Часть вторая| Ингибитор NF-κB и агонист AMPK: сетевое прогнозирование и интеграция мульти-омики для получения сигнальных путей для актеозида против болезни Альцгеймера

Для получения дополнительной информации:ali.ma@wecistanche.com

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

Часть вторая|Актеозиды: как лечить болезнь Альцгеймера, как один из эффективных ингредиентов Цистанхе?

Щелкните, чтобы получить порошок экстракта цистанхе для памяти

ОБСУЖДЕНИЕ

Болезнь Альцгеймерапредставляет собой прогрессирующее заболевание нейронов и когнитивной дисфункции со сложными нерегулируемыми механизмами (Fakhri et al., 2020). Накопленные данные показали, что существует значительная связь между воспалением в головном мозге, вызванным микроглией. Микроглия — это макрофаги в головном мозге (Afridi et al., 2020), которые могут активироваться в классический воспалительный фенотип M1, характеризующийся усиленной секрецией провоспалительных цитокинов (Hanslik and Ulland, 2020). Как следствие, чрезмерная активация M1 может ускорить повреждение нейронов и нейродегенерацию и даже усугубитьБолезнь Альцгеймера(Багери-Мохаммади, 2020 г.). Таким образом, необходимо искать новые терапевтические подходы, направленные на контроль точек поляризации микроглии, чтобы обеспечить адаптивные преимущества.

Наша предыдущая работа подтвердила, чтоактеозидоказывает значительное влияние на улучшение способности к обучению и памяти, а также на защиту нейронов у крыс (Chen Y. et al., 2020). Соответственно, настоящее исследование также доказало, чтоактеозидможет уменьшить вызванную AlCl3- дискинезию и расстройство холинергической системы у рыбок данио. Взволнованно,актеозидпоказал замечательную противовоспалительную активность в LPS-индуцированных клетках BV-2.

актеозидподавлял поляризацию M1, ингибируя путь NK-κB. Помимо пути NF-κB, секвенирование РНК и анализ ВЭЖХ-Q-TOF-MS также обнаружили, что лечение актеозидом может влиять на биосинтез аргинина, а также на биосинтез пантотената и КоА. Широко сообщалось, что iNOS может метаболизировать Arg в NO и цитруллин, тогда как Arg-1 может гидролизовать Arg в орнитин и мочевину, которые связаны с восстановлением нейронов (Rath et al., 2014). Стимуляция LPS привела к повышению активности iNOS (рис. 2D) и снижению активности Arg-1 (рис. 2E), что привело к повышению уровня NO (рис. 2C). Данные показали, что АКТ снижает повышенный уровень NO посредством биосинтеза аргинина.

Пантотеновая кислота (PA) является основным субстратом для пантотенаткиназы (Kumar et al., 2020) и метаболитом, ограничивающим скорость биосинтеза КоА. PA является облигатным предшественником ацетил-КоА, который имеет особое значение для холинергических нейронов (Xu et al., 2020) и участвует в цикле трикарбоновых кислот (TCA) (Atamna, 2004). Недавние исследования показали, что повышенные концентрации КоА приводят к изменению митохондриальной морфологии и снижению содержания АТФ (Kumar et al., 2020). В клетках BV-2, индуцированных ЛПС, наблюдалось уменьшение количества митохондрий и изменение формы митохондрий. После индукции ЛПС продукция АФК в клетках BV-2 увеличивалась. Затем перегруженные АФК вызывали атаку мембранных фосфолипидов свободными радикалами (Magnani et al., 2020), что приводило к потере ММП и, в свою очередь, к митохондриальной дисфункции и истощению АТФ. Выдающимся было то, что лечение АКТ смягчало снижение содержания ММП и АТФ. Эти данные свидетельствуют о том, что АКТ индуцирует митохондриальную дисфункцию, регулируя биосинтез пантотената и КоА.

Широко сообщалось, что поляризация микроглии тесно связана с клеточным метаболизмом (Orihuela et al., 2016). В частности, как метаболический узел, митохондрии играют важную роль в регуляции клеточного метаболизма. Недавно митохондрии позиционировались как ключевой детерминантный момент в поляризации микроглии (Harry et al., 2020). Чтобы лучше понять механизм АСТ, мы оценили функциональную ось митохондрий с помощью вестерн-блоттинга. Выяснилось, чтоДЕЙСТВОВАТЬиндуцированная митохондриальная дисфункция путем активации оси AMPK/PGC-1/UCP-2.

PGC-1 и UCP-2 связаны с митохондриальным биогенезом (Uittenbogaard and Chiaramello, 2014; de Oliveira Bristot et al., 2019), и их можно рассматривать как главные регуляторы АФК (Jamwal и др., 2020). В отчетах указано, что митохондриальный биогенез, -1 -опосредованный PGC, и снижение АФК зависят от индукции UCP-2 (Uittenbogaard and Chiaramello, 2014; de Oliveira Bristot et al., 2019; Jamwal et al., 2020). . Из-за перегрузки АФК экспрессия PGC-1 и UCP-2 была снижена в LPS-индуцированных клетках BV-2. Он предположил, чтоДЕЙСТВОВАТЬможет устранить избыточное количество АФК через PGC-1 и UCP-2, тем самым восстанавливая функцию митохондрий. Согласно литературным данным, изменение PGC-1 в клетках BV-2 может способствовать регуляции поляризации. Интересно, что в предыдущем отчете было обнаружено, что повышенная экспрессия PGC-1 ингибирует активность NF-kB в LPS-индуцированных клетках BV-2 (Yang et al., 2017), что уточнило взаимосвязь между PGC{{ 9}} и NF-κB в нашем исследовании.

На экспрессию PGC-1 влияют белки восходящего пути, такие как AMPK. AMPK является ключевым белком для поддержания клеточного гомеостаза (Qiu et al., 2020), играя различные роли в обеспечении поляризации M2 микроглии (Chu et al., 2019). Он модулирует метаболические пути в клетках (Szewczuk et al., 2020). Мы нашли этоактеозидспособствует активации AMPK. В то же время применение соединения С (ингибитора AMPK) блокировало действие АКТ на ослабление индуцированного ЛПС избытка NO. Следовательно, ACT также подавлял стимулированную LPS поляризацию M1 через сигнальный путь AMPK.

Впервые сообщается о механизме ACT регулирования поляризации микроглии (рис. 6). Данные подтверждают, что ACT может быть разработан в качестве терапевтического средства для лечения нейродегенеративных заболеваний, связанных с нейровоспалением, таких как AD. В частности, мы связали поляризацию микроглии с клеточным метаболизмом, объяснив действие АКТ изменением функции митохондрий. Идентификация этой метаболической оси как мишени уникального объекта может привести к гораздо лучшим терапевтическим подходам против поляризации микроглии M1, особенно вБолезнь Альцгеймера.

ЗАЯВЛЕНИЕ О ЭТИКЕ

Исследование на животных было рассмотрено и одобрено Комитетом по этике животных Китайского фармацевтического университета.

АВТОРСКИЙ ВКЛАД

Y-QL, YC, Y-YS и S-QJ выполнили концептуализацию и методологию. Y-QL выполнила пробоподготовку. Y-QL, S-QJ, Y-YS и S-SW выполняли обработку данных и экспериментальную работу. Y-QL, YC и X-LJ выполнили написание и подготовку первоначального проекта. FL и PL осуществляли контроль, рецензирование и редактирование. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Эта работа была поддержана грантами Национальной ключевой программы исследований и разработок Китая (2019YFC1711000), Национального фонда естественных наук Китая (№ 81860773 и 81873185), Фонда естественных наук провинции Цзянсу (№ BK20181327) и Синьцзянского научного центра. Фонд выдающихся молодых ученых (№ 2018Q003).

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы были благодарны PZ, H-YW, Yu-Meng Shen и Wei Jiang за их техническую помощь, а также Jia-Lin Yu за ее полировку.