חלק 1 נוגד חמצון והגנת ציטו של אקטאוזיד ונגזרותיו: השוואה וכימיה מכנית

Xican Li 1,2,*,† ID, Yulu Xie 1,2,†, Ke Li 3,4, Aichi Wu 1,2,*, Hong Xie 1,2, Qian Guo 1,5, Penghui Xue 1, Yerkingul Maleshibek 1, Wei Zhao 6, Jiasong Guo 7 ו-Dongfeng Chen 3,4

בית ספר 1 לרפואת צמחי מרפא סינית, אוניברסיטת גואנגג'ואו לרפואה סינית, גואנגג'ואו 510006, סין;

2 מעבדת מחקר ופיתוח חדשניים של TCM, אוניברסיטת גואנגג'ואו לרפואה סינית, גואנגג'ואו 510006, סין

3 בית הספר למדעי רפואה בסיסיים, אוניברסיטת גואנגג'ואו לרפואה סינית, גואנגג'ואו 510006, סין;

4 מרכז המחקר לרפואה אינטגרטיבית בסיסית, אוניברסיטת גואנגג'ואו לרפואה סינית, גואנגג'ואו 510006, סין

5 בית הספר למדע רפואי בסיסי, האוניברסיטה לתרופות גואנגדונג, גואנגג'ואו 510007, סין

6 Zhongshan School of Medicine, Sun Yat-sen University, No. 74 Zhongshan Road. 2, Guangzhou 510080, סין;

7 המחלקה להיסטולוגיה ואמבריולוגיה, Southern Medical University, Guangzhou 510515, סין;

התקבל: 24 בינואר 2018; התקבל: 20 בפברואר 2018; פורסם: 23 בפברואר 2018

תַקצִיר:המחקר ניסה לחקור את תפקידם של שאריות סוכר ומנגנונים של נוגדי חמצון פניל-פרופנואידים פנוליים.אקטאוזיד, יחד עם הצד הנגדי של פורסיטוסיד B והצד הפודיום של הרמנוסיד, נחקרו באופן השוואתי באמצעות מבחני נוגדי חמצון שונים. בשלושה מבחני העברת אלקטרונים (ET) מבוססי (FRAP, CUPRAC, PTIO*-scavenging ב-pH 4.5), רמות נוגדי החמצון היחסיות פסקו בערך כמואקטאוזיד>פורסיטוסיד B > פוליומוזיד. סדר כזה נצפה גם בח'^ועודבדיקת PTIO*-transfer-involved-scavenging ב-pH 7.4, ובשלושה מבחני סילוק רדיקלים המעורבים במספר מסלולים, כלומר ABTS plus •-scavenging, DPPH• -scavenging ו-• O2 - -scavenging. בספקטרום UV-vis, כל אחד מהם הציג שינוי אדום ב-335-364 ננומטר ושתי פסגות חלשות (480 ו-719 ננומטר), כשהם מעורבבים עם Fe^{2 פלוס}; למרות זאת,אקטאוזידנתן את הקליטה החלשה ביותר. בניתוח כרומטוגרפיית נוזלים אולטרה-ביצועים יחד עם יינון אלקטרו-ספריי quadrupole זמן טיסה טנדם ספקטרומטריית מסה (UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS), לא נמצא שיא היווצרות אדדוקט (RAF). בדיקת MTT גילתה כי פוליומוזיד הציג את הכדאיות הגבוהה ביותר של תאי גזע מזנכימליים שמקורם במח עצם. לסיכום,אקטאוזיד, פורסיטוסיד B ופוליומיוזיד עשויים להיות מעורבים במספר מסלולים להפעלת הפעולה נוגדת החמצון, כולל ET, H^ועוד-העברה, או Fe^{2 פלוס}-קלציה, אבל לא RAF. העברה של ET ו-H פלוסעלול להפריע לחלקי rhamnosyl ו-apiosyl; עם זאת, ה-Fe^{2 פלוס}ניתן להגביר את פוטנציאל הקלציה על ידי שני שאריות סוכר (במיוחד חלק rhamnosyl). ההשפעה הכללית של חלקי rhamnosyl ו-apiosyl היא לשפר את ההשפעות נוגדות החמצון או הציטו-פרוטקטיביות.

מילות מפתח:אקטאוזיד; אפיוסיל; פורסיטוסיד B; גליקוזידים פנילפרופנואידים; פוליומוזיד; rhamnosyl

למידע נוסף אנא צור קשר:Joanna.jia@wecistanche.com

ל- Cistanche deserticola השפעות רבות, לחץ כאן כדי לדעת יותר

1. הקדמה

לאחרונה,אקטאוזיד(verbascoside, איור 1, גליקוזיד פניל-פרופנואיד פנולי המופיע ב-vervain ובצמחים אחרים, נמצא כמשפר את היעילות של העברת תאים סומטיים של כלבים (SCNT) במהלך תהליך שיבוט הכלבים.אקטאוזידיכול להגן על תאי נוירובלסטומה אנושיים SH-SY5Y מפני נזק הנגרם על-ידי p-עמילואיד ועל פיברובלסטים של עור אנושיים מפני נזק המושרה מקרני רנטגן. הפורסיטוסיד B ההפוך שלו (איור 1) מופץ גם בצמחים ונצפה כבעל השפעות נוירו-הגנה חזקות עם חלון זמן טיפולי נוח. ההשפעות המועילות הללו על תאים ורקמות נחשבות כקשורות להגנה על כמה ביומולקולות, כגון שומנים ו-DNA. למעשה,אקטאוזידוהאנלוגי שלוczsטנוסידFהוכח כמעכבים חמצון שומנים במיטוכונדריל בחולדות. ידוע כי חמצון שומנים הוא תוצאה של מתח חמצוני תאי ובסופו של דבר ממין חמצן תגובתי (ROS).

The structures (left) and preferential-conformation-based ball-and-stick models (right) of three natural phenylpropanoid glycosides (acteoside, forsythoside B, and poliumoside).

מהיבט הגנת DNA,אקטאוזידונגזרותיו יכולות לתקן במהירות רדיקלי DNA, כגון 2'-דאוקסיאדנוזין-5'-מונופוספט (dAMP) ו-2'-דאוקסיגואנוזין-5'-מונופוספט (dGMP) [8]. רדיקלים דיאוקסינוקלאוטידים משניים אלה עלולים לגרום נזק נוסף לחמצון לתאים המובילים למוטגנזה ולסרטן [9]. המחקר הביופיזי הצביע על כךאקטאוזידונגזרותיו יכולות לעגון לחריצים מינוריים של DNA ולתקן במהירות נזק ל-DNA חמצוני כזה [10]. המודל המבוסס על קונפורמציה מועדפת מציע (איור 1,מימין) שהמולקולות הללו הן פרולטיות ויכולות להגיע בקלות ללולאת ה-DNA, וכך, הן מסוגלות לתקן במהירות את הנזק של רדיקלי DNA [8].

עם זאת, מנקודת המבט של הביוכימיה, התיקון מתבצע בעיקרו באמצעות מסלול ניקוי ROS (כלומר, נוגד חמצון). כפי שהוזכר קודם לכן, יצירת מדינות רדיקליות דהאוקסינוקלאוטידים נובעת בסופו של דבר מהתקפה של ROS, כולל רדיקלים חופשיים (למשל,・OH רדיקל 11) ומולקולות חמצון (למשל, H2O2 [12]). ניקוי ROS נחשב כמפחית ביעילות את מצב החמצון הסלולרי [13,14] ומשפר את איכות תאי הגזע [12,15]. לכן, יש צורך ללמוד את יכולתם נוגדת החמצון ולדון עוד במנגנונים אפשריים.

במחקר זה, שלושה גליקוזידים פניל-פרופנואידים פנוליים (אקטאוזיד, פורסיטוסיד B ופולימוזיד) נחקרו באופן השוואתי באמצעות מבחני נוגדי חמצון שונים, כולל 2-פניל-4,4,5,5-טטרה-מתילימידאזולין{ {5}}אוקסיל-3-מבחן רדיקלי חמצון (PTIO・), בדיקת כוח נוגד חמצון מפחית יון ברזל (FRAP), מבחן קיבולת נוגד חמצון מפחית קופרית (CUPRAC), 2,2'-קזינו-ביס({{11 }}אתיל-בנזן-תיאזולין-6-מבחן ניקוי חומצה סולפונית (ABTS plus •), 1,1-דיפניל-2-פיקריל-הידרזין (DPPH・) ו-・.{{18} }מבחן ניבול כמו גם Fe^{2 פלוס}ניתוח ספקטרות UV קלה. לאחר מכן, תוצרי התגובה שלהם עם DPPH・ נקבעו באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים יחד עם אנליזה של טנדם מסה טנדם-ספקטרומטריית זמן טיסה (UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS) בשילוב עם ניתוח יינון אלקטרו-ספריי. לבסוף, ההשפעה הציטו-פרוקטטיבית שלהם כלפי תאי גזע מזנכימליים (bmMSCs) שמקורם במח עצם נאמדה באמצעות 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,{{12 }}מבחן דיפניל (MTT). כפי שניתן לראות באיור 1,ההבדל בין שלושת הגליקוזידים הפנוליים של פניל-פרופנואידים (כלומר, אקטאוזיד, פורסיטוסיד B ופולימוזיד) הוא מסוג הגליקוזיד: פורסיטוסיד B הוא היפוכו של אקטאוזיד, ואילו פוליומוזיד הוא רמנוסיד של אקטאוזיד. לפיכך, מחקר השוואתי זה מסייע גם בהבנת התפקידים של אפיוסיל ו-rhamnosyl בהשפעות נוגדות חמצון.

Cistanche deserticola have many effects, click here to know more

2. תוצאות

2.1. מבחני הפחתת מתכות (FRAP ו-CUPRAC)

במחקר, ביצענו שני מבחני הפחתת מתכות, כלומר, בדיקת FRAP ו-CUPRAC. כפי שמודגם ב- Suppl. 1, אקטאוזיד ונגזרותיו הגדילו את ה-FRAP היחסי (או Cu^{2 פלוס}-הפחתת הספק) אחוזים ב-0-10 昭/L באופן תלוי מינון. סדר רמות הפחתת המתכות היחסיות שלהם ירד בערך בסדר אקטאוזיד > פורסיטוסיד B > פוליומוזיד (טבלה 1).

The IC50 value (in µg/mL unit) was defined as the final concentration of 50% radical inhibition or relative reducing power and was calculated by linear regression analysis and expressed as the mean ± SD (n = 3).

2.2. PTIO・-ScavengingAssay

בדיקת PTIO*-scavenging פותחה לאחרונה על ידי המעבדה שלנו [16]. ניתן להשתמש בו כדי להעריך את רמות נוגדי החמצון ולחקור את מסלולי נוגדי החמצון. כפי שמוצג ב- Suppl. 1, אקטאוזיד ונגזרותיו יכולים לשלול בהצלחה את PTIO* ב-pH 4.5 ו-pH 7.4. עם זאת, על פי ערכי IC50 בטבלה 1, רמות ה-PTIO*-scavenging היחסיות שלהם באותו ערך pH היו שונות זו מזו. כמו כן, כל אקטאוזיד ונגזרותיו הציגו רמות שונות של PTIO•-הסרת רמות בין pH 4.5 ל-pH 7.4. באופן כללי, רמות הסרת PTIO^ ב-7.4 היו גבוהות יותר מאלה ב-pH 4.5.

2.3. ABTSועוד9-סקבןgינג ו-DPPH・-מבחני איטום

ה-ABTS^ועוד-השחתה, ו-DPPH -ההשחתה נמצאים כעת בשימוש נרחב עבור מחקרים נוגדי חמצון של תרכובות או תמציות טהורות. כפי שניתן לראות ב- Suppl. 1, אקטאוזיד ונגזרותיו הגדילו באופן תלוי ריכוז את אחוזי הניקוי של ABTS plus - או DPPH・. עם זאת, במונחים של ערכי IC50 בטבלה 1, הרמות היחסיות של ABTS פלוס ^-scavenging שלהם נמצאו בסדר אקטאוזיד > פורסיטוסיד B > פוליומוזיד > Trolox. סדר דומה יכול להיראות גם ב-DPPH-assay scavenging.

2.4. UPLC-E SI—Q-TOF—MS/MS ניתוח של DPP H Reacמוצרים

תוצר התגובה של DPPH・ עם כל אחד משלושה גליקוזידים של פנילפרופנואידים נחקר באמצעות ניתוח UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS. בניתוח (תוספת 2), אף אחד משלושת הגליקוזידים של פנילפרופנואידים לא יצר את שיא המוצר של RAF. לשם השוואה, נמצא כי חומצת קפאית מניבה מוצר דימר(m/z359-360, Suppl. 2).

2.5. ניתוח UV-Vis-Spectra ofFe^{2 פלוס}-מוצרי צ'ליטינג

מכיוון ש-UV-vis-spectra יכול לאפיין מתחמי מתכת, המחקר השתמש אפוא ב-UV-vis-spectra כדי לנתח את ה-Fe האפשרי^{2 פלוס}תגובה קלתית עם שלושה גליקוזידים של פנילפרופנואידים. כפי שמוצג באיור 2,כל אחד מהם יכול לייצר תזוזה באטוכרומית (335 ננומטר T364 ננומטר) בספקטרום ה-UV. בינתיים, כל אחד מהם יכול לספק שני פסגות חלשות מול ספקטרה בספקטרום הנראה (480 ננומטר ו-719 ננומטר)ולהוביל למראה ירוק בהיר. עם זאת, עוצמת השיא הייתה בסדר יורד של פוליומוזיד > פורסיטוסיד B > אקטאוזיד.

Cistanche deserticola have many effects, click here to know more

אקטאוזידבcistancheפחיתלשפר את הזיכרון

2.6. בדיקת Pyrogallol Autooxidation עבור אניון Superoxide (•O2~) חיפוש שאריות

מבחן החמצון האוטומטי של פירוגלול שופר על ידי המעבדה שלנו בשנת 2012 [17]. הוא שימש כדי להעריך את פוטנציאל הטיה של ・O2-- במחקר הנוכחי. כפי שניתן לראות ב- Suppl. 1, כל האקטאוזיד ונגזרותיו עלולים להגדיל את --אחוזי הניקוי בהתאם למינון. עם זאת, הפעילות הביולוגית היחסית ירדה בסדר גודל של פוליומוזיד > פורסיטוסיד B > אקטאוזיד, לפי ערכי IC50 בטבלה 1.

cistanche deserticola acteoside benefits

cistancheמדבריתאקטאוזידיתרונות

2.7. השפעת ציטו-הגנה כלפי bmMSCs בלחץ חמצוני (MTT Assay)

כדי להעריך את ההשפעות הציטו-פרוטקטיביות של אקטאוזיד ונגזרותיו, ביצענו בדיקת MTT. בבדיקה, bmMSCs נפגעו על ידי מגיב חמצוני H₂O₂, ה-bmMSCs הפגועים טופלו לאחר מכן על ידי אקטאוזיד ונגזרותיו. ה-A_{490 ננומטר}נעשה שימוש בערכים כדי להעריך את ההשפעות היחסיות של הגנת המוח. כפי שניתן לראות בטבלה 2, כל אקטאוזיד ונגזרותיו העלו את ה-A, בהתאם למינון_{490 ננומטר}ערכים. עם זאת, באותו ריכוז, פוליומוזיד נתן את ערכי A490nm הגבוהים ביותר.

Experiments were performed with three different batches of cells and each batch was tested in triplicate. bmMSCs, bone marrow-derived mesenchymal stem cells; Each value is expressed as the mean ± SD, n = 3; *