Опосередкований антивіковий ефект екстракту цистанхея

Mar 29, 2023

АНОТАЦІЯ:Цистанхеце трава, яка широко використовується в традиційній азіатській медицині як інгредієнт складних рецептів.Цистанхевідомий своєюпротилейкемічний,антиоксидантний, іпротизапальні властивості. Проте йогопротисудиннийЕфективність старіння ендотелію та основні механізми не повністю зрозумілі. У цьому дослідженні ми досліджували дію Cistanche на антистаріння на моделі старіння ендотеліальних клітин (EC), індукованого високим вмістом глюкози (HG). Лікування сЦистанхе(40 мкг/мл) збільшував міграцію ECs і посилював фосфорилювання позаклітинних сигнал-регульованих кіназ і p38 залежно від дози. Після обробки HG (30 мМ),Цистанхе значно зменшив кількість асоційованих зі старінням галактозидазопозитивних клітин, які є біомаркерами старіння, залежно від дози. Виходячи з рівнів фосфорилювання, Cistanche (40 uг/мл), як було показано, збільшує експресію сиртуїну1 (Sirt1) та ендотеліальної синтази оксиду азоту (eNOS) на 74,4% і 328,2% відповідно. Крім того, обробка індукованих HG старіючих ECs Cistanche (40 мкг/мл) значно збільшила виробництво оксиду азоту (P<0.05). Ці результати демонструють, що Cistanche одночасно збільшує міграцію EC і регулює шлях Sirt1/eNOS, припускаючи, що Cistanche має потенціал для захисту EC від старіння, спричиненого HG.


Ключові слова: проти старінняендотеліальна клітина,Цистанхе, Sirt1/eNOS

Cistanche anti-aing

Натисніть тут, щоб отримати продукти Cistanche для боротьби зі старінням

ВСТУП
Старіння ендотеліальних клітин судин (ЕК) може сприяти розвитку атеросклерозу у людей (Minamino and Komuro, 2007; Wu et al., 2019). багато
дослідження показали, що високий рівень глюкози (HG) може спричинити старіння EC (Matsui-Hirai та ін., 2011; Hayashi та ін., 2014; Lin та ін., 2019). Крім того, дисфункції ЕС можуть призвести до
дефіцит оксиду азоту (NO) (Thoonen та ін., 2015). NO синтезується з L-аргініну NO-синтазою, яка має три важливі ізоформи: ендотеліальна азотна

оксидсинтази (eNOS), нейронної NOS та індуцибельної NOS (iNOS). Наприклад, було показано, що eNOS відіграє життєво важливу роль у розвитку діабетичних серцево-судинних ускладнень через посилення окисного стресу (Kayama et al., 2015). Крім того, сіртуїн1 (Sirt1), нікотинамідаденіндинуклеотид (NAD плюс)-залежна гістондеацетилаза, бере участь у регуляції метаболізму, виживання клітин, диференціювання та старіння. Sirt1 є ключовим регулятором старіння судинної ЕК. Попередні дослідження показали, що активація Sirt1 може захистити від дисфункцій ендотелію судин, одночасно контролюючи генерацію eNOS (Hu et al., 2017).


ЦистанхеТунберг, член сімейства Saururaceae, є травою, яка використовується для традиційного лікування в Південно-Східній Азії. Нещодавно було показано, що цистанхе є багатим джерелом природних полісахаридів і флавоноїдів (Lu et al., 2006a). Таким чином, Cistanche використовується для стимуляції імунітету та хіміотерапії в альтернативній медицині. Крім того, Cistanche демонструє різні фармакологічні властивості, такі як протилейкемічні (Chang et al., 2001), антиоксидантні (Hsu et al., 2016) і протизапальні (Luet al., 2006b) властивості. Кілька досліджень досліджували цистанхе, однак лише деякі з них оцінювали роль цистанхе в запобіганні старінню ЕК. Наскільки нам відомо, це перше дослідження, яке демонструє пригнічувальний вплив Cistanche на старіння в моделі старіння, спричиненої ГГ. Це було досягнуто шляхом використання ЕК пупкової вени людини та оцінки основних механізмів.

Cistanche anti-aing


МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
Реагенти
Цистанхебув отриманий від доктора Парка в Університеті Кюннам, де його було вилучено, відокремлено та піддано контролю якості, як описано раніше (Shon та ін., 2014).3-(4,5-Диметилтіазол{ {4}}yl)-2,5-дифенілтетразолію бромід (MTT) і желатин були придбані у Sigma Aldrich Co. (Сент-Луїс, Міссурі, США). Набір, пов’язаний зі старінням -галактозидази (SA--gal), був придбаний у Abcam (Кембридж, Великобританія), а набір для аналізу NO був придбаний у Thermo Fisher Scientific (Відень, Австрія). Антитіла p-p38, p-Sirt1 і p-eNOS були придбані в Cell Signaling Technology (Денверс, Массачусетс, США), а антитіла до -актину та p-позаклітинної сигнально-регульованої кінази (p-ERK) були придбані в Santa CruzBiotechnology (Даллас, Техас, США). Кон'юговані з пероксидазою хрону (HRP) антимишачі та антикролячі антитіла були придбані у GeneTex Inc. (Ірвайн, Каліфорнія, США).


культура ЄС

Ендотеліальні клітини пупкової вени людини були отримані з Американської колекції типових культур (Manassas VA, США). Клітини культивували при 37 °C з 5-відсотковим вмістом CO2 ендотеліального середовища для росту-2 (EGM-2; Лонза, Уокервіль, штат Меріленд, США), доповненого 10-відсотковою фетальною бичачою сироваткою (FBS). ЕК культивували протягом 48 годин при 37°C з 5% CO, у середовищі EGM-2 (контроль) або HG 30 мМ, з додаванням або без додавання різних концентрацій Cistanche (1040 мкг/мл).


Дослідження життєздатності клітин

Клітини культивували при 37 °C протягом 72 годин у середовищі EGM-2, доповненому 2 відсотками FBS і різними концентраціями Cistanche, і обробляли розчином MTT протягом 4 годин. Отримані відкладення формазану розчиняли диметилсульфоксидом, де абсорбцію вимірювали при 570 нм за допомогою пристрою для зчитування мікропланшетів VersaMax ELISA (MolecularDevices, Саннівейл, Каліфорнія, США).


Аналіз міграції подряпини

Клітини пошкоджували, а потім культуральні середовища замінювали свіжими середовищами, що містять різні концентрації Cistanche. Клітини зберігали протягом 24-48 годин. Під час повної міграції клітини знімали за допомогою мікроскопа (Olympus Optical Co, Ltd., Токіо, Японія). Мігровані клітини підраховували за допомогою оптичного мікроскопа при 200-кратному збільшенні та кількісно визначали вручну


Фарбування SA-P-gal

To determine the number of senescent cells, SA-B-assays were performed using the SA-P-gal kit (Abcam)according to the manufacturer's instructions. Cells were fixed for 5 min in -gal fixative, washed with PBS, and then stained using -gal fixative solution at 37°C. This process was performed until p-gal staining was visible in either the experimental or control plate. SA-B-gal positive cells were observed via microscopy, with >500 клітин підраховано за допомогою трьох незалежних полів.


Вестерн-блот аналіз

Клітини збирали та лізували в розчині для екстракції білка (Intron Biotechnology, Inc, Кьонгі, Корея), що містить інгібітори протеази та фосфатази (10 хв при 4°C). Загальні концентрації білка в супернатантах вимірювали за допомогою аналізів Бредфорда. Після нагрівання при 95 градусах протягом 5 хвилин зразки білка (30 мкг) розділяли електрофорезом у 8-12% додецилсульфату натрію в поліакриламідному гелі. Потім білки переносили на полівініліденфторидні мембрани (MilliporeBedford, MA, США) при 100 В протягом 60 хв. Мембрани інкубували в 5% бичачого сироваткового альбуміну (BSA) у трис-буферному фізіологічному розчині (TBS) з додаванням 0,05% TBS з Tween-20 (TBST) (30 хв при кімнатній температурі), потім інкубували в 5% BSA у TBST з додаванням первинних антитіл (1:200 до l, 000) (на ніч при 4°C). Далі мембрани інокулювали кон’югованими з HRP козячими антикролячими або антимишачими антитілами (1:5, 000) протягом години, і білкові смуги виявляли за допомогою покращеного набору хемілюмінесцентного виявлення (Intron Biotechnology, Inc. ) і LAS-1000 Imager (Fuji Film Corp., Токіо, Японія). Напівкількісний аналіз результатів денситометрії проводили за допомогою Image J (Національний інститут здоров'я, Бетесда, MD США).

Вимірювання утворення NO Концентрації NO визначали шляхом визначення концентрації нітриту за допомогою наборів для аналізу NO відповідно до інструкцій виробника. Оптичну густину визначали при 560 нм за допомогою пристрою для зчитування мікропланшетів, а концентрації розраховували за допомогою калібрувальної кривої


Статистичний аналіз

Результати виражені як середнє значення плюс стандартне відхилення (SD). Статистичну значущість визначали за допомогою однофакторного дисперсійного аналізу (ANOVA). Post hoc порівняння між групами проводили за допомогою множинних порівняльних тестів Бонферроні. Усі розрахунки виконано за допомогою SPSS у Windows (версія 23.0; IBM Corp, Armonk, NYUSA) і P-значення<0.05 were considered statistically significant.

Cistanche anti-aing

РЕЗУЛЬТАТИ І ОБГОВОРЕННЯ

Цитотоксичність Cistanche

Щоб визначити цитотоксичність Cistanche на EC, клітини інкубували з різними концентраціями Cistanche (0 до 100 мкг/мл) протягом 72 годин. Cistanche продемонстрував значну цитотоксичність (P<0.05) at concentrations >50 мкг/мл у всі моменти лікування (рис. 1). Таким чином, концентрації Cistanche<50ug/ml were considered non-toxic to ECs and were used in subsequent experiments.



Цистанхе посилює міграцію клітин.

Шлях мітоген-активованої протеїнкінази (MAPK) регулює ключові процеси, пов’язані з розвитком судинної ЕК, такі як клітинна проліферація, інвазія, метастазування та виживання, а також ангіогенез (Pišlar et al., 2015). MAPK включає ERK, N-кінцеву кіназу c-Jun і p38 (Kim and Choi, 2010). ERK і p38 є важливими сигнальними білками, що беруть участь у загоєнні ран, тоді як ERK відіграє важливу роль у контролі клітинної міграції, проліферації, диференціювання та виживання (Roskoski, 2012). У недавньому дослідженні було припущено, що сигнальний шлях p38 MAPK бере участь у загоєнні ран (Loughlin and Artlett, 2011; Kim et al., 2019; Wang et al., 2019). У цьому дослідженні ми досліджували експресію білка ERK і p38, щоб ідентифікувати сигнальні шляхи, залучені в міграцію EC, регульовану Cistanche. Лікування Cistanche (40 мкг/мл) збільшило міграцію EC в 1.5-рази порівняно з контролем (P<0.05) (Fig. 2A). Western blot analysis showed that Cistanche treatment (20 to 40 g/mL) significantly increased phosphorylation of ERK in ECs (P<0.05). Furthermore, Cistanche increased phosphorylation of p38 in a concentration-dependent manner; in particular, treatment with 40 g/mL Cistanche, increased activation of p38 >2.5-складка вище за контроль (Стор<0.01) (Fig. 2B). These results show that 

Cistanche anti-aing

Рис. 1.НаслідкиЦистанхе(Cistanche) на життєздатність клітин. Клітини обробляли Cistanche (0 до 100г/мл) протягом 72 год. Життєздатність клітинрозраховували як відсоток життєздатних клітин, культивованих увідсутність Cistanche. Результати показують середнє ±SD. *P<0.05.


Cistanche anti-aing


Рис. 2.НаслідкиЦистанхе(Cistanche) на міграцію клітин. (A) Репрезентативні зображення показують міграцію контрольної та обробленої Cistancheклітини. Міграцію клітин виражали як відсоток міграції, що спостерігається для контрольних клітин. (B) Репрезентативні плями рівнівp-позаклітинних сигнал-регульованих кіназ (p-ERK) і p-p38 фосфорилювання. Кількісний аналіз p-ERK/-актин і р-р38/-актин. Результати показують середнє ±SD. *P<0.05 and **P<0.01.


Цистанхе регулює фосфорилювання ERK і p38 залежно від концентрації. З цих результатів активації ERK і p38 MAPK ми дійшли висновку, що Cistanche індукує міграцію EC і посилює його функцію при закритті рани.

Cistanche anti-aing

Цистанхе пригнічує старіння в ЕК, спричинених ГГ.

Щоб дослідити інгібуючий вплив цистанхе на старіння ЕК, клітини обробляли глюкозою (30 мМ) і різними концентраціями цистанхе (від 10 до 40 мкг/мл). Тенденція до уповільненого старіння була відмічена після лікування зростаючими концентраціями Cistanche. Зокрема, лікування 40 мкг/мл Cistanche значно зменшило кількість біомаркерів старіння (SA--gal позитивних клітин) на 10,2 відсотка порівняно з клітинами контрольної групи (31,5 відсотка) (P<0.01) (Fig.3A). To determine if Cistanche regulates expression of Sirt1, a protein that regulates aging, phosphorylation of Sirt1 and eNOS was investigated following treatment with Cistanche. We showed Cistanche (20 and 40 g/mL) significantly increased the expression of Sirt1 by 58.5% and 74.4%, respectively, compared with cells in the control group (P<0.05). Following treatment with 40 g/mL Cistanche, expression of eNOS was also significantly increased by over 3-fold Cistanche compared with the control group (P<0.01) (Fig. 3B). Moreover, treatment with 40 g/mL Cistanche significantly increased NO production (P<0.05) in HG-induced aged ECs (Fig.3C).

Після обробки високими концентраціями глюкози ми спостерігали велику кількість EC, що експресують біомаркер старіння SA--gal, головний регулятор HG-in
уповільнення старіння (Sun et al., 2015). У попередніх дослідженнях повідомлялося, що активація eNOS контролює опосередковану NO затримку старіння клітин у ЕК людини (Hayashi та ін., 2008; Лі та ін., 2017). Таким чином, стимулювання виробництва NO може захистити клітини від окисного стресу та скоротити час до відновлення. У цьому дослідженні лікування ECs, оброблених HG, 40 мкг/мл Cistanche значно підвищило рівні NO, що свідчить про те, що Cistanche покращує опосередковане EC загоєння ран, і, отже, може використовуватися для лікування старіння в ECs, індукованих HG, шляхом посередництва в Шлях Sirt1/eNOS.


Cistanche anti-aing

Рис. 3.НаслідкиЦистанхе(Cistanche) на старіння клітинкультивували в середовищі з високим вмістом глюкози (HG) (30 мМ). (А)Репрезентативні образи, пов'язані зі старінням-галактозидаза
(SA--gal) позитивні клітини (сині) після культивування в середовищі, що містить HG, або HG і Cistanche (від 10 до 40г/мл) протягом 48 год. Кількість SA--gal позитивні клітини виражені у відсотках від клітин контрольної групи. (B) Показ репрезентативних плямрівні фосфорилювання p-Sirt1 і p-eNOS. Фосфорилюваннябуло кількісно визначено відносно-актин. (C) Утворення НІ в клітинахкожної групи лікування. Результати показують середнє ± стандартне відхилення від п’яти дюймівзалежні експерименти. *P<0.05 and **P<0.01.

Cistanche anti-aing


ПОДЯКА

Це дослідження було профінансовано грантом Фонду Університету Кюннам, № 20170139.


ЗАЯВА ПРО РОЗКРИТТЯ АВТОРА

Автор заявляє про відсутність конфлікту інтересів.


СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Chang JS, Chiang LC, Chen CC, Liu LT, Wang KC, Lin CC. Антилейкемічна активність Bidens pilosa L. var. мінор (Blume) Sherffand Cistanche Thunb.. Am J Chin Med. 2001? 29:303-312.
Hayashi T, Kotani H, Yamaguchi T, Taguchi K, Iida M, Ina K та ін. Старіння ендотеліальних клітин пригнічується активацією печінкового X-рецептора з додатковим механізмом для його іншого захисту при діабеті. Proc Natl Acad Sci США. 2014. 111:1168-1173.

Hayashi T, Yano K, Matsui-Hirai H, Yokoo H, Hattori Y, Iguchi A. Оксид азоту та ендотеліальне клітинне старіння. Pharmacol Ther. 2008. 120: 333-339.

Hsu CC, Yang HT, Ho JJ, Yin MC, Hsu JY. Водний екстракт цистанхи послабив глікацію та окислювальний стрес у серці та нирках діабетичних мишей. Eur J Nutr. 2016. 55:845-854.

Hu T, Chen Y, Jiang Q, Lin J, Li H, Wang P та ін. Надмірна експресія eNOS підвищує експресію SIRT1 і захищає клітини підшлункової залози миші від апоптозу. Exp The Med. 2017. 14:1727-1731.
Kayama Y, Raaz U, Jagger A, Adam M, Schellinger IN, Sakamoto M та ін. Діабетичні серцево-судинні захворювання, спричинені окисним стресом. Int J Mol Sci. 2015. 16:25234-25263.
Кім Е.К., Чой Е.Й. Патологічна роль сигнальних шляхів MAPK у захворюваннях людини. Biochim Biophys Acta. 2010. 1802:396-405.
Кім Дж, Кім Б, Кім С.М., Ян Ч.Е., Сонг С.Й., Лі В.Дж. та ін. Індукований гіпоксією перехід епітелію в мезенхіму опосередковує аномалії фібробластів через активацію ERK під час загоєння шкірних ран. Int J Mol Sci. 2019. 20:2546.
Лі HY, Zeeshan HMA, Кім HR, Чае HJ. Nox4 регулює процес роз’єднання NOS у старіючих ендотеліальних клітинах. Free Radic Biol Med. 2017. 113:26-35.
Lin X, Li S, Wang YJ, Wang Y, Zhong JY, He JY та ін. Екзосомальний Notch3 з ендотеліальних клітин, стимульованих високим вмістом глюкози, регулює кальцифікацію/старіння гладком’язових клітин судин. Life Sci. 2019. 232: 116582.
Loughlin DT, Artlett CM. Модифікація колагену 3-дезоксиглюкозою змінює загоєння ран через диференціальну регуляцію кінази p38 MAP. PLoS One. 2011. 6: e18676.
Lu HM, Liang YZ, Chen S. Ідентифікація та оцінка якості ін'єкції Cistanche за допомогою GC-MS відбитків пальців: підхід до стандартизації. J Етнофармакол. 2006a. 105:436-440.
Lu HM, Liang YZ, Yi LZ, Wu XJ. Протизапальний ефект ін'єкції цистанхея. J Етнофармакол. 2006b. 104:245-249.

Matsui-Hirai H, Hayashi T, Yamamoto S, Ina K, Maeda M, Kotani H та ін. Дозозалежні модуляторні ефекти інсуліну на індуковане глюкозою ендотеліальне старіння in vitro та in vivo: взаємозв’язок між теломерами та оксидом азоту. J Pharmacol Exp Ther. 2011. 337:591-599.

Мінаміно Т, Комуро І. Старіння судинних клітин: внесок у атеросклероз. Circ Res. 2007. 100:15-26.

Pišlar A, Perišić Nanut M, Kos J. Лізосомальні цистеїнові пептидази-молекули, що сигналізують про смерть і виживання пухлинних клітин. Semin Cancer Biol. 2015. 35:168-179.

Roskoski R Jr. ERK1/2 MAP кінази: структура, функція та регуляція. Pharmacol Res. 2012. 66:105-143.

Shon MS, Lee Y, Song JH, Park T, Lee JK, Kim M та ін. Потенціал проти старіння екстрактів, отриманих із фруктів і лікарських трав, вирощених у районі Кьоннам у Кореї. Попередня Nutr Food Sci.2014. 19: 178-186.

Sun Y, Hu X, Hu G, Xu C, Jiang H. Куркумін послаблює передчасне старіння, викликане перекисом водню, шляхом активації SIRT1 в ендотеліальних клітинах пупкової вени людини. Біол Фарм Бюл. 2015. 38:1134-1141.
Thoonen R, Cauwels A, Decaluwe K, Geschka S, Tainsh RE, Delanghe J та ін. Серцево-судинні та фармакологічні наслідки гемодефіцитних NO-нереагуючих розчинних гуанілатциклазних мишей. Нац комун. 2015. 6: 8482.
Wang T, Li X, Fan L, Chen B, Liu J, Tao Y та ін. Терапія ран негативним тиском сприяла загоєнню ран шляхом пригнічення запалення за допомогою понижувального сигнального шляху MAPK-JNK у пацієнтів з діабетичною стопою. Diabetes Res Clin Pract. 2019. 150:81-89.

Wu X, Zheng W, Jin P, Hu J, Zhou Q. Роль IGFBP1 у старінні ендотеліальних клітин судин і тяжкості пов'язаного зі старінням коронарного атеросклерозу. Int J Mol Med. 2019. 44: 1921-1931.


Запитуйте ще:

Електронна пошта:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp плюс 86 15292862950












Вам також може сподобатися