תמציות של Cistanche Deserticola יכולות לסתור חיסון ולהאריך את תוחלת החיים בעכברים מואצים של עכברים 8 (SAM-P8)

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

1 המחלקה לרפואה טבעית, בית הספר למדעי התרופות, אוניברסיטת פקין, מס' 38 Xueyuan Road, בייג'ינג 100191, סין

2 מרכז אנליטי רפואי ובריא, אוניברסיטת פקין, מס' 38 Xueyuan Road, בייג'ינג 100191, סין

3 הפקולטה למחקר יסודי, Fancl Research Institute, FANCL Corporation, 12-13 Kamishinano, Totsuka-Ku, Yokohama, Kanagawa 244-0806, יפן

4 המחלקה לשילוב של רפואה סינית מסורתית ומערבית, בית הספר למדעי הרפואה הבסיסיים, אוניברסיטת פקין, מס' 38 Xueyuan Road, בייג'ינג 100191, סין

איש קשר:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

8 תת-זני העכבר המואצים בהזדקנות (SAM-P8), המקובלים באופן נרחב כמודל בעלי חיים לחקר תרופות הזדקנות ותרופות נגד הזדקנות, שימשו לבחינת ההשפעות של תוסף תזונה עם תמציות שלCistancheמדברית(ECD) אשר נמצא בשימוש נרחב ברפואה סינית מסורתית בגלל יכולתו הנתפסת לקדם תפקוד חיסוני אצל קשישים. עכברי SAM-P8 זכרים בני שמונה חודשים טופלו ב-ECD במתן אוראלי יומי במשך 4 שבועות. התוצאות הראו שתוספי תזונה של 150 מ"ג/ק"ג ו-450 מ"ג/ק"ג של ECD יכולים להאריך את תוחלת החיים שנמדדה על ידי ניתוח הישרדות קפלן-מאייר באופן תלוי מינון. תוספת תזונתית של עכברי SAM-P8 למשך 4 שבועות עם 100, 500 ו-2500 מ"ג/ק"ג של ECD הוכחה כגורם לעלייה משמעותית הן בתאי T תמימים והן בתאי הורגים טבעיים באוכלוסיות תאי דם וטחול. לעומת זאת, תאי T זיכרון היקפי וציטוקין פרו-דלקתי, IL-6 בנסיוב, ירדו באופן משמעותי בעכברים שבלעו 100 ו-500 מ"ג/ק"ג של ECD מדי יום. בנוסף, תאים חיוביים של Sca-1, האבות המוכרים של תאי T נאיביים פריפריאליים, שוחזרו במקביל. התוצאות שלנו מספקות תמיכה ניסויית ברורה למחקרים תצפיתיים קליניים ארוכי שנים המראים זאתCistancheמדבריתבעל השפעות משמעותיות בהארכת תוחלת החיים ומציע שהדבר מושג על ידי אנטגוניזציה של חיסון.

Cistancheפחיתנוגד הזדקנותולהלבין עור

מבוא

Cistancheמדברית, אחד מתרופות הצמחים/מוצרי הבריאות הסיניים המסורתיים הפופולריים ביותר, תואר במספר פרמקופיות צמחיות סיניות היסטוריות כבעל תכונות אנטי-אייג'ינג. כתוצאה מכך, נעשה בו שימוש נרחב בסין לטיפול בהפרעות שונות הקשורות לגיל, כולל דמנציה סנילי, אימפוטנציה, אי פוריות, זיהום כרוני והפרעות המטופואטיות בקשישים [1]. גישות כימיות מודרניות אפשרו לבודד שני סוגים עיקריים של תרכובות, פנילתנואידים גליקוזידים ואוליגוסכרידים, כמרכיבים הפעילים העיקריים שלCistancheמדברית[1]. בעשור האחרון,Cistancheמדבריתוהתמציות שלו נחקרו באינטנסיביות והוכחו כמסוגלות להגן על נוירונים מפציעה הנגרמת על ידי רעלנים עצביים [2], לעכב רעילות הכבד הנגרמת על ידי פחמן טטרכלוריד [2], ולקדם התאוששות של תאי מח עצם מנזק קרינה שנגרם כתוצאה מ-Co60 [3] . הוכח גם כבעל השפעות אנטי-דלקתיות, נוגדות חמצון ואנטי-הזדקנות [4]. עם זאת, האם Cistanche deserticola יכול להגדיל את תוחלת החיים ומהם המנגנונים המולקולריים הבסיסיים [3] הקשורים לתכונות האנטי-אייג'ינג שלה לא נבדקו בקפדנות.

חיסונית, כלומר, שינוי במערכת החיסון עם הגיל מהווה את הרקע שעליו נצפתה רגישות מוגברת לזיהומים, סרטן, מחלות ניווניות ומחלות אוטואימוניות אצל קשישים [5]. התערבויות טיפוליות, כגון הגבלה קלורית [6] ותוספי ויטמין E, דווחו כיעילות בעיכוב התקדמות החיסון ובכך להפחית את התחלואה של כמה מחלות הקשורות לגיל, כמו גם להאריך את תוחלת החיים של בני אדם ומכרסמים כאחד. [7, 8]. עם זאת, מחקרים בתחום זה מסובכים בשל העובדה שהזדקנות קשורה לפרדוקס של חוסר חיסוני בו זמנית ודלקת כרונית [9]. משמעות הדבר היא שגירוי פשוט של התפשטות לימפוציטים או אנטי דלקת אינו מייצג התערבויות טיפוליות אידיאליות בהתמודדות עם הזדקנות ומצבים הקשורים לגיל [10]. כתוצאה מכך, בחיפוש אחר התערבויות רפואיות המסוגלות למנוע או להקל על מצבים הקשורים לגיל, לרבות זיהומים, סרטן, מחלות אוטואימוניות, טרשת עורקים ומחלות ניווניות עצביות שהן הגורמים המובילים למוות ולנכות, ותיקון פגמים במערכת החיסון חייבים להיות מלווה בעיכוב של תגובות דלקתיות.

העכבר המואץ להזדקנות [11] הוא מודל עכבר מרובע, שמקורו בזן AKR/J, שנמצא בשימוש נרחב במחקרי הזדקנות. תת-הזן P8 (SAM-P8) של עכברים אלה הוא בעל תוחלת חיים מקוצרת באופן ניכר בהשוואה לתת-הזן R1 (SAM-R1), אשר מראה גם תהליך הזדקנות איטי יותר [12]. במקביל להזדקנות מוקדמת שלהם, עכברי SAM-P8 מפגינים גם הזדקנות נוירולוגית מוגברת, חיסוני חיסוני וחסרים המטופואטיים הקשורים לגיל אשר מחקים מקרוב מאפייני הזדקנות אנושיים טיפוסיים [13, 14]. ניתוח של המנגנונים הבסיסיים האחראים לתהליך ההזדקנות המואץ ולהפרעות הקשורות לגיל מצביע על כך שחוסר תפקוד מיטוכונדריאלי [15], עקה חמצונית ושיעור מוגבר של מוטציות DNA סומטיות נראים כולם מעורבים [16, 17]. מערכת עכברים זו, עם הרקע הגנטי ההומוגני שלה, מספקת אפוא מודל ניסיוני מצוין לחקר טיפולי הזדקנות ואנטי-הזדקנות [12]. מחקר זה התמקד בחקירה האם תמציות של Cistanche deserticola מסוגלות להאריך את תוחלת החיים של עכברי SAM-P8 ולהפוך את מצב החיסון שלהם.

cistancheechinacosideפחיתנוגד הזדקנות

תוצאות

3.1. ניתוח של רכיבים פעילים פוטנציאליים בתמציות של Cistanche deserticola (ECD). כפי שמוצג בטבלה 1, ECD מורכב בעיקר משני סוגים של תרכובות, פנילתנואידים גליקוזידים ואוליגוסכרידים. בגליקוזידים הפנילאתנואידים, האכינאקוסיד, האקטאוזיד והחומצה האפילוגנית 8-זוהו, בעוד שבאוליגוסכרידים זוהה רק גלקטיטול.

3.2. ההשפעה של תמציות Cistanche deserticola על אורך החיים הממוצע של עכברי SAM-P8. למחקר זה ולמחקרים הבאים, עכברי SAM-P8 זכרים בני שמונה חודשים חולקו ל-4 קבוצות. ביניהם, קבוצה אחת של עכברים הואכלה בתזונה רגילה ללא ECD, 3 הקבוצות האחרות בלעו בנפרד את הדיאטות המכילות פרופורציות שונות של ECD. עכברים מתת-הזן SAM-R1, בעלי תהליך הזדקנות ותוחלת חיים תקינים, שימשו כקבוצת ביקורת בכל הניסויים.

בהשוואה לקבוצת הביקורת SAM-R1, תוחלת החיים הממוצעת של עכברי SAM-P8 התקצרה באופן משמעותי (איור 1(א); 𝑃 < 0.001).="" למרות="" שתוספת="" דיאטה="" במינון="" נמוך="" (50="" מ"ג/ק"ג)="" של="" ecd="" לא="" הצליחה="" לייצר="" עלייה="" משמעותית="" בתוחלת="" החיים="" של="" עכברי="" sam-p8,="" בתוספת="" בינונית="" (150="" מ"ג/ק"ג)="" וגבוהה="" (450="" מ"ג/מ"ל).="" במינונים="" הייתה="" עלייה="" תלוית="" מינון="" בתוחלת="" החיים="" (איורים="" 1(א)="" ו-1(ב);="" 𝑃="">< 0.05-0.01)="" שאושרה="" על="" ידי="" ניתוח="" הישרדות="" קפלן-מאייר,="" שכללה="" שימוש="" ב-log-rank="" (="" בדיקות="" mantel-cox)="">

3.3. היפוך של חיסון חיסוני בעכברי SAM-P8 על ידי תמציות של Cistanche deserticola (ECD). ירידה של לימפוציטים T נאיביים היקפיים ועלייה נלווית של לימפוציטים מסוג T בזיכרון היקפי הם מאפיינים בולטים של חיסוניות הנחשבות רבות כסיבות הבסיסיות העיקריות להפרעות אימונולוגיות הקשורות לגיל. חיסוניות זו ב-SAM-P8 ביחס לחיות SAM-R1 ניכרה בבירור כאשר נעשה שימוש בניתוח FACS כדי למנות לימפוציטים (CD3 פלוס CD44low CD45RBhigh) כאינדיקטור לתאי T תמימים ולימפוציטים (CD3 פלוס CD44high CD45BRlow) כאינדיקטור לזיכרון T. תאים. לפיכך, הן בדם היקפי (איור 2) והן בתאי הטחול (איור 3) רמות מופחתות של תאי T תמימים ורמות מוגברות של תאי T זיכרון נראו בעכברי SAM-P8. תוספת של התזונה של עכברי SAM-P8 עם ECD נמצאה מסוגלת להפוך את האינדיקטורים הללו של חיסונית באופן תלוי מינון באוכלוסיות דם היקפי (איור 2) ותאי טחול (איור 3). כאינדיקטור נוסף להיפוך של חיסונית על ידי תוספת ECD של דיאטה, נותחה רמת תאי ההורג הטבעיים [18], סמן תאי עיקרי של מערכת החיסון המולדת. זה הראה שתוספי דיאטת ECD הביאו לעלייה תלוית מינון בתאי NK (CD3 פלוס CD49 פלוס ) באוכלוסיות לימפוציטים בדם היקפי (איור 4) וגם בתאי טחול (איור 5).

3.4. תמציות של Cistanche deserticola מחזקים את עוצמת הקרינה היחסית של תאים חיוביים של Sca-1 בעכברי SAM-P8. אנטיגן תאי גזע-1 (Sca-1) הוא אחד מהסמנים הביולוגיים הבולטים של תאי גזע המטופואטיים (HSC) באוכלוסיות תאי מח עצם. תאי Sca-1 חיוביים מייצגים גם אבות לימפוציטים שיוצאו לאחרונה ממח העצם לדם היקפי, שם הם עוברים התמיינות נוספת לסוגים שונים של לימפוציטים בוגרים. כתוצאה מכך, תאי Sca-1 חיוביים אלה מייצגים את המקור העיקרי של לימפוציטים T נאיביים בדם היקפי. איור 6 מראה שבהשוואה לעכברי ביקורת SAM-R1, עוצמת הקרינה היחסית של תאים חיוביים Sca-1 בעכברי SAM-P8 הייתה נמוכה משמעותית. תוספת דיאטה של ​​עכברי SAM-P8 עם שלוש מנות שונות של ECD הוכחה כמשפרת משמעותית את עוצמת הקרינה היחסית של תאים חיוביים מסוג Sca-1 (איור 6).

3.5. תמציות של Cistanche deserticola (ECD) מעודדות אפופטוזיס ומעכבות נמק של לימפוציטים בעכברי SAM-P8. רמות הנמק והאפופטוזיס באוכלוסיות לימפוציטים בדם נותחו על ידי צביעה כפולה עם Annexin V-FITC V/PI. זה גילה ששיעור הלימפוציטים הנמקיים בעכברי SAM-P8 היה גבוה משמעותית מאשר בחיות הביקורת SAM-R1, בעוד ששיעור הלימפוציטים האפופטוטיים היה נמוך יותר (איור 7). תוספת של התזונה של עכברי SAM-P8 עם שלוש מנות שונות של ECD הצליחה לעכב את רמות הנמק שנראו באוכלוסיות לימפוציטים היקפיות, בעוד שרק שתי הרמות הגבוהות יותר של תוספת ECD יצרו שינוי משמעותי ברמת הלימפוציטים האפופטוטיים (איור 7).

cistancheפחיתאנטי חמצון

3.6. תמציות של Cistanche deserticola (ECD) מפחיתות את הציטוקין הפרו-דלקתי IL-6 בעכברי SAM-P8. כאינדיקטור נוסף ליכולת של ECD להשפיע על שינויים הקשורים לגיל במערכת החיסון, ההשפעה של תוספי דיאטה ECD על רמתם של מספר ציטוקינים (IFN-𝛾, TNF- 𝛼, IL-2, IL{ {9}}, IL{{10}}, GM-CSF ו-IL-3) נותחו באמצעות אנליזה של מערך חרוזים ציטומטריים (CBA) הכוללת צביעה עם נוגדנים מסומנים בצבע פלואורסצנטי מחוברים עם חרוזים ציטומטריים לכידה. התוצאות (איור 8) הראו שהציטוקין הדלקתי IL-6 לא גדל בעכברי SAM-P8 בני 8-חודש בהשוואה לעכברי SAM-R1 הביקורת באותו גיל, אך הוא גדל באופן משמעותי כאשר לעומת 6-עכברי SAM-R1 בני חודש (התוצאות לא מוצגות). עם זאת, תוספי תזונה עם מינונים גבוהים ובינוניים של ECD הצליחו לייצר ירידה מובהקת סטטיסטית ברמות IL-6 בפלזמה (איורים 8(א) ו-8(ב), 𝑃 < 0.05).="" רמות="" הפלזמה="" של="" הציטוקינים="" האחרים="" שנבדקו="" (ifn-𝛾,="" tnf-𝛼,="" il-2,="" il-10,="" gm-csf="" ו-il-3)="" לא="" הראו="" שינויים="" משמעותיים="" בין="" sam-="" קבוצות="" עכברים="" שטופלו="" ב-p8,="" sam-r1="" ו-ecd="" (לא="" מוצגים="">

4. דיון

ההגנה החיסונית מפני מיקרואורגניזמים פולשים חדשים או תאי גידול אנדוגניים תלויה במגוון הרפרטואר של תאי T, אשר מסתמך בתורו על יצירה ותחזוקה של תאי T תמימים [19]. במהלך תהליך ההזדקנות, הוכח שהמגוון של רפרטואר תאי ה-T מתכווץ בצורה דרמטית עקב דלדול מתקדם של תאי T נאיבים במאגר העתודה ההיקפית. המחסור הזה בתאי T נאיביים מגיבים הוא שנחשב כאחראי לרגישות של קשישים לזיהום, סרטן ותוצאות גרועות בעקבות חיסון [20]. התערבויות שונות, כולל הגבלה קלורית [7], פעילות גופנית [21] ותוספי ויטמין E [8], כולן שימשו כדי לחדש בהצלחה תאי T תמימים ובכך להאריך את תוחלת החיים ולהפחית את הופעת זיהום וסרטן בקרב קשישים. במחקר זה, הוכחנו ש-ECD מסוגל להעלות את רמת תאי ה-T הנאיביים במאגר ההיקפי והייתה במקביל הארכה של תוחלת החיים והפחתה בתדירות היווצרות הגידול בעכברים המואצים בהזדקנות (קבוצה טיפולית של ECD לעומת SAM-P8, 0 לעומת 1/6). לכן, נראה הגיוני להסיק שהיכולת של ECD להפוך את הדלדול תלוי-גיל של תאי T נאיביים היקפיים עשויה לתרום להשפעותיו הידועות בהפחתת מחלות הקשורות לגיל, הנובעות מתצפיות קליניות ארוכות טווח.

cistancheאקטאוזידפחיתנוגד הזדקנות

הפניות

[1] Y. Jiang ו-P.-F. טו, "ניתוח של מרכיבים כימיים במינים של Cistanche," Journal of Chromatography A, vol. 1216, מס' 11, עמ' 1970–1979, 2009.

[2] Q. Xiong, K. Hase, Y. Tezuka, T. Tani, T. Namba, and S. Kadota, "פעילות מגוננת על הכבד של phenylethanoids מ Cistanche deserticola," Planta Medica, vol. 64, לא. 2, עמ' 120–125, 1998.

[3] "אימונולוגיה והזדקנות באירופה. המשך הכנס השני לביולוגיה בסיסית והשפעה קלינית של אימונוזנסנציה. מרץ 22-26, 2001, קורדובה, ספרד," Experimental Gerontology, vol. 37, לא. 2-3, עמ' 183–473, 2002.

[4] ג.-ד. Xuan ו-C.-Q. ליו, "מחקר על ההשפעה של פנילתנואידים גליקוזידים (PEG) של Cistanche deserticola על אנטי-אייג'ינג בעכברים מבוגרים המושרה על ידי D-galactose," Journal of Chinese Medicinal Materials, כרך 2. 31, לא. 9, עמ' 1385–1388, 2008.

[5] D. Aw, AB Silva, ו-DB Palmer, "Immunosenescence: Emerging אתגרים עבור אוכלוסייה מזדקנת," Immunology, vol. 120, לא. 4, עמ' 435–446, 2007.

[6] M. Alizadeh, H. Pohla, A. Rehbein, and G. Pawelec, "תרבות ארוכת טווח של לימפוציטים מסוג T אנושיים חד שבטיים: מודלים להופעת חיסון?" מנגנוני ההזדקנות וההתפתחות, כרך 2. 83, לא. 3, עמ' 171–183, 1995.

[7] EH Greeley, E. Spitznagel, DF Lawler, RD Kealy, and M. Segre, "מודולציה של חיסון חיסוני של כלבים על ידי הגבלה קלורית לכל החיים," וטרינרית אימונולוגיה ואימונופתולוגיה, כרך 2. 111, עמ' 287–299, 2006.

[8] SN Meydani, SN Han, and D. Wu, "ויטמין E ותגובה חיסונית בגיל: מנגנונים מולקולריים והשלכות קליניות," Immunological Reviews, vol. 205, עמ' 269–284, 2005.

[9] SG Deeks, "זיהום ב-HIV, דלקת, חיסוניות והזדקנות," Annual Review of Medicine, vol. 62, עמ' 141–155, 2011.

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

[11] S. Antonaci, AR Garofalo, C. Chicco וחב', "דמנציה סנילי, סוג אלצהיימר: ישות מובחנת בחוש החיסוני?" Journal of Clinical Laboratory Analysis, vol. 4, לא. 1, עמ' 16–21, 1990.

[12] R. Takahashi, "מחקרים אנטי-אייג'ינג על זני העכבר המואצים בהזדקנות (SAM)", Yakugaku Zasshi, vol. 130, לא. 1, עמ' 11–18, 2010.

[13] S. Llor´ens, RMM-F. De Mera, A. Pascual וחב', "העכבר המואץ בהזדקנות (SAM-P8) כמודל לחקר שינויים תפקודיים של כלי הדם במהלך ההזדקנות," Biogerontology, vol. 8, לא. 6, עמ' 663–672, 2007.

[14] T. Takeda, "עכבר מואץ הזדקנות (SAM) עם התייחסויות מיוחדות למודלים של ניוון עצבי, עכברי SAMP8 ו-SAMP10," Neurochemical Research, vol. 34, לא. 4, עמ' 639–659, 2009.

[15] H. Nakahara, T. Kanno, Y. Inai et al., "Disfunction mitochondrial in the senescence-accelerated mouse (SAM)," Free Radical Biology and Medicine, vol. 24, לא. 1, עמ' 85–92, 1998.

[16] J. Mizutani, T. Chiba, M. Tanaka, K. Higuchi, and M. Mori, "מוטציות ייחודיות ב-DNA המיטוכונדריאלי של זני עכברים מואצים (SAM), Journal of Heredity, vol. 92, לא. 4, עמ' 352–355, 2001.

[17] A. Mori, K. Utsumi, J. Liu, and M. Hosokawa, "נזק חמצוני בעכבר המואץ בגיל ההתבגרות," Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 854, עמ' 239–250, 1998.

[18] WB Ershler, WH Sun, N. Binkley וחב', "אינטרלוקין-6 והזדקנות: רמות הדם וייצור תאים חד-גרעיניים עולים עם הגיל והייצור במבחנה ניתן לשינוי על ידי הגבלה תזונתית," לימפוקין וציטוקין מחקר, כרך. 12, לא. 4, עמ' 225–230, 1993.

[19] AN Vallejo, "שיפוץ חיסוני: לקחים משינויים חוזרים במהלך ההזדקנות הכרונולוגית ובמחלות בתיווך חיסוני," Trends in Molecular Medicine, vol. 13, לא. 3, עמ' 94–102, 2007.