Hogyan előnyös a cistanche-ból származó echinacoside a Parkinson-kórban szenvedő betegek számára

Kapcsolattartó: emily.li@wecistanche.com

III. rész:Az autofágia szabályozásának mechanizmusa MPTP által indukált PD egerekben az MTOR jelátviteli útvonalon keresztül Echinacoside által

KATTINTSON IDE APARTI.&II. RÉSZ.

AzParkinson-kór(PD)számos tényezőhöz kapcsolódik, de úgy tűnik, hogy a fő kóros mechanizmusok az oxidatív stresszre, a mitokondriális diszfunkcióra és az abnormális fehérje aggregációra összpontosítanak. Mindezek a mechanizmusok erősen korrelálnak az autofágiával.16 Az élő szervezetek számára az autofágia fontos szerepet játszik. Kulcsszerepet játszik a rosszul összehajtogatott fehérjék, a rendellenesen aggregált fehérjék és a sérült organellák eltávolításában. Beszámoltak arról, hogy az autofágia felszabályozása kiküszöbölhet néhány betegséggel kapcsolatos fehérjét PD-ben(Parkinson-kór), mint például a α-szinuklein, az ubiquitin és más rosszul összehajtogatott fehérjék, ezáltal csökkentve a PD előfordulását(Parkinson-kór). Eközben a tanulmányok arra is rámutattak, hogy az autofágia leszabályozása mitokondriális diszfunkcióhoz, mitokondriális szakadáshoz, oldhatatlan SNCA/α–szinuklein lerakódásához és ubiquitin fehérjékhez vezethet.10 Ezért fontos az autofágia szabályozása a normális működés fenntartása érdekében.

Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a Cistanche Parkinson-kór elleni betegségéről

Kutatócsoportunk előzetes vizsgálatai mind a Vivo, mind a Vitro vizsgálatokban megerősítették, hogyEchinacosidebizonyos neuroprotektív hatása9,20–23 volt, és csökkentheti a α-szinuklein expresszióját. AEchinacosidea α-szinuklein clearance-ében mélyrehatóbb vizsgálatot végeztünk az ECH neuroprotektív mechanizmusáról MPTP által indukált PD-ben(Parkinson-kór) egerek az autofágia szemszögéből. Ebben a vizsgálatban először az egyes csoportok egerekben lévő neurobehaviorokat értékeltük. Azt találták, hogy az M csoporthoz képest az EH csoportba tartozó egerek mászási ideje lényegesen rövidebb volt, és az esés késleltetése, valamint az elülső és hátsó végtagok lépéshossza jelentősen meghosszabbodott. Az EH csoportba tartozó egerek autonóm aktivitásának képessége is jelentősen megnőtt. A HPLC eredményei azt mutatták, hogy a monoamin neurotranszmitterek tartalma jelentősen nőtt az EH csoportban az M csoporthoz képest, különösen a DA és a DOPAC expressziója. A western blot eredményei azt is kimutatták, hogy a TH expressziója a substantia nigra-ban észrevehetően nőtt az EH csoportban az M csoporthoz képest. Míg a fenti neurobehaviorális funkciók jelentősen romlottak a CQ csoportban és a WO csoportban, a DA és TH tartalma is szignifikánsan alacsonyabb volt, mint az EH csoportban, és a halálozás szignifikánsan magasabb volt. A jelenlegi vizsgálat eredményei szerint az autofágiagátló csoportok halálozása magasabb volt, mint a többi csoportban. A halálozás a CQ csoportban 28%, a WO csoportban pedig 12% volt, míg a többi csoportban nem volt haláleset. Az autofágiagátlók hatásának ellenőrzéseEchinacoside, a TH kettős immunfluoreszcenciáját és a α-szinuklein festést, valamint a α-szinuklein fehérje immunoblottálását fogadták el a α-szinuklein expressziójának megfigyelésére. Az eredmények megerősítették, hogyEchinacosidejelentősen csökkentette a α-szinuklein expresszióját az M csoporthoz képest. Az autofágiagátlók alkalmazásával azonban a α-szinuklein expressziója jelentősen megnőtt. Tanulmányok rámutattak arra, hogy az MPTP toxikus hatásai szorosan összefüggenek a α-szinuklein megjelenésével, mivel a α-szinuklein kiütésben szenvedő egerek nagyfokú toleranciát mutatnak az MPTP toxicitásával szemben.24 Ez közvetve arra utalhat, hogy az MPTP által kiváltott PD esetében(Parkinson-kór) egerek modelljei, minél nagyobb a α-szinuklein expressziója, annál erősebb az MPTP toxikus hatása az egerekre. Ebben a vizsgálatban az autofágiagátló csoportban az egerek mortalitása szignifikánsan magasabb volt, mint más csoportoké, ami korrelálhat a α-szinuklein fokozott expressziójával és az MPTP toxikus hatásaival szembeni csökkent toleranciával. Ezért arra következtettünk, hogy a neuroprotektív hatásEchinacosidekorrelálhatnak az autofágia kialakulásával, és az autofágiagátlók jelentősen növelhetik az a-szinuklein expresszióját, ami korrelálhat az egerek halálával.

Az autofágia kulcsfontosságú markereként az 1-es mikrotubulushoz kapcsolódó fehérje (LC3) 3-as fényláncát széles körben használják az autofágia immunfluoreszcenciával vagy nyugati folttal történő előfordulásának kimutatására. A P62, más néven SQSTM1, számos neurodegeneratív betegség patogenezisében vesz részt. Összekapcsolhatja az ubiquitin fehérjéket az LC3-mal, és autofágiával lebomlik. A P62 fehérje expressziós szintje tükrözheti az autofágia áramlásának befejezését.2 A szabályozási mechanizmus további vizsgálataEchinacosideaz MPTP által indukált autofágiánPD(Parkinson-kór) egerekben az autofágiával kapcsolatos mutatók, például a Beclin 1, LC3 és P62 expresszióját egerekben mértük minden csoportban. Azt találták, hogy a Beclinl és az LC3-II. expressziói jelentősen nőttek az M csoportban az N csoporthoz képest, az autofagoszómák számának nyilvánvaló növekedésével együtt. Ezek arra utaltak, hogy az M csoportban lévő egerekben az autofágia szintje nőtt. A P62 szintje azonban nem csökkent az autofágia növekedésével. Ehelyett jelentősen megnőtt, jelezve, hogy a teljes autofágiai folyamat nem fejeződött be normálisan. Ez azt jelentette, hogy az MPTP csoportban nyilvánvaló autofág áramlási rendellenesség létezett, amely összhangban volt a szakirodalomban szereplő jelentésekkel.26,27 A rapamicin növelheti a lizoszómák szintézisét és elősegítheti az autofagoszómák clearance-ét. Ebben a vizsgálatban a rapamicin klasszikus autofágia induktorát pozitív kontrollként fogadták el, és a klasszikus autofágiagátlókat, a klorokint és a wortmannint kontrollként használták. Immunfluoreszcenciát és western blot-ot használtunk az LC3 expressziós szintjének megfigyelésére. A Beclin l expresszióját western blot-tal mértük, és az autofagoszómák expresszióját az egerek minden csoportjában transzmissziós elektronmikroszkóppal figyeltük meg. Az eredmények azt mutatták, hogy az M csoporthoz képest a Beclinl és az LC3-II expressziója nőtt aEchinacosidecsoport és RA csoport, míg a P62 és a α-szinuklein szintje jelentősen csökkent, ami azt jelzi, hogy ebben a két csoportban az autofág áramlási rendellenesség jelentősen javult, mint az MPTP által kiváltottPD(Parkinson-kór)egér. A Beclin 1, LC3-II expressziói és az autofagoszómák száma a WO csoportban csökkent, amit a P62 és az a-synuclein megnövekedett szintje kísért. Ez korrelált az autofágia szubsztrát és a patológiás termékek clearance-ének meghibásodásával az autofágia gátlása miatt. Az LC3-II expressziója és az autofagoszómák száma a CQ csoportban jelentősen nőtt, valamint a P62 és az a-synuclein szintjének növekedése, amely korrelált az autofágia áramlásának rendellenességével.

Ismeretes, hogy az mTOR kináz az autofágia kulcsfontosságú szabályozási helye, és a cellában két különböző funkciójú komplexként létezik, az mTORCl és az mTORC2. A rapamicinre érzékeny mTORCl az autofágia fő negatív visszacsatolási szabályozója, míg a rapamicinre nem érzékeny mTORC2 szabályozhatja a protein kináz AKT aktiválódását. Az aktivált AKT képes hatni az mTORCl komplexre; ezért az AKT az mTORC1 és az mTORC2 közötti kapcsolódási pontként működhet.28 A jelenlegi tanulmányban azt találták, hogy a rapamicinhez hasonlóanEchinacosideaz mTOR expressziójának gátlásával fel-szabályozhatja az autofágiát, és fel-szabályozhatja a p-AKT/AKT expresszióját is. Azt feltételeztük, hogyEchinacosidegátolhatja az mTORC1 expresszióját, ezáltal felboríthatja az autofágiát, elérve az a-szinuklein és a P62 megszüntetésének hatását, majd aktiválhatja az AKT-t az mTORC2-n keresztül a dopamin neuronok túlélésének elősegítése érdekében. A klorokin azonban nem gátolja az autofágia mTOR-függő indukcióját és a szabályozó deploszforilációját, ezért a jövőbeni vizsgálatokban elkerülhető lesz, mint az autofágia mTOR-függő gátlásának kísérleti eszköze.

echinacoside kezelés PD (Parkinson-kór)

Összefoglalás

Röviden, az mTOR-ra összpontosítva, a jövőbeli kutatások iránya lehet olyan gyógyszerek kifejlesztése, amelyek növelhetik a klinikai hatékonyságot és csökkenthetik a klinikai toxicitást.Echinacosideszámos előnnyel rendelkezik, mint például a biztonság, a nem toxicitás, az alacsony mellékhatások és az alacsony ár. Előzetes állatkísérleteink azt mutatták, hogyEchinacosidegátolhatja az mTOR útvonalat, fokozhatja az autofágiát, és elősegítheti a P62 csökkenését és a kóros termékek, például a α-szinuklein eliminációját. Ez új kezelési stratégiákat hozhat a hagyományos kínai orvoslás számára, hogy beavatkozzonPD(Parkinson-kór). Figyelembe véve azonban, hogy a minta mérete nem megfelelő, és nincsenek releváns sejtkísérletek az ellenőrzéshez, ez lenne további kutatásaink iránya.

Etikai jóváhagyás és hozzájárulás a részvételhez: Minden kísérletet a Kínai Orvostudományi Nanjing Kórház Etikai Bizottsága értékelt és jóváhagyott, és megfelelt a Laboratóriumi Állatok Gondozására és Felhasználására vonatkozó Nemzeti Egészségügyi Intézetek Útmutatójának (KY2017102).

Köszönetnyilvánítás: Különösen hálásak vagyunk mindazoknak, akik segítséget nyújtottak nekünk a cikkünkben.

Finanszírozás: Ezt a tanulmányt a következőképpen finanszírozták:1. Nanjing Egészségtudományi és Technológiai Fejlesztési Speciális Alap támogatása (YKK18134);2. Jiangsu Tartományi Hagyományos Kínai Orvostudományi Iroda "Kínai orvoslás agyi betegségek" Kulcsfontosságú fegyelem termesztési projekt (NBPY201704)3. A Nanjingi Kínai Orvostudományi Egyetem "Jiangsu Egyetem ápolási előnyös fegyelem építési projektfinanszírozási projektje"(2019YSHL098);4. Nanjing "Tizenharmadik ötéves terv"Híres kínai orvos orvos (Kong-Jiang Liu) stúdióépítési projekt (LKJ-2017-NJ).5. Nanjing"Tizenharmadik ötéves terv"Híres kínai orvos orvos (Jing-Qing Wang)Stúdióépítési projekt (WJQ-2019-NJ). A finanszírozó testületnek nem volt szerepe a tanulmány megtervezésében és az adatok gyűjtésében, elemzésében és értelmezésében, valamint a kézirat megírásában.

Közzététel: A szerzők kijelentik, hogy nincsenek egymással versengő érdekeik.

Hivatkozások

20. Zhao Q, Gao J, Li W, Cai D. Neurotróf és neurorescue hatásokEchinacosidea szubakut MPTP egérmodellbenParkinson-kór.Brain Res. 2010;1346:224–236.

21. Zhu M, Zhou M, Shi Y, Li WW. AzechinacosideMPP (+)-indukált mitokondriális fragmentáción, mitofágián és sejt apoptózison AZ SH-SY5Y sejtekben. Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao. 2012;10 (12):1427–1432.

22. Zhao Q, Yang X, Cai D és mtsai.Echinacosidevéd az MPP (+)-indukált neuronális apoptózis ellen ROS/ATF3/CHOP útvonalszabályozással. Neurosci Bika. 2016;32(4):349–362.

23. Chen C, Xia B, Tang L és mtsai.Echinacosidevéd az MPTP/ MPP +által kiváltott neurotoxicitás ellen a Sirt1 által közvetített autofágia útvonal szabályozásával. Metab Brain Dis. 2019;34(1):203–212.

24. Dauer W, Kholodilov N, Vila M és mtsai. Az alfa-szinuklein null egerek rezisztenciája a parkinson-kór neurotoxin MPTP-vel szemben. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99(22):14524–14529.

25. Kabeya Y, Mizushima N, Ueno T, et al. LC3, az Apg8p élesztő emlős homológja, a feldolgozás után autofagoszóma membránokban lokalizálódik [a közzétett korrekció az EMBO J. 2003 szept. 1;22(17):4577] című kiadványában jelenik meg]. EMBO J. 2000;19(21):5720–5728.

26. Lamine-Ajili A, Fahmy AM, Létourneau M és mtsai. Az agyalapi mirigy-adenilát-cikláz aktiváló polipeptid hatása a Parkinson-kór in vitro és in vivo modelljeiben megfigyelt autofág aktivációra. Biochim Biophys Acta. 2016;1862(4):688–695.

27. Lu M, Su C, Qiao C, Bian Y, Ding J, Hu G. A metformin autofágia és mitokondriális ROS clearance révén megakadályozza a dopaminerg neuronhalált a Parkinson-kór MPTP/P által kiváltott egérmodelljében. Int J Neuropsychopharmacol. 2016;19(9):p yw047. 28. Swiech L, Perycz M, Malik A, Jaworski J. Az mTOR szerepe az idegrendszer fiziológiájában és patológiájában. Biochim Biophys Acta. 2008;1784(1):116–132.