Часть вторая Актеозидная подавленная поляризация микроглии M1 через ингибированный сигнальный путь NF-κB и восстановление функции митохондрий, опосредованное AMPK

Нажмите здесь, чтобы перейти к части 1

За дополнительной информацией, пожалуйста, обращайтесь: ali.ma@wecistanche.com

ЧАСТЬ 2 Как цистанческие актеозиды повышают жизнеспособность клеток мозга и облегчают болезнь Альцгеймера?

Нажмите, чтобы порошок экстракта цистанчи для болезни Альцгеймера

Обсуждение

Болезнь Альцгеймераявляется прогрессирующим заболеванием нейрональной и когнитивной дисфункции со сложными дисрегулируемыми механизмами [17]. Накопленные доказательства продемонстрировали значительную связь между микроглией, вызванной аммацией в мозге. По-видимому, он играет решающую роль в прогрессированииБолезнь Альцгеймера. Микроглия — макрофаги в головном мозге[18]. Он может быть активирован до классического ин§амматорного фенотипа M1, характеризующегося усиленной секрецией провоспалительных цитокинов [4]. Чрезмерная активация M1 может ускорить повреждение нейронов и нейродегенерацию, даже усугубивБолезнь Альцгеймера[19]. Таким образом, необходимо искать новые терапевтические подходы, направленные на контроль точек поляризации микроглии, которые могли бы обеспечить адаптивные преимущества. Наша предыдущая работа подтвердила, что ACT оказывает значительное влияние на улучшение способности к обучению и памяти и защиту нейронов у крыс [20]. Последовательно настоящее исследование также доказало, чтоАктеозидможет облегчить AlCl3-индуцированную дискинезию и расстройство холинергической системы у рыбок данио. АзартноАктеозидпроявлял замечательную противовоспалительную активность в клетках BV-2, индуцированных ЛПС. Транскриптомные люди подтвердили значительные изменения в клетках, индуцированных ЛПС, по сравнению с контрольными клетками, а также клетками, обработанными АКТ, по сравнению с ЛПС-индуцированными.Актеозидподавлял поляризацию M1 путем ингибирования пути NK-κB. За исключением пути NF-κB, RNA-seq также обнаружил, что лечение ACT может влиять на биосинтез аргинина, а также на биосинтез пантотената и CoA. Интересно, что два метаболических пути были дополнительно подтверждены анализом ВЭЖХ-Q-TOF-MS. Широко сообщалось, что iNOS может метаболизировать Arg в NO и цитруллин, тогда как Arg-1 может гидролизовать Arg в орнитин и мочевину, связанные свосстановление нейронов[21]. Стимуляция ЛПС приводила к повышению регуляции iNOS (рис. 3а) и понижению регуляции Arg-1 (рис. 3b), что приводило к повышению уровня NO (рис. 2f). Данные показали, чтоАктеозидоблегчал повышение уровня NO за счет биосинтеза аргинина.

Пантотеновая кислота (ПА) является основным субстратом для пантотенаткиназы[22], в качестве метаболита, ограничивающего скорость в биосинтезе КоА. ПА является облигатным предшественником ацетил-КоА, который имеет особое значение для холинергических нейронов[23] и участвует в цикле трикарбоновой кислоты (цикл ТЦА)[24]. Недавнее исследование показало, что повышенная концентрация КоА приведет к изменению морфологии митохондрий и снижению содержания АТФ[22]. LpS-индуцированные клетки BV-2 демонстрировали уменьшение числа митохондрий и изменение формы митохондрий. После индуцирования ЛПС производство АФК увеличилось в клетках BV-2. Затем перегруженный АФК вызывал атаку мембранного фосфолипида свободными радикалами [25]. Это привело к потере ММФ, в свою очередь, митохондриальной дисфункции и истощению АТФ. Выдающимся является то, что лечение ACT смягчает снижение содержания ММП и АТФ. Эти данные свидетельствуют о том, что ACT индуцировал митохондриальную дисфункцию, регулируя биосинтез пантотената и CoA. Широко сообщалось, что поляризация микроглии тесно связана с клеточным метаболизмом [14]. В частности, как метаболический центр, митохондрии играют замечательную роль в регулировании клеточного метаболизма. В последнее время митохондрии позиционируются как ключевая определяющая точка поляризации микроглии[26]. Чтобы лучше понять механизм ACT, мы оценили функциональную ось митохондрий с помощью анализа вестерн-блоттинга. Было выявлено, что ACT индуцирует митохондриальную дисфункцию путем активации оси AMPKα/PGC-1/UCP-2. PGC-1α и UCP-2 связаны с митохондриальным биогенезом [27, 28], и их можно рассматривать как главный регулятор АФК [29]. Отчеты показывают, что PGC-1α-опосредованный митохондриальный биогенез и снижение АФК зависят от индукции UCP-2[27–29]. Из-за перегрузки АФК экспрессия PGC-1α и UCP-2 снижалась в клетках BV-2, индуцированных LPS. Он предположил, что ACT может устранить чрезмерную АФК через PGC-1α и UCP-2, тем самым восстанавливая митохондриальную функцию. Согласно литературе, изменение PGC-1α в клетках BV-2 может способствовать регулированию поляризации. Интересно, что в предыдущем отчете было обнаружено, что повышенная экспрессия PGC-1α ингибирует активность NF-κB в клетках BV-2, индуцированных LPS[30]. Он квалифицировал связь между PGC-1α и NF-κB в нашем исследовании. На экспрессию PGC-1α влияют белки восходящего пути, такие как AMPK. AMPK является ключевым белком для поддержания клеточного гомеостаза [31], играя различные роли в продвижении поляризации микроглии M2 [32]. Он модулирует метаболические пути в клетках [33]. Мы обнаружили, что ACT способствует активации AMPK. В то же время применение соединения С (ингибитор AMPK) блокировало влияние ACT на ослабление избытка NO, индуцированного ЛПС. Таким образом, ACT также подавлял поляризацию M1, стимулируемую LPS, через сигнальный путь AMPK. Самое время сообщить о механизме ACT по регулированию поляризации микроглии (рис. 10). Данные подтверждают, что ACT может быть разработан в качестве терапевтического агента для нейродегенеративных заболеваний, связанных с нейроин-аммацией, таких как AD. В частности, мы связали поляризацию микроглии с клеточным метаболизмом, объясняя эффект ACT через изменение функции митохондрий. Идентификация этой метаболической оси, нацеливание на нее как на уникальную сущность, может позволить гораздо лучшие терапевтические подходы против поляризации микроглии M1, особенно при AD.

Сокращения

ОБЪЯВЛЕНИЕ

болезнь Альцгеймера; АКТ:Актеозид; РНК-Seq:РНК-секвенирование; dpf:дни после оплодотворения; ДПЗ:донепезил гидрохлорид; AS: средняя скорость; ΔS: изменение скорости; DRR: скорость восстановления дискинезии; RE:response e ̈ciency; ИФА: иммуноферментный анализ; ЛПС:Липополисахарид; CCK-8: Комплект для подсчета клеток-8; AChE:ацетилхолинэстераза; ChAT: холин ацетилтрансфераза; NO: оксид азота; QC: контроль качества; Q-TOF: квадрупольное время полета; PCA: Анализ основных компонентов; PLS-DA: частичный дискриминантный анализ наименьших квадратов; MMP: митохондриальный мембранный потенциал; ROS: активные формы кислорода; АТФ:митохондриальный аденозин 5'-трифосфат; TEM: Просвечивающая электронная микроскопия; qRT-PCR: Количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени; iNOS: синтаза оксида азота; DEGs: дифференциально экспрессированные гены; GO:Генная онтология; KEGG:Киотская энциклопедия генов и геномов; Арг:аргинин; GAPDH: Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа; PGC-1α:пероксисома пролиферативно активированный рецептор-γ-коактиватор-1α; UCP-2: митохондриальный разъединяющий белок-2; AMPK:AMP-активированная протеинкиназа; CC:соединение C; PA:Пантотеновая кислота.

Вклад авторов Страница 13/34Все авторы были вовлечены в составление статьи или критический пересмотр ее для важного интеллектуального содержания, и все авторы одобрили ¦nal версию для публикации. Концепция и дизайн исследования: YQL, FL; сбор данных: YQL, YC и SQJ; анализ и интерпретация данных: YQL, XLJ, YYS и SSW. Авторы прочитали и утвердили окончательную рукопись. Авторы признательны г-же Пин Чжоу, Юй-Мэн Шэнь и г-ну Вэй Цзяну за их техническую помощь.

Ссылки

1 Perea JR, Bolos M, Avila J. Microglia in Alzheimer's Disease in the Context of Tau Pathology.Биомолекулы. 2020; 10.

2. Shiao YJ, Su MH, Lin HC, Wu CR. Актеозид и изоактеозид защищают амилоид-бета-пептид, индуцированныйЦитотоксичность, когнитивные нарушения и нейрохимические нарушения in vitro и in vivo. Int J Mol Sci.2017; 18.

3. Линнербауэр М., Ротхаммер В. Защитные функции реактивных астроцитов после центральныхНарушение нервной системы. Передний иммунол. 2020;11:573256.

4. Ханслик КЛ, Улланд ТК. Роль микроглии и Nlrp3 In§ammasome в болезни Альцгеймера.Фронт Нейрол. 2020;11:570711.

5. Цукахара Т., Ханиу Х., Уэмура Т., Мацуда Ю. Терапевтический потенциал разложения печени свинейПродукт: Новые идеи и перспективы для микроглия-опосредованной нейроин§аммации вНейродегенеративные заболевания. Биомедицины. 2020; 8.

6. Ли Л, Ван И, Ван Х, ЛВ Л, Чжу ЗЫ. Метаболические реакции клеток BV-2 на пуэрарин на его поляризациюс использованием сверхэффективной жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии. Биомед Хроматогр.2020;34:e4796.

7. Агравал I, Джа С. Митохондриальная дисфункция и болезнь Альцгеймера: роль микроглии. Фронтальное старениеНеврозы. 2020;12:252.

8. Вэй В, Лу М, Лань Х, Лю Н, Ван Х, Ду Цзя и др. Нейропротекторное действие вербаскозида на гипоксически-ишемическоеповреждение головного мозга у неонатальной крысы. Неврозный летт. 2019;711:134415.

9. Лай X, Сюн Ю, Чжоу Цзя, Ян Ф, Пэн Ж, Чэнь Л и др. Вербаскозид ослабляет острый ин§амматорныйтравма при экспериментальном кровоизлиянии в мозг путем подавления TLR4. Biochem Biophys Res Commun.2019;519:721–6.

10. Ji SL, Cao KK, Zhao XX, Kang NX, Zhang Y, Xu QM и др. Антиоксидантная активность фенилетаноидагликозиды на глутамат-индуцированную нейротоксичность. Биосци Биотехнол Биохим. 2019;83:2016–26.

11. Чэнь Ж,, Гао Л., Чжан Ю., Су Ю., Конг З., Ван Д. и др. Актеозид-улучшенный стрептозотоцин-индуцированныйухудшение обучения и памяти путем повышения регуляции инсулина гиппокампа, транспорта глюкозы иэнергетический обмен. Phytother Res. 2020.Страница 14/34Страница 15/34

12. Li W, Deng R, Jin X, Chen J, Yang D, Shen J. Актеозид улучшает экспериментальный аутоиммунныйэнцефаломиелит через ингибирование активации пероксинитрит-опосредованной митофагии. Бесплатный Радик Биол2020;146:79–91.

13. Ли ЮК, Чэнь Ю, Фан Цзи, Цзян ПЛ, Ли, Ли Ф. Интегрированная сетевая фармакология и модель zebra¦sh дляисследовать компоненты двойных эффектовЦистанхе тубулозадля лечения как остеопороза, так иБолезнь Альцгеймера. J Этнофармакол. 2020;254:112764.

14. Ориуэла Р., Макферсон К.А., Гарри Г.Д. Поляризация и метаболические состояния микроглии M1/M2. Бр ДжФармакол. 2016;173:649–65.

15. Bi J, Zhang J, Ren Y, Du Z, Li Q, Wang Y и др. Ирисин облегчает ишемию-реперфузионное повреждение печени путемингибирование чрезмерной митохондриальной митохондриальной биогенезии и снижениеокислительный стресс. Окислительно-восстановительный биол. 2019;20:296–306.

16. Де Симоне Р., Аджмоне-Кэт М.А., Пандол М., Бернардо А., Де Нуччо К., Мингетти Л. и др. Теммитохондриальный разъединяющий белок-2 является главным регулятором микроглиальных реакций M1 и M2. JНейрохимия. 2015;135:147–56.

17. Фахри С., Пеше М., Патруно А., Моради С.З., Иранпанах А., Фарзаэй М.Х. и др. ЗатуханиеNrf2 / Keap1 / ARE при болезни Альцгеймера вторичными метаболитами растений: механистический обзор.Молекулы. 2020; 25.

18. Afridi R, Lee WH, Suk K. Microglia Gone Awry: Link Immunometabolism to Neurodegeneration.Неврозы передних клеток. 2020;14:246.

19. Багери-Мохаммади С. Микроглия при болезни Альцгеймера: роль взаимодействия стволовых клеток и микроглиив гомеостазе мозга. Нейрохим Res. 2020.

20. Чэнь Ю, Ли Юк, Фан Цзи, Ли, Ли Ф. Создание параллельной экспериментальной модели остеопорозав сочетании с болезнью Альцгеймера у крыс и двойными эффектами эхинакозида и актеозида отЦистанхе тубулоза. J Этнофармакол. 2020;257:112834.

21. Рат М., Мюллер I, Кропф., Closs EI, Munder M. Метаболизм через аргиназу или синтазу оксида азота: дваКонкурирующие пути аргинина в макрофагах. Передний иммунол. 2014;5:532.

22. Кумар А., Кумар Ю., Севак Дж.К., Кумар С., Кумар Н., Гопинатх С.Д. Метаболомический анализ первичныхклетки скелетных мышц человека во время миогенного прогрессирования. Sci Rep. 2020;10:11824.

23. Сюй Джей, Патассини С, Бегли, Church S, Waldvogel HJ, Faull RLM и др. Церебральная дезинсекция витаминаB5 (d-пантотеновая кислота; пантотенат) как потенциально обратимая причина нейродегенерации идеменция при спорадической болезни Альцгеймера. Biochem Biophys Res Commun. 2020;527:676–81.

24. Атаман Х. Геме, железо и митохондриальный распад старения. Старение Res Rev. 2004;3:303–18.

25. Маньяни Н.Д., Марчини Т., Калабро В., Альварес С., Эвелсон. Роль митохондрий в окислительно-восстановительной сигнализацииСеть и ее результаты при синдромах высокого воздействия in§ammatory. Фронтальный эндокринол (Лозанна).2020;11:568305.

26. Гарри Г.Д., Чайлдерс Г., Гиридхаран С., Эрнандес И.Л. Связь между митохондриями иэффекторная функция микроглии. Что, по нашему мнению, мы знаем? Нейроиммунол Нейроин§амм. 2020;7:150–65.

27. Уиттенбогаард М., Чиарамелло А. Митохондриальный биогенез: терапевтическая мишень длянарушения развития нервной системы и нейродегенеративные заболевания. Curr Pharm Des. 2014;20:5574–93.

28. де Оливейра Бристот VJ, де Бем Алвеш AC, Кардозу LR, да Луш Шеффер D, Агиар AS. Младший. РольПередача сигналов PGC-1alpha/UCP2 в бенесоциальных эффектах физических упражнений на мозг. ФронтНеврозы. 2019;13:292.

29. Джамвал С., Блэкберн Дж.К., Элсворт Дж.Д. Передача сигналов PPARgamma/PGC1alpha в качестве потенциального терапевтического средствамишень для митохондриального биогенеза при нейродегенеративных расстройствах. Фармакол Тер. 2020: 107705.

30. Ян X, Сюй С, Цянь Y, Сяо К. Ресвератрол регулирует поляризацию микроглии M1/M2 через PGC-1alpha всостояния нейровоспалительного повреждения. Brain Behav Immun. 2017;64:162–72.

31. Цю ВК, Пан Р, Тан И, Чжоу ХГ, У ЖМ, Ю Л и др. Полифенол семян личи ингибирует Абета-индуцированныйактивация NLRP3 in§ammasome через LRP1/AMPK опосредованную индукцию аутофагии. БиомедФармакотер. 2020;130:110575.

32. Чу X, Цао Л, Юй З, Синь Д, Ли Т, Ма В и др. Богатый водородом физиологический раствор способствует поляризации микроглии М2и комплемент-опосредованная потеря синапса для восстановления поведенческих де¦цитов после гипоксии-ишемической внеонатальные мыши через активацию AMPK. J Нейроин§аммация. 2019;16:104.

33. Шевчук М., Богушевска К., Казмерчак-Баранская Ю., Карвовский Б.Т. Роль АМПК вметаболизм и его влияние на восстановление повреждений ДНК. Мол Биол Реп. 2020.