חלק 1: Echinacoside מבודד מ- Cistanche Tubulosa ממריץ באופן משוער הפרשת הורמון גדילה באמצעות הפעלה של קולטן הגרלין

Echinacoside מבודד מ- Cistanche tubulosa ממריץ באופן משוער הפרשת הורמוני גדילה באמצעות הפעלה של קולטן הגרלין

Chieh-Ju Wu 1, Mei-Yin Chien 2, Nan-Hei Lin 1, Yi-Chiao Lin 1, Wen-Ying Chen 3, Chao-Hsiang Chen 2,4,* וג'ייסון TC Tzen 1,*

1 מכון בוגר לביוטכנולוגיה, אוניברסיטת צ'ונג-הסינג הלאומית, טאיצ'ונג 402, טייוואן; baby159357520@gmail.com (C.-JW); CMNHEI@mohw.gov.tw (N.-HL); s9755702@gmail.com (Y.-CL)

2 Ko Da Pharmaceutical Co. Ltd., Taoyuan 324, טייוואן; rd1@koda.com.tw

3 המחלקה לרפואה וטרינרית, אוניברסיטת צ'ונג-הסינג הלאומית, טאיצ'ונג 402, טייוואן; wychen@dragon.nchu.edu.tw

4 בוגר המכון לפרמקוגנוסיה, האוניברסיטה הרפואית של טייפה, טייפה 110, טייוואן

* התכתבות: gm@koda.com.tw (C.-HC); TCTZEN@dragon.nchu.edu.tw (JTCT); טל': פלוס 886-4-22840328 (שלוחה 776) (JTCT); פקס: פלוס 886-4-22853527 (JTCT)

עורך אקדמי: Pinarosa Avato

התקבל: 22 בינואר 2019; התקבל: 14 בפברואר 2019; פורסם: 17 בפברואר 2019

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

תַקצִיר:Cistancheמינים, הג'ינסנג של המדבר, תועדו כבעלי פעילויות ביולוגיות רבות בפרמקופיה סינית מסורתית ושימש כתרופה אנטי-אייג'ינג. שלושה גליקוזידים פנילתנואידים-echinacoside, Tubuloside A, ו-acteoside - התגלו בתמצית המים שלCistanchetubulosa(שנק) ר' וייט והמרכיב העיקרי,echinacoside, טוהר עוד יותר.אכינאקוסיידבריכוז גבוה מ-10_6 M הציג פעילות משמעותית לגירוי הפרשת הורמון גדילה של תאי יותרת המוח של חולדה. בדומה להורמון משחרר הורמון גדילה -6, אנלוגי סינטטי של גרלין, הגירוי של הפרשת הורמון הגדילה על ידי אכינאקוסיד עוכב על ידי [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-חומר P , אגוניסט הפוך של קולטן גרלין. מודלים מולקולריים הראו שכל שלושת הגליקוזידים של פנילאתנואידים קיימו אינטראקציה נאותה עם כיס הקישור של הקולטן לגרלין, ואכינאקוסיד הציג אינטראקציה מעט טובה יותר עם הקולטן מאשר tubuloside A ו-acteoside. התוצאות מצביעות על כך שגליקוזידים של פנילאתנואידים, במיוחדechinacoside, הם מרכיבים פעילים האחראים לכאורה להשפעות האנטי-אייג'ינג של C. tubulosa ועשויים להיחשב כמתפתחים כאנלוגים לא-פפטידיל של גרלין.

מילות מפתח: cistanchetubulosa;echinacoside; גרלין; הפרשת הורמון גדילה; פנילתנואידים גליקוזידים

בבקשה, לחץ כאן לחלק 2

אכינאקוסיידב-cistanche יכול לשפר אתמערכת החיסון

1. הקדמה

Cistancheמינים (Orobanchaceae), מה שנקרא ג'ינסנג של המדבר, הוא צמח הולופרזיטי המצוי באזור המדברי של צפון מערב סין. רפואת צמחים זו תועדה כבעלת מספר פעילויות ביולוגיות כגון הקלה בעצירות, אריכות ימים ותכונות אפרודיזיאק בפרמקופאה סינית מסורתית [1]. מינים שונים של Cistanche נקראים בדרך כלל על פי מארחיהם וסביבות הגידול שלהם, כגון Cistanche deserticola YC Ma וCistanchetubulosa(שנק) ר' ווייט. C. deserticola, המתארח על ידי Haloxylon ammodendron המצוי בעיקר במונגוליה הפנימית, נחשב במקור כמקור ה-Cistanche הסטנדרטי בפרמקופיה הסינית, אך הוא רשום כזן צמחי בסכנת הכחדה בסין מאז 1984. C. tubulosa, מארח Tamarix ramosissima שגדל ב-Xinjiang Hetian, נוטה להחזיק בקצב צמיחה מהיר, ובכך גידול חקלאי של זה מולקולות 2019, 24, 720; doi:10.3390/molecules24040720 מינים מובילים ליבול טוב בהרבה מה-C. deserticola המסורתי. בימינו, שני המינים הנ"ל נאספים בפרמקופיה הסינית [2].

C. מדבריתוC. tubulosaנמצאו כבעלי מרכיבים כימיים דומים ופעילויות תרופתיות, ולכן שניהם נחשבים לרפואת צמחים פוטנציאלית למחלות הקשורות להזדקנות [3-5]. פנילטנול גליקוזידים הם מרכיבים פעילים נפוצים המצויים בשני המינים הללו, ואכינאקוסיד מזוהה כגליקוזיד הפנילטנול העיקרי ב-C. tubulosa [6]. בעשור האחרון, הוכח כי אכינאקוסיד ותמצית C. tubulosa עשירה באכינאקוסיד הם בעלי פעילויות תרופתיות רבות, כגון אנטי-אייג'ינג, הגנה עצבית, שיפור הלמידה והזיכרון, שיפור תפקוד הלב, הפחתת היפרליפידמיה והיפרגליקמיה, וכן מניעת סוכרת הנגרמת מהשמנת יתר ותסמונת מטבולית [7-12].

גרלין, הידוע בתור "הורמון הרעב", הוא הורמון פפטיד המורכב מ-28 שיירי חומצות אמינו, בהם שיירי הסרין השלישי אצילים עם קבוצת n-אוקטנויל החיונית לתפקודיו הביולוגיים [13]. הוכח כי גרלין הוא ליגנד אנדוגני לקולטן צמוד חלבון G בשם הורמון גדילה secretagogue-1קולטן (GHS-R1a), המתבטא בעיקר בהיפותלמוס ובבלוטת יותרת המוח [14]. הפעלת GHS-R1a על ידי גרלין גורמת לגירוי של הפרשת הורמון גדילה ולוויסות של מספר תגובות פיזיולוגיות [15]. מחקרים קליניים מראים שתוסף אקסוגני עם הורמוני גדילה יכול להקל על הסימפטומים של מחלות הקשורות להזדקנות בקשישים, כגון הגברת כוח השרירים וצפיפות העצם ושיפור איכות השינה ויכולת הקוגניטיבית [16,17]. עם זאת, חששות של תופעות לוואי חמורות (למשל, סרטן הערמונית, כאבי מפרקים, עמידות לאינסולין, אגירת נוזלים, תסמונת התעלה הקרפלית וגינקומסטיה) הועלו לטיפול בהורמוני גדילה אקסוגניים [18,19]. לכן, הגירוי של הפרשת הורמון הגדילה על ידי גרלין באמצעות הפעלת GHS-R1a נחשב כגישה טיפולית אלטרנטיבית למחלות הקשורות להזדקנות של קשישים, ויש להניח שהשפעתו הטיפולית עדיפה על תוספת אקסוגנית של הורמון גדילה.

לאחרונה, הוכח כי טאגהרלין וג'ינקגוגרלינים, גליקוזידים פלבנואידים אצילים ייחודיים המצויים בתה Chin-Shin oolong ועלי Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae), מעוררים הפרשת הורמון גדילה של תאי יותרת המוח הקדמיים העיקריים של חולדה באמצעות קישור לקולטן גרלין [20-22] ]. בהתחשב בהשפעות הטיפוליות של Cistanche spp. על מחלות הקשורות להזדקנות היו דומות להשפעות האנטי-אייג'ינג של תה צ'ין-שין אולונג ועלי גינקו בילובה, תהינו האם ניתן לבצע את הפעילויות הפרמקולוגיות של פנילטנול גליקוזידים באותו מסלול כמו אלו של טגרלין וג'ינקוגרלין על ידי קשירה ל-. קולטן גרלין. ראשית, שלושה גליקוזידים פנילתנואידים - אכינאקוסיד, טובולוזיד A ואקטאוזיד - זוהו בתמצית המים של C. tubulosa. המרכיב העיקרי, echinacoside, טוהר עוד יותר ונבדק על יכולתו לעורר שחרור הורמון גדילה של תאי יותרת המוח של חולדה באמצעות הפעלה של קולטן הגרלין. בוצע מודל מולקולרי של עגינה של echinacoside, tubuloside A ו-acteoside לקולטן גרלין והושווה עבור האינטראקציות האפשריות בתוך כיס הקישור.

2. תוצאות

2.1. הפרדה וזיהוי של שלושה גליקוזידים עיקריים של פנילתנול בתמצית מים של שני מיני ציסטאנצ'ים

בניתוח HPLC של שני מיני Cistanche, נמצא כי C. tubulosa מכיל תוכן גבוה בהרבה של גליקוזידים של פנילטנול מאשר C. deserticola (איור 1A,B). שלושה גליקוזידים עיקריים של פנילטנול נצפו ב-C. tubulosa וזוהו כ- echinacoside, tubuloside A ו-acteoside על ידי ניתוח ספקטרומטרי מסה (איור 2) בהשוואה לפרופילי HPLC ונתוני MS של תרכובות ידועות שפורסמו בעבר [23,24]. לפי הפיצול המולקולרי 785 m/z ב-MS1 ו-623 m/z ב-MS2, השיא העיקרי בתמצית המים של C. tubulosa זוהה כאכינאקוסיד (איור 2A). באופן דומה, tubuloside A הוקצה על ידי פיצול מולקולרי שלו 827 m/z ב-MS1 ו-665, 623 ו-782 m/z ב-MS2 (איור 2B); אקטאוזיד אושר על ידי פיצול מולקולרי 623 מ"ז ב-MS1 ו-461 מ"ז ב-MS2 (איור 2C). Echinacoside טוהר עוד יותר עד להומוגניות כמעט (איור 1C) והשתמש בו במבחנים הביולוגיים הבאים.

איור 2. המשך.

איור 2. ניתוחי מסה ספקטרומטריים של echinacoside (A), tubuloside A (B) ואקטאוזיד (C) בפיצול MS1 (לוחות שמאל) ו-MS2 (פאנלים ימין).

2.2. השפעת Echinacosideעל השראת הפרשת הורמון גדילה בתאי יותרת המוח של חולדה

כדי להעריך אם echinacoside יכול להיות אגוניסט של קולטן להפרשת הורמון גדילה (GHSR), הוא היה נתון לבחינה של השראת הפרשת הורמון גדילה מתאי יותרת המוח הקדמיים העיקריים של חולדה. בדומה ל-GHRP-6, אגוניסט GHSR סינתטי, Echinacoside הצליח לעורר הפרשת הורמוני גדילה מתאי יותרת המוח של חולדה (איור 3). עליות משמעותיות בהפרשת הורמון הגדילה זוהו כאשר תאי יותרת המוח של חולדה טופלו באכינאקוסיד בריכוז גבוה מ-10_6 M למשך 15 ו-30 דקות. הטיפול באכינאקוסיד (מ-10_8 עד 10_5 M) במשך 15 ו-30 דקות נמצא כממריץ הפרשת הורמון גדילה של תאי יותרת המוח של חולדה באופן תלוי מינון. יתרה מכך, אגוניסט הפוך של GHSR, [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-חומר P, ללא ספק עיכב את ההשפעות המעוררות של GHRP-6 ואכינאקוסיד על השראת הפרשת הורמון הגדילה מ תאי יותרת המוח של חולדה (איור 4). התוצאות מצביעות על כך שאכינאקוסיד הוא אגוניסט פוטנציאלי של GHSR.

איור 3. השפעת echinacosideמתן על הפרשת הורמון גדילה של תאי יותרת המוח. נמדדה הפרשת הורמון גדילה (GH) מתאי יותרת המוח העיקריים של חולדה

לאחר דגירה עם מדיום (בקרה), GHRP-6 (אגוניסט GHSR, 10_7 M), וריכוזים שונים (מ-10_8 עד10_5 M) של echinacoside (ECH) למשך 15 (A) ו-30 דקות (B),

בהתאמה. הנתונים הוצגו כאמצעי SD עם n=6. רמות המשמעות שנראות על ידיT-Test היו * p < 0.05 ו-** p < 0.005 לעומת הפקד.