Креінозид стимулює вироблення активних форм кисню астроцитами

Анотація:Раніше ми повідомляли, що анозид покращує порушення пам'яті у мишей, регулюючи дофамінергічну систему. Однак вплив бета-лактаму на астроцити залишається неясним. Тут ми досліджували вплив літенозиду на культивовані астроцити миші. Ці результати ілюструють нову захисну дію літенозину на активні астроцити та припускають, що вони беруть участь у покращенні пам’яті бета-ендорфінів через дофамінергічну систему.

Ключові слова:Cistanche;-лактоглобулін; Літенозид; Пептид; астроцити; Активні форми кисню; Оксидаза B; дофамін

1. Введення

Астроцити є найпоширенішими гліальними клітинами в мозку та виконують важливі фізіологічні функції, такі як підтримка нейронів, регуляція синаптичної активності та регулювання кліренсу нейромедіаторів, включаючи дофамін (DA). Недавні дослідження показали, що астроцити відіграють важливу та складну роль у центральній нервовій системі (ЦНС). Таким чином, дисфункція астроцитів може сприяти розвитку нейродегенеративних захворювань. Реактивні астроцити індукуються при патологічних станах, таких як ішемія, травма мозку, інфекція та нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера (AD), хвороба Паркінсона (PD) і хвороба Хантінгтона. Індуковані астроцити стають шкідливими, оскільки вони втрачають свою нормальну функцію, посилюють експресію запальних генів і виробляють вищі рівні активних форм кисню (АФК), ніж астроцити в стані спокою, що призводить до подальшої нейротоксичності та загибелі клітин. Тому активні астроцити розглядаються як профілактичні та терапевтичні мішені нейродегенеративних захворювань.

DA регулює різноманітні фізіологічні процеси, такі як руховий контроль і PD, добре відоме нейродегенеративне захворювання, яке спричинене виснаженням DA. Більше того, з’являється все більше доказів того, що DA необхідна для когнітивної функції. DA безпосередньо пов’язана з когнітивними функціями, що залежать від фронтальної кори, включаючи увагу, виконавчу функцію, процеси навчання та пам’яті. Численні дослідження показали, що виснаження DA та втрата нейронів у мозку можуть змінити когнітивні порушення у мишей, припускаючи, що відновлення системи DA може допомогти покращити погіршену когнітивну продуктивність.

У цьому дослідженні ми вивчали вплив лакмусових глікозидів на культивовані троцити миші. Як зазначалося вище, використовують ліпополісахариди (LPS) та гамма-інтерферон (IFN - Υ) для індукції реактивних астроцитів. Це дослідження підтвердило нову дію літенозиду на астроцити, припускаючи, що астроцити беруть участь у ефектах бета-ендорфіну, що покращують пам’ять.

Фото: Faw Cistanche

2. Матеріали та методи

2.1. Культивування клітин і лікування

Мишачі астроцити зберігалися в модифікованому середовищі Ігла за Дульбекко, доповненому 10-відсотковою теплою фетальної бичачої сироватки та 100 од./мл пеніцилін-стрептоміцину, 37°C і 5% CO2. Бета-лактозу купують у Bachem. Бета-лактам розчиняли в диметилсульфоксиді і розбавляли сольовим розчином з фосфатним буфером так, щоб кінцева концентрація в середовищі була менше 1 відсотка.

2.2. аналіз ROS

Клітини покривали полі (D-лізином) у 96-планшетах із лунками з щільністю 1,5 × 104 клітини/лунку та культивували протягом 8 годин. Потім за допомогою 0, 10, 50 і 100 нг/мл LPS обробляють клітини в PBS і 50 ОД/л IFN-Υ, розчиненого протягом 24 годин. Потім клітини обробляли 0, 1, 5 і 10 мкМ бета-лактаму протягом 6 годин, потім фарбували, потім обробляли 10 мкМ 5-(і -6)-хлорметил -2, { {24}}дихлордигідрофлуоресцеїн діацетат і 0,5 мкг/мл Hoechst 33,342 у збалансованому сольовому розчині (Gibco) у Хенксі, замочити при 37 градусах протягом 30 хвилин. Замініть середовище свіжим рівноважним розчином солі Хенкса. Флуоресценцію вимірювали за допомогою приладу Operetta CLS™ на довжинах хвиль збудження 460-490 нм і 500-550 нм і 355-385 нм і 430-500 нм відповідно. Інтенсивність флуоресценції кожної клітини аналізували за допомогою програмного забезпечення Harmony 4.9 і виражали в одиницях відносної флуоресценції.

2.3.

Після центрифугування мітохондрії виділяють за допомогою набору для розділення мітохондрій, який використовується для культури клітин згідно з протоколом виробника. Загальні концентрації білка в кожній мітохондріальній частині вимірювали за допомогою набору для аналізу білка Pierce™ BCA. Стандартну ампулу Pierc Bovine Serum albumin використовували як стандарт.

Фото: Переваги Cistanches

3. Результати

3.1. Вплив -лактаму на виробництво АФК в астроцитах

Для того, щоб оцінити АФК, що виробляються в астроцитах, мишей, які обробляли ЛПС і астроцити - Υ IFN. Рівні внутрішньоклітинних АФК визначали за відносною інтенсивністю флуоресценції CM-H2DCFDA. Для довідкових даних використовували такі концентрації LPS: 10, 50 і 100 нг/мл. Лікування LPS призвело до значного підвищення внутрішньоклітинних рівнів ROS порівняно з контролем. Щоб дослідити вплив бета-ендорфіну на виробництво АФК в астроцитах, клітини обробляли бета-ендорфіном протягом 6 годин після стимуляції LPS. Лікування ЛПС значно підвищувало внутрішньоклітинні рівні АФК, тоді як група -ендорфінів значно знижувала внутрішньоклітинні рівні АФК. Примітно, що лише лікування бета-лактамом не викликало значних змін внутрішньоклітинних рівнів АФК порівняно з контрольною групою. Ці результати свідчать про те, що лікування бета-лактамом пригнічує виробництво АФК в астроцитах, оброблених LPS.

3.2

Щоб оцінити роль літенозиду в метаболізмі DA астроцитів, рівні DA та його метаболітів визначали за допомогою високоефективної рідинної хроматографії з електрохімічною системою виявлення. Внутрішньоклітинний рівень 3, 4-дигідроксифенілоцтової кислоти в цистанці тубулозі, яка була оброблена, був значно вищим, ніж у контрольній групі. Рівень ванілінової кислоти (HVA) не змінювався при обробці літенозидом. Швидкість обороту внутрішньоклітинного ДА після лікування бета-лактамом була значно нижчою, ніж у контрольній групі.

Фото: ефект цистанхе лікує хворобу Альцгеймера

4. Обговорення

Астроцити виконують різноманітні важливі функції в центральній нервовій системі (ЦНС), а реактивні астроцити розглядаються як терапевтичні мішені для нейродегенеративних захворювань. Раніше ми показали, що оральна цистанка доставляє в мозок і покращує функцію пам’яті в моделі in vivo. Однак вплив літенозиду на астроцити не вивчався. У цьому дослідженні міристеїн пригнічував виробництво АФК в астроцитах, оброблених ЛПС. Деякі дослідження показали, що надмірне виробництво АФК в астроцитах є ознакою реактивних астроцитів, яка опосередковує початок нейродегенеративних захворювань, таких як AD і PD. Підвищене виробництво АФК в астроцитах викликає вивільнення прозапальних цитокінів, що призводить до дисфункції нейронів у центральній нервовій системі. Зокрема, H2O2 є АФК з високою проникністю мембрани; Таким чином, його токсичність впливає не тільки на астроцити, які його виробляють, але й на прилеглі до них нейрони. Попередні дослідження in vivo показали, що LPS-індукований нейрональний апоптоз може бути збережений лікуванням низкою біологічно активних продуктів, які знижують реактивність астроцитів, включаючи виробництво АФК. Подібні нейропротекторні ефекти хімічних речовин та/або біологічно активних сполук, які пригнічують реактивність астроцитів, оброблених LPS, спостерігалися в дослідженнях in vitro моделей спільного культивування нейронів і астроцитів або нейронів, культивованих у кондиціонованому культуральному середовищі астроцитів. Отже, отримані результати припускають, що цистанх має потенційний нейропротекторний ефект на астроцити. Таким чином, вплив літанозиду на перехресні перешкоди між астроцитами та нейронами, обробленими ліпополісахаридом, потребує подальшого вивчення.

На завершення це дослідження розкриває нові ефекти цистанхи на астроцити, включаючи його захисну дію на астроцити за патологічних станів, і припускає, що астроцити беруть участь у покращенні пам’яті літенінових глікозидів.

Натисніть тут, щоб покращити пам'ять

Список літератури

1. Sidoryk-Wegrzynowicz, M.; Wegrzynowicz, M.; Лі, Е.; Боумен, А. Б.; Ашнер, М. Роль астроцитів у функції мозку та захворюваннях. Токсикол. патол. 2010, 39, 115–123. [CrossRef] [PubMed]

2. Табата, Х. Різноманітні підтипи астроцитів та їх розвиток під час кортикогенезу. Фронт. Неврологія. 2015, 9, 114. [CrossRef]

[PubMed]

3. Ота, Ю.; Занетті, AT; Hallock, RM Роль астроцитів у регуляції синаптичної пластичності та формування пам'яті.

нейронні. Пласт. 2013, 2013, 1–11. [CrossRef] [PubMed]

4. Лідделоу, С.А.; Баррес, Б. А. Реактивні астроцити: виробництво, функція та терапевтичний потенціал. Імунітет 2017, 46, 957–967. [CrossRef]

5. Доссі, Е.; Василе, Ф.; Rouach, N. Людські астроцити в хворому мозку. Brain Res. Бик. 2018, 136, 139–156. [CrossRef]

6. Лідделоу, С.А.; Guttenplan, KA; Кларк, LE; Беннетт, FC; Болен, CJ; Ширмер, Л.; Беннетт, ML; Мюнх, А.Е.; Чунг, В.-С.; Петерсон, TC; та ін. Нейротоксичні реактивні астроцити індукуються активованою мікроглією. Nature 2017, 541, 481–487. [CrossRef]

7. Poewe, W.; Сеппі, К.; Таннер, CM; Холлідей, GM; Брундін, П.; Volkmann, J.; Шраг, А.Е.; Ланг, А.Е. Хвороба Паркінсона. Нац. Рев. дис. прим. 2017, 3, 1–21. [CrossRef]

8. Епуїг, М.В.; Ероз, Дж.; Ешмідт, Р.; Efreund, N. Модуляція дофаміну навчання та пам’яті в префронтальній корі головного мозку: висновки з досліджень на приматах, гризунах і птахах. Фронт. Neural Circuits 2014, 8, 93. [CrossRef]

9. Арнстен А.Ф.; Лі, Б.-М. Нейробіологія виконавчих функцій: вплив катехоламінів на префронтальні коркові функції. Biol.

Психіатрія 2005, 57, 1377–1384. [CrossRef]

10. Морган, Р.Г.; Гіббс, Дж. Т.; Мелієф, EJ; Поступна, Н.О.; Шерфіфілд, EE; Вілсон, А.; Кін, CD; Монтін, Т.Дж.; Пальмітер Р.Д.; Darvas, M. Відносний внесок важкої абляції дофамінергічних нейронів і виснаження дофаміну до когнітивних порушень. Exp. Нейрол. 2015, 271, 205–214. [CrossRef]

11. Нобілі, А.; Латальята, ЄС; Віскомі, MT; Каваллуччі, В.; Кутулі, Д.; Джаковаццо, Г.; Крашия, П.; Ріццо, Франція; Маріно, Р.; Федерічі, М.; та ін. Втрата нейронів дофаміну сприяє дисфункції пам'яті та винагороди в моделі хвороби Альцгеймера. Нац. Комун. 2017, 8, 1–14. [CrossRef]

12. Ханссон, Е.; Селлстрьом, Е. Діяльність MAO COMT і GABA-T у первинних астрогліальних культурах. J. Neurochem. 1983, 40, 220–225. [CrossRef]

13. Левітт, П.; Пінтар, JE; Breakefifield, XO. Імуноцитохімічна демонстрація моноаміноксидази B в астроцитах мозку та серотонінергічних нейронах. Proc. Natl. акад. Sci. США 1982, 79, 6385–6389. [CrossRef]

14. Борроні, Е.; Борманн, Б.; Грюнінгер, Ф.; Прінссен, Е.; Наве, С.; Loetscher, H.; Чінта, SJ; Раджагопалан, С.; Рейн, А.; Сіддікі, А.; та ін. Сембрагілін: новий селективний інгібітор моноаміноксидази типу В для лікування хвороби Альцгеймера. J.Pharmacol. Exp. Тер. 2017, 362, 413–423. [CrossRef]

15. Ван Ю.; Сонце, Ю.; Го, Ю.; Ван, З.; Хуан, Л.; Li, X. Двофункціональні інгібітори холінестерази та МАО для лікування хвороби Альцгеймера: синтез, фармакологічний аналіз та молекулярне моделювання похідних гомоізофлавоноїдів.J. фермент. Inhib. Мед. Chem. 2015, 31, 1–9. [CrossRef]

16. Віндіс, К.; Séguélas, M.-H.; Ланьє, С.; Паріні, А.; Cambon, C. Допамін індукує активацію ERK в епітеліальних клітинах нирок через H2O2, що виробляється моноаміноксидазою. Kidney Int. 2001, 59, 76–86. [CrossRef]

17. Коен, Г.; Фарукі, Р.; Кеслер, Н. Хвороба Паркінсона: новий зв'язок між моноаміноксидазою та потоком мітохондріальних електронів. Proc. Natl. акад. Sci. США 1997, 94, 4890–4894. [CrossRef]