A Cistanche Deserticola-ból származó fenil-etanol-glikozidok csontritkulás elleni mechanizmusával kapcsolatos kutatási eredmények

Absztrakt:Cistancheértékes tápláló gyógyászati ​​anyag, az úgynevezett "sivatagi ginzeng", és rendkívül magas gyógyászati ​​és ehető értéke van. Farmakológiai vizsgálatok megerősítették eztCistancheantioxidáns, gyulladáscsökkentő, fáradtság gátló, öregedésgátló, csontritkulás gátló, hashajtó, májvédő, immunszabályozó és egyéb farmakológiai hatásai vannak, többek közöttfenil-etanol-glikozidokaz egyik fő hatóanyaga. Az elmúlt években a csontritkulás ellenes hatása afenil-etanol-glikozidokban benCistancheszéleskörű figyelmet kapott.Echinakozidésverbascosidereprezentatív összetevői. Az anyagcsere-transzformációs folyamatok és termékek in vivo és in vitro kutatási előrehaladása, valamint a készítmény farmakodinamikája és hatásmechanizmusa.oszteoporózis ellenifelülvizsgálják, hogy referenciaként szolgáljanak a Cistanche kísérleti kutatásához, gyógyszer- és egészséges élelmiszer-fejlesztéséhez és klinikai alkalmazásához.

Kulcsszavak:Cistanche;fenil-etanol-glikozidok; anyagcsere in vivo és in vitro;oszteoporózis elleni; farmakodinamika; a cselekvés mechanizmusa

Csontritkulás(OP) egy szisztémás csontanyagcsere-betegség, amelyre jellemzőcsökkent csontsűrűség, csökkent csontszilárdság, csontszövet károsodása, csonttömeg és csont ásványi anyagok elvesztése,fokozott csonttörékenység, és a törésre való hajlam[1] ], amely gyakoribb az időseknél, a világ egészségügyi problémájává vált, és széleskörű aggodalmát váltja ki a világ lakosságában [2]. Klinikailag elsősorban a csontritkulás megelőzésére és kezelésére alkalmazzák a csontképződést elősegítő, csontfelszívódást gátló, kettős hatású gyógyszereket. A nyugati gyógyászatban a kalcitonin [3], a biszfoszfonátok [4], az ösztrogénpótló terápia [5], a szelektív ösztrogénreceptor modulátorok [6], a denosumab [7], a ranesel stronciumsav [8] a csontritkulás kezelésére, ezeknek a gyógyszereknek biztonsági problémái vannak, ezeknek a gyógyszereknek a hosszú távú alkalmazása különböző mértékű kardiovaszkuláris és cerebrovaszkuláris betegségeket, vénás thromboemboliát, emlőrákot és egyéb mellékhatásokat okoz [9].

75 százalékos fenil-etanol-glikozidok Cistanche kivonat

A Cistanche (Cistanche YCMa) az egyik hagyományos kínai gyógyászati ​​anyag a tonikokhoz, más néven Da Yun és Cistanche. 10], amelyet először a "Shen Nong Baicao Jing"-ben rögzítettek, a legmagasabb osztályú [11]-ben szerepel, édes, sós, meleg, a vese meridiánhoz, a vastagbél meridiánhoz tartozó, "sivatagi ginzeng" néven ismert. A Cistanche egy évelő parazita gyógynövény, amely főként a sivatagi és sivatagi homokkötő növények, például a Haloxylon nemzetség és a Salix nemzetség gyökereiben parazitál. Jelenleg mintegy 22 faj él a világon, amelyek főként Eurázsia meleg és száraz vidékein vannak elterjedve. Kínában 5 Cistanche faja él, amelyek főként Belső-Mongóliában, Hszincsiangban, Csinghajban, Ninghsziában és más északnyugat-kínai sivatagokban és sivatagokban fordulnak elő[12]. A cistanche ősidők óta egyaránt gyógynövényként és táplálékként szolgált. Számos szakirodalom bizonyítja, hogy a Cistanche öregedésgátló [13], gyulladásgátló [14], antioxidáns [15], csontritkulás elleni [16], depresszió ellenes [17], biológiai hatásai vannak, mint pl. bélnedvesítő és hashajtó [18], ezért rendkívül magas gazdasági értéke [19]. A hagyományos kínai orvoslás elmélete szerint a csontritkulás fő oka a máj, a lép és a vese hiánya [20]. A Cistanche élénkíti a vese yangot, és jótékony hatással van az esszenciára és a vérre. A modern tanulmányok bebizonyították, hogy a Cistanche csontritkulás ellenes hatással bír [16, 21-22], és felhasználható csontritkulás kezelésére. A fenil-etil-glikozidok a Cistanche egyik fő hatóanyaga. Először is, a „Kínai Népköztársaság Gyógyszerkönyve” egyértelműen előírja, hogy az echinacoside és a verbacoside, a fenil-etanol-glikozidok reprezentatív összetevői, a Cistanche minőségellenőrző összetevői [10]. Az echinakozid abszolút biohasznosulása (F, százalék ) 0,83 százalék [23], a verbaszkozid orális biohasznosulása (F, százalék ) 0,12 százalék [24], ami hasonló a Cistanche fenil-etanol-glikozidjaihoz. A tevékenység ellentmond. A természetes gyógyszerek általában kiterjedt pre-szisztémás metabolizmus jellemzőivel rendelkeznek, és aktív metabolitjaik fejthetik ki a teljes gyógyhatást[25]. Ezért ez a cikk elemzi metabolikus átalakulási folyamatukat in vivo és in vitro, valamint metabolitjaikat, majd meghatározza a csontritkulásra gyakorolt ​​terápiás hatását. hatóanyagok, farmakodinámia és hatásmechanizmus.

1 Feniletanol-glikozidok in vivo és in vitro metabolizmusa Cistanche-ban

1.1 Feniletanol-glikozidok in vivo metabolizmusának kutatása a Cistanche Li et al. [26] UHPLC-Q-TOF-MS-t használtak patkányok vizeletének, ürülékének és szérumának tanulmányozására, orálisan beadott Cistanche vizes kivonattal, és előzetesen azonosították a Cistanche 71 metabolitját. Közülük 25 prototípus komponens és 46 metabolit található. A vizsgálatok kimutatták, hogy a fenil-etanol-glikozidok főként a patkányok gyomor-bél traktusában metabolizálódnak. Cui et al. [27] 200 mg/kg echinakozidot és verbaszkozidot adott be orálisan patkányoknak, összegyűjtötte a plazmát, az epét, a székletet és a vizeletet, majd az összegyűjtött mintákat UHPLC-ESI-Q-TOF-MS segítségével feldolgozta, és megállapította, hogy az echinacoside és a verbaszkozid nyilvánvalóan a májat érinti. áthaladnak, és metabolizmusuk a plazmában, székletben és vizeletben hasonló, főként átrendeződés, hidrolízis, redukció, dehidroxiláció, metiláció, szulfatálás és glükóz révén.

A glükuronidáció és más metabolikus útvonalak 18 metabolitot termelnek, például kávésavat és hidroxitirozolt, és azt találták, hogy a kávésav és a hidroxitirozol biológiai aktivitása hasonló az echinakozidhoz és a verbakozidhoz. Lei Li és munkatársai[28] összegyűjtötték az összes fenil-etanol-glikoziddal etetett kutyák ürülékét, és HPLC-vel elemezték.

Az echinakozid, verbaszkozid, izoakteozid és 2'-acetil-akteozid előállításához elválasztást végeztünk, és az eredmények azt mutatták, hogy az echinakozid verbakoziddá alakult át a vastagbélben végbemenő deglikációs reakció révén.

1.2 A fenil-etanol-glikozidok in vitro metabolizmusa Cistanchében

Qian Hao és munkatársai[29] az echinakozidot és az emberi bélflórát különböző ideig inkubálták anaerob körülmények között in vitro, és HPLC-ESI-MS-t használtak az echinakozid és metabolitjainak kimutatására, és megállapították, hogy az echinakozid inulint az emberi bélflóra verbakoziddá metabolizálja. , izoverbakozid és chamaedrosid in vitro. [30] a Cistanche teljes glikozidjainak metabolikus útját tanulmányozták mesterséges gyomornedvben és bélnedvben, és UHPLCESI-Q-TOF-MS-t használtak összetevőinek elemzésére és azonosítására. Azt találták, hogy a mesterséges gyomornedvben 14 prototípus- és 55 metabolikus komponens, a mesterséges bélnedvben pedig 4 prototípus-komponens és 86 metabolikus komponens található. Az anyagcsere a mesterséges gyomornedvben és a bélnedvben acetilezés, acetilezés, szulfatálás, glükuronidáció és más utakon keresztül megy végbe. [31] azt találta, hogy a fenil-etanol-glikozidok főként hidroxi-tiroszollá és kávésavvá metabolizálódnak a Cistanche-főzet metabolizmusának kutatása során patkányokban in vivo és az emberi in vitro gyomor-bél traktus metabolizmusában. A csoport folyamatosan 3-hidroxi-fenil-propionsavvá, az iridoidok pedig aglikonokká metabolizálódnak.

A Cistanche fenil-etanol-glikozidjainak in vivo és in vitro metabolizmusának kutatása során azt találták, hogy a Cistanche fenil-etanol-glikozidjai főként átrendeződésen, hidrolízisen, redukción, metiláción, demetiláción, hidroxilezésen, dehidroxiláción, acetilezésen, szulfatáláson és glucuronidáción mennek keresztül. olyan fő termékekké metabolizálódnak, mint a hidroxitirozol, kávésav, izoakteozid, 2'-acetil-akteozid és kamaedrozid, amelyek közül az echinacoside[32], a verbaszkozid[33], a kávésav[34] és a hidroxi-tirozol[35] jó hatással vannak a kezelésre. a csontritkulás.

2 A fenil-etanol-glikozidok csontritkulás elleni farmakodinamikája Cistanchében

Xu Shanshan [32] az echinakozidnak az oszteoblasztokon lévő T-limfocitákra gyakorolt ​​hatását tanulmányozta, és azt találta, hogy az echinakozid által beavatkozó T-limfocita tenyészet felülúszója (10 százalék) 72 órán keresztül beavatkozott az oszteoblasztok kezelésébe, és jelentős hatással volt az oszteoblasztokra. Az oszteoprotegerin (OPG) mRNS proliferációja és expressziója jelentősen elősegíthető, ugyanakkor jelentősen gátolja a receptor aktivátor ligandum (RANKL) mRNS expresszióját, és szerepet játszhat az osteoporosis kezelésében. Chen Weina [33] et al. tanulmányozta az akteozid hatását az in vitro tenyésztett oszteoblasztok proliferációjára és differenciálódására újszülött patkányokon, és azt találta, hogy 1×10-7-1×10-9 mol/L akteozid jelentősen elősegítheti újszülött patkányok koponyájának oszteogenezisét. . A sejtproliferáció és a verbaszkozid 1×10-7 mol/L végső koncentrációval jelentősen növelheti az alkalikus foszfatáz aktivitását (P<0.05) after acting on neonatal rat calvarial osteoblasts for 72 h, which is beneficial to the treatment of osteoblasts. Osteoporosis plays a role. Shi Qifu [34] studied the effect of caffeic acid on the formation and differentiation of osteoclasts, and found that caffeic acid can directly act on osteoclast precursor cells and osteoclasts, and affect the formation and differentiation of osteoclasts.

Koncentrációfüggő gátlás. Tanulmányok kimutatták, hogy a hidroxitirozol fokozhatja az oszteoblasztok proliferációját és differenciálódását, valamint csökkentheti az oszteoklasztszerű sejtek képződését, ami bizonyos hatással van az oszteoporózis kezelésére [35].

3 A feniletanol-glikozidok csontritkulás elleni mechanizmusa Cistanche-ban

A hálózat farmakológiai elemzése megállapította, hogy a Cistanche-ban számos olyan összetevő található, amelyek jó csontritkulás elleni hatással bírnak, mint például az echinakozid, anyafű, genipinsav, verbaszkozid, koffeoil-akteozid stb., a fő hatás Osteoblaszt-specifikus transzkripciós faktorok Runt-kapcsolódó transzkripciós faktor 2 (RUNX2), interleukin 6 (IL-6), tumornekrózis faktor (TNF), csontnövekedési fehérje faktor (BGP), oszteoblaszt oszteopontin (OPN ), reaktív oxigénfajták (ROS), mitogén által aktivált protein kináz (MAPK) ), az FMS-szerű tirozin-kináz 3 (FLT3), az ubiquitin-specifikus peptidáz 10 (USP10) és más célpontok oszteoporózis elleni szerepet játszanak [36].

Az echinakozid és a verbaszkozid a Cistanche reprezentatív komponensei, magas tartalommal és erős hatással, amelyek elsősorban a csontritkulás ellen a következő mechanizmusokon keresztül állnak ellen.

3.1 Ösztrogén hatások

Az ösztrogénszint csökkenése csökkent csontsűrűséghez, csonttömeg csökkenéséhez és csontritkuláshoz vezethet [37]. A vese yang tonizálására szolgáló hagyományos kínai orvoslás az ösztrogénhiány okozta csontritkulást úgy kezeli, hogy a hipotalamusz-hipofízis-ivarmirigyre hatva szabályozza a hormonszintet, vagy közvetlenül hormonszerű hatást fejt ki a petefészek működésének szabályozására[38]. Wang Linlin és munkatársai[39] a luciferáz riporter plazmid módszert használták az echinacoside és verbaszkozid fitoösztrogén hatásának tanulmányozására Cistanche-ban, és azt találták, hogy az echinacoside és a verbascoside az ösztrogénnel együtt antagonizálhatja az ösztrogént az ösztrogén válaszelemen (ERE), így fitoösztrogén aktivitást mutat. .

3.2 A Ca és P metabolikus egyensúly szabályozása

A kalcium és a foszfor a szervezet számára nélkülözhetetlen nyomelemek és a csontszövet fontos alkotóelemei, részt vesznek a szervezet normális élettani funkcióiban és fenntartják azokat [40]. A csont az egyik fő célszerv, amely szabályozza a kalcium- és foszforanyagcserét. A kalcitoninnal[41] és a mellékpajzsmirigy hormonnal[42] együttműködve fenntartja a kalcium- és foszforanyagcsere egyensúlyát a szervezetben. A csontritkulás kóros mechanizmusa a kalcium- és foszforanyagcsere zavarai. Bármilyen pajzsmirigy-működési zavar megzavarhatja a csontszövetet

Tanulmányok kimutatták, hogy a hidroxitirozol javíthatja a pajzsmirigysejtek működését, a kalcium egyensúlyi szintjét tarthatja fenn a csontképződés és felszívódás során, ezáltal javítja a csontszövet szerkezetét és mikroszerkezetét, valamint csontritkulás elleni szerepet játszik[43]. Li Caihong és munkatársai[44] azt találták, hogy az echinakozid jelentősen elősegítheti az OPN gén expresszióját az oszteoblasztokban, ugyanakkor hajlamos az OPN fehérje szekréciójára. Az oszteoblasztok egyik fenotípusaként az oszteopontin (OPN) fontos szerepet játszik a csontmátrix mineralizációjában és reszorpciójában, és szabályozhatja az oszteoblasztok és oszteoklasztok funkcióit, hogy elérje a csontritkulás kezelésének hatását [45]. A hidroxitirozol dózisfüggő módon serkenti a kalcium lerakódását, gátolja az oszteoklasztok képződését fokozott kalciumlerakódás mellett, és terápiás hatással van az oszteoporózisra [46].

3.3 Antioxidatív stressz

A szuperoxid-anion (O2-), a hidrogén-peroxid (H2O2) és a hidroxilgyök (OH) a szervezetben található reaktív oxigénfajták (ROS) 95 százalékát alkotják[47]. Az oszteoporózis és a csontképződés, a fokozott csontfelszívódás stb. megzavarják a csontremodelling folyamatát, ami csontritkuláshoz vezet [48]. Az echinakozidban és a verbaszkozidban található fenil-etanol- és fenil-propenil-csoport egyaránt tartalmaz orto-fenolos hidroxilcsoportokat [49]. Ez a szerkezet könnyen kombinálható oxigén szabad gyökökkel, és csökkenti az oxidatív stressz által okozott károkat a szervezetben [50]. A kávésav nemcsak a szuperoxid-aniont (O2-) tudja eltávolítani a szervezetből, hanem gátolja az oxigén szabad gyökök képződését is, és bizonyos antioxidáns hatással bír a szervezetben [51]. A hidroxitirozol csökkentette a H2O2 szintet az osteoblast MC3T3-E1 sejtekben [45].

3.4 RANK-RANKL-OPG jelzési útvonal

A nukleáris faktor-κB receptor aktivátor (RANK) - a nukleáris faktor-κB ligandum (RANKL)-osteoprotegerin (OPG) jelátviteli rendszer receptor aktivátora[52] egy kulcsfontosságú kapcsolórendszer, amely szabályozza a csontképződést és a csontfelszívódást. az oszteoporózis kóros mechanizmusai [53]. RANKL az

A RANK ligandja, amely specifikusan kötődik a kettőhöz, elősegítheti az oszteoklasztok differenciálódását és fokozhatja a csontreszorpciót [54]. Az OPG egy szekretált glikoprotein, amely kompetitív módon képes kötődni a RANKL-hez, hatékonyan blokkolja a RANK és RANKL kombinációját, és gátolja a csontreszorpciót [55]. Az echinakozid lehet

Az OPG/RANKL arány növelése biztonságosan és hatékonyan megelőzheti a csontvesztést posztmenopauzális osteoporosisban, és bizonyos hatást gyakorol az osteoporosis kezelésére [56]. Az Actascoside gátolja a csontfelszívódást azáltal, hogy csökkenti a RANK és RANKL expressziós szintjét, ezáltal megelőzi a csontritkulást [57]. A kávésav [58] képes szabályozni az OPG/RANKL rendszert, hogy javítsa a csontok átépülését, javítsa az oszteoblasztok differenciálódási és érési képességét, és bizonyos terápiás hatással bír az osteoporosisra. Zhang és munkatársai[16] tanulmányozták a Cistanche RANKL/RANK/TRAF6-közvetített jelátviteli útvonalának csontritkulás elleni aktivitását petefészek-eltávolított patkányok csontanyagcseréjére, és azt találták, hogy a Cistanche kivonat csökkentheti az IKK, NF- expresszióját. κ és FAT2 A cFos expressziója pedig fokozottan szabályozott volt, ami azt jelzi, hogy a Cistanche kivonat gátolja az oszteoklasztok differenciálódását és a csontfelszívódást az ANKL/RANK/TRAF által kiváltott NF-κ aktiváció és a PI3K/AKT inaktiváció, valamint a c-Fos stimuláció megakadályozásával és az NFAT2-gátlás bizonyos terápiás hatást fejt ki az ovariectomizált oszteoporózisos patkányokon.

3.5 BMP2-Smad-Runx2 jelzési útvonal

A csontmorfogenetikai fehérjék (BMP-k) a transzformáló növekedési faktorok (TGF-) szupercsaládjába tartoznak, és elősegítik a csont növekedését és fejlődését [59]. A BMP2 a BMP-k egyik altípusa, amely az oszteoblasztok differenciálódásának szabályozásában vesz részt [60]. A Smads fehérjecsalád az egyetlen olyan transzdukciós molekula, amely jelátvitelt képes végrehajtani a TGF-sejtekben, és amely más transzkripciós molekulákkal kombinálva képes a válaszjelet a sejtmembránról a sejtmagba szabályozni[61]. A Runx 2 (más néven a1 magkötő faktor, Cbfa1) vizsgálatok kimutatták, hogy ez a faktor szabályozhatja az oszteoblasztok differenciálódását az oszteoblasztokhoz kapcsolódó gének közvetlen vagy közvetett szabályozásával[62]. A BMP2-Smad-Runx2 útvonal[63] szabályozó mechanizmusa az, hogy a BMP2 a receptorához kötődve aktiválja a Smads-komplexumot, a Smads-komplex pedig fokozza a Runx2-t az oszteoblasztok és porcsejtek differenciálódásában, ezáltal elősegítve az oszteoblasztok képződését. proliferáció vagy osteogén differenciálódás, amely kezelheti a csontritkulást

Laza szindróma [64]. Az echinacoside aktiválja a BMP/Smad jelátviteli útvonalat a BMP2 és Smad4 expressziós szintjének felszabályozásával, ezáltal elősegítve a patkány oszteoblasztok proliferációját [65]. Tahara[66] azt találta, hogy az echinakozidot tartalmazó szérum jelentősen fel tudja szabályozni a BMP2-t,

A Smad1/5/8, ZHX3, Runx2 és OSX mRNS és fehérje expressziós szintjei arra utalnak, hogy a csontvelői mezenchimális őssejtek a BMP2-Smad-Runx2 útvonalon keresztül oszteoblasztokba indukálódtak.

3.6 MAPK-ERK jelzési útvonal

A mitogén-aktivált protein kináz (MAPK) jelátviteli útvonala[67], beleértve a négy alcsaládot, köztük az ERK-t, a p38-at, a JNK-t és az ERK5-öt, közvetítheti az extracelluláris jelek átvitelét az intracelluláris célpontokhoz, ezáltal szabályozva a sejtek növekedését, fejlődését, differenciálódását és apoptózisát [68]. ]. Tanulmányok kimutatták, hogy az echinakozid képes felszabályozni az ERK, p38 és JUNK[69] foszforilációs szintjét, hogy aktiválja a MAPK/ERK jelátviteli útvonalat, ezáltal elősegítse a patkány oszteoblasztok differenciálódását, ami bizonyos hatást gyakorol az oszteoporózis kezelésére[65]. ] .

3.7 FLT3-USP10 jelzési útvonal

Az FMS-szerű tirozin kináz 3 (FLT3) egy transzmembrán tirozináz receptor, amely aktiválva serkenti a sejtproliferációt [70]. Tanulmányok megerősítették, hogy az FLT3 képes kötődni a makrofágkolónia-stimuláló faktorhoz (M-CSF), a RANKL-lel kombinálva az oszteoklasztok differenciálódását indukálja, és bizonyos terápiás hatással bír az oszteoporózisra[71]. Az ubiquitin-specifikus peptidáz (USP) 10 egy ubiquitin-specifikus fehérje

Tanulmányok kimutatták, hogy az USP10 nemcsak az FLT3 stabilitásának fenntartásához szükséges kulcsfontosságú deubiquitináló enzim, hanem az USP10 aktivitásának gátlásával az FLT3 fehérje lebomlását is indukálhatja[72]. Az Actascoside gátolhatja a glükokortikoidok által kiváltott csontritkulás patkány USP10/

Az FLT3 útvonal aktivitása, az USP10/FLT3 fehérje expressziós szintjének leszabályozása a patkányok csontritkulásának javítása érdekében[73].

4 Összefoglalás és kitekintés

A Cistanche, mint az egyik hagyományos kínai tonizáló gyógyszer, széles körű biológiai hatással rendelkezik, rendkívül magas gyógyászati ​​és ehető értéke. A fenti tanulmányok az anyagcserérőlfenil-etanol-glikozidokCistanche-ban in vivo és in vitro, valamint a csontritkulás elleni farmakodinámiát és hatásmechanizmust összegezték, valamint a készítmény hatóanyagait és hatásmechanizmusát.fenil-etanol-glikozidokCistanche-ban a csontritkulás megelőzésében és kezelésében tisztázták. A posztmenopauzás nők ösztrogénszekréciójának csökkenése és különböző fizikai funkcióinak hanyatlása által okozott csontritkulás megelőzése és kezelése elméleti alapokat fektetett le. A tudomány és technológia folyamatos fejlődésével és az emberek megértésének elmélyülésévelCistanche, azt találták, hogy akár a hagyományos kínai orvoslás, akár a modern tudományos kutatások "veseszabályzó csontjainak" elméletén alapul, bebizonyítható, hogy a Cistanche jó csontritkulás ellenes hatással rendelkezik. A Cistanche egyéb összetevőinek in vivo és in vitro metabolikus átalakulásával és csontritkulás elleni mechanizmusával kapcsolatos kutatások azonban nem tökéletesek, és a jövőben további kutatásokra kerülhet sor. Remélhetőleg több csontritkulás elleni gyógyszer és egészséges élelmiszer fog megjelenni a Cistanche-ból, hogy a Cistanche értékes erőforrása teljes mértékben kiaknázható és hatékonyan fejleszthető legyen.

Támogatás:

wallence.suen@wecistanche.com 0015292862950