חלק שני| מעכב של NF-κB ואגוניסט של AMPK: חיזוי רשת ואינטגרציה מרובת אומיקות כדי לגזור מסלולי איתות לאקטאוזיד נגד מחלת אלצהיימר

לעוד information:ali.ma@wecistanche.com

לחצו כאן לחלק הראשון

חלק שני | Acteosides: כיצד לטפל במחלת האלצהיימר כאחד המרכיבים היעילים של ציסטנצ'ה?

לחץ לאבקת תמצית ציסטנצ'ה לזיכרון

דיון

מחלת אלצהיימרהיא מחלה מתקדמת של תפקוד לקוי של מערכת העצבים והקוגניציה עם מנגנונים מורכבים שאינם מווסתים (Fakhri et al., 2020). עדויות מצטברות הראו כי קיים קשר משמעותי בין דלקת מונעת מיקרוגליה במוח. מיקרוגליה הם מקרופאגים במוח (Afridi et al., 2020) שניתן להפעילם לפנוטיפ דלקתי M1 קלאסי, המאופיין בהפסקה מוגברת של ציטוקינים פרו-דלקתיים (Hanslik and Ulland, 2020). כתוצאה מכך, הפעלת M1 מוגזמת עלולה להאיץ את הנזק לתאי עצב ואת הניוון העצבי, ואף להחמירמחלת אלצהיימר(בג'רי-מחמדי, 2020). לפיכך, חובה לחפש גישות טיפוליות חדשות שמטרתן לשלוט בנקודות קיטוב מיקרוגליה, כדי לספק יתרונות הסתגלותיים.

העבודה הקודמת שלנו אימתה כיאקטאוסידיש השפעות משמעותיות על שיפור יכולת הלמידה והזיכרון, והגנה על הנוירונים בחולדות (Chen Y. et al., 2020). באופן עקבי, המחקר הנוכחי גם הוכיח כיאקטאוסידיכול להקל על דיסקינזיה הנגרמת על ידי AlCl3 והפרעת מערכת כולינרגית בדגי זברה. בהתרגשות,אקטאוסידהציג פעילויות אנטי-דלקתיות יוצאות דופן בתאי BV-2 המושרים על-ידי LPS.

אקטאוסידדיכא את קיטוב M1 על ידי עיכוב מסלול NK-κB. מלבד מסלול NF-κB, ניתוח RNA-seq ו- HPLC-Q-TOF-MS גילה גם כי טיפול באקטאוזיד יכול להשפיע על ביוסינתזה של ארגינין, כמו גם על ביוסינתזה של פנטותנט ו- CoA. דווח בהרחבה כי iNOS יכול לעכל את Arg ל-NO ו-citrulline בעוד ש-Arg-1 יכול לעשות הידרוליזה של ארג לאורניתין ואוריאה, הקשורים לתיקון נוירונים (Rath et al., 2014). גירוי LPS הוביל לעלייה בוויסות של iNOS (איור 2D) ולוויסות מטה של Arg-1 (איור 2E), וכתוצאה מכך לעלייה ברמת NO (איור 2C). הנתונים חשפו כי ACT הקל על רמת ה-NO המוגברת באמצעות ביוסינתזה של ארגינין.

חומצה פנטותנית (PA) היא המצע העיקרי של פנטותנט קינאז (Kumar et al., 2020) והמטבוליט המגביל את הקצב בביוסינתזה של CoA. PA הוא המבשר המחייב של אצטיל-CoA, שהוא בעל חשיבות מיוחדת עבור נוירונים כולינרגיים (Xu et al., 2020) ומשתתף במחזור החומצה הטריקרבוקסילית (TCA) (Atamna, 2004). מחקרים אחרונים הראו כי ריכוזים גבוהים של CoA יובילו לשינוי במורפולוגיה המיטוכונדרית ולתכולת ATP נמוכה יותר (Kumar et al., 2020). תאי BV-2 המושרים על ידי LPS הראו ירידה במספר המיטוכונדריה ושינוי הצורה המיטוכונדרית. לאחר אינדוקציה של LPS, הייצור של ROS בתאי BV-2 גדל. לאחר מכן, ה-ROS המוקף גרם לפוספוליפיד הממברנה להיות מותקף על ידי רדיקלים חופשיים (Magnani et al., 2020), מה שהוביל לאובדן של MMP, וכתוצאה מכך לתפקוד לקוי של המיטוכונדריה ודלדול ה-ATP. זה היה יוצא מן הכלל כי טיפול ACT הפחית את הירידה של תוכן MMP ו- ATP. נתונים אלה הצביעו על כך ש-ACT גרם לתפקוד לקוי של המיטוכונדריה על ידי ויסות הביוסינתזה של פנטותנט ו-CoA.

דווח בהרחבה כי קיטוב מיקרוגליה קשור קשר הדוק לחילוף החומרים של התאים (Orihuela et al., 2016). בפרט, כמרכז המטבולי, המיטוכונדריה ממלאת תפקידים יוצאי דופן בוויסות חילוף החומרים של התאים. לאחרונה, המיטוכונדריה הוצבה כנקודת דטרמיננטה מרכזית בקיטוב המיקרוגליה (Harry et al., 2020). כדי להבין טוב יותר את המנגנון של ACT, שפטנו את הציר התפקודי של המיטוכונדריה על ידי כתם מערבי. הוא חשף כיהתנהגהפרעה בתפקוד המיטוכונדריה המושרה על ידי הפעלת ציר AMPKα/PGC-1/UCP-2.

PGC-1α ו-UCP-2 קשורים שניהם לביוגנזה מיטוכונדריאלית (Uittenbogaard and Chiaramello, 2014; de Oliveira Bristot et al., 2019), וניתן לחשוב עליהם כעל הרגולטורים הראשיים של ROS (Jamwal et al., 2020). דיווחים הצביעו על כך שביוגנזה מיטוכונדריאלית בתיווך PGC-1α והפחתת ROS תלויות באינדוקציה של UCP-2 (Uittenbogaard and Chiaramello, 2014; de Oliveira Bristot et al., 2019; Jamwal et al., 2020). עקב עומס יתר על ROS, הביטוי של PGC-1α ו- UCP-2 הופחת בתאי BV-2 המושרים על ידי LPS. הוא הציע כיהתנהגיכול לחסל ROS מוגזם באמצעות PGC-1α ו- UCP-2, ובכך לשחזר את הפונקציה המיטוכונדרית. על פי הספרות, השינוי של PGC-1α בתאי BV-2 יכול לתרום לוויסות הקיטוב. באופן מעניין, הדו"ח הקודם מצא כי ביטוי מוגבר של PGC-1α עיכב את פעילות ה-NF-κB בתאי BV-2 המושרים על-ידי LPS (Yang et al., 2017), מה שאישר את הקשר בין PGC-1α-1α ל-NF-κB במחקר שלנו.

הביטוי של PGC-1α מושפע מחלבוני מסלול במעלה הזרם, כגון AMPK. AMPK הוא חלבון מפתח לשמירה על הומאוסטזיס תאי (Qiu et al., 2020), וממלא תפקידים שונים בקידום קיטוב M2 של מיקרוגליה (Chu et al., 2019). הוא מווסת מסלולים מטבוליים בתאים (Szewczuk et al., 2020). מצאנו שאקטאוסידקידם את הפעלת AMPK. במקביל, היישום של תרכובת C (מעכב AMPK) חסם את ההשפעה של ACT על הנחתת עודף NO המושרה על ידי LPS. לכן, ACT גם דיכא קיטוב M1 מגורה LPS באמצעות מסלול האיתות AMPK.

זו הפעם הראשונה שמדווחים על המנגנון של ACT לוויסות קיטוב המיקרוגליה (איור 6). הנתונים תמכו בכך שניתן לפתח את ACT כסוכן טיפולי למחלות נוירודגנרטיביות הקשורות לדלקת עצבית, כגון AD. בפרט, קישרנו את הקיטוב המיקרוגליה עם חילוף החומרים של התאים, והסברנו את ההשפעה של ACT באמצעות שינוי תפקוד המיטוכונדריה. זיהוי הציר המטבולי הזה, כמטרה של ישות ייחודית, עשוי להוביל לגישות טיפוליות טובות בהרבה נגד קיטוב המיקרוגליה M1, במיוחד במחלת אלצהיימר.

הצהרת אתיקה

המחקר בבעלי חיים נבדק ואושר על ידי הוועדה לאתיקה של בעלי חיים של אוניברסיטת התרופות של סין

תרומת הכותבים

Y-QL, YC, Y-YS ו-S-QJ ביצעו המשגה ומתודולוגיה. Y-QL ביצע הכנה לדוגמה. Y-QL, S-QJ, Y-YS ו-S-SW ביצעו אוצרות נתונים ועבודות ניסיוניות. Y-QL, YC ו-X-LJ ביצעו כתיבה והכנת טיוטה מקורית. FL ו- PL ביצעו פיקוח, סקירה ועריכה. כל הכותבים תרמו למאמר ואישרו את הגרסה שהוגשה.

מימון

עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מתוכנית המו"פ הלאומית של סין (2019YFC1711000), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס '81860773 81873185), הקרן למדעי הטבע של מחוז ג'יאנגסו (לא. BK20181327), וקרן המדע של שינג'יאנג לפרויקט חוקרים צעירים מצטיינים (מס '2018Q003).

תודות

המחברים היו אסירי תודה ל-PZ, H-YW, יו-מנג שן ווי ג'יאנג על עזרתם הטכנית, כמו גם לג'יה-לין יו על הליטוש שלה.