Angelica Sinensis poliszacharid mitokondriális membrán stabilizálása egér aplasztikus anémiában

Kapcsolatfelvétel: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Absztrakt

Az Angelica Sinensis poliszacharid (ASP) által a mitokondriális membrán stabilizálásának mechanizmusa érdekében egér aplasztikus anémiában (AA) az ICR egereket véletlenszerűen kontrollra osztottuk. AA-val és ASP-vel kezelt csoportok Az AA-csoportba tartozó egereket 60Co Y-val és intraperitoneális ciklofoszfamid- és kloramfenikol-injekciókkal kezeltük. A kontroll állatokat ólomvédő besugárzással és sóoldat injekcióval kezeltük. A kezelt AA egereket ASP-vel etettük 2 hétig. A csontvelő mitokondriális ultrastruktúráját transzmissziós elektronmikroszkóppal, a csontvelő-magvú sejtek (BMNC) transzmembrán potenciálját pedig fluoreszcens spektrofotometriával vizsgáltuk. A táptalaj Cox- és MDH-tartalmát is tanulmányozták a három csoportban. A BMNC mitokondriális száma és transzmembrán potenciálja a csontvelőben csökkent az AA csoportban a kontroll csoporthoz képest, de javult az ASP-vel kezelt csoportban a az AA csoport. A teljes mitokondriális hasítás az ASP-vel kezelt csoportban jelentősen késett (P< 0.05)="" as="" compared="" to="" the="" aa="" group.="" we="" conclude="" that="" asp="" might="" improve="" mitochondrial="" membrane="" stabilization,="" and="" suppress="" the="" downregulation="" of="" transmembrane="" potential="" and="" apoptosis="" of="" bmnc="" in="">

Kulcsszavak: aplasztikus anémia, Angelica Sinensis poliszacharid, mitokondriumok, membránpotenciál, ICR egerek

Cisztanche kivonat: fokozza a csontképződést és növeli a csontsűrűséget

Háttér

Az aplasztikus anémia (AA) olyan vérbetegség, amelyben a csontvelő és a kapcsolódó vér őssejtek károsodnak, ami vörösvértestek, fehérvérsejtek és vérlemezkék hiányát okozza. Ezeket a hiányosságokat külön-külön vérszegénységnek, leukopéniának és thrombocytopeniának, együttesen pancytopeniának nevezik. Vegyszerek, gyógyszerek, sugárzás, radioaktív anyagok, sugárzást kibocsátó eszközök, fertőzések expozíciója. immunbetegség, öröklődés (az esetek 50 százalékában) és ismeretlen etiológia is vezethet AA kialakulásához.

A mitokondriumokat a "sejt erőműveinek" tekintik, mivel adenozin-trifoszfátot (ATP) termelnek a tápanyagmolekulákból (szubsztrátumokból) szisztematikusan kivonva energiát[1]. Ezenkívül az mtDNS nagy mutációs rátával replikálódik, mivel nem tartalmaz védő hisztonokat és hatékony DNS-javító rendszert. Az mtDNS mutációi olyan hematológiai betegségekhez kapcsolódnak, mint a szerzett sideroblasztos vérszegénység, myelodysplasiás szindrómák és szerzett AA [2-4]. Korábbi vizsgálatunk 5] kimutatta, hogy a mitokondriális légzőlánc mutációk által kiváltott funkcionális károsodása szerepet játszhat AA-betegek vérképzőszervi elégtelenségében. Függetlenül a végstádiumú sejthalál morfológiai jellemzőitől (apoptotikus, nekrotikus, autofág vagy mitotikus), a mitokondriális membránpermeabilizáció (MMP) gyakran a döntő esemény a túlélés és a halál között [6]

A hagyományos kínai orvoslás szerint az Angelica Sinensis segít a vér egységesítésében és keringésének elősegítésében [7]. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy az Angelica Sinensis kivonatai antioxidáns és neuroprotektív hatásúak [8,9]. Az ASP antioxidáns funkciója azonban továbbra is tisztázatlan. Ez a tanulmány a korai sejtkárosodást vizsgálta a mitokondriális lízis időgörbéjének és az ASP mitokondriális membránstabilizáló hatásának felhasználásával AA-ban.

A cistanche-kiegészítő növeli a csontsűrűséget és fokozza a csontképződést

Anyagok és metódusok

Az állatok csoportosítása

Egészséges, 18-22 g súlyú, 6-8 hetes ICR hím egereket a Shandong University (Kína) Kísérleti Állatközpontja biztosított. Az állatokat meleg, csendes környezetben helyezték el, ahol szabad hozzáférés biztosított az élelemhez és a vízhez. és egy hétig akklimatizálódtak a kísérletek megkezdése előtt.

Az egereket véletlenszerűen három csoportra osztották: normál csoportra, AA csoportra és kezelt csoportra. Az aplasztikus anémia modelljét a korábban leírtak szerint hoztuk létre [10].

Röviden, az egereket 2.{1}}Gy 60Coy-jal sugározták be, majd a következő három napon napi 40 mg/kg/nap ciklofoszfamid és 50 mg/kg/nap kloramfenikol intraperitoneális injekcióval kezelték őket. A kezelt csoportot intragasztrikusan tápláltuk ASP-vel (200 mg/kg/nap, a Chinese Medical Dictionary szerint). A kontrollcsoport és az AA csoport egereit intragasztrikusan etettük fiziológiás sóoldattal (10 ml/kg/nap) kiegészített táplálékkal. Ezenkívül minden egér standard diétát kapott a vizsgálat során. ASP-vel vagy fiziológiás sóoldattal 2 hetes kezelés után az egereket nyaki diszlokációval leöltük.

Hematológiai vizsgálat

A három csoport farokvérét az első, illetve a tizennegyedik napon vettük. A perifériás vérmintákban megszámoltuk a fehérvérsejteket és a vérlemezkéket, és meghatároztuk a Hb-szintet. A kísérletek befejeztével az egereket leöltük, és combcsont-keneteket készítettünk a csontvelő-magvú sejtek (BMNC) differenciális számlálására (1. ábra).

Transzmissziós elektronmikroszkópia

A combvelőt bekentük és ultravékony részekre szeleteltük. A combvelő hematopoetikus sejtjeinek mitokondriumait transzmissziós elektronmikroszkóppal (JEM-2000EX, Japán) 50 látómező alatt elemeztük és megszámláltuk.

Mitokondriális lízis időgörbe

A mitokondriumokat egér BMNC-kből vontuk ki a mitokondrium-izolációs készlet gyártójának protokollja szerint (Pierce Biotechnology Inc., USA). A monoamin-oxidáz (MAO) koncentrációja a mitokondriumok koncentrációját jelzi, és 20 szérumtenyészet 200 U/ml-es mitokondriális szuszpenzióival határoztuk meg, 12 órán belül, különböző időpontokban (30 perces időközönként). Meghatároztuk a táptalaj citokróm-oxidáz (Cox) és malát-dehidrogenáz (MDH) tartalmát is. A mitokondriális membrán csúcsidő-analízise és a mátrix-specifikus enzimkoncentráció-idő görbék a mitokondriális membrán lízis mértékét mutatták ki.

Mitokondriális membránpotenciál

MAO-val vagy ASP-vel végzett előinkubálás után a három csoportból izolált mitokondriumokat 0,5 ml foszfáttal pufferolt sóoldatban (Wuhan Boster Biotechnology, Ltd., Kína) és 10 ul rodamin 123 munkaoldatban szuszpendáltuk. Sigma-Aldrich, USA) hozzáadtuk és 37 °C-on 5 százalékos CO2-ban 15 percig inkubáltuk A mitokondriális membránpotenciált áramlási citometriával elemeztük 490 nm-es gerjesztési és 520 nm-es emissziós hullámhosszon.

Statisztikai analízis

A statisztikai elemzést az SPSS 19.{1}} szoftverrel végeztük. Az adatokat átlagban és szórással fejezzük ki. A diák t-próbáját használtuk a különböző csoportok összehasonlítására. P < 0,05="" statisztikailag="" szignifikánsnak="">

cistanche gyógynövény: a jobb csontminőségért

Eredmények

Perifériás vér és BMC számok

Egy teljesen automatikus vérsejt-analizátor segítségével az AA egerekben a perifériás vérsejtek és a BMC-k száma jelentősen csökkent (P<0.05), indicating="" that="" the="" aa="" mouse="" model="" was="" successfully="" established="" (table="">

Mitokondriális ultrastruktúra aplasztikus anémiás egerekben

Az AA egerek csontvelőjének transzmissziós elektronmikroszkópos vizsgálata azt mutatta, hogy a mitokondriális ultrastruktúra szignifikánsan javult ASP hatására a kezelt csoportban (2. táblázat és 1. ábra), ami azt jelzi, hogy az ASP stabilizálja a mitokondriumokat AA egerekben. A kontrollcsoport mitokondriumainak mérete és alakja normális volt. Ellentétben. az AA csoport mitokondriumai megnagyobbodott gömb alakú struktúrákkal rendelkeztek, a cristae megszakadásával vagy eltűnésével együtt (1A-C. ábra).

Mitokondriális membránpotenciál (MMP) aplasztikus anémiás egerekben

Mivel a transzmissziós elektronmikroszkópos vizsgálat mitokondriális károsodást mutatott ki, fluoreszcencia spektrofotométer segítségével határoztuk meg az ASP hatását az MMP-re AA egerekben úgy, hogy megmértük az Rh 123 fluoreszcenciájának relatív különbségeit a három csoport között.

Az eredmények azt mutatták, hogy a csontvelősejtek Rh 123 fluoreszcenciája az AA csoportban (19,6±3,03) alacsonyabb volt, mint a kontrollcsoportban (31,7±2,59, P).<0.0). however,="" the="" rh="" 123="" fluorescence="" of="" the="" asp-treated="" aa="" group="" was="" higher="" than="" that="" in="" the="" aa="" group=""><0.0i)(table 2="" and="" figure="" 2),="" indicating="" that="" asp="" facilitated="" the="" recovery="" of="" the="" mmp="" in="" aa="">

Korai sejtkárosodás mitokondriális lízis időgörbéje

A kontrollcsoportban a mitokondriális in vitro tenyészet Cox és MDH tartalma 3,5 óra alatt érte el a csúcsot. A tenyészet MAO-tartalma nem változott szignifikánsan az idő múlásával, de a COX- és MDH-tartalom az idő múlásával fokozatosan emelkedett, elérte a csúcsot, majd fokozatosan csökkent. Így a sejtek által kibocsátott teljes mitokondriális tartalom körülbelül 3,5 óra alatt elérte a hasítási csúcsot.

A COX és MDH csúcsok az AA csoportban 1,5 óra, 1,375 U/l, 36,732 U/l után jelentek meg. A kezelt csoportban a COX és MDH csúcsok 5,5 óra, 6,5 óra, 1,341 U/l, 33,994 U/ után jelentkeztek. A statisztikai elemzéshez minden időpontban két adatkészletet használtunk. 1,5 óra elteltével a COX és MDH szintek az AA csoportban szignifikánsan magasabbak voltak, mint a kezelt csoportban (P < 0.05).="" ezért="" a="" teljes="" mitokondriális="" hasítás="" a="" szérumban="" jelentősen="" késett="" az="" asp="" hozzáadása="" után="" (p="">< 0,05),="" a="" csúcs="" enyhe="" csökkenésével="" (3.="">

Vita

Az aplasztikus anémia (AA) egy csontvelő-elégtelenség szindróma, amelyet perifériás pancytopenia és csontvelő hypoplasia jellemez. Az mtDNS mutációit és instabilitását számos betegségben kimutatták. A mitokondriális diszfunkció és a mitokondriumok számának csökkenése az mtDNS csökkenését eredményezheti. Súlyos pancytopenia és reticulocytopenia esetén az mtDNS szerzett deléciói a hematopoietikus kompartmentben fordulnak elő [11]. Korábbi kutatásaink [5] alapján azt vizsgáltuk, hogy az ASP képes-e stabilizálni az AA egerek mitokondriális membránját.

Az Angelica Sinensis poliszacharid-vas komplexnek (APIC) nemcsak kiváló terápiás hatása van az IDA-ra, hanem a vér kiegészítésére és a vérkeringés serkentésére is [12]. Az ASP hasznos lehet a hepcidin túlzott expressziója által kiváltott betegségek kezelésében azáltal, hogy megakadályozza a Janus-kinázt (JAK), az anyák fiát az extracelluláris dekapentaplegiás (SMAD) és az 1-jel által szabályozott kináz (ERK) útvonalak ellen, hogy csökkentse a hepcidin expresszióját IDA patkányokban [13]. ]. Qin J azt találta, hogy az ASP javíthatja a porcsejtek proteoglikán (PG) szintézisét patkány OA-modellben in vivo és IL-1B-stimulált kondrocitákban in vitro azáltal, hogy elősegíti a PG-szintézisben részt vevő aggrekán és GT-k expresszióját [14].

Vizsgálatunkban az AA egérmodellt acetil-fenil-hidrazin, röntgensugarak és ciklofoszfamid kombinációja indukálta. Az AA egerek statisztikailag szignifikáns csökkenést mutattak a perifériás vér leukociták, Hb és vérlemezkék számában (1. táblázat), valamint súlyos csökkenést mutattak a humerus csontvelői sejtek és a csontvelőben elkötelezett progenitor sejtek számában, amelyek az AA klinikai jellemzői. Az ASP-vel kezelt AA egerek a BM-sejtek számának progresszív növekedését mutatták az AA-csoporthoz képest. Ezenkívül a hematopoietikus sejtekben lévő mitokondriumok számát is befolyásolta. Az ASP szignifikánsan több mitokondriumot eredményezett a kezelt csoportban, mint az AA csoportban (1. ábra). Ezek az eredmények azt mutatták, hogy az ASP elősegítheti a csontvelő magos sejtek proliferációját, növelheti a mitokondriumok számát és stabilizálja a mitokondriális membránt AA egerekben.

A mitokondriális károsodást az mtDNS károsodása és az mtRNS transzkriptumszintjének, a fehérjeszintézisnek és a mitokondriális funkciónak a csökkenése tükrözi, ami csökkent sejtenergiát, a sejtjelátvitel megzavarását, valamint a sejtdifferenciálódás és apoptózis zavarát eredményezheti. Ezenkívül a mitokondriális ATP-termelés hiánya elősegítheti a kromoszóma instabilitását[15]. Mivel az mtDNS ötből négy mitokondriális légzőkomplexum komponensét kódolja, az mtDNS változásai mitokondriális betegséghez vezetnek [16-18]. A mitokondriális betegségeken kívül az mtDNS mutációi a rákhoz és a cukorbetegséghez kapcsolódnak. szív-és érrendszeri betegségek. neurodegeneratív betegségek, hematológiai betegségek, mint például a leukémia, valamint az öregedés normális folyamata [19]. Fontos, hogy az mtDNS mutációk, valamint az mtDNS kópiaszámának csökkenése patogén lehet [20, 21]. Az mtDNS integritásának és kópiaszámának fenntartásához szükséges celluláris mechanizmusok megértése rendkívül fontos, mivel célpontokat jelenthet a hematológiai betegségek, például az AA megelőzését és kezelését célzó klinikai beavatkozásokhoz. Ezek a tényezők az energia-anyagcsere csökkenését is eredményezhetik, ami befolyásolja a vérképző őssejtek önmegújulását és differenciálódását.

A jelen tanulmány eredményei azt mutatják, hogy az ASP javíthatja a mitokondriális ultrastruktúrát, és elnyomja a transzmembrán potenciál csökkenését és a mieloid elemek apoptózisát a csontvelő-elégtelenség gyógyítása érdekében.

Cistanche és cistanche kivonat: csontokhoz illő

Hivatkozások

1 Chinnery PF, Schon EA. Mitokondriumok. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2003, 74: 1188-1199.

2. Gattermann N. Mitokondriális DNS-mutációk a hematopoietikus rendszerben. Leukémia 2004, 18:18-22.

3. Gattermann N, Retzlaff S, Wang YL és munkatársai. A mitokondriális DNS heteroplazmatikus pontmutációi, amelyek a citokróm c oxidáz I. alegységét befolyásolják két szerzett idiopátiás sideroblasztos vérszegénységben szenvedő betegben. Blood 1997, 90:4961-4972.

Kim HR, Shin MG, Kim MJ és mások. Mitokondriális

4. Aplasztikus anémiában szenvedő betegek csontvelői sejtjeinek DNS-eltérései. Korean Med Sci 2008, 23:1062-1067. X Cui, JO Wang, ZG Cai és társai. Teljes sorozat

5. a mitokondriális DNS és a telomerhossz elemzése aplasztikus anémiában.Int J Mol Med 2014.34:1309-1314.

6. Chiu TL, Su CC. A Tanshinone IA apoptózist indukál humán tüdőrák A549 sejtekben a reaktív oxigénfajták indukciója és a mitokondriális membránpotenciál csökkentése révén. Int J Mol Med 2010, 25:231-236.

7. Liu PJ. Hsieh WT. Huang SH és mtsai. Az Angelica Sinensis vízben oldódó poliszacharidjainak vérképző hatása akut vérveszteséggel küzdő egereken. Exp Hematol 2010, 38: 437-445.

8. Kuang X, Yao Y, Du JR és társai. A Z-ligustilid 8F neuroprotektív szerepe az előagyi ischaemiás sérülés ellen ICR egerekben. Brain Res 2006, 1102:145-153.

9. Xin J. Zhang J. Yang Y és mtsai. A Z-ligustilid komponenst tartalmazó Radi Angelica Sinensis elősegíti a felnőttkori neurogenezist, hogy közvetítse a kognitív károsodásból való felépülést Curr Neurovasc Res 203, 10:304-315.

10. Chen YF, Wu ZM, Xie C és mtsai.A csontvelői stromasejtek által kiválasztott IL-6 expressziós szintje aplasztikus anémiában szenvedő egerekben.ISRN Hematol 2013:986219.

11. Hatfill SJ, LaCock CJ, Laubscher R et al. Arole a mitokondriális DNS számára a sugárzás által kiváltott myelodysplasia és a másodlagos leukémia patogenezisében.Leuk Res 1993,17:907-913.

12. Wang PP, Zhang Y, Dai LQ és munkatársai. Az Angelica Sinensis poliszacharid-vas komplex hatása patkányok vashiányos vérszegénységére. Chin J Integr Med 2007, 13:297-300.

13. Zhang Y, Cheng Y, Wang N és mtsai. A JAK, SMAD és ERK jelutak hatása az Angelica Sinensis poliszacharidjai által okozott hepcidin-szuppresszióra vashiányos vérszegénységben szenvedő patkányokban. Food Funct2014.5: 1381-1388.

14. Qin J, Liu YS, Liu J és mtsai. Az Angelica Sinensis poliszacharidok hatása az osteoarthritisre in vivo és in vitro: egy lehetséges mechanizmus a proteoglikánok szintézisének elősegítésére. Evid alapú kiegészítő Alternatív Med 2013,79476.

15. Gattermann N. Mitokondriális DNS-mutációk a hematopoietikus rendszerben. Leukémia 2004, 18:18-22.

16. Holt IJ, Harding AE, Morgan-Hughes JA. Az izom mitokondriális DNS deléciói mitokondriális myopathiában szenvedő betegeknél. Nature 1988, 331:717-719.

17. Lestienne P, Ponsot G Kearns-Sayre szindróma izom-mitokondriális DNS delécióval. Lancet 1988, 1:885.

18. Wallace DC, Singh G, Lott MT, et al. A Leber-féle örökletes optikai neuropátiával összefüggő mitokondriális DNS-mutáció.Science 1988, 242:1427-1430.

19. Wallace DC. A metabolikus és degeneratív betegségek, az öregedés és a rák mitokondriális paradigmája: az evolúciós orvoslás hajnala. Annu Rev Genet 2005, 39: 359-407.

20. Clay Montier LL, Deng JJ, Bai Y. Számok számítanak: emlős mitokondriális DNS másolatszámának szabályozása. J Genet Genomics 2009, 36:125-131.

21. Rötig A, Poulton J. A mitokondriális DNS kimerülésének genetikai okai emberben. Biochim Biophys Acta 2009, 1792:1103-1108.

Cisztanche kivonat: fokozza a csontképződést és növeli a csontsűrűséget