem oluliste erinevuste testiga. A p väärtus<0.5 was="" defined="" as="" statistical="">

Tulemused Pino leevendas HF-i indutseeritud südamefunktsioonide halvenemist. Esmalt rakendasime ehhokardiograafiat, et teha kindlaks LAD ligeerimisega indutseeritud HF fenotüübi kujunemine ja Pino mõju südamefunktsioonidele. Tüüpilised kahedimensioonilised M-režiimi ehhokardiogrammid kõikides rühmades on illustreeritud joonisel 2A.{4}}Nädalane äraviskamisvaba söötmine pärast LAD-ligeerimist põhjustas olulisi HF-i ilminguid, mida tõendavad LVEF-i ja FS-i vähenemine ning LVID-ide suurenemine, LVIDd, LVESV, LVEDV vastavalt 6. ja 8. nädalal võrreldes võltsrühmaga, lisaks suurenenud seerumi BNP kontsentratsioon ja südame kaal/sääreluu pikkus 8. nädalal, mis näitasid spetsiifiliste parameetritega südame talitlushäireid ja hüpertroofiat (joonis 2B, C). , on illustreeritud tabelis 1). Kuid kõik ilmingud pöördusid osaliselt ümber Pino ja HF-rühma kasutamisega 8. nädalal, mis viitab Pino kasulikule rollile südamefunktsioonides.

pärast PIHF-i. Lisaks oli märgata, et kuigi Pino muutis 6. nädalal südamefunktsiooni algtaseme paranemise suunas, ei saavutanud muutused tähtsust. Seetõttu esitati oletus, et kas Pino pikaajaline kasutamine võib viia silmapaistvate paranemisteni, mis vajab täiendavat uurimist.

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

Pino nõrgendas PIHF-i ümberkujundamist Arvestades, et kardiomüotsüütide regeneratsioonivõime oli hõre või puudus, seostati südamefunktsioonide paranemist pigem elusate kardiomüotsüütide ja kudede paranemisega Pino poolt, mitte kardiomüotsüütide regeneratsiooniga. Seega hindasime täiendavalt PIHF-i ümberkujundamise kolme võtmetegurit: fibroos, neovaskularisatsioon ja apoptoos, nagu eelnevalt soovitati (Wang et al 2010). Pino vähendas dramaatiliselt kollageenikiudude ladestumist MI piiritsoonis ligikaudu 2 korda (joonis 3A). Lisaks sellele, et vältida kunstlikku kõrvalekallet infarkti piiritsooni otsuses, lõime positiivse kontrollina identse mudeli, milles Pino asendati enalapriiliga, angiotensiini konverteeriva ensüümi inhibiitoriga (ACEI), mis on tuntud HF-i ümberkujunemise pöördumise poolest. Me täheldasime fibroosi ulatust HF ja ACEI rühmades.

saavutas ligikaudse protsendi võrreldes eelnevalt kehtestatud mudelitega. Märkisime ka infarkti piirkonna, kus müokardi asemel oli suur ladestunud kollageen (lisafail 1: joonis S1). Veelgi enam, Pino kompenseeris kroonilise HF-indutseeritud VEGFR2 jaotuse ja ekspressiooni harvaesinemise (joonis 3B). Varasemad uuringud on näidanud, et valk p53, mis võib aktiveerida proapoptootiliste geenide mitmekesisust, mängis antiangiogeneesis võtmerolli hüpoksiaga indutseeritava faktori 1 (HIF-la) pärssimise kaudu (Gogirajuet al.2019; Guo et al. .2015). Seejärel täheldasime HF-rühmas p53 valgu üleekspressiooni, millele Pino (joonis 3C) andis vastulöögi, mis oli osaliselt tingitud VEGFR2 muutumisest. Tegime ka Western blot katse, kus Pino manustamine suurendas antiapoptootilise valgu BCL-2 ekspressiooni ja vastupidi, vähendas proapoptootilisi valke, sealhulgas p53, Bax ja lõhustatud kaspaasi-3, koos suurenenud bcl-2/bax suhe võrreldes HF-rühmaga, mis näitab apoptoosiprotseduuri aktiveerumist, mida kinnitas ka TUNEL-test, kus Pino näitas vastupidist mõju apoptootilisele kiirusele (joonis 3D). Kokkuvõtteks Pino paranes. MI-järgne ümberkujunemine selle tuntud toimete tõttu, sealhulgas fibroosivastane, angiogenees ja apoptoos.

Cistanche võib parandada immuunsust

Pino leevendas operatsioonisüsteemi Nrf2/HO-1 radade moduleerimisega. Sellegipoolest jäid mehhanismid, mille abil Pino selliseid muutusi põhjustas, määratlemata. Kuhjuvad uuringud on näidanud, et operatsioonisüsteem, mis modifitseeris laias valikus molekule ja käivitas ebasoodsaid remodelleerumise signalisatsiooniteid, suutis HF mudelites põhjustada apoptoosi ja fibroosi (Dubois-Deruy jt 2020; Bubb jt 2017; Wang et al. 2010). Chen et al.2020b), oletasime seega, et Pino leevendas PIHF-i operatsioonisüsteemi leevendamise kaudu. Kõigepealt uurisime fluorestsentsi ja biokeemiliste testide abil ROS-i teket südamekudedes ning SOD-d ja MDA-d seerumis, et määrata Pino antioksüdantsed rollid HF-is. Eeldatavasti hävitas Pino osaliselt kroonilise tekitatud ROS-i

HF, mis väljendub DHE fluorestsentsi intensiivsuse vähenemises (joonis 4A, B). Veelgi enam, antioksüdantset ensüümi SOD reguleeriti Pino kasutamisega üles, samas kui lipiidide peroksüdatsioonile viitav MDA vähenes (joonis 4B). Ülaltoodud andmed näitasid Pino antioksüdantset rolli PIHF-i näriliste mudelis.

Kuigi Pino ROS-i eemaldav toime oli kindel, vajasid antioksüdantide kaitse tugevdamise aluseks olevad mehhanismid siiski selgitamist. Nrf2 on endogeense antioksüdantse kaitse domineeriv komponent, mis dissotsieerub oma inhibiitori Kelch-lick ECH-seotud valguga 1 (Keapl) pingete/stiimulite mõjul ja translokeerub tuuma, et seonduda antioksüdantse vastuse elemendi (ARE) promootorpiirkonnaga, hõlbustades paljude antioksüdantsete geenide ja ensüümide ekspressioon, mille hulgas oli HO-1 tüüpiline ensüüm ja sellel on oluline roll (Ma et al. 2019; Bubb jt 2017; Habtemariam 2019; Velusamy jt 2020 Tian jt 2019). HO-1, mida kodeerib HMOX1, katalüüsib heemi lagunemisel kolmeks antioksüdandiks, sealhulgas biliverdiiniks, bilirubiiniks ja süsinikmonooksiidiks (CO) (Wang et al. 2010; Kishimoto et al. 2019). Varasemad uuringud on näidanud, et Nrf2 või HO-1 spetsiifiline aktiveerimine või üleekspressioon leevendas PIHF-i (Ma jt 2019; Bubb jt 2017; Wang et al. 2010) ning teisest küljest võiks Pino keskenduda Nrf2/ARE rada kaitsva toime avaldamiseks depressiooni (Wang et al.2020), neurotoksilisuse (Jin et al. 2015) jne vastu, kusjuures interaktsioon on PIHF mudelis määratlemata. Uurisime seda interaktsiooni täiendavalt Western blot abil. PIHF aitas kaasa üldise Nrf2 ja HO-1 ekspressiooni vähenemisele võrreldes võltsrühmaga. Ja Pino muutis selle kahjuliku mõju märkimisväärselt ümber, reguleerides lisaks HO-1 ekspressiooni tugevale eelsoodumusele lisaks võimele suurendada HO-1 ekspressiooni (p=0.0845; joonis 4C). ). Tulemused näitasid Pino rolli Nrf2/HO-1 raja aktiveerimisel, mis vastutab südamefunktsioonide parandamise ja PIHF-i ümberkujundamise eest.

Nrf2 in vitro blokaad kõrvaldas Pino mõju H9c2 kardiomüotsüütides

Et veelgi tõestada, et Pino toimed sõltusid pigem Nrf2/HO-1 rajast kui HF patoloogilise seisundi lahutamatust paranemisest, kultiveerisime H9c2 kardiomüotsüüte vastavalt eelnevalt kirjeldatud meetoditele ja kasutasime in vitro spetsiifilist Nrf2 inhibiitorit ML385. Pino nõrgendas ISO-indutseeritud ROS-i akumulatsiooni koos SOD suurenemise ja MDA vähenemisega söötmes sarnase reaktsioonimustriga nagu in vivo (joonis 5). Kuid ML385 manustamine tühistas peaaegu kõik mõjud, mis viitab sellele, et Pino antioksüdantne toime ilmnes valdavalt Nrf2 aktiveerimisel. Pealegi sõltub see Nrf2/HO{12}} rajast

Mõju määrati lisaks Nrf2 ja HO-1 ekspressiooni vähenemise tõttu ISO pluss Pino pluss ML385 rühmas (joonis 6). Samuti oli märkimisväärne, et Pino ROS-i eemaldamise võime vähenes, kuna Nrf2 efektiivsust väljendas peamiselt oksüdeeriv kaitse. Selle nähtuse võimalik seletus oli see, et redoks-homöostaasi tasakaalustamatus tekitas liigse ROS-i, mis ületas 25 uM Pino maksimaalset eemaldamisvõimet.

Seejärel teostasime H9c2 kardiomüotsüütide Western blot analüüsi, et uurida redoksi tasakaalustamatust

ML385-st tulenev homöostaas oli vastutav suurenenud vastuvõtlikkuse eest ümberkujundamisele. Pino manustamine näitas paralleelset toimet fibroosi- ja apoptoosivastases osas, mida tõendab kollageen I, p53, Baxi, lõhustatud kaspaasi-3 vähenemine, samuti BCL-2 suurenemine (joonis 6A). , B). Lisaks viitas CCK-8 CMF-ide aktiivsuse pärssimisele Pino poolt, vähendades kollageeni sekretsiooni, mida uuriti CMF-ide Western blot analüüsiga. Lisaks näitas kõigi nende esitluste ümberpööramine ML385 poolt in vitro veelgi, et Nrf2/HO-1 oli Pino peamine sihtmärk PIHE leevendamisel.

Arutelu

Käesolevas uuringus tegime kindlaks, et Pino-ravi oli PIHF-i jaoks kasulik antioksüdantse toime kaudu. Pino parandas ROS-i eemaldamise ja Nrf2/HO-1 raja aktiveerimise abil südamefunktsioone ja PIHF-ist tulenevat ümberkujunemist, mis nõrgendas veelgi vatsakeste remodelleerumise võtmetegureid, sealhulgas kollageenikiudude ladestumist ja apoptoosi, ning hõlbustas neovaskularisatsiooni p53 valgu allareguleerimisel. sõltuval viisil.

Antioksüdandid JA HF

Esitatakse üksmeel, et OS süvendas südamepuudulikkuse düsfunktsiooni ja ümberkujunemist (Galli ja Lombardi 2016; Dubois-Deruy jt 2020; Velusamy jt, 2020; Tian jt 2019; Kishimoto jt 2019), on ka mitmeid antioksüdantide mõju katsetest ja katsetest, mille abil on avastatud ja uuritud üha rohkem molekulaarseid sihtmärke ja uudseid ravimeid. Kuid lisaks mitmetele kliinilistes uuringutes testitud antioksüdantidele, mis soodustasid invaliidsust või isegi suurendasid südamepuudulikkuse riski (Lee et al. 2005; Made jt 2015; Olesen jt 2014; Lonn jt 2005), arvukatel molekulaarsetel sihtmärkidel, nagu kinaasidel, mikroRNA-del (Tian et al. 2020; Vagnozziet al. 2013; Pfister jt 2014) jne, on palju raskusi rõnga ülekandmisel põhikatsetest katsetesse ja isegi kliinilise rakenduse tõttu. tootmisele ja ohutusele.

Seevastu Pinol on järgmised eelised, mis tõotavad olla abistav antioksüdant HF-i ravis: (i) märkimisväärne antioksüdantide efektiivsus, mida on tõestanud varasemad uuringud ja meie praegune uurimus; (ii) Pinot saab ekstraheerida paljudest looduslikest ainetest. taimed, mesi ja taruvaik või olla kunstlikult sünteesitud, mis tagas tootmise piisavuse ja suhteliselt odava hinna;(ii) Pino rikkus mees ja taruvaigus viitas mugavuse huvides toidu kaudu omastamisele. Tegelikult viidi läbi hiljutine I faasi kliiniline uuring, et pakkuda Pinot tervetele isikutele, kus Pino oli hästi talutav ja ohutu (Cao et al. 2015). Lisaks on Pino heaks kiitnud isheemilise insuldi ravis Hiina Toidu- ja Ravimiamet, mille käigus viiakse läbi II faasi kliiniline uuring (Shen et al. 2019). Need saavutatud edusammud panevad meid ootama Pinoni edasist kasutamist PIHF-i kaasamisel üha enamate haiguste puhul.

Pino rollid HF-s

Meile teadaolevalt oli see käesolev uuring esimene uuring, mis uuris Pino rolli PIHF-i näriliste mudelil. Kuigi Pino mõju uuriti laialdaselt paljudes mudelites, rõhutati vaid mõnes uuringus Pino seost südame-veresoonkonna haigustega, sealhulgas müokardiinfarkti, isheemia/reperfusioonikahjustuse ja arütmiatega (Ye et al. 2019; Zheng et al. 2020), mis piiras meie arusaama Pino antud südamekaitsest. Lisaks, nagu varem näidatud, näitas Pino fibroosi-, apoptoosi-, põletiku- ja antioksüdantset toimet, mis olid samuti PIHF-i ravi olulised sihtmärgid. Kuna üks põletikuradadest, tuumafaktor-kappa B/kasvaja nekroosifaktor- (NF-KB/TNF-) rada, on meie rühmas uuritud (Ye et al.2019), seega keskendusime selles uuringus mitmed tegurid, mis halvendasid südamefunktsioone ja ümberkujunemist, mis koosnesid apoptoosist, oksüdatiivsest stressist, fibroosist ja neovaskularisatsiooni harvadest. Nagu oodatud, leevendas Pino järelkonditsioneerimine, millel oli suur tähtsus, apoptoosi ja fibroosi antioksüdantidest sõltuval viisil. Samuti täheldasime VEGFR2-sõltuvat angiogeneesi, mis varustas kardiomüotsüütidega hapnikku ja toitaineid, et hõlbustada ellujäämist, analoogselt Pino poolt Alzheimeri tõve mudelis esile kutsutule (Liu et al. 2014). Siiski jäi vaidlus selle üle, et Pino autentimine pärssis VEGFR2 seondumist, kapillaaride migratsiooni ja võrsumist (Cuevas jt 2015; Tian jt 2014), mille abil sai Pinot kasutada vähi leviku takistamiseks latentse uudse ravimina. Seetõttu oli neovaskularisatsioon infarkti piiritsoonis tõenäoliselt tingitud pigem muude tegurite taastumisest kui Pino otsesest mõjust. PIHF-is ülesreguleeritud P53 valk võib muutust osaliselt selgitada. Samuti ei olnud teada, kas Pino mõjutas mõningaid muid angiogeneesi moduleerivaid tegureid, nagu proteiinkinaas B (AKT). Seega vajasid Pino poolt PIHF-is antud neovaskularisatsiooni aluseks olevad mehhanismid täiendavaid uuringuid, et selgitada välja.

Pino moduleeris PIHF-is valdavalt Nrf2/HO-1 rada

Nrf2/HO-1 rada oli domineeriv mehhanism OS-i tekitatud kahjustustele vastu seista. On hästi tõestatud, et Pino võib OS-i parandada, edendades üldist Nrf2 ja HO-1 ekspressiooni ning Nrf2 translokatsiooni plasmast tuuma, mis oli ka põhjus, miks valisime selle raja kandidaadiks. Pino mõju Nrf2/HO-1 rajale oli aga tingitud otsesest aktiveerimisest või kaudsest modulatsioonist pärast üldise seisundi paranemist. Seetõttu määrasime selles uuringus Nrf Pino peamiseks sihtmärgiks Nrf2 inhibeerimise kaudu ML385 poolt, mis peaaegu muutis Pino tervisliku mõju fibroosile, apoptoosile ja angiogeneesile. Sellegipoolest vajas see in vitro tehtud assotsiatsioon täiendavaid uuringuid, kus in vivo oli vaja rakendada Nrf2 inhibiitorit või siRNA või geenide vaikuse jaoks transfekteeritud viirust. Lisaks täheldasime ka, et ML385 pärssis ROS-i eemaldamist, mille kohta esitasime eelduse, et tasakaalustamata redoks-homöostaas kutsus esile liigse ROS-i tekke, mis ületas Pino võimsust kontsentratsioonis 25 μM. Selle eelduse kinnitamiseks tehti ettepanek korraldada kontsentratsioonigradient, et teha kindlaks, kas piisav Pino suutis neutraliseerida ROS-i tootmist, mis on põhjustatud Nrf2/HO-1 raja blokaadist. Kuna ROS-i teket seostatakse üldiselt mitokondriaalse aktiveeritud nikotiinamiid-adeniini dinukleotiidfosfaadi oksügenaasi elektroonilise lekkega, lämmastikoksiidi süntaasi lahtiühendamisega ja täiustatud glükosüülimisproduktide akumuleerumisega, võiks teha põhjalikumaid uuringuid, et uurida üksikasjalikke mehhanisme, millega Pino takistas ROS-i. genereerimine ja kõrvaldatud ROS-i kogunemine.

Õppetöö piirangud

Käesoleval uuringul on mitmeid piiranguid. Peame tunnistama, et infarkti piiritsooni määratluses oli subjektiivne eelarvamus, mis võib tulemuste täpsust intensiivselt mõjutada. Selle piirangu lahendamiseks valisid patoloogilised lõigud 3 isikut, kes aga ei saanud eelarvamusest täielikult loobuda. Lisaks näitasid vähesed Western blot kujutised mitut riba, mis omistati polüklonaalsetele primaarsetele antikehadele, millel oli negatiivne mõju jooniste kvaliteedile. Samuti oli märgatav, et kasutasime Nrf2 inhibiitorit ML385, mitte Nrf2 siRNA või adenoviiruse transfektsiooni, mille tulemuseks oli vähem veenmist. Viimaseks, kuid mitte vähem tähtsaks, olid Pino antioksüdantsed mehhanismid keerulised, mistõttu oli vaja täiendavaid uuringuid.

Järeldus

Kokkuvõtteks võib öelda, et Pino manustamine leevendas müokardiinfarktist põhjustatud südamepuudulikkust, mida tõendab südamefunktsioonide paranemine ja struktuurne ümberkujundamine, sealhulgas fibroos, apoptoos ja neovaskularisatsioon, osaliselt operatsioonisüsteemi nõrgenemise kaudu, Nrf2/HO-1 rajal. sõltuval viisil.

See artikkel on välja võetud Cheni et al. Mol Med (2021) 27:100 https://doi.org/10.1186/s10020-021-00363-7