חלק שני אקטאוזיד מודחק קיטוב מיקרוגליה M1 באמצעות נתיב איתות מעוכב NF-κB והתאוששות תפקוד מיטוכונדריה בתיווך AMPK

לחץ כאן לחלק 1

למידע נוסף, צור קשר עם: ali.ma@wecistanche.com

חלק 2 כיצד Cistanche Acteosides משפרים את חיוניות תאי המוח ומקלים על מחלת האלצהיימר?

לחץ כדי אבקת מיצוי cistanche למחלת אלצהיימר

דִיוּן

מחלת אלצהיימרהיא מחלה מתקדמת של חוסר תפקוד עצבי וקוגניציוני, עם מנגנונים לא מווסתים מורכבים[17]. עדויות מצטברות הוכיחו קשר משמעותי בין הדלקה מונעת על ידי מיקרוגליה במוח. נראה שהוא ממלא תפקיד קריטי בהתקדמות שלמחלת אלצהיימר. מיקרוגליה הם מקרופאגים במוח[18]. ניתן להפעיל אותו לפנוטיפ חיסוני מסוג M1, המאופיין בהפרשה מוגברת של ציטוקינים פרו-דלקתיים[4]. הפעלה מוגזמת של M1 עלולה להאיץ את הנזק לנוירון ואת ניוון העצבים, אפילו להחמירמחלת אלצהיימר[19]. לפיכך, הכרחי לחפש גישות טיפוליות חדשות שמטרתן לשלוט בנקודות קיטוב של מיקרוגליה שיכולות לספק יתרונות אדפטיביים. העבודה הקודמת שלנו אימתה של-ACT היו השפעות משמעותיות של שיפור יכולת הלמידה והזיכרון והגנה על הנוירונים בחולדות [20]. באופן עקבי, המחקר הנוכחי גם הוכיח זאתאקטאוזידיכול להקל על דיסקינזיה הנגרמת על ידי AlCl3- והפרעה במערכת הכולינרגית בדג הזברה. בְּהִתְרַגְשׁוּת,אקטאוזידהציג פעילויות אנטי דלקתיות יוצאות דופן בתאי BV-2 המושרים על ידי LPS. אנשי ה-transcriptomic אישרו את השינויים המשמעותיים בתאים המושרים על ידי LPS בהשוואה לתאי ביקורת, כמו גם תאים שטופלו ב-ACT בהשוואה לתאים המושרים על ידי LPS.אקטאוזידדיכא קיטוב M1 על ידי עיכוב מסלול NK-κB. מלבד מסלול NF-κB, RNA-seq גילה גם שטיפול ב-ACT יכול להשפיע על ביו-סינתזה של ארגינין וכן על ביו-סינתזה של pantothenate ו-CoA. מעניין לציין ששני המסלולים המטבוליים אושרו עוד יותר על ידי ניתוח HPLC-Q-TOF-MS. דיווח נרחב כי iNOS יכול לבצע חילוף חומרים של Arg ל-NO וציטרולין ואילו Arg-1 יכול לבצע הידרוליזה של Arg לאורניתין ואוריאה, הקשוריםתיקון נוירונים[21]. גירוי LPS הוביל לוויסות העל של iNOS (איור 3a) ולוויסות מטה של ​​Arg-1 (איור 3b), וכתוצאה מכך רמת NO מוגברת (איור 2f). הנתונים חשפו זאתאקטאוזידהקל על רמת NO המוגברת באמצעות ביו-סינתזה של ארגינין.

חומצה פנטותנית (PA) היא המצע העיקרי לפנטותנאט קינאז [22], כמטבוליט מגביל קצב בביוסינתזה של CoA. PA הוא המבשר המחייב של אצטיל-CoA, שהוא בעל חשיבות מיוחדת עבור נוירונים כולינרגיים[23] ומשתתף במחזור החומצה הטריקרבוקסילית (מחזור TCA)[24]. מחקר שנערך לאחרונה הראה שריכוז גבוה של CoA יוביל לשינוי במורפולוגיה של המיטוכונדריה ותכולת ATP נמוכה יותר[22]. תאי BV-2 המושרים על ידי LPS הראו ירידה במספר המיטוכונדריות ושינוי בצורת המיטוכונדריה. לאחר שהושרה על ידי LPS, הייצור של ROS גדל בתאי BV-2. ואז ה-ROS העמוס יתר על המידה גרם לתקיפה של פוספוליפיד הממברנה על ידי רדיקלים חופשיים[25]. זה הוביל לאובדן MMP, בתורו, תפקוד לקוי של המיטוכונדריה ודלדול ATP. זה היה יוצא דופן שטיפול ב-ACT הפחית את הירידה בתכולת MMP ו-ATP. נתונים אלה הצביעו על כך ש-ACT גרמה לתפקוד לקוי של המיטוכונדריה על ידי ויסות ביו-סינתזה של pantothenate ו-CoA. דווח בהרחבה שקיטוב מיקרוגליה קשור קשר הדוק למטבוליזם של התא [14]. במיוחד, כמרכז המטבולי, המיטוכונדריה ממלאות תפקידים יוצאי דופן בוויסות חילוף החומרים של התא. לאחרונה, המיטוכונדריה הוצבו כנקודת מפתח בקיטוב המיקרוגליה [26]. כדי להבין טוב יותר את המנגנון של ACT, שפטנו את הציר התפקודי של המיטוכונדריה על ידי ניתוח כתם מערבי. הוא גילה ש-ACT גרמה לתפקוד לקוי של המיטוכונדריה על ידי הפעלת ציר AMPK /PGC- 1/UCP-2. PGC-1 ו-UCP-2 שניהם קשורים לביוגנזה של המיטוכונדריה[27, 28], וניתן לחשוב עליהם כמווסת הראשי של ROS[29]. דיווחים מצביעים על כך ש-PGC-1 -מתווכת ביוגנזה מיטוכונדריאלית והפחתה של ROS תלויים בהשראת UCP-2[27-29]. עקב עומס יתר של ROS, הביטוי של PGC-1 ו-UCP-2 היה מווסת למטה בתאי BV-2 המושרים על ידי LPS. זה הציע ש-ACT יכול לחסל ROS מוגזם באמצעות PGC-1 ו-UCP-2, ובכך לשחזר את הפונקציה המיטוכונדריה. לפי הספרות, השינוי של PGC-1 בתאי BV-2 יכול לתרום לוויסות הקיטוב. מעניין לציין שדוח קודם מצא שביטוי מוגבר של PGC-1 עיכב את פעילות NF-κB בתאי BV-2 המושרים על ידי LPS[30]. זה הכשיר את הקשר בין PGC-1 ל-NF-κB במחקר שלנו. הביטוי של PGC-1 מושפע מחלבוני מסלול במעלה הזרם, כגון AMPK. AMPK הוא חלבון המפתח לשמירה על הומאוסטזיס תאי [31], ממלא תפקידים שונים בקידום קיטוב M2 של מיקרוגליה [32]. הוא מווסת מסלולים מטבוליים בתאים[33]. מצאנו ש-ACT קידם את ההפעלה של AMPK. במקביל, היישום של תרכובת C (מעכב AMK) חסמה את ההשפעה של ACT על הפחתה של עודף NO המושרה על ידי LPS. לכן, ACT גם דיכא קיטוב M1 מגורה של LPS דרך מסלול האותות AMPK. זו הפעם הראשונה לדווח על מנגנון ה-ACT על ויסות קיטוב המיקרוגליה (איור 10). הנתונים תמכו בכך שניתן לפתח את ACT כסוכן טיפולי למחלות ניווניות הקשורות לנוירואינדציה, כגון AD. במיוחד, קישרנו את קיטוב המיקרוגליה למטבוליזם של התא, והסבירו את ההשפעה של ACT דרך השינוי בתפקוד המיטוכונדריה. הזיהוי של הציר המטבולי הזה, מיקוד זה כישות ייחודית, יכול לאפשר גישות טיפוליות טובות בהרבה נגד קיטוב M1 של מיקרוגליה, במיוחד ב- AD.

קיצורי מילים

מוֹדָעָה

מחלת אלצהיימר; ACT:Acteoside; RNA-Seq:RNA-Sequencing; dpf:days לאחר ההפריה; DPZ:דונפזיל הידרוכלוריד; AS:מהירות ממוצעת; ΔS:שינוי מהירות; DRR: שיעור התאוששות דיסקינזיה; RE: יעילות תגובה; ELISA: assay immunosorbent-linked-enzyme; LPS: ליפופוליסכריד; CCK-8:ערכת ספירת תאים-8; AChE: אצטילכולין אסטראז; ChAT:כולין אצטילטרנספראז; NO: תחמוצת חנקן; QC: בקרת איכות; Q-TOF:Quadrupole Time-of-Flight; PCA:ניתוח רכיבים עיקריים; PLS-DA: ניתוח אבחנה חלקי של הריבועים הקטנים ביותר; MMP: פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית; ROS: מיני חמצן תגובתיים; ATP:מיטוכונדריאלי אדנוזין 5'-טריפוספט; TEM: מיקרוסקופ אלקטרונים שידור; qRT- PCR:תגובת שרשרת פולימראז כמותית בזמן אמת; iNOS: סינתאז תחמוצת החנקן; DEGs: גנים בעלי ביטוי דיפרנציאלי; GO: Gene Ontology; KEGG: אנציקלופדיית קיוטו של גנים וגנומים; ארג:ארגינין; GAPDH:Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; PGC-1 :קולטן מופעל פרוקסיזום פרוליפרטיבי-קו-מפעיל-1 ; UCP-2: חלבון ניתוק מיטוכונדריאלי-2; AMPK:AMP-activated protein kinase; CC: תרכובת C; PA: חומצה פנטותנית.

תרומות המחברים עמוד 13/34 כל המחברים היו מעורבים בניסוח המאמר או בתיקון שלו באופן ביקורתי עבור תוכן אינטלקטואלי חשוב, וכל המחברים אישרו את הגרסה הסופית לפרסום. מחקר תפיסה ועיצוב: YQL, FL; רכישת נתונים: YQL, YC ו-SQJ; ניתוח ופרשנות של נתונים: YQL, XLJ, YYS ו-SSW. המחברים קראו ואישרו את כתב היד הסופי. תודות המחברים אסירי תודה לגב' פינג ג'ואו, יו-מנג שן ומר ווי ג'יאנג על הסיוע הטכני שלהם.

הפניות

1 Perea JR, Bolos M, Avila J. Microglia במחלת אלצהיימר בהקשר של פתולוגיה של טאו.ביומולקולות. 2020; 10.

2. Shiao YJ, Su MH, Lin HC, Wu CR. Acteoside ו-Isoacteoside Protect Amyloid-beta Peptide Inducedציטוטוקסיות, דעיכה קוגניטיבית והפרעות נוירוכימיות במבחנה ובאינבו. Int J Mol Sci.2017; 18. 

3. Linnerbauer M, Rothhammer V. פונקציות הגנה של אסטרוציטים ריאקטיביים בעקבות מרכזיעלבון מערכת העצבים. אימונול קדמי. 2020;11:573256.

4. Hanslik KL, Ulland TK. תפקידה של Microglia וה-Nlrp3 In§ammasome במחלת אלצהיימר.חזית נוירול. 2020;11:570711.

5. Tsukahara T, Haniu H, Uemura T, Matsuda Y. פוטנציאל טיפולי של פירוק כבד חזירמוצר: תובנות ופרספקטיבות חדשות לנוירואין-אמציה בתיווך מיקרוגליה במחלות ניווניות. תרופות ביו. 2020; 8.

6. Li L, Wang Y, Wang H, Lv L, Zhu ZY. תגובות מטבוליות של תאי BV-2 לפוארארין על הקיטוב שלובאמצעות כרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה בעלת ביצועים גבוהים. Biomed Chromatogr.2020;34:e4796. 

7. Agrawal I, Jha S. תפקוד לקוי של מיטוכונדריה ומחלת אלצהיימר: תפקידה של מיקרוגליה. חזית הזדקנותNeurosci. 2020;12:252.

8. Wei W, Lu M, Lan X, Liu N, Wang H, Du J, et al. השפעה נוירו-מגן של Verbascoside על היפוקסי-איסכמינזק מוחי בחולדה ביילוד. Neurosci Lett. 2019;711:134415.

9. Lai X, Xiong Y, Zhou J, Yang F, Peng J, Chen L, et al. Verbascoside מחליש דלקת חריפהפגיעה בדימום מוחי ניסיוני על ידי דיכוי TLR4. Biochem Biophys Res Commun.2019;519:721–6. 

10. Ji SL, Cao KK, Zhao XX, Kang NX, Zhang Y, Xu QM, ועוד. פעילות נוגדת חמצון של פנילתנואידגליקוזידים על נוירוטוקסיות הנגרמת על ידי גלוטמט. Biosci Biotechnol Biochem. 2019;83:2016–26.

11. Chen J, Gao L, Zhang Y, Su Y, Kong Z, Wang D, et al. סטרפטוזוטוצין משופר באקטאוזידלמידה ופגיעה בזיכרון על ידי הגברת האינסולין בהיפוקמפוס, הובלת גלוקוז וחילוף חומרים אנרגטי. Phytother Res. 2020.עמוד 14/34עמוד 15/34

12. Li W, Deng R, Jin X, Chen J, Yang D, Shen J. Acteoside משפר אוטואימוניות ניסיוניותאנצפלומיאליטיס באמצעות עיכוב הפעלת מיטופאגיה בתיווך פרוקסיניטריט. Free Radic BiolMed. 2020;146:79–91.

13. Li YQ, Chen Y, Fang JY, Jiang SQ, Li P, Li F. רשת משולבת פרמקולוגיה ומודל זברה ללחקור מרכיבי השפעות כפולות שלCistanche tubulosaלטיפול הן באוסטיאופורוזיס והןמחלת אלצהיימר. J Etnopharmacol. 2020;254:112764.

14. Orihuela R, McPherson CA, Harry GJ. קיטוב מיקרוגליאלי M1/M2 ומצבים מטבוליים. בר ג'ייפרמקול. 2016;173:649–65.

15. Bi J, Zhang J, Ren Y, Du Z, Li Q, Wang Y, et al. איריסין מקל על פגיעה באיסכמיה בכבד על ידיעיכוב יציאת מיטוכונדריה מוגזמת, קידום ביוגנזה מיטוכונדריאלית והפחתהמתח חמצוני. חיזור ביול. 2019;20:296–306.

16. De Simone R, Ajmone-Cat MA, Pandol¦ M, Bernardo A, De Nuccio C, Minghetti L, et al. החלבון ניתוק מיטוכונדריאלי-2 הוא מווסת ראשי של תגובות מיקרוגליות M1 ו-M2. ינוירוכם. 2015;135:147–56.

17. Fakhri S, Pesce M, Patruno A, Moradi SZ, Iranpanah A, Farzaei MH, et al. הנחתה שלNrf2/Keap1/ARE במחלת אלצהיימר על ידי מטבוליטים משניים בצמח: סקירה מכנית.מולקולות. 2020; 25.

18. Afridi R, Lee WH, Suk K. Microglia Gone Awry: Linking Immunometabolism to Neurodegeneration.Front Cell Neurosci. 2020;14:246.

19. Bagheri-Mohammadi S. Microglia במחלת אלצהיימר: תפקידה של אינטראקציה בין תאי גזע למיקרוגליהבהומאוסטזיס במוח. Neurochem Res. 2020.

20. Chen Y, Li YQ, Fang JY, Li P, Li F. הקמת המודל הניסוי המקביל של אוסטיאופורוזיסבשילוב עם מחלת אלצהיימר בחולדות וההשפעות הכפולות של אכינאקוסיד ואקטאוזיד מCistanche tubulosa. J Etnopharmacol. 2020;257:112834.

21. Rath M, Muller I, Kropf P, Closs EI, Munder M. Metabolism via Arginase או Nitric Oxide Synthase: Twoמסלולי ארגינין מתחרים במקרופאגים. אימונול קדמי. 2014;5:532.

22. Kumar A, Kumar Y, Sevak JK, Kumar S, Kumar N, Gopinath SD. ניתוח מטבולומי של ראשוניתאי שריר שלד אנושיים במהלך התקדמות מיוגנית. Sci Rep. 2020;10:11824.

23. Xu J, Patassini S, Begley P, Church S, Waldvogel HJ, Faull RLM, et al. מחסור מוחי של ויטמיןB5 (חומצה d-pantotenic; pantothenate) כגורם אפשרי הפיך לניוון עצבי ודמנציה במחלת אלצהיימר ספורדית. Biochem Biophys Res Commun. 2020;527:676–81.

24. Ataman H. Heme, ברזל, והדעיכה המיטוכונדריאלית של ההזדקנות. Aging Res Rev. 2004;3:303–18.

25. Magnani ND, Marchini T, Calabro V, Alvarez S, Evelson P. Role of Mitochondria in Redox Signalingרשת ותוצאותיה בתסמונות אינטמאטוריות עם השפעה גבוהה. אנדוקרינול פרונט (לוזן).2020;11:568305. 

26. Harry GJ, Childers G, Giridharan S, Hernandes IL. קשר בין מיטוכונדריה ופונקציית אפקטור מיקרוגליה. מה אנחנו חושבים שאנחנו יודעים? Neuroimmunol Neuroin§amm. 2020;7:150–65.

27. Uittenbogaard M, Chiaramello A. Mitochondrial biogenesis: יעד טיפולי עבורהפרעות נוירו-התפתחותיות ומחלות ניווניות. קור פארם דס. 2014;20:5574–93.

28. de Oliveira Bristot VJ, de Bem Alves AC, Cardoso LR, da Luz Scheffer D, Aguiar AS. ג'וניור תפקידו שלאיתות PGC-1alpha/UCP2 בהשפעות החיוביות של פעילות גופנית על המוח. חֲזִיתNeurosci. 2019;13:292.

29. Jamwal S, Blackburn JK, Elsworth JD. איתות PPARgamma/PGC1alpha כתרופה פוטנציאליתמטרה לביוגנזה מיטוכונדריאלית בהפרעות נוירודגנרטיביות. Pharmacol Ther. 2020: 107705.

30. Yang X, Xu S, Qian Y, Xiao Q. Resveratrol מווסת את קיטוב המיקרוגליה M1/M2 באמצעות PGC-1alpha inמצבים של פגיעה נוירו-דלקתית. Brain Behav Immun. 2017;64:162–72.

31. Qiu WQ, Pan R, Tang Y, Zhou XG, Wu JM, Yu L, et al. פוליפנול זרעי ליצ'י מעכב את היווצרות אבטההפעלה של NLRP3 in§ammasome באמצעות אינדוקציית אוטופאגיה בתיווך LRP1/AMPK. ביומדפרמקוטר. 2020;130:110575.

32. Chu X, Cao L, Yu Z, Xin D, Li T, Ma W, et al. מי מלח עשיר במימן מקדם קיטוב של microglia M2ואובדן סינפסה בתיווך משלים כדי לשחזר חוסרים התנהגותיים בעקבות היפוקסיה-איסכמית בעכברים יילודים באמצעות הפעלת AMPK. J Neuroin§אצציה. 2019;16:104.

33. Szewczuk M, Boguszewska K, Kazmierczak-Baranska J, Karwowski BT. תפקידה של AMPK בחילוף החומרים והשפעתו על תיקון נזקי DNA. Mol Biol Rep. 2020.