מאופיין בירידה בתפקודים פיזיולוגיים במערכות איברים בודדים

אנא צור קשר לקבלת מידע נוסף

סיכום

תה שחור הוא משקה התה הנצרך ביותר בעולם ודווח באופן עקבי שיש לו יתרונות אנטי אייג'ינג. עם זאת, עדיין לא ידוע אם theaflavins, סוג אחד מהפיטוכימיקלים האופייניים בתמציות תה שחור, מעורבים בוויסות ההזדקנות ותוחלת החיים של הצרכנים. במחקר זה, אנו מראים כי ל-theaflavins תפקיד מועיל במניעת דליפת מעיים התחלת גיל ודיסביוזה, ובכך מעכבת את ההזדקנות ב-Drosophila. מבחינה מכאנית, theaflavins מווסתים את הרכבת הקונדנסט של Imd כדי לשלוט באופן שלילי בהפעלת יתר של אותות Imd במעי זבוב הפירות. בנוסף, תאפלבין מונעים קוליטיס הנגרמת על ידי DSS בעכברים, מה שמרמז על תאפלבין ממלא תפקיד בוויסות שלמות המעי. בסך הכל, המחקר שלנו חושף מנגנון מולקולרי שבאמצעותו theaflavins מווסתים הומאוסטזיס במעיים ככל הנראה באמצעות שליטה בהתאחדות IMD.

אנא לחץ כאן כדי לדעת יותר

מבוא

הזדקנות, המאופיינת בירידה בתפקודים פיזיולוגיים במערכות איברים בודדות ובסיכון גובר למחלות ומוות, כרוכה בהצטברות של נזק למולקולות, תאים ורקמות (Alavez et al., 2011; Bartke et al.,2019; Engeet al.,2017). הזיהוי של חומרים פונקציונליים או כימיקלים המונעים הידרדרות ביולוגית כדי לעכב את תהליך ההזדקנות ולהאריך את תוחלת החיים הוא ללא ספק מכריע (Bar-ardo et al., 2017; Kapahi et al.,2017). מחקרים קודמים דיווחו שלתה שחור, התה הנצרך ביותר בעולם, יש פעילויות משמעותיות המעכבות את ההזדקנות (Cameron et al.,2008; Fei et al.,2017; Kumar and Rizvi, 2017; Naumovski et al.,2019 ; Peng et al.,2009; Xiao et al.,2020). תוספת תזונתית עם תמציות של תה שחור מאריכה ביעילות את תוחלת החיים של חיות ניסוי כמו תולעים (Feet al.,2017), זבובי פירות (Peng et al.,2009; Site al.,2011), עכברים (Site al.,2011). ; Xiao et al.,2020), וחולדות (קומאר וריזבי, 2017).

ידוע היטב שתמציות תה שחור מכילות בעיקר שני סוגים של פיטוכימיקלים, דהיינו, קטכינים ותיאפלווינים (TFs) (Cameron et al.,2008; Kondo et al.,2019; Li et al.,2013), שהאחרון שבהם מיוצרים מקטכינים על ידי פוליפנול אוקסידאז ופרוקסידאז אנדוגניים במהלך תהליך החמצון בייצור תה שחור (Li et al.,2013). סדרה של מחקרים זיהו את תפקידם האנטי-הזדקנות של הקטכינים באמצעות שיפור מתחי חמצון ודלקות הקשורות לגיל והפחתת נזק לרקמות (Cameron et al.,2008; Niu et al.,2013; Peng et al.,2009; Si et al. .2011; Waaner et al.,2015). עם זאת, מחקרים פונקציונליים על תרומתם של TFs להזדקנות פיגרו מאוד אחרי אלה על קטצ'ינים, מכיוון שקשה לחלץ כמויות מספקות של TFs מעלי תה שחור למחקרים רפואיים (Takemoto and Takemoto, 2018). לאחרונה פותחו מספר שיטות ביוסינתטיות לייצור המוני של TFs (Takemoto and Takemoto,2018), המאפשרות לחקור את ההשפעות הביולוגיות המדויקות של TFs ואת מנגנוני הרגולציה הבסיסיים.

לאחרונה, קבוצות גדלות של נתונים הדגישו את התפקידים המרכזיים של המעיים בהזדקנות ובאפנון תוחלת חיים (Guo et al.,2014; Jji et al.,2019; Maynard and Weinkove,2018; Rothenberg and Zhang, 2019; Salazar et al. ,2018). אפיתל המעי, הפועל כמחסום סלקטיבי, מאפשר ספיגה של חומרים מזינים, יונים ומים ומגביל את המגע המארח עם ישויות מזיקות, כולל מיקרואורגניזמים, אנטיגנים תזונתיים ורעלים סביבתיים (Capo et al.,2019; Nicholson et al. , 2012; Ryu et al.,2010). כרקמה בעלת תחלופה גבוהה אצל אנשים, מערכת המעי מספקת את סביבת המחיה הטובה ביותר עבור מיקרואורגניזמים סימביוטיים, לרבות תנאים אנאירוביים טבעיים, שפע של חומרים מזינים וטמפרטורה ו-pH מתאימים.

איור 1. Theaflavins מאריכים את תוחלת החיים של תסיסנית ומשפרים את יכולת הטיפוס

(A ו-B) נקבות זבובי הפירות תורבו עם מזונות סטנדרטיים שהוסיפו להם 1 מ"ג/מ"ל או 2.5 מ"ג/מ"ל תיאפלבינים (TFs) או ללא TFs כבסיס. זבובים הועברו לבקבוקונים טריים המכילים מדיה חדשה כל יומיים, וזבובים מתים קיבלו נקודות לאורך כל תוחלת החיים של מבוגרים, עקומות הישרדות (A) ואורך חיים ממוצע (B) של זבובים נקבות נותחו והוצגו.

(Cand D) נקבות w18 הוזנו במזונות תסיסנית סטנדרטיים (המוזכרים בבסיס) או במזונות בתוספת של 1mg/ml או 2.5mg/ETFs, בהתאמה. שש קבוצות עצמאיות של זבובים בגילאים המצוינים (10 ימים, 30 ימים, 40 ימים ו-50 ימים, בהתאמה) עברו בדיקות בית הקפה (C) ו-Florescein האכלה (D). ערך, יוצרות גומחות שתפוסות על ידי מיני חיידקים ספציפיים בגוף (Bonfini et al.,2016; Buchon et al., 2013; Nicholson et al., 2012). בינתיים, מיקרואורגניזמים סימביוטיים אלה והמטבוליטים שלהם משפיעים גם באופן ישיר או עקיף על עיבוד חומרים מזינים; עיכול וספיגה; איזון אנרגיה; תפקוד מערכת החיסון; התפתחות והתבגרות של מערכת העיכול; ועוד פעילויות פיזיולוגיות חשובות רבות (Bonfini et al.,2016; Broderick,2016; Maynard and VVeinkove,2018; Nicholson et al., 2012). הקשר המועיל הדדי בין שני הסימביונטים יכול לשמור על היציבות והאיזון הדינמי של המיקרו-מערכת האקולוגית של המעי (Bonfini et al.,2016; Brodeerick,2016; Broderick et al.,2014; Guo et.,2014; May-nard and Weinkove,2018; Nicholson et al.,2012).

cistanche יכול אנטי אייג'ינג

סדרה של מחקרים הראתה כי התגובה החיסונית המולדת היא קריטית לשמירה על הומאוסטזיס של מיקרוביוטה במעיים והיא נשמרת מחסרי חוליות לחולייתנים (Guillouet al.,2016; Guo et al.,2014; Ryu et al., 2006, 2010; Vijay- Kumar et al., 2010). ב-Drosophila, שני מסלולי איתות עיקריים, דהיינו, מסלולי ה-Toll ו-Imd deficiency (Imd), מעורבים בתגובות החיסון המולדות (Lu et al., 2020; Myllymakiet al.,2014; Valanne et al.,2011). יש לציין, שמסלול האגרה של Drosophila חולק קווי דמיון עם מסלולי האינטרלוקין-1 של יונקים (IL-1R) ו-MyD88-תלויי Toll-like receptor (TLR), בעוד שמסלול ה-IMD דומה למסלול הקולטן לגורם נמק (TNFR) ולמסלול TLR תלוי-TRIF ביונקים (Imler, 2014; Myllymaki et al., 2014; Valanne et al., 2011). שני מסלולים אלו שולטים בביטוי של פפטידים אנטי-מיקרוביאליים (AMPs) באמצעות הפעלה של גורמי שעתוק NF-KB (Imler, 2014; Myllymaki et al., 2014; Valanne et al., 2011).ביופלבנואידיםמסלול האיתות של Imd מופעל בדרך כלל על ידי זיהום חיידקי גראם שלילי ומביא לביטוי של קבוצה נוספת של AMPs, כגון Attacin, Cecropin ו- Diptericin (Kleino and Silverman,2014; Myllymaki et al.,2014). ביטוי של AMPs אלה מצריך את הקולטן לזיהוי פפטידוגליקן (PGRP)-LC במסלול Imd ואת המחשוף תלוי האותות והטרנסלוקציה גרעינית של Relish, גורם שעתוק ממשפחת NF-kB (Kleino and Silverman, 2014; Myllymaki et al., 2014). מחקר שנערך לאחרונה הראה שיצירת עמילואיד נדרשת להפעלת מסלול Drosophila Imd עם זיהוי של פפטידוגליקנים חיידקיים (Kleino et al.,2017). עם זאת, אם עיבוי ה-IMD הזה מעורב בתהליכים ביולוגיים אחרים, כגון תחזוקת הומאוסטזיס במעיים וויסות ההזדקנות, עדיין לא ידוע במידה רבה.

במחקר הנוכחי, השתמשנו בזבובי פירות ועכברים כמודלים של בעלי חיים כדי לחקור את התפקידים של TFs בשליטה על שלמות המעיים והזדקנות. הראינו ש-TFs מעכבים את התפשטות היתר של תאי גזע מעיים, מגנים מפני דיסביוזה של המיקרוביום של המעי ומונעים הפעלה של מסלול האיתות Imd, ובכך מאריכים את תוחלת החיים ב-Drosophila. מחקרים מכניסטיים נוספים הצביעו על כך ש-TFs תורמים באופן שלילי לאיתות Imd עשוי להיות דרך חסימת עיבוי של Imd ולא באמצעות Ubiquitination שלו. יתרה מכך, מצאנו ש-TFs יעילים מאוד במניעת קוליטיס הנגרמת על ידי DSS בעכברים. ביחד, הממצאים שלנו חושפים תפקיד פוטנציאלי של TFs בוויסות התנהגות IMD, שעשוי להיות הגורם המרכזי בתרומה החיובית שלהם להומאוסטזיס של המעי ולהארכת תוחלת החיים.

תוצאות

תוספת תזונתית של תיאפלבינים מאריכה את תוחלת החיים של תסיסנית

כדי לבחון האם תיאפלבינים (TFs) משפיעים על ההזדקנות ועל תוחלת החיים ב-Drosophila, גידלנו זבובי w'118 נקבות עם מזונות גידול סטנדרטיים שנוספו ל-1mg/mL או 2.5mg/ml TFs וביצענו מבחני תוחלת חיים כפי שתואר קודם לכן (Ji et al. .,2019). זבובים שניזונו בתזונה בתוספת נפח שווה של ממס TFs (H2O) נחשבו לבקרות. כפי שמוצג באיור 1A, תוספת תזונתית של ריכוז נמוך יחסית של TFs (1 מ"ג/מ"ל) האריכה מעט את תוחלת החיים של זבוב הפירות, ולריכוז גבוה של TFs (2.5 מ"ג/מ"ל) הייתה השפעה חיובית משמעותית על הארכת תוחלת החיים. יש לציין כי ספיגה ארוכת טווח של ריכוזים גבוהים של TFs (2.5 מ"ג/מ"ל) הביאה לעלייה של כ-8 ימים בתוחלת החיים הממוצעת של זבובים נקבות (איור 1B), מה שמצביע על תפקיד מועיל של TFsin בוויסות אריכות ימים ב-Drosophila. תוצאות דומות התקבלו כאשר בדקנו את ההשפעות הפוטנציאליות של TFs נוספים על תוחלת החיים של זבובי זכר w'*'''8 (איורים S1A ו-S1B).

איור 2. Theaflavins מונעים תפקוד לקוי של המעיים על רקע גיל ודיסביוזיס של מיקרוביוטה ב-Drosophila

(A ו-B) אובדן שלמות המעי נבדק על ידי ה-Smurftest בגילאים של 10 ימים, 30 ימים, 40 ימים ו-50 ימים של נקבות w18 בוגרות. דוגמאות לא-דרדסים ודרדסים הוצגו ב-(A). אחוזי הדרדסים בקבוצות מסומנות שונות נותחו והוצגו ב-(B).

(ג) ריבוי חיידקים שנשמר על ידי qPCR של הגן rRNA 16S בקבצי w18 נשיים מקבוצות מסוימות שונות נותחו והוצגו.

(DF) בוצע רצף של הגן rRNA של חיידקי 16S commensal. נותחו והוצגו הפרופורציות של טקסות חיידקים (D), מפת חום של טקסות החיידקים העיקריים (F), והשפע היחסי של Gammaproteobacteria (F).

איור 2. המשך

(G ו-H) הקרביים נותחו מהזבובים הנקבים המצוינים שניזונו עם 2.5 מ"ג/מ"ל TFs או ללא TFs כביקורת בגיל 10 ימים ו-40 ימים. תמונות של שקופיות ביניים נלכדו במיקרוסקופ פלואורסצנטי לאותות GFP (G). ניתוח סטטיסטי המראה את האחוזים של תאים חיוביים ל-GFP מוצג ב-(H).

(I) הקרביים מהזבובים הנקבים המצוינים נאספו ועברו מבחני צביעה חיסונית תוך שימוש בנוגדנים נגד היסטון 3(pH3) מזורחן. תוצאות סטטיסטיות המכימות תאים חיוביים של pH3- לכל מעי נותחו והוצגו. ב-B, C, H, וכן, הנתונים מנותחים על ידי מבחן הסטודנט הדו-זנבתי ומוצגים כממוצע ± SEM.NS, לא מובהק,*p<><0.001. see="" also="" figure="">

ידוע כי תעודות סל בעלות טעם מר, ומזונות מרירים נמנעים בדרך כלל על ידי צרכנים, כולל זבובי פירות ויונקים (Yamazaki et al., 2014; Yang et al., 2018). לאחר מכן ביקשנו להבהיר האם TFs יכולים להשפיע על צריכת המזון של Drosophila, מכיוון שמחקרים קודמים הוכיחו שהגבלה תזונתית מובילה לתוחלת חיים ממושכת הן בבעלי חוליות והן בחסרי חוליות (Hudry et al.,2019; Kapahi et al.,2017; Moger-Reischer et al. ., 2020). לשם כך, ביצענו תחילה את מבחן בית הקפה, גישה בשימוש נרחב למדידה ישירה ומדויקת של קצב האכלה על ידי שימוש במזין נימי המכיל תווך נוזלי, כפי שתואר קודם לכן (Ja et al., 2007). כפי שמוצג באיורים 1C ו-S1C, תוספת תזונתית של TFs (1 מ"ג/מ"ל ו-2.5 מ"ג/מ"ל, בהתאמה) כמעט ולא שינתה את צריכת המזון של זבובים שנבדקו. כדי לאשר זאת עוד יותר, השתמשנו ב- Fluorescein כחומר מעקב אחר מזון (Rera et al.,2012; Wang et al.,2005) וביצענו בדיקת האכלה טבעית (Danilov et al.,2015). כפי שמוצג באיורים 1D ו-S1D, לא הצלחנו לראות מתאם כלשהו בין תוספי TFs ורמות צריכת המזון. יחד, התוצאות שלנו הצביעו על כך שהתפקידים המועילים של TFs בהארכת תוחלת החיים עשויים שלא לנבוע מהגבלה תזונתית ב-Drosophila.

TFs נוספים ניתנים להשפעה על הומאוסטזיס אנרגטי של תסיסנית

הוצע כי פוליפנולים של תה שחור משפיעים לטובה על מניעת השמנת יתר על ידי עיכוב עיכול, ספיגה וצריכה של שומנים וסכרידים, ובכך מפחיתים את צריכת הקלוריות (Cameron et al.,2008). לאחר מכן ביקשנו להבהיר האם הארכת תוחלת החיים של LDrosophila המווסתת על ידי TFs נובעת משינויים בספיגת חומרים מזינים ובאגירת אנרגיה. לשם כך, בדקנו תחילה רמות של טריאצילגליצריד (TAG), אחד ממטבוליטי השומנים הנפוצים ביותר שזוהו (Tennessen et al., 2014), בזבובים נקבות לאורך כל חייהן, כפי שתואר קודם לכן (Fan et al., 2017).לקנות cistancheכפי שמוצג באיור 1E, טיפול ב-TFs כמעט ולא השפיע על שפע ה-TAG הכולל בנקודות גיל שונות. כאשר זיהינו עוד תכולת גליקוגן וכימתנו פחמימות במחזור (גלוקוז וטרהלוז) על ידי ערכת Hexokinase (Li et al.,2018; Ten-nessen et al., 2014), התוצאות הראו שלא היו שינויים ברורים בין דגימות עם או ללא טיפול ב-TFs(איורים 1F-1H). יש לציין, תוצאות עקביות התקבלו כאשר בחנו פנוטיפים מטבוליים תוך שימוש ב-w118 זכר כמודלים של בעלי חיים (איורים S1E-S1H). יחד, נתונים אלה הצביעו על כך שתוספת תזונתית של TFs היא הכרחית לוויסות הומאוסטזיס של פחמימות ואנרגיה לאורך כל חייה של תסיסנית.

עוד חקרנו את הקינטיקה של ההזדקנות הטבעית של תסיסנית תחת התערבות תזונתיים של TFs על ידי ביצוע בדיקות גיאוטקסיס שלילי איטרטיבי מהיר (RING) כפי שתואר קודם לכן (Dilliane et al., 2017; Staats et al.,2018). כפי שמוצג באיורים 1l,1J, S1l ו-S1J, מדדי הטיפוס של w1118 בגיל (40 ימים) (הן נקבות והן זכרים) בקבוצות תוספי TFs השתפרו באופן ניכר (עלייה של כמעט 12 אחוז בנקבות ועלייה של כמעט 18 אחוז אצל גברים ) בהשוואה לקבוצות ביקורת, מה שמצביע על כך ש-TFs עשויים לשפר את הטיפוס והפעילות התנועתית של תסיסנית.

Theaflavins מונעים דליפת מעיים על רקע גיל ודיסביוזיס של מיקרוביוטה

מחקרים קודמים הראו שפעילות תנועתית של זבוב הפירות ותוחלת החיים קשורים מאוד למצב הבריאותי של המארח, כגון מין, תזונה, גיל וגנוטיפ (Caruso et al.,2013; Heintz and Mair,2014). לאחרונה, מספר קווי ראיות הוכיחו ששימור הומאוסטזיס של איתות Imd במעיים משפר את שלמות המעיים על ידי מניעת התפשטות יתר של תאי ISC ותאי קודמים ועל ידי דחיית תפקוד לקוי של אפיתל המעי, אשר בתורו תורם באופן חיובי לבריאות האורגניזם (Clark et al. , 2015; Guo et al., 2014). ב-Drosophila, תוחלת חיים מקוצרת קשורה קשר הדוק לתפקוד לקוי של מחסום האפיתל המעי, והתפתחות שלמות מחסום זה במהלך ההזדקנות גורמת להארכת תוחלת החיים (Clark et al.,2015; Guoet al.,2014; Jet al., 2019). לפיכך, ביקשנו לקבוע אם TFs משנים את שלמות המעי על ידי ביצוע מבחן דרדס, שיטה שתוארה בעבר (Clark et al.,2015; Rera et al.,2011). כפי שמוצג באיור 2A, זבובי הפירות שנבדקו בהם צבעים כחולים הוגבלו למערכת העיכול כונו לא דרדסים (פאנל שמאל באיור 2A). אם נצפו צבעים כחולים

איור 3. המשך

(EG) המעיים בודדו מקבצי w1118 נשיים שניזונו עם TFs של 2.5 מ"ג/מ"ל או ללא TFs כבסיס בגיל 10 ימים, 30 ימים, 40 ימים ו-50 ימים, בהתאמה. RNA כולל הוצא ונתון לניתוחי aRT-PCR. רמות ביטוי ה-mRNA של diptericin (F), attacin (F) ו-cecropin A1(G) נותחו והוצגו. ב-EG, הנתונים מנותחים על ידי מבחן ה-t של הסטודנט הדו-זנב ומוצגים כממוצע ± SEM.NS, לא מובהק, *p<><><0.001. see="" also="" figure="">

דליפה החוצה מהקרביים אל הבטן, המארחים נספרו כדרדסים (פאנל ימני באיור 2A). בהתאם לממצאים קודמים (Clark et al.,2015), הפרופורציות של דרדס גדלו בהדרגה במהלך ההזדקנות (איור 2B). מעניין לציין ששיעור המבוגרים של דרדסים ירדו במידה ניכרת בקבוצות שניזונו מ-TFs בהשוואה לביקורות תואמות הגיל בשתי הנקבות (מ-8.2 אחוזים ל-3.7 אחוזים, מ-19.4 אחוזים ל-15.6 אחוזים ומ-35.4 אחוזים ל-27.1 אחוזים בקבוצות. בגילאים של 30 ימים, 40 ימים ו-50 ימים, בהתאמה, Figure2B) וגברים בוגרים (מ-2.7 אחוז ל-0.9 אחוז, מ-6.9 אחוז ל-0.9 אחוז, ומ-8.3 אחוז ל-2.7 אחוז בגילאי 30 ימים, 40 ימים ו-50 ימים, בהתאמה, איור S2A), המצביע על כך ש-TFs יכולים למנוע תפקוד לקוי של מחסום המעי בזבובי פירות מבוגרים. ראוי לציין, ראינו ירידות גדולות יותר באחוזי הדרדסים אצל גברים (הפחתה בכמעט 65.8 אחוזים, 86.9 אחוזים ו-67.4 אחוזים בגילאים של 30 ימים, 40 יום ו-50 ימים, בהתאמה) מאשר אלו בגילאים נקבות תואמות (צמצום בכמעט 54.1 אחוז, 19.5 אחוז ו-23.3 אחוז בגילאים של 30 יום, 40 יום ו-50 ימים, בהתאמה), מה שמרמז ש-TFs עשוי למלא תפקיד טוב יותר בהורדת דליפת מעיים בזבובים זכרים.

מחקרים קודמים העלו כי תפקוד לקוי של מחסום המעי מתחיל לעתים קרובות בקורלציה עם דיסביוזה של המיקרוביוטה של ​​המעי (Clark et al.,2015; Guo et al.,2014). לפיכך, בדקנו את הרכב החיידקים הקומנסליים במעיים לאחר תוספת TFs. תחילה השתמשנו בפריימרים אוניברסליים וביצענו ניסויי PCR כמותיים כדי לכמת את רמות הגן 16S rRNA של חיידקים. כפי שמוצג באיור 2C, בחתכים מבוגרים, כלל אוכלוסיית החיידקים מקבוצות התערבות של TFs הראתה ירידה בולטת (כמעט 45 אחוז -55 אחוזים) בהשוואה לביקורות, מה שמצביע על כך שתוספת TFs כנראה מונעת התרחבות מיקרוביוטה במהלך ההזדקנות . לאחר מכן, ביצענו מטאנומיקה כדי לבחון בפירוט את השינויים בקהילת חיידקי המעיים שנגרמו כתוצאה מתוספי תזונה עם TFs. כפי שמוצג באיורים 2D-2F, חלקם של Gammaproteobacteria, שהתרחבותם נמצאה קשורה קשר הדוק לכשל במחסום המעי (Clark et al.,2015), ירד כמובן על ידי תוספת TFs במעיים מבוגרים ( ירידה של כמעט 7 אחוזים), מה שמרמז ש-TFs תורמים בצורה חיובית להומאוסטזיס של מיקרוביוטת המעיים במהלך ההזדקנות ב-Drosophila.

Theaflavins משפרים הומאוסטזיס שגשוג של מעיים ב-Drosophila

We further examined the intestinal integrity of flies that were treated with or without TFs. First, we employed the widely-used P{Esg-Gal4}/P{Uasp-GFP};{Tub-Gal80*s}strain(referred to as esgts>GFP), שבו תאי הגזע של המעי (ISCs) ותאי האב סומנו עם GFP. כפי שמוצג באיורים 2G ו-2H, מספר התאים החיוביים ל-GFP בקבוצות ההתערבות של TFs בגיל 40 ימים (נספרו 20 מעיים) היה נמוך בהרבה (כמעט 29.7 אחוזים) מזה שבביקורות התואמות לגיל (כמעט 47.6 אחוזים ו- 19 קרביים נספרו), מה שמצביע על כך ש-TFs עשויים לעכב את התפשטות היתר של ISCs של תחילת הגיל. יתר על כן, ביצענו ניסויי צביעה חיסונית תוך שימוש בנוגדנים נגד Phospho-Histone 3(pH3), סמן ספציפי לתאים מיטוטיים ברקמות המעי. ראינו פחות תאים חיוביים ל-pH3- במעיים ממבוגרים עם תוספי TFs מבוגרים (המספר הממוצע היה 20.6) מאשר בתאי הביקורת (המספר הממוצע היה 39.5, איור 2). ביחד, התוצאות שלנו מצביעות על כך שתוספי תזונה עם TFs משפר את ההומאוסטזיס של שגשוג המעיים ומונע דיספלסיה של מיקרוביוטה בגילאים, ובכך מעכב את ההזדקנות ב-Drosophila.

Theaflavins מווסתים באופן שלילי את אותות Imd של המעיים

כדי לחקור את המנגנונים המולקולריים הבסיסיים שבאמצעותם TFs תורמים בצורה חיובית להומאוסטזיס של המעי Drosophila, ביצענו ניתוח RNA-seq תוך שימוש בדגימות מעיים תואמות גיל מבוגרות w1118 נשיות שטופלו עם או בלי TFs. ניתוחי שברים לקילובסיס למיליון (FPKM) העלו כי דפוסי ביטוי הגנים הכוללים היו דומים בין שתי קבוצות הניסוי (איור 3A). ניתוח ביטוי דיפרנציאלי נוסף, לעומת זאת, זיהה סך של 229 גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי, מתוכם 99 הוסרו ו-126 עברו ויסות מטה (איור 3B). מעניין לציין שניתוח אונטולוגי גנים של גנים אלה גילה שמסלול התגובה החיסונית השתנה מאוד על ידי תוספי תזונה עם TFs (איור 3C).

ב-Drosophila, מסלולי איתות חיסוני מולדים הוכחו כממלאים תפקיד דומיננטי בוויסות ההומאוסטזיס של המעיים ואריכות ימים (Clark et al,2015; Guo et al,2014). לאחר מכן התמקדנו בבחינת דפוסי הביטוי של הפפטידים האנטי-מיקרוביאליים (AMPs) במורד הזרם של האותות החיסונית המולדת. כפי שמוצג

איור 4. המשך

(ד) חלבוני Imd מטוהרים הודגרו עם ריכוזים שונים של TFs (50 uM, 100 uM ו-200 uM, בהתאמה) בטמפרטורת החדר למשך 5 דקות. הדגימות עברו לאחר מכן ניתוח ספקטרום פליטת הקרינה תוך שימוש באורכי הגל המצוינים (עירור ב-430 ננומטר, פליטה מ-450 ננומטר ל-550 ננומטר עם רוחב חריץ של 5 ננומטר). מדגם ללא TFs שימש כבקרת הבסיס.

（E and F）Lysates of guts from NP11>זבובי Myc-Imd הוכנו והודגרו עם TFs (100μM) בטמפרטורת החדר למשך 30 דקות. מבחני SDD-AGE (פאנל עליון ב-E) ו-SDS-PAGE (פאנל תחתון ב-E) בוצעו כדי לנתח אגרגטים של חלבון Imd. טובולין שימש כבקרת הטעינה.cistanchניתוח דנסיטומטריה בוצע כדי לכמת עיבוי Imd בדגימות שונות, והתוצאות הוצגו ב-(F). (ז) כרומטוגרמה מייצגת של מדגם TFs.

חלבוני （H ו-I） Purified Flag-Imd הודגרו עם TFs, TF1, TF2a, TF2b או TF3 (100 מיקרומטר לכל דגימה) או עם נפח שווה של חיץ (בקרה) בטמפרטורת החדר למשך 30 דקות כפי שצוין. דגימות עברו לאחר מכן מבחני SDD-AGE (פאנל עליון ב-H) ו-SDS-PAGE (פאנל תחתון ב-H) כדי לקבוע את דפוסי הצבירה של Imd. בוצע ניתוח דנסיטומטריית לכימות עיבוי Imd בדגימות שונות והוצג ב-(). ב-C, F ו-I, הנתונים מנותחים על ידי מבחן הסטודנט הדו-זנבתי ומוצגים כממוצע ± SEM.***p< 0.001.="" see="" also="" figure="">

באיור 3D, גנים AMP הנשלטים על ידי מסלול החסר החיסוני (Imd), כולל דיפטריצין A (DptA), dip-tericin B(DptB), אטצין A(AttA), cecropin A1 (CecA1), cecropin A2(CecA2), ו cecropin C (Cece), ירדו באופן משמעותי (ב-39.4 אחוזים, 72.3 אחוזים, 10.5 אחוזים, 86.5 אחוזים, 99.8 אחוזים ו-36.1 אחוזים, בהתאמה) בקבוצות שטופלו ב-TFs בהשוואה לקבוצות הביקורת. כדי לאשר עוד יותר את התוצאות שהתקבלו מניתוח RNA-seq, ביצענו תגובת שרשרת של שעתוק הפוכה-פולימראז כמותית (gRT-PCR) כדי לכמת את רמות הביטוי היחסיות של גנים AMP הקשורים ל-IMD בדגימות מעי תסיסנית שהושגו בארבע נקודות גיל שונות. כולל 10 ימים, 30 ימים, 40 ימים ו-50 ימים. כפי שמוצג באיורים 3E-3G, רמות ביטוי ה-mRNA של גנים מסוימים, כולל דיפטריצין, אטצין ו-cecropin A1, ירדו באופן משמעותי (בכמעט 35.9 אחוזים -66.6 אחוזים) ב-TFs שטופלו מעיים מיושנים. ביחד, הנתונים שלנו חשפו ש-TFs עלולים לפגוע בהפעלת מסלול האיתות Imd בתאי המעי של Drosophila במהלך ההזדקנות.

תיאפלווינים ניתנים לוויסות תעתיק של מסלול ה-IMD או אי-ביקוויטינציה של Imd

ביקשנו לבחון את הקשר בין TFs ו-Imd וביצענו את מבחן תהודה פלסמונית (SPR) כפי שתואר בעבר (Lan et al.,2020). כפי שמוצג באיור 4A. TFs הפגינו זיקה מתונה של קישור לחלבון Imd מטוהר בקבוע Kp משוער של 8.078 uM. לאחר מכן אנו נוטים לקבוע כיצד TFs שולטים בנתיב איתות ה-IMD במעיים. בהתבסס על תוצאות ניתוח התעתיק מנתוני RNA-seq, מצאנו שרמות הביטוי של הגורמים הרגולטוריים העיקריים במסלול האיתות של Imd, כגון PGRP-LC, Imd ו-Relish, כמעט ולא השתנו על ידי טיפול ב-TFs (איור S3A ). עוד אספנו דגימות מעיים מזבובים שהיו נתונים לתוספי תזונה עם או בלי TFs בגילאים שונים וביצענו ניסויי qRT-PCR כדי לזהות באופן ספציפי את דפוסי הביטוי של גנים אלה. כפי שמוצג באיור S3B, רמות ה-mRNA של גנים מסוימים, כולל eftee, faded, tak1, pgrp-Ica, uev1a, bendless, relish, imd, pgrp-sc2, tab2, ird5 Kenny ו- diap2, היו דומות בין קבוצות הביקורת וקבוצות התערבות של TFs, מה שמצביע על כך ש-TFs אינם מעורבים בוויסות אותות Imd ברמת התעתיק.

לאחר מכן, בדקנו את פרופילי Ubiquitination של Imd מכיוון שמחקרים קודמים העלו ש-ubigui-tination של Imd חיוני להעברת אותות במורד הזרם במסלול Imd (Myllymaki et al.,2014; Zhou et al.,2005). ביצענו תחילה בדיקת E1 shifting in vitro ומצאנו שלטיפול ב-TFs אין השפעה ניכרת על התגובות האנזימטיות של E1 ו- Ubiquitin ליצירת E1/Ub מצומדים (איור S4A). יתר על כן, העברנו תאי Drosophila S2 עם פלסמידים המבטאים Imd מתויג בדגל יחד עם Ub מתויג HA ולאחר מכן טיפלנו בתאים עם או בלי TFs. מבחני Ubiquitination נוספים הצביעו על כך שתוספת TFs בקושי השפיעה על רמות ה-IMD ב-Ubiquitination בתאים מתורבתים (איורים S4B ו- S4C). כדי לקבוע את הקשרים בין TFs ו-Imd ubiquitination in vivo, השתמשנו בזבוב הטרנסגני P {NP1-Gal4}/P{Uasp-Myc-Imd};P{Tub-Gal80*} (המכונה NP1* s > Myc-Imd), שבו חלבון Imd מתויג Myc התבטא מאוד בתאי מעי (איור S4D). ניסויי ה-Ubiquitination שלנו הראו שתוספי תזונה עם TFs היה נחוץ עבור מווסת ה-Ubiquitination של Imd ברקמות המעי (איורים S4D ו-S4E). ביחד, התוצאות שלנו הצביעו על כך ש-TFs שולטים באופן שלילי באותות Drosophila Imd בכך שהם אינם משפיעים על דפוס ה-Ubiquitination של Imd.

Theaflavins מונעים הרכבה של עיבוי IMD

מחקר שנערך לאחרונה הציע כי אגרגציה של Imd חיונית להפעלת גנים במורד הזרם במסלול ה-IMD (Kleino et al.,2017). לאחר מכן ביקשנו לבחון האם TFs מסדירים את התהליך של

איור 5. המשך

(F ו-G) נקבה w18 (המכונה imd plus / plus ), מוטנטים הטרוזיגוטיים והומוזיגוטים imd' (המכונים imd plus /- ו- imd-/-, בהתאמה) גודלו מזונות תסיסנית תסיסנית (המכונה Basal) או תוספי תזונה עם 2.5 מ"ג/מ"ל (המכונה TFs) ולאחר מכן עברו בדיקת תוחלת חיים. עקומת הישרדות (F) ואריכות חיים ממוצעת (G) נותחה והוצגה.

In ו-F, מבחן Log Rank שימש לניתוח סטטיסטי. ב-BE, and, מבחן ה-t של הסטודנט הדו-זנבי שימש לניתוח סטטיסטי, והנתונים הם sh כאמצעים ± SEM. נ"ס, לא משמעותי, *עמ'<0.05, **p="" <="" 0.01,=""><0.001. see="" also="" figure="">

היווצרות מצטבר של IMD. ראשית, טהרנו חלבוני Imd מתויגים Myc מתאי S2 בתרבית והדגגרנו את החלבונים עם ריכוזים שונים של TFs (איור 4B). מעניין לציין ש-TFs מנעו בצורה ניכרת את הצטברות ה-IMD (הפחתה ב-81.7 אחוזים -89.7 אחוזים, איורים 4B ו-4C), כפי שהוצע על ידי מבחני האלקטרופורזה של אגרוז ג'ל למחצה למחצה שלנו (SDD-AGE). כדי לאשר ממצא זה, ביצענו עוד מבחני קשירה של thioflavin-T והשגנו תוצאות עקביות (איור 4D). לבסוף, גידלנו NP1ts > זבובים מהונדסים Myc-Imd שהיו נתונים לתוספי תזונה עם או בלי TFs ואספנו דגימות מעיים ממבוגרים מבוגרים. ניסויי ה-SDD-AGE העלו שהצטברות של Imd הייתה מווסתת מאוד על ידי TFs בתאי מעיים (ירד ב-16.7 אחוזים -22 אחוזים, איורים 4E ו-4F).

כדי לקבוע כיצד TFs תורמים לשליטה בהרכבת עיבוי Imd, הכפנו TFs ל-HPLCanal-ysis ומצאנו שהם מכילים בעיקר ארבעה סוגים של מונומרים (איור 4G), כלומר, theaflavin (TF1), theaflavin 3-O-gallate ( TF2a), theaflavin 3'-O-gallate (TF2b) ו-theaflavin 3,3'-di-O-gallate (TF3), שהיו עקביים עם דיווחים קודמים (Li et al.,2013; Takemoto and Takemoto,2018) . לאחר מכן, הדגמנו כל אחד מהכימיקלים הללו עם Imdprotein מטוהר וביצענו ניסויי SDD-AGE. כפי שמוצג באיורים 4H ו-4l, הטיפול בכל ה-TFmonomers הללו הביא לירידה ניכרת (ב-59.5 אחוזים, 60.9 אחוזים, 58.4 אחוזים .58.2 אחוזים ו-55.8 אחוזים עבור TFs, TF1, TF2a, TF2b ו-TF3, בהתאמה) ב הרמות המצטברות של IMD. ביחד, התוצאות שלנו הציעו ש-TFs מווסתים לרעה את מסלול האיתות של Drosophila Imd כנראה על ידי שליטה בהתנהגות של עיבוי Imd.

Theaflavins מאריכים את תוחלת החיים של Drosophila באופן תלוי IMD

To examine whether TFs prolong Drosophila lifespan depending on their regulatory role in Imd, we specifically knocked down Imd in gut tissues using the transgenic flies P{NP1-gal4)PITub-gal80*}/P{Uasp-imd-IR(KK)} (referred to as Imd RNAi). As shown in Figures 5A and 5B, dietary supplementation of TFs extended the lifespan of controls (elevation of nearly 7.2 days in the mean lifespan), whereas prevention of Imd expression in guts apparently reversed the lifespan extension caused by TFs. Consistent results were obtained when we utilized male Imd RNAi and control flies to perform lifespan assays (Figures S5A and S5B). Further qRT-PCR assays showed that the mRNA expression levels of AMP genes at ages of 10 days, 30 days, 40 days, and 50 days, including diptericin, attacin, and cecropin A1.hardly changed in the gut tissues of Imd RNAi flies(Figures 5C-5E), whereas additional TFs caused reductions of 31%-72.3% in mRNA abundances of these genes in samples from control groups. To confirm these results from Imd RNAi flies, we first performed lifespan assays using w18(control, referred to as imd+/+), imd' heterozygous (referred to as imd+/-), and homozygous(referred as imd-/-)mutant flies. We found that TFs addition extended lifespan and increased mean life longevity of imd+/-flies (elevation of nearly 6.2 days, Figures 5F and 5G). However, this lifespan extension effect by TFs was almost abolished in imd-/-flies (Figures 5F and 5G). Next, we performed lifespan assays utilizing Relish RNAi(NP1's>Relish RNAi and control(NP1ts>פלוס )זבובים. כי Relish הוא גורם התעתיק המרכזי שאחראי לביטויי גנים של IMD במורד הזרם (Myllymaki et al.,2014). כפי שמוצג ב-Fiqures S5C ו-S5D. תוספת תזונתית של TFs האריכה באופן ניכר את אורך החיים של זבובי השליטה, והארכה זו באורך החיים נמנעה באופן משמעותי בזבובי Relish RNAi. ביחד, הנתונים שלנו הצביעו על כך שתוסף תזונה של TFs תורם באופן חיובי לתוחלת החיים של תסיסנית, ככל הנראה בהתאם לאותות ה-IMD של המעיים.

על מנת לראות אם הארכת תוחלת החיים על ידי TFstill מתרחשת ברקע אקסני, ביצענו מבחני תוחלת חיים באמצעות נקבות w1118 בתנאים אקסניים. כפי שמוצג באיורים S5E ו-S5F, הוספה של ריכוזים שונים של TFs (1 מ"ג/מ"ל ו-2.5 מ"ג/מ"ל) כמעט ולא השפיעה על יחסי התמותה ואריכות החיים הממוצעת במבוגרים w18. מכיוון שתנאי גידול אקסניים יכולים במידה רבה למנוע מיקרוביוטה בשפע, ובכך להגביל את אותות ה-IMD בחתכים (Clarke al.,2015), הנתונים שלנו הציעו כי TFs מאריכים את תוחלת החיים של תסיסנית עשויה להיות באמצעות אפנון של אותות חיסון מולדים המווסתים על ידי מיקרוביוטה במעיים.

איור 6. Theaflavins מקלים על קוליטיס הנגרמת על ידי DSS בעכברי CD-1

(א) טיפול ב-TFs לא השפיע על צריכת המים בקבוצות שונות של עכברי CD-1.

(BD) מתן גז של ריכוזים שונים של TFs (1 מ"ג/מ"ל, 2.5 מ"ג/מ"ל, ו-5 מ"ג/מ"ל, בהתאמה) שיפר את קיצור המעי הגס ואת הגדלה של הטחול הנגרמת על ידי DSS בעכברי CD-1. הוצגו תמונות מייצגות (B) וניתוחים סטטיסטיים של המעי הגס (C) והטחול (D). (ה) מתן ריכוזים שונים של TFs (1 מ"ג/מ"ל, 2.5 מ"ג/מ"ל ו-5 מ"ג/מ"ל, בהתאמה) מנע דליפת מעיים שנגרמה על ידי DSS בעכברי CD{10}}. (F ו-G) קולונים נאספו מקבוצות מסומנות של עכברים. RNA כולל הוצא ונתון למבחני qRT-PCR כדי לזהות את רמות ביטוי ה-mRNA של TNFa(F) ו-IL-6 (G).

(HL) קולונים מקבוצות שונות של עכברים נאספו לאורך ועברו מבחני צביעת HE. דגימות נבדקו במיקרוסקופיה, והתקבלו והוצגו תמונות מייצגות של הדגימות המצוינות (HL). מוטות קנה מידה, 40 מיקרומטר. (MQ') תמונות SEM המציגות את המיקרוטריכומים של המעי הגס מדגימות מסומנות שונות. מוטות קנה מידה, 50 אום (MQ) ו-4 אום (M'-Q').

ב-CG, הנתונים מנותחים על ידי מבחן הסטודנט הדו-זנבתי ומוצגים כממוצע ± SEM.NS, לא מובהק, *p<><><0.001. see="" also="" figure="">

Theaflavins מקלים על קוליטיס הנגרמת על ידי DSS בעכברי CD-1

כדי להמשיך ולחקור את התפקיד הפוטנציאלי של TFs בשמירה על הומאוסטזיס של המעי ביונקים, עכברי CD-1 שימשו לגרימת קוליטיס על ידי דקסטרן סולפט נתרן (DSS). לעכברים ניתנו תוך קיבה ריכוזים שונים של TFs (1 גרם/ליטר, 2.5 גרם/ליטר או 5 א/ליטר) או מים כביקורת במשך ארבעה שבועות, ולאחר מכן טיפול ב-2% DSS במי שתייה למשך 7 ימים. על מנת לראות אם TFs משפיעים על כמות השתייה של DSS על פני קבוצות שונות של עכברים, עקבנו אחר השתייה של עכברים מדי יום. כפי שמוצג ב-Fiqure6A, טיפול ב-TFs הוא הכרחי כדי להשפיע על צריכת משקאות בעכברי קוליטיס הנגרמות על ידי DSS, עכברים שטופלו ב-DSS הציגו תסמונת קוליטיס עם שלשול ו/או hematochezia, אשר נמנעו על ידי טיפול ב-TFs תלוי מינון (איורים S6A-S6E).cistanche אוסטרליהיתרה מזאת, התערבות עם TFs הצילה את הירידה באורך המעי הגס שנגרמה על ידי DSS ושיפרה את הרחבת הטחול (איורים 6B-6D).

לאחר מכן השתמשנו ב-dextran-4000-FITC (FITC-DX) כדי לבחון את תפקוד מחסום המעי של עכברים אלה. כפי שמוצג באיור 6E, עכברים מהקבוצות שטופלו ב-DSS הראו ריכוז גבוה של FITC-DX בדגימות דם, מה שמצביע על דליפת מעיים בבעלי חיים אלה, עם זאת, התערבות עם TFs מנעה באופן משמעותי את ההובלה של FITC-DX מאיברי העיכול לתוך מערכת הדם (הצטמצמה ב-56.1 אחוזים -77.5 אחוזים, איור 6E). יש לציין, מתן TFs לא שינה את חדירות המעיים של עכברים בתנאים רגילים (איור S6F). מכיוון שדלקת ממלאת תפקיד מרכזי בהתפתחות קוליטיס של מודל עכברים, ביצענו עוד ניסויי qRT-PCR, והראו שטיפול ב-TFs הוריד משמעותית את ביטויי IL-6 ו-TNF במעיים של עכברים שטופלו ב-DSS (איורים 6F ו-6G).

כדי לנתח עוד יותר את השינויים הפתולוגיים במעי הגס, ביצענו מבחני צביעת המטוקסילין-אאוזין (HE). כפי שמוצג באיורים 6H-6L ו-S6G-S6J, הנזק האפיתל החמור שנגרם על ידי DSS הוטב בצורה ניכרת על ידי טיפול ב-TFs באופן תלוי מינון. הדמיה במיקרוסקופ אלקטרוני סריקה של דגימות מעיים אלה סיפקה עוד יותר תוצאות עקביות (איורים 6M-6Q' ו-S6K-S6N'). יחד, הממצאים שלנו הצביעו על כך ש-TFs ממלאים תפקיד מועיל בהגנה על תפקוד מחסום המעי הן בחרקים והן ביונקים.

דִיוּן

במחקר זה, חקרנו את התפקודים הפיזיולוגיים של TFs בוויסות הומאוסטזיס מעיים ואריכות ימים ואת המנגנונים המולקולריים הבסיסיים. הראינו שתוספי תזונה עם TFs תורם באופן חיובי למניעת דיסביוזה של המיקרוביוטה של ​​המעיים ועיכוב של תפקוד לקוי של אפיתל המעיים, ובכך מאריך את תוחלת החיים של תסיסנית. מחקרים מכניסטיים במבחנה ו-in vivo גילו ש-TFs כנראה ממלאים תפקיד שלילי בשליטה במסלול האיתות של Imd על ידי חסימת ההתאחדות של Imd. יתרה מכך, מצאנו שניתן להקל ביעילות על קוליטיס הנגרמת על ידי DSS על ידי תוספת TFs בעכברי CD-1. התוצאות שלנו תומכות ברעיון ש-TFs תורם יתרון להומאוסטזיס של המעיים הן בחסרי חוליות והן בבעלי חוליות.

תוספת תזונתית עם תיאפלבינים מאריכה את תוחלת החיים של תסיסנית

צריכת תה פופולרית ברחבי העולם והיא שנייה רק ​​לצריכת מים (Rothenberg and Zhang, 2019). מחקרים רבים התמקדו בתפקודים הפיזיולוגיים לעתים קרובות באמצעות גישות ניסויות וקליניות (Cameron et al.,2008; Niu et al.,2013; Peng et al.,2009; Rothenberg and Zhang.2019; Spindleret al.,2013; Takemoto. ו-Takemoto,2018; Unno et al.,2020;Zhou et al.,2020. הוכח בהרחבה שתה מועיל לבריאות על ידי הורדת רמות השומנים ובאמצעות השפעות נוגדות השמנת יתר, והתרכובות הפונקציונליות העיקריות בתה הן קטכינים, במיוחד epigallocatechin gallate (EGCG)(Abbas and Wink,2009; Modernelli et al.,2015; Niu et al.,2013; Wagner et al.,2015; Xiong et al.,2018). מחקרים קודמים גם הצביעו על כך שתה ירוק ו תה שחור יכול להגדיל את תוחלת הבריאות ואת תוחלת החיים של זבובי פירות (Site al.,2011; Wagner et al.,2015), תולעים (Fei et al.,2017; Xiong et al.,2018) וחולדות (Imran et al. .,2018; Niu etal.2013). והמנגנון הרגולטורי העיקרי הוא מניעה יעילה של עקה חמצונית על ידי EGCG באמצעות אפנון של ROSsignals.יתרונות cistanche,עם זאת, האם TFs, כתרכובות "זהובות" האופייניות בתה שחור, ממלאות תפקיד בוויסות ההזדקנות ותוחלת החיים עדיין לא ידוע. מחקר זה מספק ראיות משכנעות המצביעות על כך שאין צורך בהתערבות של TFs כדי להשפיע על צריכת המזון, וספיגה ארוכת טווח של TFs דרך התזונה מאריכה משמעותית את תוחלת החיים של זבובי פירות זכר ונקבה כאחד. ממצאים אלה מספקים קווים מנחים למחקרים נוספים על התפקודים של TFs באריכות חיים של יונקים.

Theaflavins משפרים דיסביוזיס של מיקרוביוטה בגיל ומעודדים הומאוסטזיס של המעי חוסר איזון מתקדם של הומאוסטזיס שגשוג ויכולת התחדשות הוא סימן היכר של מחלות הזדקנות ומחלות גיל (Clark et al.,2015; Heintz and Mair, 2014; Maynard and Weinkove, 2018; Rera; et al. 2012). דלקת כרונית קשורה לאובדן הומאוסטזיס ולעלייה בשכיחות הסרטן באורגניזמים מזדקנים (Bartke et al.,2019; Kapahi et al., 2017; Xiao et al.,2020). זה משמעותי במיוחד באפיתל מחסום כמו אפיתל המעי (Guo et al.,2014; Maynard and Weinkove,2018). עם מודל לפיתוח של דיספלזיה הקשורה לגיל במעי המזדקן, הדגמנו ששיפור האינטראקציות המארח-קומנסליות באפיתליה של מחסום ההזדקנות יכול לקדם בריאות ותוחלת חיים. השתמשנו במספר גישות לא פולשניות לבחינת תפקוד המעי והדינמיקה של מיקרוביוטה במהלך ההזדקנות. ראשית, מבחן הדרדסים הצביע על תפקיד חיובי של TFs בוויסות תפקוד לקוי של מחסום אפיתל במהלך ההזדקנות. לאחר מכן, בדיקת הצביעה החיסונית באמצעות מספר זבובים מהונדסים גילתה ש-TFs עיכבו את התפשטות היתר של ISCs ואת התחלופה של תאים מובחנים. לבסוף, ריצוף של המיקרוביום הצביע על כך ש-TFs מווסתים את ההתרחבות של תחילת הגיל של המיקרופלורה הקומנלית של המעי. תוצאות אלו הצביעו היטב על כך ש-TFs ממלאים תפקיד מפתח בעיכוב תהליך ההזדקנות של המארח על ידי שמירה על הומאוסטזיס במעיים.

Theaflavins מקלים על תגובות חיסוניות מוגזמות במעיים על ידי ויסות שלילי של איתות Imd

הוצע כי יש לשמור על האיזון העדין בין תפקוד מערכת החיסון של המעי למיקרוביוטה כדי להבטיח הומאוסטזיס לטווח ארוך של אפיתליה מחסום (Guo et al.,2014; Maynard and Weinkove, 2018). מחקרים קודמים הראו גם שדלקת מופרזת כרונית במעיים קשורה לתפקוד לקוי הקשור לגיל באפיתליה של מחסום ומהווה סימן היכר להזדקנות (Clark et al.,2015; Guo et al., 2014; Ji et al.,2019) . לפיכך, שמירה על אוכלוסיית קומנסלית בריאה על ידי שימור הומאוסטזיס חיסוני מולד באפיתליה כזו היא גישה מבטיחה לקידום בריאות ואריכות ימים (Bonfini et al.,2016; Broderick,2016; Clark et al.,2015). לחקור את המנגנונים המולקולריים על ידי אילו TFs מעכבים את ההזדקנות, ביצענו ניתוח RNA-seq באמצעות מעיים מנותחים עם או בלי טיפול ב-TFs. הנתונים שלנו הצביעו על כך שקבוצת הגנים שבאה לידי ביטוי גבוה במעיים של זבובי פירות בקרה בהשוואה לזו של בעלי חיים שטופלו ב-TFs הועשרה בגנים המסווגים כגנים של "תגובה חיסונית". ניתוח ביואינפורמטי נוסף ומבחני get-PCR חשפו כי הביטוי של גנים AMP הקשורים ל-IMD עוכב באופן דרמטי על ידי תוספת תזונתית של TFs. התוצאות מניסויי העכבר CD-1 המשתמשים ב-DSS כדי לגרום לתגובות חיסוניות חריגות במעיים, אישרו עוד יותר את הרעיון ש-TFs מתפקדים כמגנים מפני דלקת מעיים.

Theaflavins מדכאים אותות על ידי קביעת מכלול העמילואיד של Imd

כיצד TFs מווסתים לרעה את מסלול האיתות של IMD? בהתבסס על תוצאות ניתוח התעתיק, מצאנו ש-TFs הם הכרחיים עבור ויסות תעתיק של גורמי המפתח במסלול האיתות Imd. מעניינת, ראינו את זיקת הקישור הנראית לעין של TFs עם חלבון Imd מטוהר על ידי מבחן SPR, מה שהצביע על הסתברות ש-TFs עשויים למלא תפקיד בשליטה בהתנהגות חלבון Imd או תהליך השינוי שלאחר התרגום שלו. מחקרים קודמים הדגישו תפקיד מרכזי של Ubiquitination בהעברת אותות Imd (Kleino and Silverman, 2014; Myllymaki et al.,2014), ומניעת אי-ביקוויטינציה של Imd גורמת לכיבוי עמוק של איתות Imd (Myllymaki et al.,2014; Thevenon et al., 2009). עם זאת, מבחני ה-in vitro ו-in vivoubiquitination שלנו הראו ש-TFs כמעט ולא משפיעים על דפוס ה-ubiquitination של Imd. מחקר עדכני הראה שיצירת עמילואיד נדרשת להפעלת מסלול Drosophila Imd עם זיהוי של פפטידוגליקנים חיידקיים (Kleino et al.,2017). באופן מעניין, מבחני SDD-AGE ו-ThTbinding שלנו הציעו שההתלכדות של Imd נמנעת על ידי TFs. מניעה של אגרגציה של Imd על ידי הפלה או מוטציה של Imd בתאי מעי הפכה כנראה את ההשפעות המיטיבות של TFs על הארכת תוחלת החיים. כדי לאשש עוד יותר את הממצא שלנו, יהיה מעניין לבחון האם TFs אינם פונקציונליים יותר כדי להאריך את תוחלת החיים של מעופפי פירות כאשר מוטיב ה-RHIM (cRHIM, חומצות אמינו מה-118 עד ה-121 שעות) המשומר של Imd נהרס במיוחד, מבוסס על הממצא שהפשע ב-IMD חיוני להצטברותו ויצירת עמילואיד (Kleino et al.,2017). עם זאת, המחקר שלנו מדגיש תפקיד מרכזי של TFs בשליטה בהומאוסטזיס של המעי ובתהליך ההזדקנות, אולי באמצעות אפנון התלכדות IMD. מחקרים עתידיים צריכים להתמקד בחקירה אילו שאריות או אזורים של Imd קשורים ל-TFs וכיצד קישור זה מביא למניעת עיבוי Imd. יתרה מכך, הממצאים שלנו במערכת היונקים הצביעו על כך ש-TFs יכולים להגן ביעילות על המעי הגס מפני דלקת הנגרמת על ידי הכימיקל הרעיל האקסוגני DSS, מה שמרמז על תפקיד רגולטורי שמור של TFs בשמירה על הומאוסטזיס של המעי. כדאי לחקור האם TFs ממלאים תפקיד בשליטה בהרכבת חלבון ברקמות יונקים.

מאמר זה נחלץ מ-zhongwenxie@ahau.edu.cn