Verbascoside - סקירה של התרחשותו, סינתזה (ביו) ומשמעות פרמקולוגית

איש קשר: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 דוא"ל:audrey.hu@wecistanche.com

Kalina Alipieva, et al

תַקצִיר

גליקוזידים פנילתנואידים הם תרכובות מסיסות במים טבעיות בעלות תכונות ביולוגיות יוצאות דופן המופצות באופן נרחב בממלכת הצמחים.Verbascosideהוא גליקוזיד פנילתנואיד שבודד לראשונה ממולאין אך נמצא גם במספר מיני צמחים אחרים. הוא גם הופק על ידי מערכות תרבית צמחים חוץ גופיות, כולל שורשים שעברו טרנספורמציה גנטית (מה שנקרא 'שורשים שעירים').Verbascosideהוא הידרופילי באופיו ובעל פעילויות מועילות מבחינה פרמקולוגית לבריאות האדם, כולל נוגדי חמצון,אַנְטִי-דַלַקתִיותכונות אנטי-נאופלסטיות בנוסף למספר רב של ריפוי פצעים ותכונות נוירו-הגנה. התקדמות אחרונה בכל הנוגע להפצה, (ביו) סינתזה וייצור ביולוגי שלverbascosideמסוכמים בסקירה זו. אנו גם דנים בתכונות הפרמקולוגיות הבולטות שלו ומתווים נקודות מבט עתידיות ליישום הפוטנציאלי שלה.

מילות מפתח: אקטאוזיד, אנטי דלקתי, (ביו) סינתזה, מניעת סרטן, תרחיף תאים, תרבית שורשים שעירים, גליקוזידים פנילטנואידים, Verbascum spp.

Verbascosideמ- Cistanche

אוצר מהגן: גילוי הוורבסקוסיד, התרחשותו והפצתו

פנילתנואידים גליקוזידים הם תרכובות מסיסות במים, המופיעות באופן נרחב בממלכת הצמחים, שרובן מבודדות מצמחי מרפא. מבחינה מבנית, הם מאופיינים ביחידות חומצה קינמית (C6-C3) והידרוקסיפנילאתיל (C6-C2) המחוברות ל-glucopyranose (apiose, galactose, rhamnose, xylose, וכו') באמצעות קשר גליקוזידי (Dembitsky, 2005; Jimenez; Jimenez). וריגרה, 1994). בשנים האחרונות גברה העניין לגבי תרכובות ארומטיות, ובפרט גליקוזידים פנילתנואידים, בגלל הגידול המשמעותי של ספרות המתארת ​​את תפקידן המובהק במניעה ובטיפול במחלות והפרעות שונות בבני אדם.

ישנם דיווחים סותרים בספרות בנוגע לייעוד שלverbascoside. בשנת 1963, מדענים מאיטליה דיווחו על בידוד של גליקוזיד פנילתנואיד ממולאין (Verbascum sinuatum L.; Scrophulariaceae), אשר קראו לו.verbascoside(איור 1; Scarpati and Monache, 1963). עם זאת, לא ניתנו נתונים המתארים את ההבהרה המבנית שלו. מספר שנים מאוחר יותר, אותה תרכובת בודדה מחסידי הלילך המצוי (Syringa vulgaris, Oleaceae), והמבנה נקבע כ2-(3, 4-dihydroxy phenyl)ethyl{{5} }Ο- -L-rhamnopyranosyl-(1→3)-(4-Ο-Ε-caffeoyl)- -D-glucopyranoside, שהכותבים כינואקטאוזיד(בירקופר וחב', 1968). עשרים שנה לאחר הדיווח הראשון עלverbascoside, Sakurai and Kato (1983) דיווחו על בידוד של phenylethanoid glycoside חדש מעץ התהילה (Clerodendron trichotomum Thunb, Lamiaceae) שקיבל את השם kusaginin על ידי המחברים. תוך כדי בידודverbascosideמהמטאטא הגדול יותר (Orobanche rapumgenistae, Orobanchaceae), Andary et al. (1982) גילה שהוא זהה למה שדווח קודם לכןאקטאוזידוהמליץ ​​שלא להשתמש יותר בשם מאוחר יותר זה. נכון לעכשיו, 50 שנה לאחר גילויverbascoside, בלבול עדיין קיים ביחס לשמו במידה מסוימת. חיפוש במסד הנתונים של Scopus (נגיש בינואר 2014) הוציא 543 התאמות זמינות תחת 'verbascoside' ו-844 התאמות תחת "אקטאוזיד", תוך כדי חיפוש באמצעות המונחים המזווגים 'verbascosideואקטאוזידהחזיר רק 326 מאמרים. כדי למנוע בלבול נוסף, אנו ממליצים בחום גם על זהverbascosideאוֹאקטאוזידלהיות בשימוש בעיקר; עם זאת, השם השני צריך להיות מסופק גם ברשימת מילות המפתח או התקציר של המאמר.

Verbascosideהוא בין הנפוצים ביותר של אסטרים קפאויל דו-סוכרים. עד היום,verbascosideזוהה בעיקר במיני Verbascum (Alipieva et al., 2014) אך נמצאה גם ביותר מ-200 מיני צמחים (Deepak et al., 1999; Schlauer et al., 2004; Taskova et al., 2005) השייכים ל-23 משפחות צמחים (איור 2) בנוסף לאחרים שדווחו לאחרונה, כמו Buddleja brasiliensis (Filho et al., 2012), Striga Asiatica (Huang et al., 2013), Olea Europea (Quirantes-Piné et al. ., 2013b), Paulownia tomentosa var. tomentosa (Si et al., 2013), Lippia javanica, Lantana Camara (Oyourou et al., 2013), ו-Lippia citriodora (Bilia et al., 2008; Funes et al., 2009; Quirantes-Piné et al., 2009 ).

Verbascosideזוהה בחלקים תת-קרקעיים (למשל, שורשים ראשוניים ומשניים) וגם מעל הקרקע (למשל, גבעולים, עלים וחסידים) של צמחים, אך ברמות שונות מאוד. לדוגמה, השורשים של סידריטיס טרויאנים מצטבריםverbascosideב-{{0}}.002 אחוז (Kirmizibekmez et al., 2012), בעוד שבחלקים האוויריים של Verbascum xanthophoeniceum הריכוז שלו גבוה בהרבה (0.25 אחוז; Georgiev et al., 2011a). במחקר מטבולומי מבוסס תהודה מגנטית גרעינית (NMR) לאחרונה, נמצא כיverbascosideהתוכן משתנה בתוך מיני הצמחים מאותו הסוג; מ-0.2 אחוז ב-V. phoeniceum ועד 3 אחוז ב-Verbascum nigrum (Georgiev et al., 2011b). מצד שני,verbascosideתוכן בשורשים ({{0}}.9 אחוז) ובתפרחת (0.8 אחוז) היה בר השוואה (Gómez Aguirre et al., 2012). עוד מקור בעל ערך פוטנציאלי שלverbascosideכולל תוצרי לוואי תעשייתיים. לדוגמא, פסולת מבית זיתים שהתקבלה כתוצר לוואי מעיבוד פרי זית נמצאה מכילה כמויות רבות שלverbascosideבנוסף למספר תרכובות פנוליות אחרות (למשל, oleuropein, hydroxytyrosol, acid caffeic וחלק מהפלבנואידים; Obied et al., 2007). דווח כי Verbascoside נמצא בשפע בשפכי מפעל זיתים (De Marco et al., 2007). למרות שדרוש מחקר מפורט יותר, מי שפכים מבית זיתים יכולים להיחשב כמקור פוטנציאלי שלverbascoside(ומולקולות ביו-אקטיביות נלוות) המתאימות ליישומים הכוללים תוספי תזונה ומזון (Cardinali et al., 2012).

השפעות ביולוגיות של verbascoside העומדות בבסיס התועלת הקלינית הפוטנציאלית שלו

באופן מסורתי, צמחים עם ריכוזים גבוהים שלverbascosideשימשו ברפואה העממית לטיפול בדלקות וזיהומים מיקרוביאליים (Georgiev et al., 2012). לכן, חקירות על פעילותו האנטי-מיקרוביאלית והאנטי-פטרייתית נערכו במשך שנים רבות. באופן כללי, ניתן להתייחס למחקרים אלה כתצפיתיים בלבד מכיוון שאין להם גישות מכניסטיות כלשהן (Arruda et al., 2011; Avila et al., 1999; Pendota et al., 2013). מחקרים עדכניים של שבע תרכובות שבודדו ממין ליפיה אישרו את הפעילות הגבוהה מאוד נגד קריפטוקוקוס neoformans שלverbascoside, שהמחברים פירשו כמבטיחים עבור אנטי פטרייתי סלקטיבי חדשverbascoside-המכיל תרופות (Funari et al., 2012). השילוב של אנטי בקטריאלי,אַנְטִי-דַלַקתִיוהשפעות אנטי-אנדרוגן של טהורverbascosideותמציות צמחים עם הריכוזים הגבוהים שלהן (Camellia sinensis ו-Commiphora Mukul) מוכיחות הבטחה בפיתוח טיפולים תרופתיים לאקנה וולגריס (Azimi et al., 2012).

אַנְטִי-השפעה דלקתית שלcistanche

מנגנונים של השפעות אנטי דלקתיות של verbascoside על העור, האנדותל, המעי והריאות

דיווחים מוקדמים המתארים אתאַנְטִי-דַלַקתִיהשפעות שלverbascosideהתמקדו בעיכוב של שחרור היסטמין וחומצה ארכידונית מתאי פיטום (Lee et al., 2006a). הפעילות המעכבת של verbascoside תלויה בנוכחות של Ca2 פלוס ומתאם עםverbascosideעיכוב קשור של phospholipase A2 (Song et al., 2012). מחקרים מכאניסטיים בוצעו לאחרונה, שחשפו כי verbascoside מווסת למטה את איתות CA2 פלוס MAPK תלויי MAPK בתאים בזופילים (Motojima et al., 2013). נראה שהוא מעורב בעיכוב של אלרגיות מסוג I. פנילתנואידים בעלי גליקוזילציה, שהם מרכיבים של Anisomeles indica, מציגים עמוקותאַנְטִי-דַלַקתִיפעילויות כלפי מקרופאגים המוגרים על ידי LPS ו-IFN-. בפרט, 40 מיקרומטרverbascosideהוכח כמעכב מאוד את ייצור NO, TNF ו-IL-12 (Rao et al., 2009). האַנְטִי-דַלַקתִיופעילויות נוגדות גירוי של verbascoside מ-Kigelia Africana יוחסו ליכולתו לעכב סינתאז תחמוצת החנקן המושרה (iNOS) ושחרור NO ממקרופאגים כפי שהתעוררו על ידי ליפופוליסכרידים חיידקיים (Picerno et al., 2005). העיכוב של iNOS in vitro ו-in vivo על ידי תמצית מסיס במים של עלי קזינו וונדיטה יוחס לverbascosideגם כן (Marzocco et al., 2007). במקביל לעיכוב iNOS/NO, verbascoside גרם ל-heme oxygenase 1, בעוד שהוא דיכא את שחרור תיבת קבוצה 1 בניידות גבוהה בניסויים in vitro ו-in vivo, והשפעות אלו בוטלו על ידי השתקת Nrf2 (Seo et al., 2013). מנגנון אנטי-iNOS זה היה קשור קשר הדוק לוויסות מטה של ​​שני גורמי שעתוק (NFκB ו-AP-1) על ידי verbascoside (Lee et al., 2005). חלבון פעיל 1 (AP-1) הוא מווסת שעתוק של ביטוי ציטוקינים בעצמות, עור ותאי חיסון ומאפנן חשוב של תהליכים דלקתיים במחלות דלקתיות כרוניות, כגון דלקת מפרקים שגרונית ופסוריאטית, פסוריאזיס ומחלת קרוהן ( Zenz et al., 2008). התפקידים החיוניים של חלבוני AP-1 בבקרת התפשטות תאים, טרנספורמציה ניאופלסטית ואפופטוזיס זוהו גם כן (Shaulian and Karin, 2001). עם ההתקדמות האדירה לאחרונה בהבנה המולקולרית של הפתוגנזה של הפתולוגיות האנושיות הללו, AP-1 הפכה לאחד היעדים החדשים ליישומים טיפוליים. יש לציין כי verbascoside ונגזרת הגלוקוזיל שלו teupolioside הם הדוגמאות היחידות המבוססות על עיכוב אפקטיבי של הביטוי והקישור ל-DNA של שני גורמי שעתוק פרו-דלקתיים, AP-1 ו-NFκB (Pastore et al., 2009, 2012a). פוליפנולים צמחיים אחרים (רזברטרול, קוורצטין וכו') שנחקרו באותן הגדרות ניסוי הוכחו כמעכבים סלקטיביים של NFκB. דיכוי שני גורמי השעתוק הללו על ידי פנילאתנואידים הביא לעיכוב יעיל הרבה יותר של כימוקין פרו-דלקתי IL-8 בהשוואה לפוליפנולים אחרים (Pastore et al., 2009; Potapovich et al., 2011; Georgiev et al. , 2012). הכימוקין מושך גרנולוציטים אל הלוקוסים הדלקתיים ומעורר שגשוג תאים, שאופייני לרקמות דלקתיות (Pastore and Korkina, 2010).

במחקר המכניסטי של ההשפעות שלverbascosideעל תאי לוקמיה מיאלומונוציטית אנושית שנחשפו לגירויים פרו-דלקתיים, כגון LPS ואינטרפרון-גמא, Speranza et al. (2010) דיווח כי זהאַנְטִי-דַלַקתִיהפעילויות תלויות בעיכוב הן של הביטוי והן של הפעילות של iNOS, עיכוב ייצור אניון סופראוקסיד תוך תאי ודיכוי SOD, catalase וגלוטתיון פרוקסידאז ברמה שלאחר התרגום.

קיימות כמויות גדולות של נתונים התומכות בתפקיד הרגולטורי שלverbascosideבדלקת כלי דם המושרה על ידי ליפופרוטאינים מחומצנים בצפיפות נמוכה (oxLDL, שהם מודלים של דלקת כרונית המובילה לטרשת עורקים) ומושרה על ידי ליפופוליסכרידים חיידקיים (LPS, שהם מודל של דלקת ספיגה תוך-וסקולרית; Kostyuk et al., 2011).Verbascosideמנע באופן סלקטיבי חמצון LDL על ידי פרוקסיניטריט וגנים בוויסות מטה הקשורים ללחץ חמצוני ודלקת בתגובה ל-oxLDL (למשל, VCAM1, ICAM1, IL-8, IFN-, SOD2, iNOS ו-NOX1). בנוסף, זה לא היה יעיל לחלוטין כלפי דלקת הנגרמת על ידי LPS. ארבעה גליקוזידים של פנילאתנואידים, כולל verbascoside, הגנו על תאי האנדותל מפני ציטוטוקסיות הנגרמת על ידי oxLDL (Martin-Nizard et al., 2003) שנגזרה מלחץ חמצוני (Chiou et al., 2004).

מעבר לזה שנחקר היטבאַנְטִי-דַלַקתִיפעילויות באמצעות NFκB ו-MAPKs,verbascosideיכול להשפיע על ביטוי גנים באמצעות מגוון מסלולי איתות אחרים, שהשפעתם על הביטוי של מתווכים דלקתיים נחקרו רק באופן שולי עד היום. בפרט, מכיוון שהוא פחמימן ארומטי, verbascoside קושר את גורם התעתוק של קולטן פחמימן aryl (AhR), אשר תורם לפיכך לתעתוק של גנים רבים לסילוק רעלים המקודדים לאנזימים המטבולים שלבים I ו-II, במיוחד תת-משפחת ציטוכרום P450 CYP1, Nrf2, גלוטתיון S-transferase (GST) ואנזימים נוגדי חמצון. כתוצאה מכך, verbascoside מעכב במורד הזרם ציטוקינים פרו-דלקתיים וגורמי גדילה (Korkina et al., 2011; Potapovich et al., 2011).

השפעות אנטי דלקתיות של תמצית cistanche

זמינות ביולוגית ומטבוליזם של verbascoside תזונתי ומיושם מקומי

באופן כללי, ההשפעות המערכתיות של פוליפנולים צמחיים תלויות בעיקר בזמינות הביולוגית שלהם דרך מחסום מערכת העיכול. נראה כי נתונים שונים מאוד המתארים את הפעילות הביולוגית חוץ-גופית ו-in vivo של פוליפנולים תזונתיים משקפים את גורלם במעיים, כולל זמינות ביולוגית נמוכה יחסית וקצב מהיר של חילוף חומרים והפרשה (Martin and Appel, 2010). בעוד מחקרים רבים על הפעילות הביולוגית שלהם בתרביות תאים גילו כי טווח הריכוזים האופטימלי עבור אגליקונים פוליפנוליים וצומדי סוכר בצמח נמצא בטווח מיקרומטר עד מילימטר נמוך, לאחר בליעה, הם מופיעים במחזור הדם כמטבוליטים שלב II, והפלזמה שלהם. לעתים רחוקות רמות עולות על ריכוזי nM (Del Rio et al., 2013). חלקים ניכרים של שני הפוליפנולים האב ומטבוליטים שלהם מגיעים למעי הגס, שם הם מתעכלים על ידי המיקרוביוטה המקומית לחומצה פנולית קטנה ולקטבוליטים ארומטיים. הם נספגים בקלות לתוך מערכת הדם ולאחר מכן נוסעים לרקמות היעד, שם הם מפעילים את השפעותיהם המגנות ו/או המרפאות. הסקירה המקיפה האחרונה שנערכה על ידי Del Rio et al. (2013) סיפקה נתונים על הזמינות הביולוגית, חילוף החומרים והפרמקוקינטיקה של מספר פוליפנולים תזונתיים בעלי תכונות בריאותיות מדווחות רבות, כגון קוורצטין, כורכומין ורזברטרול. לרוע המזל, לא הצלחנו למצוא פרסומים על הזמינות הביולוגית והפרמקוקינטיקה שלverbascosideבבני אדם. מספר מחקרים בבעלי חיים על הנושא אישרו שהוא נספג במהירות (ריכוז הפלזמה הגבוה ביותר שלו הושג לאחר כ-15 דקות) וסולק מחולדות (Li et al., 2014). יתר על כן, הזמינות הביולוגית שלו דרך הפה הייתה נמוכה עד 0.12 אחוז (Wu et al., 2006).Verbascosideהתפזר באופן שווה בכל תאי המוח שנחקרו בריכוזי nM. הערכה אנליטית יסודית של רמות הפלזמה שלverbascosideוהמטבוליטים שלו בוצעו לאחר האכלת חולדות בתמציות Lippia citriodora (לימון ורבנה) (Quirantes-Piné et al., 2013a). תרכובות הפלזמה העיקריות כללוverbascosideוהםverbascoside(כ-80 ו-60 ננוגרם/מ"ל, בהתאמה), בעוד שהמטבוליטים הקטנים היו הידרוקסיטירוסול, חומצה קפאית, חומצה פרולית והגלוקרוניד שלה וחומצות הופרוטוקטכואיות.

מכיוון שהמאפיינים הפיזיקליים-כימיים של פוליפנולים, כגון הגדלים המולקולריים שלהם, דרגות הפילמור והמסיסות הם גורמי מפתח לספיגתם במערכת העיכול ולמטבוליזם נוסף והופעה במערכת הדם (Martin and Appel, 2010), ניתן להניח כיverbascosideייספג בקלות בדומה לקטכינים, פלבנונים וגליקוזידים של קוורצטין. לפיכך, מחקרים אנושיים עלverbascosideזמינות ביולוגית, חילוף חומרים ופרמקוקינטיקה עשויים לשפוך אור על המנגנונים העומדים בבסיס ההשפעות הבריאותיות המערכתיות שלו.

הזמינות הביולוגית והביוטרנספורמציה של פוליפנולים צמחיים בעור במריחה מקומית שונים לחלוטין מהתהליכים המתרחשים בבליעה. תכונות המחסום הפיזיות היעילות ביותר של העור הופכות את המשימה של משלוח מולקולות זרות לעור עצמו ולרקמות פנימיות למורכבות ביותר. למעשה, כל החומרים האקסוגניים בעלי ליפופיליות נמוכה, כגוןverbascoside, בעלי יכולות מוגבלות לחדירת עור (Korkina et al., 2009). חדירת עור ולידה טרנסדרמלית שלverbascosideניתן להגדיל באופן משמעותי על ידי הכללתו בליפוזומים או בליפוגלים (Sinico et al., 2008). המחסום הכימי העורי מורכב ממספר רב של אנזימים מטבוליים של שלב I ושלב II וממולקולות לא אנזימטיות המסוגלות להגיב עם חומרים זרים בעלי משקל מולקולרי נמוך ולהקל עליהם את חילוף החומרים. Verbascoside היה מסוגל לפעול כקולטן הפחמימנים האריל המחובר עם תת-המשפחות של ציטוכרום P450 CYP במורד הזרם; לדוגמה, CYP1A1 ו-CYP1B1 בנוסף לגלוטתיון פרוקסידאז (שלב I)- וגלוטתיון-S-טרנספראז (שלב II) האנזימים המטבולים בקרטינוציטים אנושיים (Pastore et al., 2012a, 2013; Potapovich et al., 2011).

Verbascosideב Cistanche יש את ההשפעה שלאַנְטִי-דלקתי ומשפר חסינות

עדויות להשפעות אנטי-דלקתיות סיסטמיות ונוגדי חמצון עקיפים של verbascoside ומטבוליטים שלו בניסויים בבעלי חיים ובמחקרים קליניים בבני אדם

למרות שverbascosideהוכח כבעל פעילות צנועה למדי של ניקוי מיני חמצן תגובתי ישיר בהשוואה למספר פוליפנולים צמחיים אחרים במערכות מודל (Pastore et al., 2012a), המטבוליטים שלו הוכחו כמגבירים באופן משמעותי את הפעילות של אנזימים נוגדי חמצון עיקריים (קטלאז, גלוטתיון פרוקסידאז גלוטתיון רדוקטאז) תוך דיכוי מיאלופרוקסידאז פרו-אוקסידנט וקשור לדלקת בלימפוציטים, אריתרוציטים ונויטרופילים במחזור של חולדות בעקבות בליעת תמצית ורבנה לימון (Quirantes-Piné et al., 2013a). המחברים הציעו זאתverbascosideמשפיע על אנזימי החיזור ברמת התעתיק. בנוסף, מספר פרסומים סיפקו ראיות ברורות לכך ש-verbascoside יכול לגרום לתעתוק גנים של אנזימים נוגדי חמצון באמצעות מנגנון תלוי Nrf2- (Kostyuk et al., 2011, 2013; Pastore et al., 2012a,b).

במודל הניסיוני של דלקת מעיים המושרה על ידי דקסטרן סולפט, הדומה למחלת מעי דלקתית מתווכת חיסונית בבני אדם, מתן מערכתי שלverbascosideשבודד מ-Plantago lanceolata L. שיפר באופן משמעותי את הדפוסים ההיסטולוגיים והתסמינים הקליניים של קוליטיס, הורדת הפרשת IFN- פרו-דלקתית ועיכבה את ההתפרצות החמצונית הקשורה ל-NADPH (אפקט נוגד חמצון עקיף) במקרופאגים של המעיים (Hausmann et al. al., 2007; Lenoir et al., 2011). לימודים נוספים עםverbascosideמתרביות תאים צמחיים של Syringa vulgaris L. אישרו את ההשפעות המגנות והמרפאות שלו באמצעות הפעלת NFκB מופחתת. כתוצאה מכך, אירועים תאיים תלויי NFκB, כגון הפעלת metalloproteinase (MMP2 ו-MMP9), סינתאז תחמוצת חנקן מושרה ו-poly(ADP ribose) ויסות עלייה וביטוי גורם הידבקות הוחלשו (Mazzon et al., 2009). נראה שקולטן המופעל על ידי פרוקסיזום פרוליפרטור (PPAR-) תורם באופן משמעותי ל-אַנְטִי-דַלַקתִיהשפעות שלverbascosideבקוליטיס ניסיוני המושרה על ידי חומצה דיניטרובנזן סולפונית מכיוון שבעכברים עם PPAR- בוטל גנטית, לא נצפו השפעות כאלה (Esposito et al., 2010a). גליקוזידים Phenylethanoid מ-Castilleja tenuiflflora Benth (הוא verbascoside ו-verbascoside) סיפקו הגנה קיבה משמעותית במודל in vivo של כיבי קיבה חריפים ובמודל של בצקת באוזן עכבר. האַנְטִי-דַלַקתִיההשפעות היו דומות לאלו של דקסמתזון (Sanchez et al., 2013). התערבות תזונתית עם verbascoside הוכחה כמונעת נזק למעיים וניטרוזילציה של חלבון בחזירים (Di Giancamillo et al., 2013). מתן דרך הפה שלו מתרביות תאים צמחיים גם דיכא דלקת חניכיים הנגרמת על ידי קשירה, אשר הוערכה על ידי עיכוב של מספר סמנים דלקתיים, כגון מיאלופרוקסידאז, ביטוי NFκB ו-iNOS, ניטרציה ומוצרים סופיים של חמצון שומנים (Paola et al., 2011).

הבידוד הביולוגי של גליקוזידים לריפוי פצעים מחסידי Verbascum mucrotanum Lamm הביא למסקנה כי מיושם דרך הפהverbascosideבעל השילוב הגבוה ביותר (ריפוי פצעים,אַנְטִי-דַלַקתִיופעילות אנטי-נוציספטיבית) בהשוואה לגליקוזידים אחרים שבודדו מהצמח. בנוסף, verbascoside לא הפגין רעילות חריפה או נזק לקיבה (Akdemir et al., 2011). הפצע החזק ריפוי ואַנְטִי-דַלַקתִיהשפעות של שימוש מקומיverbascosideתוארו בעבר במודלים של בעלי חיים של כריתות ופצעי צלקת (Korkina et al., 2007).

ישנם מספר מחקרים התערבותיים בבני אדם הכוללים תמציות ורבנה תזונתיות ותמציות לימוניות המכילות כמויות גדולות של פנילפרופנואידים, שחלק עיקרי מהם הואverbascoside. לפיכך, על פי ניתוחים אנליטיים שבוצעו על ידי Bilia et al. (2008), הריכוזים הכוללים של פנילפרופנואידים בתמיסות מימיות של עלי צמחים היו 20-150 מ"ג/ג' משקל יבש, 97 אחוז מהם היוverbascoside, שהיה בעל תכונות נוגדות חמצון יוצאות דופן בניסויים במבחנה. מחקר אנליטי נוסף אישר את נוכחותו שלverbascosideוהוא verbascoside כמרכיב פנולי עיקרי של ורבנה לימון (Quirantes-Piné et al., 2009). בוצע מחקר אקראי, כפול סמיות, מבוקר פלצבו של היעילות של תמצית ורבנה לימון בשילוב עם חומצות שומן אומגה -3 בניהול מפרקים (Caturla et al., 2011). התמצית הפחיתה את תסמיני הכאב והנוקשות ושיפרה את התפקוד הגופני באופן משמעותי בנבדקים עם אי נוחות במפרקים. כתוצאה משנית, תמצית ורבנה הלימון הראתה תכונות נוגדות חמצון חזקות. התמצית הגנה באופן משמעותי על רכיבי הדם מפני מתח חמצוני הקשור לפעילות גופנית על ידי אפנון פעילות GSH-reductase, אשר נצפתה בעבר במחקר אנושי כפול סמיות (Carrera Quintanar et al., 2012). הוכח שתוספת נוגדת חמצון עם תמצית לימון ורבנה מגינה על נויטרופילים מפני נזק חמצוני שנגרם כתוצאה מפעילות גופנית כרונית, ירידה בפעילות המיילופרוקסידאז ונזק שרירי מבלי להשפיע על ההסתגלות החיסונית או נוגדת החמצון לפעילות גופנית (Funes et al., 2011). יתרה מכך, אverbascosideתמצית המכילה הוכחה כמשפרת אנזימים תלויי גלוטתיון וסופראוקסיד דיסמוטאז בתאי דם במחזור של שחייניות, תוך הפחתת רמות הפלזמה של הורמוני המין (Mestre-Alfaro et al., 2011). נתונים אלה שהתקבלו מהמחקרים הראשונים בבני אדם, שהיו בעיקר מחקרי פיילוט, סיפקו כמה ראיות ראשוניות על ההשפעות הסיסטמיות החיוביות שלverbascoside. עם זאת, המנגנונים העומדים בבסיס ההשפעות הללו נותרו להבהיר ויש צורך במחקר קליני נוסף.

verbascoside/acteoside מ-cistanche משפר חסינות

Verbascoside בהגנה מפני קרינת UV

עבור העור האנושי, קרינת UV מייצגת גירוי סביבתי דרמטי העומד בבסיס ביטויים פתולוגיים רבים המובילים בסופו של דבר להזדקנות מוקדמת ולסרטן (Korkina ו-Pastore, 2009; Korkina et al., 2009; Kostyuk et al., 2013; Pastore et al., 2012ב). השפעות מזיקות אלו קשורות בקפדנות לנזק בלתי הפיך למקרומולקולות התא, כולל DNA וחלבונים, כתוצאה מייצור יתר מתמשך של מיני חמצן תגובתיים (ROS) ודלדול של נוגדי חמצון אנדוגניים. מקובל כיום כי קרינת UV גורמת לדלקת כרונית בעור, אשר מצידה מחמירה חוסר איזון מקומי מתמשך של רדיקלים חופשיים/נוגדי חמצון. UV מקיים אינטראקציה עם תאים עוריים מורכבים במיוחד ברמות שונות. ראשית, הוא גורם לתגובות פוטוכימיות בשמנים החיצוניים של פני העור השטחיים (SSL). לאחר מכן, הוא משנה באופן פוטוכימי רכיבים של קרטינוציטים לא-קיימא ושל שומנים בין-תאיים של שכבת הקרנית, ולבסוף, ישירות או באמצעות מתווכים פוטוכימיים, הוא מגיע לשכבות הקיימות של האפידרמיס ולתאי העור הבסיסיים. כתוצאה מכך, זיהוי חומרים טבעיים להגנת פוטוגרפיה יעילה ודיכוי תגובות דלקתיות בעור מהווה כיום דאגה מרכזית בדרמטולוגיה חקירה. תיאורטית, מטבוליטים משניים שמקורם בצמחים להגנת פוטוגרפיה של העור צריכים להיות יציבים בצילום ולא לעודד תגובות פוטוכימיות במרכיבי העור. הם יכולים לשנות אינטראקציות עור-UV בנקודות חיוניות שונות כדלקמן: (א) ספיגת UVA בתוספת UVB (פעולת מסך); (ב) הפרעה של תגובות מונעות רדיקלים חופשיים המושרים על ידי UV במרכיבי העור (השחתה ופעילות ישירה של שבירת שרשרת נוגדי חמצון); (ג) הגנה על נוגדי חמצון אנדוגניים SSL, כגון -טוקופרול, קואנזים Q10 וסקולן (פעילויות הצלה נוגדות חמצון); (ד) השראת מערכות נוגדות חמצון אנדוגניות בקרטינוציטים (פעילות נוגדת חמצון עקיפה); (ה) החלשת התגובה הדלקתית בקרטינוציטים (אַנְטִי-דַלַקתִיפעילויות); ו-(ו) מווסת תגובות לחץ מטבוליות מוגזמות ושגשוגיות (פעולה אנטי-סטרס). פאנל השיטות המאפשר השוואה בין כל הפעילויות האמורות לעיל של מספר פוליפנולים צמחיים (רזברטרול, פולידטין, קוורצטין, רוטין וverbascoside) יושמה על ידי Kostyuk et al. (2013). על בסיס הנתונים שהושגו, החוקרים הסיקו זאתverbascosideהיה המועמד הטוב ביותר להגנת פוטוגרפיה מקומית, וכתוצאה מכך למניעת כימותרפיה של סרטני עור שאינם נגרמות על ידי UV. התכונות המולקולריות של הגנת הפוטו יעילה על ידיverbascosideמוצגים באיור 3.

באופן כללי, ניתן לחלק תהליכים המושרים על ידי UV בתא לשני שלבים לפחות. הראשון מורכב מאירועים פוטו-פיזיים ופוטוכימיים המתרחשים במהלך ומיד לאחר החשיפה ל-UV. אירועים אלו מעוררים מספר שינויים מולקולריים, ביוכימיים ותאיים האופייניים לשלב השני. לדוגמה, במהלך השלב השני, מסלולי העברת אותות רבים מעוררים בקרטינוציטים שמובילים להפעלה של קולטנים רגישים ל-UV (EGFR) וקולטנים גרעיניים (AhR) (Pastore et al., 2012a, b; Potapovich et al., 2011). לפיכך, התחלת איתות תוך תאית לאחר מכן גורמת לאפנון של גנים בסיסיים ולסינתזה דה נובו של ציטוקינים דלקתיים, כימוקינים ומולקולות הידבקות, ובכך יוצרים דפוס פרו-דלקתי האופייני לתגובות UV. מאפיין אופייני נוסף הוא גירוי של תהליכים מטבוליים מסוימים המתווכים על ידי AhR (Pastore et al., 2012a,b) וייצור NO תוך תאי מוגזם על ידי NOS מושרה (Korkina and Pastore, 2009). נתונים עדכניים מצביעים על כך בתוקףverbascosideיעיל במיוחד בעיכוב השלב המרוחק השני של תגובות דלקתיות ומטבוליות לקרינת UV שמש בקרטינוציטים אנושיים (Potapovich et al., 2013). השפעות ההגנה המושהות של הידרופיליותverbascosideהוסברו במונחים של חדירות נמוכה שלו דרך דו-שכבת השומנים של ממברנות תאי העור.

אכן, מחקר פיזיקוכימי של האינטראקציות שלverbascosideעם ממברנות מודל פוספוליפיד (Funes et al., 2009) חשפו את הלוקליזציה של מולקולות הפנילפרופנואידים בשכבה העליונה של ממברנת הפוספטידילגליצרול בממשק הפוספוליפיד/מים. דוגמה נוספת לתגובה מרוחקת בשלב שני ל-UV בעור היא מלנוגנזה מוגברת.Verbascosideהוכח כמעכבת ביעילות את ייצור המלנין, המושרה על ידי הורמון מגרה UV ו-מלנוציטים בתאי מלנומה במבחנה על ידי וויסות מטה של ​​טירוזינאז, שהוא אנזים מפתח המעורב בסינתזת המלנין (Muñoz et al., 2013) Son et al., 2011). בנוסף, חלבונים המחוברים ל-tyrosinase גם מעכבים את ייצורו תוך הפעלת זרחון ERK (Son et al., 2011) והשבתת adenylate cyclase דרך מסלול ההורמון-מלנוציטים-מעורר (Song ו-Sim, 2009).

פוליפנולים שמקורם בצמחים, כגוןverbascoside, בדרך כלל סופגים אור UV בטווח אורכי גל של 300-400 ננומטר, ומכאן, הם משמשים באופן נרחב כמולקות סקר UVA-UVB יעילות. כדי להבחין בין ספיגת UV משאר התכונות הפוטו-פרוטקטיביות האפשריות שלverbascoside, נעשה שימוש במודל של הקרנת UVC של קרטינוציטים אנושיים (Kostyuk et al., 2008; Pastore et al., 2009). שוב,verbascosideהגנו ביעילות על תאים מנמק המושרה על ידי UVC, מה שמצביע בבירור על ניקוי רדיקלים חופשיים בתהליך הגנת הצילום.

לצערי,verbascosideוגליקוזידים פנילתנואידים דומים הם בדרך כלל מולקולות מסיסות במים; לכן חדירתם דרך שכבות אפידרמיס הידרופוביות מאוד מוגבלת. בדגם ex vivo של עור חזיר שזה עתה נכרת,verbascosideריכוזים בשכבות עור עמוקות יותר הגיעו לכ-2 ננומטר ב-24 שעות לאחר היישום (Ouitas and Heard, 2009). ככל הנראה, בשל חדירתו האיטית לשכבות תאים קיימא של עור החזיר, ההשפעות המעכבות שלו על COX-2 היו פחות ברורות בהשוואה להרפגוסיד ו-8-קומארוילהרפגיד (Abdelouahab and Heard, 2008). כדי להגביר את היציבות שלverbascosideבתכשירים מקומיים והזמינות הביולוגית שלו דרך מחסומים עוריים, הוא הושג מתרביות תאי מריסטם Buddleia davidii והוצא ל-Acyl-verbascoside, בעל פרופיל הידרופילי נמוך יותר (Vertuani et al., 2011). הצורה הנגזרת שלו הפגינה יכולות נוגדות חמצון גבוהות עוד יותר והפכה יציבה יותר בתערובות שמן/מים בהשוואה למולקולת האב.

verbascoside/acteoside מ-cistanche משפר את הזיכרון

השפעות ציטו-הגנה של verbascoside כבסיס לשימוש בו לטיפול במחלות ניווניות וכאבים.

המחקרים המכניסטיים האחרונים שחקרו את התכונות הציטופרוטקטיביות שלverbascosideוכמה פנילתנואידים אחרים הראו כי חומרים אלה מגנים על תאים אנושיים לא רק בשל פעילותם הישירה של נוגדי חמצון ורידיקלים חופשיים, אלא בעיקר בשל וויסות-על של מערכות ניקוי רעלים אנדוגניות (Sgarbossa et al., 2012). הverbascoside, Campneoside, Forsythoside B, ו- Echinacoside Activated Nrf2, שהוא הגורם הגרעיני המווסת את האנזימים המגנים ונוגדי החמצון, בעוד שהם מעכבים את BACH1, שהוא מדכא של אלמנט התגובה נוגד החמצון, בנוסף להשראת אנזימים ציטופרוקטיבים שלב II, הבולט ביותר מבין שהיה heme oxygenase 1 (HO-1). הנוכחות המתמשכת של מי חמצן המיוצר במערכת גלוקוז-גלוקוז אוקסידאז גורמת לעיכוב גדילה בתיווך מיטוכונדריאלי ובלתי תלוי בקספאז וציטוטוקסיות כלפי פיברובלסטים חניכיים אנושיים. שני סוכנים, קטלאז וverbascoside, הוכחו כמפגינים יכולות cytoprotective, מדכאות את המסלולים המולקולריים, מה שמוביל למוות של תאים נמקיים (Yu et al., 2012).

ההשפעות הנוירו-פרוטקטיביות שלverbascosideנחקרו במגוון מודלים ניסיוניים. מכיוון שהניוון העצבי הוא תהליך פתולוגי מורכב, מנגנונים רבים עומדים בבסיס התקדמותו. במחקר מוקדם אחד (Sheng et al., 2002), ההשפעות המגנות שלverbascosideנבדקו על יון 1-מתיל-4-פנילפירידיניום (MPP plus ) המושרה באפופטוזיס ולחץ חמצוני, באמצעות תאי עצב של פיאוכרומוציטומה (PC12). ההשפעות הנוירו-פרוטקטיביות נקבעו באמצעות בדיקת 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) ועקבו אחר ציטומטריה לאפופטוזיס ב בנוסף למדידת רמות פעילות קספס{10}} ורמות מי חמצן חוץ תאי. הממצאים חשפו כי verbascoside הפחית באופן משמעותי את המוות האפופטוטי בתאי PC12, בעוד שהוא העלה את רמות מי חמצן חוץ-תאי. כתוצאה מכך, התברר כי הוא מועיל למחלות נוירודגנרטיביות הנגרמות על ידי מתח חמצוני. במחקר דומה של אותה קבוצה (Deng et al., 2008),verbascosideנחקרה בתאי עצב SH-SY5Y כדי לחקור את ההשפעות המגנות שלו על פציעה הנגרמת על ידי MPP פלוס באמצעות מספר מבחני, כולל מבחן MTT, קביעת מיני חמצן תגובתיים (ROS), מדידות של רמות פעילות caspase-3 ו- רמות ביטוי של Bcl-2 ופוטנציאל הממברנה המיטוכונדריה בנוסף להערכה הציטומטרית האחרת של אפופטוזיס. הטיפול בתאי העצב הפגועים עם verbascoside בריכוזים 0.1, 1.0 ו-10 mg/L גרם לשיפורים משמעותיים בכל המבחנים שבוצעו. Verbascoside הצליח להקטין את טווח האפופטוזיס מ-38.9 אחוזים ל-29.5 אחוזים ולנטרל את הקספאז-3, תוך שהוא הוביל לרמות ביטוי גבוהות יותר של הגן Bcl-2, לצבירה מופחתת של ROS וה-MPP פלוס - כשל המושרה בפוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית בתאי SH-SY5Y. כתוצאה מכך, תרכובת זו הוצעה על ידי המחברים להיות שימושית לטיפול במחלת פרקינסון (PD). פו וחב'. (2003) גם הראה ש-verbascoside היה מסוגל לעכב נוירוטוקסיות הנגרמת על ידי MPP בנוירונים של גרגירי המוח המוחיים על ידי עיכוב מסלולים הקשורים לאפופטוזיס, כגון נטרול קספאז-3 והביטוי של מקטע פולימראז פרוטאוליטי (ADP-ribose) (PARP). . וואנג וחב'. (2009) הדגים את פעילויות ההגנה של verbascoside על פגיעה בתא SH-SY5Y הנגרמת על ידי A (25-35) על ידי הפחתת פוטנציאל הממברנה, אפנון האותות האפופטוטי באמצעות Bcl-2, שחרור ציטוכרום c וחשוף קספאז{ {31}}. בנוסף, הוא נבדק במודל של דלקת מערכת העצבים המרכזית המושרה על ידי אנדוטוקסין/ציטוקין חיידקי LPS/IFN- -, והשפעותיו הנוירו-פרוטקטיביות הוכחו באמצעות אפנון של גורמי שעתוק אלה, תוך עיכוב ביטוי סינתזה של תחמוצת חנקן עצבית בנוסף מניעת ההפעלה של COX-2, שהוא אנזים פרו-דלקתי, בתאי גליומה (Esposito et al., 2010b).

למעשה, מספר מחקרים חשפו את היעילות שלverbascosideבמודלים ניסיוניים הקשורים למחלת אלצהיימר (AD). הוא הוערך עבור תכונותיו האנטי-עמילואידגניות האפשריות הרלוונטיות ל-AD, כגון השפעתו על אגרגציה של 42-mer amyloid- חלבון (A 42), ונמצא כי הוא מעכב אגרגציה A 42 במינון באופן תלוי, מה שמציע שחלק הקטכול של התרכובת עשוי להיות אחראי לעיכוב זה (Kurisu et al., 2013).

נראה שעיכוב הצבירה על ידי מולקולות קטנות מייצג אסטרטגיה מבטיחה למניעה וטיפול של AD.Verbascosideונגזרות הגלוקוזיל שלו היו מעכבים חזקים ביותר של צבירה של חלבוני עמילואיד בריכוזים של b10 מיקרומטר. אגרגטים עמילואידים מעוררים מפל של נזק חמצוני בלתי הפיך לנוירונים, וverbascosideהגנו ביעילות על תאים עצביים מפני פגיעה הנגרמת על ידי עמילואיד. הקשר בין מבנה לפעילות הצביע על כך שחלקי הקטכול של פנילתנואידים חיוניים להשפעותיהם האנטי-עמילואידיות. תאים עצביים PC12 שהיו נתונים לציטוטוקסיות הנגרמת על ידי A טופלו באמצעותverbascosideבתנאים חוץ גופיים באמצעות HO-1, שהוא אנזים חשוב המעורב בהגנה על עצבים, הראה פעילויות נוירו-הגנה באמצעות הפעלה של HO-1 והטרנסלוקציה הגרעינית של גורם השעתוק Nrf2 (Wang et al. ., 2012).

בעבודה אחרת, ההשפעות המעכבות שלverbascosideהוערכו כנגד prolyl oligopeptidase (POP), שהוא אנדופרוטאזה ציטוסולית מסוג סרין המעורבת בפתוגנזה של AD. נמצא שהוא מעכב ביעילות POP באופן תלוי ריכוז עם ערך IC50 של 1.3 ± 0.2 מיקרומטר, הדומה לזה של הביקורת החיובית (בייקלין, IC50 של 12 ± 3 מיקרומטר; Filho et al. ., 2012). בנוסף, Kahraman et al. (2010) תיאר את הפעילויות המעכבות המתונות שלverbascosideשבודד מ-Verbascum mucronatum כנגד משפחת האנזים cholinesterase, הכוללת את האנזימים המרכזיים הממלאים תפקידים מכריעים בפתוגנזה של AD. בעבודה דומה של הקבוצה שלנו, בדקנוverbascosideותרכובות קשורות אחרות (forsythoside B ו-leucosceptoside B) ותתי-פרקציות שהתקבלו מ-V. xanthophoeniceum והדגימו באופן עקבי רמות מתונות של עיכוב (מתחת ל-50 אחוזים) בריכוזים של 200 ug/mL לכיוון אצטילכולין אסטראז (47.94 ± 1.113). אחוז ) ובוטירילכולין אסטראז (39.19 ± 0.25 אחוזים; Georgiev et al., 2011a). ההשפעות משפרות הזיכרון של verbascoside הוכחו גם בעכברים המשתמשים במודל של חוסר זיכרון המושרה על ידי סקפולאמין על ידי הימנעות פסיבית ומבחני מבוך מים של Morris, מה שמצביע על שיפור התפקוד של המערכת הכולינרגית המרכזית (Lee et al., 2006b; Lin et al. אל., 2012).

נזק חמצוני הנגרם על ידי ROS נחשב לאחד הגורמים המעוררים ניוון עצבי והזדקנות ומעורב בפתולוגיות של מחלות ניווניות רבות (Santos et al., 2013; Schapira, 2006).Verbascosideהתגלה כמפעיל פעילויות נוגדות חמצון חזקות במודלים ניסיוניים רבים (Korkina, 2007) כפי שמוצג בטבלה 1. יתרה מכך, יכולת נוגדי החמצון הפלזמה שלו לאחר בליעה דרך הפה ויכולתו לשפר את ההגנה נוגדת החמצון האנדוגנית באמצעות ייצור מלונדאלדהיד (MDA), ה-FRAP רמות פעילות ערך ו-SOD במספר מודלים של בעלי חיים דווחו במלואם ולא נצפתה רעילות חריפה או דרך הפה של עד 2000 מ"ג/ק"ג בחולדות (Funes et al., 2009; Quirantes-Piné et al., 2013a). מחקרים אלה מדגישים את הקשרים של כמה פעילויות מבנה-נוגד חמצון ומציעים כי ארבעת ההידרוקסילים במיקום האורתו בשתי הטבעות הארומטיות שלverbascosideלתרום לפעילות נוגדת החמצון המדהימה שלו (ז'ו וסדיק, 2008). יתר על כן, נגזרת האיזו שלו (הואverbascoside) יש 2-פעולה חזקה יותר של פעילות קלאטית בהשוואה לזו שלverbascoside, וקבוצות הידרוקסיל פנוליות ממלאות תפקידים קריטיים בפעילות מעכבת החמצן של שומנים ובפעילות קליטת מתכות (Li et al., 1997).

הפעילות משכך כאבים של isverbascosideדווח בשני מודלים in vivo של כאב נוירופטי (Isacchi et al., 2011), שבהם הפנילטנואיד יושם דרך הפה (300-600 מ"ג/ק"ג) ותוך צפקית (100 מ"ג/ק"ג). יש לציין כי שני סוגי המתן חזרו ביעילות להיפראלגזיה הנגרמת מכנית וכימית. ההשפעות האנטי-ציספטיביות של הואverbascoside(מיושם באופן אוטומטי ונקודתי) אושרו (Backhouse et al., 2008) בשלושה מודלים שונים של כאב המושרה כימית ומכנית והשוו לזה של איבופרופן. למעשה, המחברים מצאו שלוורבסקוסיד ואיבופרופן יש פעילויות אנטי-נוסיספטיביות שוות.

Verbascoside ותאי סרטן: גישות כימותרפיות לעומת כימותרפיות

מכיוון ששכיחות הגידולים גדלה בהתמדה, קיים צורך דחוף באמצעי מניעה בנוסף לגישות טיפוליות משופרות. לדוגמה, בשני העשורים האחרונים, פוליפנולים טבעיים שמקורם בצמחים (פנילתנואידים, רסברטרול, סיליבין, פוליפנולים תה ירוק, פלבנואידים, אנתוציאנינים וכו') משכו עניין מיוחד כחומרים פעילים המתעוררים בהרכבים דרמטולוגיים/קוסמטיים למניעה, האטה, או היפוך של גידול גידולים בעור (כימו-מניעת). כאשר הם מוחלים באופן כרוני על העור, הם לא צריכים לפגוע בתאי עור רגילים או להשפיע לרעה על תפקודם, אלא לדכא טרנספורמציה של תאים גידוליים, לעכב את התפשטות תאי הגידול ולהפעיל אפופטוזיס של תאי גידול. כמו כן, מדווחים שהם עושים סינרגיה עם טיפולים אנטי-סרטניים קונבנציונליים. ישנם מספר יעדים מולקולריים ותאיים חדשים, כולל תאי גזע גידולים, הזדקנות תאית, אנזימים אפיגנטיים המעורבים בקרצינוגנזה, גורמי גדילה אפידרמיס, קולטני פחמימנים אריל ואנזימי תת-משפחת CYP1 מטבוליים, אשר דווחו כמושפעים לטובה על ידי פוליפנולים צמחיים. , אשר נסקרה לאחרונה (Korkina et al., 2013). בנוסף, ההנחה היא שverbascosideיכול להפעיל תכונות אנטי-סרטניות, ציטוטוקסיות ואנטי-גרורות בשל הפונקציות האסטרוגניות והאנטי-אסטרוגניות שלה (Korkina, 2007; Papoutsi et al., 2006).

תאי סרטן מאופיינים בדרך כלל על ידי שלוש ההפרעות העיקריות הבאות: חסימת התמיינות (נוכחות של תאים לא מובחנים), עיכוב של אפופטוזיס וריבוי מואץ. הפרסומים האחרונים הראו זאת בבירורverbascosideעשוי להיחשב כחומר כימו-מונע/כימותרפי חזק לסרטן המסוגל לעכב את התפשטות תאי הגידול ולעורר התמיינות ואפופטוזיס שלהם. דווח כי Verbascoside מפגין פעילויות אנטי-שגשוגיות כלפי כמה תאי גידול במבחנה (Wartenberg et al., 2003), כדי לגרום להתמיינות של תאי קרצינומה בקיבה ואפופטוזיס בבני אדם על ידי אפנון תלוי מחזור טלומראז. (Zhang et al., 2002), ולתקן נזקי DNA שנגרמים מלחץ חמצוני (Li et al., 2000). במחקר המתואר היטב של Lee et al. (2007), נחשפו המנגנונים העומדים בבסיס ההשפעות האנטי-פרוליפרטיביות של verbascoside על תאי לוקמיה פרומיאלוציטית אנושית HL-60. הריכוז של 30 מיקרומטר גרם לעיכוב של 50 אחוז של שגשוג HL-60, גרם לעצור מחזור התא במעבר G0 ל-G1 על ידי חסימת cyclins D2, D3 ו-E בנוסף לקינאזות החלבון התלויות בציקלין CDK2 ו-CDK6, וחשוב יותר, גרמה להתמיינות תאי גידול שהייתה קשורה לפעילויות ביוכימיות ספציפיות ולרמות הביטוי של האנטיגן משטח התא CD14. ממצאים אלו ואחרים דומים (Wartenberg et al., 2003; Zhang et al., 2002) מספקים ראיות משכנעות לכךverbascoside, כמו חומצה כל-טרנס-רטינואית וויטמין D3, הוא מעורר חזק של התמיינות סופנית של תאי לוקמיה לעבר שושלת מונוציטים/מקרופאגים. לפיכך, הוצעה verbascoside להיות התרופה הנבדקת לטיפול בחולים עם מיאלו וסוגים אחרים של לוקמיה.

חשיפה מוגזמת לקרינת UVA ו-UVB סולארית נחשבת באופן נרחב כגורם לסרטני עור, כגון קרצינומה של תאי קשקש ובזליומה. נראה כי נזק UVB ישיר ל-DNA של תאי העור ודלקת עור כרונית הנגרמת על-ידי UV, מואצת התפשטות קרטינוציטים, אפופטוזיס מעוכבת ודיכוי חיסוני עומדים בבסיס תהליך הקרצינוגנזה המושרה על-ידי UV. בנוסף, UVB משרה תת-משפחות של ציטוכרום P450 (CYP1A1 ו-CYP1B1) המעורבות בהפעלה המטבולית של חומרים פרו-סרטנים אורגניים ובהמרתם הסופית לחומרים מסרטנים. המאמצים הנוכחיים למניעת כימותרפיה של סרטני עור שאינם מלנומה כוללים את החיפוש אחר חומרים טבעיים שאינם רעילים המתאימים ליישום מקומי כרוני ומסוגלים לעכב את ההשפעות המסרטנות של קרינת UV. עד כה, למעט רטינואידים דרך הפה, שום תרכובת טבעית או סינתטית אחרת לא אושרה בבני אדם, לא דרך הפה ולא מקומית, כסוכנים מונעים כימיים נגד שתי הממאירות הנפוצות הקשורות ל-UV. בהתאם לפרסומים האחרונים,verbascosideעשוי להיות מועמד טוב למניעת כימותרפיה של סרטן העור בשל הבולט והארוך שלו לאחר UVאַנְטִי-דַלַקתִיפעילויות כלפי תאי אפידרמיס (Kostyuk et al., 2013).

אַנְטִי-השפעה דלקתית של cistancheverbascoside

הייצור הביוטכנולוגי והסינתזה (ביו) של verbascoside

חשוב לפתח שיטות בנות קיימא לייצור בעל ערךverbascosideליישומים פרמצבטיים. טכנולוגיות במבחנה של צמחים נמצאות בשימוש במשך יותר ממאה שנה. בנוסף, תרבית תאים/רקמות צמחים הפכה לאטרקטיבית יותר ויותר כחלופה חסכונית לגישות קלאסיות לייצור המוני בר-קיימא של מולקולות שמקורן בצמחים (מה שמכונה "מפעלי תאים ירוקים") בגלל יתרונותיהן הרבים. ראשית, שינוי גנטי במערכת מכילה יכול להיות מיושם בקלות ללא החסמים הרגולטוריים הקשורים לגידולי שדה. שנית, ניתן להגדיל מערכת תרבית תאים/רקמות בביוראקטורים עם קצבי ייצור ניתנים לשליטה (Lim and Bowles, 2012). יתר על כן, תרבית תאים/רקמות צמחים היא הדרך היחידה הישימה מבחינה כלכלית לייצור מטבוליטים בעלי ערך גבוה מצמחים נדירים ו/או מאוימים. ההתקדמות בתחום זה הביאה לייצור המוני של מספר מטבוליטים חשובים (בעיקר paclitaxel, shikonin וברברין) על ידי חברות שונות (Georgiev et al., 2013). ניסיונות מחקר מוקדמים תיארו את השראתה של תרבית תרחיף תאים של S. Vulgaris, אשר נמצאה צוברת כמויות גדולות שלverbascosideשל עד 16 אחוז על בסיס משקל יבש של התא (Ellis, 1983). הייצור המשופר שלverbascoside(2.3-פיפול) נצפתה כאשר תרבית תרחיף תאים של סלסה Cistanche הוזנה בשילוב של פנילאלנין, טירוזין ומיץ מלפפון (מקור זול לחומצה קפאית; Liu et al., 2007). במחקר מטבולומי שנערך לאחרונה הכולל כרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה (LC-MS), Guarnerio et al. (2012) הבחינו שחשיפה של תרבית תאי Echinacea Angustifolia לאור עיכבה את הרמנוזילציה של גלוקוזידים פנילתנואידים של קפאוייל, ובכך השפיעה לרעה על הביוסינתזה של verbascoside. ג'ורג'ייב ואח'. (2011c) דיווחה על הגדלה מוצלחת של הייצור הביולוגי שלה על ידי תרביות תרחיף תאים של טופר השטן (Harpagophytum procumbens, Pedaliaceae) בביוריאקטור חדש. המעבר מצלוחיות מזועזעות לכור העמודים מאוורר הדופק הביא ל-165.42 מ"ג verbascoside/L/day, שהיא אחת מרמות הפרודוקטיביות הגבוהות ביותר שדווחו עד כה. כל המחקרים הללו מוכיחים את ההיתכנות של ייצור ביוטכנולוגי, אם כי נדרשת העלאת קנה מידה נוספת (Georgiev et al., 2013) לצורך ניצול מסחרי בר-קיימא של מערכת תרבית צמחים חוץ גופית זו.

תרביות רקמת צמחים/איברים הם גם מקורות אטרקטיביים שלverbascoside. תרביות שורשים (נורמליות) של Castilleja tenuiflora גודלו במדיום B5 של Gamborg שהוסיפו לו אוקסינים אקסוגניים (או 10 מיקרומטר אינדול-3-חומצה אצטית או 10 מיקרומטר חומצה נפטלין-אצטית). לאחר 30 יום של גידול שקוע, verbascoside מגיע לשיא של 14.62 מ"ג/ג ביומסת שורש יבשה (Gómez-Aguirre et al., 2012). אפשרות אטרקטיבית נוספת לייצור הביולוגי שלה היא תרביות שורש שעירות המושרות באמצעות טרנספורמציה גנטית בתיווך Agrobacterium rhizogenes, שזוכה לתשומת לב גוברת בשנים האחרונות מכיוון שיש להן קצבי גדילה מהירים יחסית במדיה נטולת הורמונים, הן יציבות מבחינה גנטית וביוכימית ועשויות בעלי פרופילים מטבוליטים משניים דומים לצמחים מהם הם נוצרים (Georgiev et al., 2012). על ידי הפיכת תשתיות הגבעולים של P. tomentosa עם זני A. rhizogenes LBA 9402 ו-A4, Wysokinska ו-Rozga (1998) השיגו שיבוט שורש שעיר שהיה מסוגל לגדול בתנאים שקועים ולצבור 9.5 אחוז ורבאסקוסיד. בנוסף, פותח פרוטוקול יעיל להקמת תרביות שורש שעירות של V. xanthophoeniceum תוך שימוש בטרנספורמציה מתווכת A. rhizogenes (Georgiev et al., 2011d). עשרה ימים לאחר חיסון עם תרחיף A. rhizogenes ATCC 15834 ו-45 שניות של חשיפה לאולטרסאונד, שורשים שעירים הופיעו ב-75 אחוזים מהשתולים של עלי Verbascum. יתרה מכך, שיבוטי השורש השעירים של V. xanthophoeniceum הנמרצים ביותר הראו צמיחה יציבה בגידול שקוע וצברו כמויות ביומסה גבוהות (13-14 גרם מסת שורש יבש/ליטר). פרופיל מטבוליטים LC-MS של השורשים השעירים גילה ש-verbascoside הוא המטבוליט המשני הנפוץ ביותר, וכמויותיו היו גבוהות ביותר פי 6 מאלה ברקמות צמח האם (Georgiev et al., 2011c). ברור שלמערכות במבחנה של צמחים (הן מנותקות והן מובחנות) יש פוטנציאל ביו-סינתטי עצום ולכן עשויות לשמש מקורות אטרקטיביים לייצור ביולוגי של התרכובת ורבאסקוסיד בעלת הערך הפרמצבטי, אם כי יש צורך במחקר עתידי מפורט יותר.

בנוסף לעניין בverbascosideלמטרות רפואיות, המסלול הביוסינתטי שלו נותר להבהיר במלואו. השלבים המוקדמים ידועים, אך נותרו לגלות כמה תוצרי ביניים במורד הזרם, אנזימים מרכזיים והגנים התואמים להם. הידע הנוכחי על המסלול, המבוסס על ניסויים בהאכלה עם מבשרי תווית איזוטופים יציבים, מסוכם באיור 4. הביוסינתזה שלו מתחילה עם יצירת מבשרי פנילאלנין וטירוזין על ידי מסלול השיקימט. חלק ההידרוקסיטירוסול שלverbascosideעובר סינתזה ביולוגית מטירוזין או דרך טירמין ו/או דופמין, בעוד שחלק הקפאויל שלו מסונתז מפנילאלנין דרך מסלול קינמאט (Ellis, 1983). דופמין משולב בverbascosideבאמצעות חמצון לאלדהיד המתאים, הפחתה לאלכוהול, ולבסוף, גליקוזילציה (Saimaru and Orihara, 2010). מחקר שכלל תרביות השעיית תאים של S. Vulgaris גילה שמבשרי הדיהידרוקסי, כולל DOPA ודופמין, משולבים ב-verbascoside הרבה פחות ביעילות מאשר תרכובות המונו-הידרוקסיות המקבילות (כלומר, טיראמין, טירוזול וסלידרוזיד; Ellis, 1983). למרות שלא זוהו עד כה חומרי ביניים המובילים מחומצה קפאית, סלידרוסיד, הידרוקסיטירוזול, גלוקוז ורמנוז לוורבסקוסיד, ולפיכך, לא ידועים שלבים אנזימטיים מוגדרים, ניתן לעצב, בתיאוריה, את המסלול המוצע במעלה הזרם (איור 4). להגביר את שיעורי הייצור. ברור שדרוש מידע נוסף בנוגע לביו-סינתזה של verbascoside כדי לפתח תהליך ייצור ביוטכנולוגי בר-קיימא תוך שימוש בחומר צמחי מהונדס מטבולית. השגת מידע זה בהחלט תדרוש זיהוי חזק של כל תוצרי הביניים, ולאחר מכן אפיון יסודי של האנזימים והגנים המעורבים בשלבים המחויבים, כפי שאנו כוויסות שלהם ברמה התאית.

הסינתזה המלאכותית המלאה שלverbascosideהושג על ידי Duynstee et al. (1999). במחקר זה, קבוצה מאוניברסיטת ליידן (הולנד) דיווחה על 15-הסינתזה השלבית של verbascoside, שהביאה לתשואה כוללת של 7.1 אחוזים. יתר על כן, הנתונים הפיזיים והספקטרוסקופיים של מסונתזיםverbascosideנמצאו זהים לאלה שדווחו על verbascoside המופיע באופן טבעי.

עיבוד במורד הזרם של verbascoside

פיתוח טכנולוגיות חסכוניות לייצור המוני שלverbascosideדורש תשומת לב משמעותית לעיבוד במורד הזרם שלverbascoside-המכיל (ביו) מסה. פותחו שיטות יעילות ונוחות להפרדה וטיהור שלה מתמציות צמחים (Han et al., 2012; Yue et al., 2013) הכוללות שימוש בכרומטוגרפיה נגד זרם נגדי במהירות גבוהה (HSCCC). טכניקה זו בדרך כלל מבטלת ספיחה בלתי הפיכה, שהיא בעיה נפוצה המתרחשת בכרומטוגרפיה של עמודות. על ידי יישום HSCCC בשילוב עם הפרדת עמודת שרף מאקרו-פורוס, Yue et al. (2013) הצליח לבודד ולטהר חמישה גליקוזידים פנילתנואידים, כולל פורסיטוסיד B,verbascoside, alyssonoside, הואverbascosideו-leucosceptoside B מ-Lmiophlomis rotate (Benth.) Kudo. מערכת ממס דו-פאזית שהייתה מורכבת מאתיל אצטט/n-בוטנול/מים (13:3:10, v/v/v) שימשה להפרדה חד-שלבית של HSCCC (4 שעות), שהביאה לבידוד מוצלח. מהגליקוזידים הפנילאתנואידים הנ"ל בטהרות גבוהה (בין 97.3 אחוז ל-99.5 אחוז). ב- Cistanches deserticola Han et al. (2012) שילב שלב העשרה על עמודת סיליקה ג'ל עם טיהור על ידי HSCCC הכנה (מערכת: אתיל אצטט/n-בוטנול/מים, 40:6:6:50, v/v/v/v) כדי לבודד את verbascoside בין שאר התרכובות, ברמות טוהר העולות על 95 אחוז כפי שנקבע על ידי כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים. יתר על כן, גישה מתמשכת בעזרת אולטרסאונד להעשרה ישירה של שמני מאכל (זית, חמניות וסויה) עם הפנולים העיקריים בעלי זית (כלומר, verbascoside, oleuropein, apigenin-7-glucoside ו-luteolin-7- גלוקוזיד) פותחה (Japón-Luján, et al., 2008). בתנאים אופטימליים, רק 20 דקות היו נחוצות כדי להעשיר את שמני המאכל עבור המולקולות הביו-אקטיביות הנ"ל. שיטת ההעשרה מתבצעת בטמפרטורת החדר במערכת נטולת ממסים אורגניים, המבטיחה שיפור בתכונות הבריאות של שמני המאכל לצד איכויותיהם.

מסקנה ונקודות מבט

חמישים שנה לאחר גילויverbascoside, מעט מאוד ידוע על המסלול הביוסינתטי שלו. נותרו לגלות מספר אנזימים מרכזיים והגנים המקודדים להם. לפיכך, נדרשת הבנה משופרת של הביוסינתזה שלו כדי לזהות אמצעים להגברת תהליך זה על ידי הנדסה מטבולית ולאחר מכן לפיתוח של מפעלי תאים ירוקים/רקמות יעילים לייצור המוני שלו. ההתקדמות האחרונה בפלטפורמות התעתיק והמטבולומיות עשויות להקל מאוד על מאמצים כאלה.

לפי הנתונים שמדווחים כאן,verbascosideמפגין השפעות נוירו-הגנה באמצעות כולינרגיות, נוגדות חמצון ואַנְטִי-דַלַקתִימנגנונים ועשויים להיות מועמד מבטיח ליישומים נוירו-פרוטקטיביים. הפעילויות החיוביות ביותר שלו במודלים של דלקת מעיים מספקות תובנות לגבי היתכנות שלה במחלות מעי דלקתיות כרוניות. תרכובת זו מראה הבטחה גדולה למניעה וטיפול במגוון של הפרעות עור, ממחלות דלקתיות כרוניות בתיווך חיסוני ועד לגידולים עוריים שאינם מלנומה הנגרמת על ידי UV סולארית. עם זאת, יש לציין שחלק מפעילויות אלו התרחשו בריכוזים גבוהים יחסית שלverbascosideונצפו בעיקר בניסויים חוץ גופיים או בבעלי חיים. עד כה, נתונים קליניים אמינים המתארים את ההשפעות הבריאותיות של verbascoside מוגבלים ושנויים במחלוקת; לכן, יש לשקול מחקרים אלו בזהירות ולבצע ניסויים קליניים נוספים על יעילותם ובטיחותם.

למרות שפע נתוני המעבדה הקיימים המתארים אתאַנְטִי-דַלַקתִיהשפעות שלverbascosideבעקבות תצפיות חוץ גופיות בנוסף לאלו הכוללות מודלים של בעלי חיים, בעיות רבות נותרו לא פתורות ביחס ליישומים קליניים יעילים. ראשית, נחוצים מחקרים מבוססי ראיות בבני אדם עם הגדרות טיפוליות ספציפיות. מסלולי הניהול מייצגים נושא חיוני נוסף ליישום קליני. נעשה שימוש במודלים שונים כדי להדגים את השפעות ההגנה שלה לאחר יישום מקומי לעומת יישום מערכתי. כדי למנוע נזק לרקמות, מתן דרך הפה עדיף בשל הקלות של ספיגה מעיים לעומת עורית והסיכון הנמוך יותר לחמצון אוטומטי של חלק הפנול. פרספקטיבה מבטיחה להשפעות in vivo אכן נשקפת במתן לעור באמצעות אמצעי ייצוב מתאימים (Schmitt et al., 2009). עם זאת, נכון לעכשיו, למרות מחקרים במבחנה רבים המדגימים את ניקוי הרדיקלים החופשיים ואַנְטִי-דַלַקתִיהמאפיינים של פוליפנולים צמחיים, הזמינות הביולוגית הנמוכה שלהם ותרומתם ירודה ליכולות נוגדי החמצון הכוללות של הפלזמה, התכונות הישירות של סילוק רדיקלים in vivo נותרות לא ברורות. ניתן לחזות את הפעילויות נוגדות החמצון העקיפות של verbascoside עקב אינדוקציה או/והפעלה של אנזימים נוגדי חמצון אנדוגניים עיקריים והשבתה של אנזימים פרו-אוקסידנטים. נושא חשוב נוסף הוא חילוף החומרים המהיר ביותר של verbascoside בגוף האדם בשל המסלולים המטבוליים המרובים המעורבים בסילוק רעלים שמקורם בצמחים (Korkina et al., 2008). נדרשים מחקרים אינטנסיביים נוספים כדי לאשר את הפוטנציאל הקליני של verbascoside, ובכך לאפשר את קבלתו כסוכן טיפולי. זה גם מעניין לשינויים כימיים נוספים מכיוון שהמבנה שלו מציע פיגום מעניין (עם אתרים ריאקטיביים שונים) לכימיה קומבינטורית.

היתרון של Verbascosideמ- Cistanche

תודות

KIA מכירה בתמיכה הכספית של משרד המדע והחינוך (פרויקט BG 051PO001-3.3.05-001 "מדע ועסקים"). MIG מעריכה מאוד את התמיכה הכספית מתוכנית מארי קירי של הקהילה האירופית (מענק PIEF-GA-2009-252558) ומקרן המדע הלאומית של בולגריה (מענק DO-02-261/2008).

מתוך: 'Verbascoside - סקירה של התרחשותו, סינתזה (ביו) ומשמעות פרמקולוגית' מאתKalina Alipieva, et al

---Biotechnology Advances 32 (2014) 1065–1076