Вербаскозид — обзор его происхождения, (био)синтеза и фармакологического значения

Контактное лицо: Одри Ху Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Электронная почта:audrey.hu@wecistanche.com

Калина Алипиева и др.

Абстрактный

Фенилэтаноидные гликозиды представляют собой встречающиеся в природе водорастворимые соединения с замечательными биологическими свойствами, которые широко распространены в растительном мире.Вербаскозидпредставляет собой фенилэтаноидный гликозид, который впервые был выделен из коровяка, но также обнаружен в некоторых других видах растений. Он также был получен в системах культивирования растений in vitro, включая генетически трансформированные корни (так называемые «волосатые корни»).Вербаскозидимеет гидрофильную природу и обладает фармакологически полезными для здоровья человека действиями, в том числе антиоксидантными,анти-воспалительныйи противоопухолевые свойства в дополнение к многочисленным ранозаживляющим и нейропротекторным свойствам. Последние достижения в области распределения, (био)синтеза и биопродукциивербаскозидобобщены в этом обзоре. Мы также обсуждаем его выдающиеся фармакологические свойства и намечаем будущие перспективы его потенциального применения.

Ключевые слова: Актеозид, противовоспалительное средство, (био)синтез, профилактика рака, клеточная суспензия, культура Волосатые корни, фенилэтаноидные гликозиды, Verbascum spp.

Вербаскозидиз Цистанче

Сокровище сада: открытие вербаскозида, его появление и распространение

Фенилэтаноидные гликозиды представляют собой встречающиеся в природе водорастворимые соединения, широко распространенные в растительном мире, большинство из которых выделено из лекарственных растений. Структурно они характеризуются наличием коричной кислоты (С6–С3) и гидроксифенилэтильного (С6–С2) фрагментов, присоединенных к -глюкопиранозе (апиозе, галактозе, рамнозе, ксилозе и др.) гликозидной связью (Дембицкий, 2005; Хименес). и Ригера, 1994). В последние годы возрастает интерес к ароматическим соединениям, в частности к фенилэтаноидным гликозидам, в связи со значительно возросшим объемом литературы, описывающей их очевидную роль в профилактике и лечении различных заболеваний и расстройств человека.

В литературе имеются противоречивые сведения о назначениивербаскозид. В 1963 году ученые из Италии сообщили о выделении фенилэтаноидного гликозида из коровяка (Verbascum sinuatum L.; Scrophulariaceae), который они назваливербаскозид(Рис. 1; Scarpati, Monache, 1963). Однако никаких данных, описывающих его структурное выяснение, приведено не было. Несколько лет спустя это же соединение было выделено из потомков сирени обыкновенной (Syringa vulgaris, Oleaceae) и определено, что его структура представляет собой 2-(3,4-дигидроксифенил)этил{{5} }Ο- -L-рамнопиранозил-(1→3)-(4-Ο-Ε-кофеоил)- -D-глюкопиранозид, который авторы назвалиактеозид(Биркофер и др., 1968). Спустя двадцать лет после первого доклада овербаскозид, Sakurai и Kato (1983) сообщили об выделении нового фенилэтаноидного гликозида из дерева славы (Clerodendron trichotomum Thunb, Lamiaceae), который авторы назвали кусагинином. Во время изоляциивербаскозидот заразихи большой (Orobanche rapumgenistae, Orobanchaceae), Andary et al. (1982) обнаружили, что он идентичен описанному ранееактеозиди рекомендовал, чтобы это более позднее имя больше не использовалось. В настоящее время, спустя 50 лет после открытиявербаскозид, до сих пор существует некоторая путаница в отношении его названия. Поиск в базе данных Scopus (по состоянию на январь 2014 г.) выявил 543 доступных совпадения под «вербаскозид' и 844 попадания под "актеозид", а поиск с использованием парных терминов "вербаскозидА ТАКЖЕактеозид' вернули только 326 статей. Чтобы предотвратить дальнейшую путаницу, мы настоятельно рекомендуем либовербаскозидили жеактеозидиспользоваться преимущественно; однако другое имя также должно быть указано в аннотации к статье или в списке ключевых слов.

Вербаскозидявляется одним из наиболее распространенных эфиров дисахарида с кофеилом. На сегодняшний день,вербаскозидбыл обнаружен в основном у видов Verbascum (Алипиева и др., 2014), но также был обнаружен более чем у 200 видов растений (Deepak et al., 1999; Schlauer et al., 2004; Таскова и др., 2005), принадлежащих до 23 семейств растений (рис. 2) в дополнение к другим, о которых недавно сообщалось, таким как Buddleja brasiliensis (Filho et al., 2012), Striga Asiatica (Huang et al., 2013), Olea Europea (Quirantes-Piné et al. ., 2013b), Paulownia tomentosa var. tomentosa (Si et al., 2013), Lippia javanica, Lantana Camara (Oyourou et al., 2013) и Lippia citriodora (Bilia et al., 2008; Funes et al., 2009; Quirantes-Piné et al., 2009). ).

Вербаскозидбыл обнаружен как в подземных (например, первичные и вторичные корни), так и в надземных (например, стебли, листья и придатки) частях растений, но на самых разных уровнях. Например, корни троянов Sideritis накапливаютсявербаскозидна {{0}},002% (Кирмизибекмез и др., 2012), а в надземных частях Verbascum xanthophoeniceum его концентрация значительно выше (0,25%; Георгиев и др., 2011а). В недавнем исследовании метаболомики на основе ядерного магнитного резонанса (ЯМР) было обнаружено, чтовербаскозидсодержание варьирует в пределах видов растений одного рода; от 0,2% у V. phoeniceum до 3% у Verbascum nigrum (Георгиев и др., 2011б). С другой стороны,вербаскозидсодержание в корнях ({{0}},9 процента) и соцветиях (0,8 процента) было сопоставимо (Gómez Aguirre et al., 2012). Еще один потенциально ценный источниквербаскозидвключает побочные продукты промышленного производства. Например, было обнаружено, что отходы производства оливкового масла, полученные в качестве побочного продукта при переработке плодов оливок, содержат большое количествовербаскозидв дополнение к нескольким другим фенольным соединениям (например, олеуропеину, гидрокситирозолу, кофейной кислоте и некоторым флавоноидам; Obied et al., 2007). Сообщалось, что вербаскозид содержится в большом количестве в сточных водах маслобойных заводов (De Marco et al., 2007). Хотя необходимы более подробные исследования, сточные воды оливкового завода могут рассматриваться как потенциальный источниквербаскозид(и сопутствующие биоактивные молекулы), которые подходят для применения в пищевых добавках и продуктах питания (Cardinali et al., 2012).

Биологические эффекты вербаскозида, лежащие в основе его потенциальной клинической полезности

Традиционно растения с высокой концентрациейвербаскозидиспользовались в народной медицине для лечения воспалений и микробных инфекций (Георгиев и др., 2012). Поэтому исследования его противомикробной и противогрибковой активности проводились в течение многих лет. В целом эти исследования можно считать чисто наблюдательными, поскольку в них отсутствуют какие-либо механистические подходы (Arruda et al., 2011; Avila et al., 1999; Pendota et al., 2013). Недавние исследования семи соединений, выделенных из видов Lippia, подтвердили очень высокую активность против Cryptococcus neoformans.вербаскозид, который авторы интерпретировали как перспективный для новых селективных противогрибковых препаратов.вербаскозид-содержащие препараты (Funari et al., 2012). Сочетание антибактериального,анти-воспалительныйи антиандрогенные эффекты чистыхвербаскозиди экстракты растений с их высокими концентрациями (Camellia sinensis и Commiphora Mukul) обещают разработку фармакологических средств лечения обыкновенных угрей (Azimi et al., 2012).

Анти-воспалительный эффект отцистанхе

Механизмы противовоспалительного действия вербаскозида на кожу, эндотелий, кишечник и легкие

Ранние сообщения, описывающиеанти-воспалительныйпоследствиявербаскозидсосредоточились на ингибировании высвобождения гистамина и арахидоновой кислоты из тучных клеток (Lee et al., 2006a). Ингибирующая активность вербаскозида зависит от присутствия Са2 плюс и коррелирует свербаскозид-ассоциированное ингибирование фосфолипазы А2 (Song et al., 2012). Недавно были проведены механистические исследования, показавшие, что вербаскозид подавляет Ca2+-зависимую передачу сигналов MAPK в базофильных клетках (Motojima et al., 2013). По-видимому, он участвует в подавлении аллергии типа I. Гликозилированные фенилэтаноиды, входящие в состав Anisomeles indica, проявляют глубокоеанти-воспалительныйактивности в отношении макрофагов, которые стимулируются LPS и IFN-. В частности, 40 мкМвербаскозидбыло показано, что он сильно ингибирует продукцию NO, TNF- и IL-12 (Rao et al., 2009).анти-воспалительныйа антираздражающая активность вербаскозида из Kigelia Africana объясняется его способностью ингибировать индуцибельную синтазу оксида азота (iNOS) и высвобождение NO из макрофагов, стимулируемое бактериальными липополисахаридами (Picerno et al., 2005). Ингибирование iNOS in vitro и in vivo водорастворимым экстрактом листьев Wendita Casino было связано свербаскозидтакже (Marzocco et al., 2007). Параллельно с ингибированием iNOS/NO вербаскозид индуцировал гемоксигеназу 1, в то время как он подавлял высвобождение бокса 1 группы высокой подвижности в экспериментах in vitro и in vivo, и эти эффекты были устранены сайленсингом Nrf2 (Seo et al., 2013). Этот анти-iNOS механизм был тесно связан с подавлением двух факторов транскрипции (NFκB и AP -1) вербаскозидом (Lee et al., 2005). Белок-активатор 1 (AP-1) является транскрипционным регулятором экспрессии цитокинов в клетках кости, кожи и иммунной системы и важным модулятором воспалительных процессов при хронических воспалительных заболеваниях, таких как ревматоидный и псориатический артрит, псориаз и болезнь Крона. Зенц и др., 2008). Также была определена важная роль белков AP-1 в контроле клеточной пролиферации, неопластической трансформации и апоптозе (Shaulian and Karin, 2001). Благодаря огромным недавним достижениям в молекулярном понимании патогенеза этих патологий человека, AP-1 стал одной из новых мишеней для терапевтического применения. Примечательно, что вербаскозид и его гликозилированное производное теуполиозид являются единственными установленными примерами эффективного комбинированного ингибирования экспрессии и связывания ДНК обоих провоспалительных транскрипционных факторов, AP-1 и NFκB (Pastore et al., 2009, 2012a). Было показано, что другие растительные полифенолы (ресвератрол, кверцетин и т. д.), которые изучались в тех же экспериментальных условиях, являются селективными ингибиторами NFκB. Подавление обоих этих транскрипционных факторов фенилэтаноидами приводило к гораздо более эффективному ингибированию провоспалительного хемокина IL-8 по сравнению с другими полифенолами (Pastore et al., 2009; Potapovich et al., 2011; Georgiev et al. , 2012). Хемокин привлекает гранулоциты к очагам воспаления и вызывает пролиферацию клеток, характерную для воспаленных тканей (Pastore, Korkina, 2010).

При механистическом изучении эффектоввербаскозидна клетках миеломоноцитарного лейкоза человека, подвергшихся воздействию провоспалительных стимулов, таких как LPS и гамма-интерферон, Speranza et al. (2010) сообщили, что егоанти-воспалительныйактивности зависят от ингибирования как экспрессии, так и активности iNOS, ингибирования продукции внутриклеточного супероксидного аниона и подавления СОД, каталазы и глутатионпероксидазы на посттрансляционном уровне.

Существует большое количество данных, подтверждающих регулирующую рольвербаскозидпри воспалении сосудов, индуцированном окисленными липопротеидами низкой плотности (оксЛПНП, модели хронического воспаления, приводящего к атеросклерозу), и бактериальными липополисахаридами (ЛПС, моделью внутрисосудистого септического воспаления; Костюк и др., 2011).Вербаскозидизбирательно предотвращал окисление ЛПНП пероксинитритом и подавляющими генами, которые связаны с окислительным стрессом и воспалением в ответ на oxLDL (например, VCAM1, ICAM1, IL-8, IFN-, SOD2, iNOS и NOX1). Кроме того, он был совершенно неэффективен в отношении воспаления, вызванного ЛПС. Четыре фенилэтаноидных гликозида, в том числе вербаскозид, защищали эндотелиальные клетки от цитотоксичности, вызванной оксЛПНП (Martin-Nizard et al., 2003), которая возникает в результате окислительного стресса (Chiou et al., 2004).

Помимо хорошо изученногоанти-воспалительныйактивности через NFκB и MAPK,вербаскозидмогут влиять на экспрессию генов через множество других сигнальных путей, влияние которых на экспрессию медиаторов воспаления на сегодняшний день изучено лишь незначительно. В частности, поскольку это ароматический углеводород, вербаскозид связывается с фактором транскрипции арилуглеводородного рецептора (AhR), который, таким образом, способствует транскрипции многочисленных генов детоксикации, кодирующих ферменты, метаболизирующие фазы I и II, в частности подсемейство цитохрома P450 CYP1, Nrf2, глутатион-S-трансфераза (GST) и антиоксидантные ферменты. В результате вербаскозид ингибирует последующие провоспалительные цитокины и факторы роста (Korkina et al., 2011; Potapovich et al., 2011).

противовоспалительное действие экстракта цистанхе

Биодоступность и метаболизм диетического и местного вербаскозида

В целом, системные эффекты растительных полифенолов в основном зависят от их биодоступности через желудочно-кишечный барьер. Сильно разрозненные данные, описывающие биологическую активность диетических полифенолов in vitro и in vivo, по-видимому, отражают их судьбу в кишечнике, включая относительно низкую биодоступность и высокую скорость метаболизма и экскреции (Martin and Appel, 2010). Хотя многочисленные исследования их биоактивности в клеточных культурах показали, что оптимальный диапазон концентраций полифенольных агликонов и конъюгатов сахаров в растениях находится в диапазоне от мкМ до низких мМ, после приема внутрь они появляются в кровотоке в виде метаболитов фазы II, а их плазма уровни редко превышают концентрации в нМ (Del Rio et al., 2013). Значительная часть как исходных полифенолов, так и их метаболитов достигает толстой кишки, где они перевариваются местной микробиотой до небольших фенольных кислот и ароматических катаболитов. Они легко всасываются в систему кровообращения и впоследствии попадают в ткани-мишени, где оказывают защитное и/или лечебное действие. Недавний всеобъемлющий обзор, проведенный Del Rio et al. (2013) представили данные о биодоступности, метаболизме и фармакокинетике нескольких диетических полифенолов с широко известными свойствами для здоровья, таких как кверцетин, куркумин и ресвератрол. К сожалению, нам не удалось найти публикаций о биодоступности и фармакокинетикевербаскозидв людях. Несколько исследований на животных подтвердили, что он быстро всасывается (максимальная концентрация в плазме достигается примерно через 15 минут) и выводится у крыс (Li et al., 2014). Кроме того, его пероральная биодоступность составляла всего 0,12 процента (Wu et al., 2006).Вербаскозидравномерно распределялся во всех исследованных отделах головного мозга в пределах нМ концентраций. Тщательная аналитическая оценка уровня плазмывербаскозиди его метаболитов после кормления крыс экстрактами Lippia citriodora (вербены лимонной) (Quirantes-Piné et al., 2013a). К основным соединениям плазмы относятсявербаскозиди являютсявербаскозид(приблизительно 80 и 60 нг/мл соответственно), а второстепенными метаболитами были гидрокситирозол, кофейная кислота, феруловая кислота и ее глюкуронид и гомопротокатеховые кислоты.

Поскольку физико-химические характеристики полифенолов, такие как размер их молекул, степень полимеризации и растворимость, являются ключевыми факторами, определяющими их всасывание в пищеварительном тракте, дальнейший метаболизм и появление в системе кровообращения (Martin and Appel, 2010), можно предположить, чтовербаскозидлегко усваивается подобно катехинам, флаванонам и гликозидам кверцетина. Таким образом, исследования человека навербаскозидбиодоступность, метаболизм и фармакокинетика могут пролить свет на механизмы, лежащие в основе его системных эффектов на здоровье.

Биодоступность и биотрансформация растительных полифенолов в коже при местном применении полностью отличаются от процессов, происходящих при приеме внутрь. Высокоэффективные физические барьерные свойства кожи крайне усложняют задачу доставки чужеродных молекул в саму кожу и во внутренние ткани. Фактически все экзогенные вещества с низкой липофильностью, такие каквербаскозид, имеют ограниченную способность проникать через кожу (Коркина и др., 2009). Проникновение через кожу и трансдермальная доставкавербаскозидможет быть существенно увеличен путем включения его в липосомы или липогели (Sinico et al., 2008). Кожный химический барьер состоит из многочисленных метаболических ферментов фазы I и фазы II и неферментативных молекул, которые способны реагировать и способствовать метаболизму низкомолекулярных чужеродных веществ. Вербаскозид способен действовать как рецептор арильных углеводородов, который связан с нижестоящими цитохромами P450 CYP подсемейства; например, CYP1A1 и CYP1B1 в дополнение к ферментам, метаболизирующим глутатионпероксидазу (фаза I) и глутатион-S-трансферазу (фаза II) в кератиноцитах человека (Pastore et al., 2012a, 2013; Potapovich et al., 2011).

Вербаскозидв Cistanche имеет эффектАнти-воспаления и повышения иммунитета

Доказательства системного противовоспалительного и непрямого антиоксидантного действия вербаскозида и его метаболитов в экспериментах на животных и клинических исследованиях на людях

Несмотря на то чтовербаскозидобладает довольно скромной активностью по удалению активных форм кислорода по сравнению с некоторыми другими растительными полифенолами в модельных системах (Pastore et al., 2012a), было показано, что его метаболиты значительно усиливают активность основных антиоксидантных ферментов (каталазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктаза) при подавлении прооксидантной и связанной с воспалением миелопероксидазы в циркулирующих лимфоцитах, эритроцитах и ​​нейтрофилах крыс после приема внутрь экстракта лимонной вербены (Quirantes-Piné et al., 2013a). Авторы предположили, чтовербаскозидвоздействует на окислительно-восстановительные ферменты на посттранскрипционном уровне. Кроме того, в нескольких публикациях представлены четкие доказательства того, что вербаскозид может индуцировать транскрипцию генов антиоксидантных ферментов посредством Nrf2-зависимого механизма (Kostyuk et al., 2011, 2013; Pastore et al., 2012a,b).

В экспериментальной модели воспаления кишечника, вызванного сульфатом декстрана, которое напоминает иммуноопосредованное воспалительное заболевание кишечника у людей, системное введениевербаскозидкоторый был выделен из Plantago lanceolata L., существенно улучшал гистологическую картину и клинические симптомы колита, подавлял провоспалительную секрецию IFN- и ингибировал окислительный взрыв, связанный с NADPH-оксидазой (непрямой антиоксидантный эффект) в кишечных макрофагах (Hausmann et al. и др., 2007; Ленуар и др., 2011). Дальнейшие исследования свербаскозидиз культур растительных клеток Syringa vulgaris L. подтвердили свои защитные и лечебные эффекты за счет снижения активации NFκB. В результате NFκB-зависимые клеточные события, такие как активация металлопротеиназы (MMP2 и MMP9), индуцируемая активация синтазы оксида азота и поли(АДФ-рибозы) и экспрессия фактора адгезии, были ослаблены (Mazzon et al., 2009). По-видимому, рецептор, активируемый пролифератором пероксисом (PPAR-), вносит значительный вклад ванти-воспалительныйпоследствиявербаскозидпри экспериментальном колите, индуцированном динитробензолсульфоновой кислотой, поскольку у мышей с генетически исключенным PPAR- такие эффекты не наблюдались (Esposito et al., 2010a). Фенилэтаноидные гликозиды из Castilleja tenuiflflora Benth (вербаскозид и вербаскозид) обеспечивали значительную защиту желудка в модели острой язвы желудка in vivo и в модели отека уха у мышей.анти-воспалительныйэффекты были сопоставимы с эффектами дексаметазона (Sanchez et al., 2013). Было показано, что диетическое вмешательство с использованием вербаскозида предотвращает повреждение кишечника и нитрозилирование белка у свиней (Di Giancamillo et al., 2013). Его пероральное введение из культур растительных клеток также подавляло индуцированный лигатурой периодонтит, что оценивалось по ингибированию нескольких воспалительных маркеров, таких как миелопероксидаза, экспрессия NFκB и iNOS, нитрование и конечные продукты перекисного окисления липидов (Paola et al., 2011).

В результате биоуправляемого выделения ранозаживляющих гликозидов из растений Verbascum mucrotanum Lamm был сделан вывод о том, что пероральное применениевербаскозидобладает высшим комбинаторным (ранозаживляющим,анти-воспалительныйи антиноцицептивное) активность по сравнению с другими гликозидами, выделенными из растения. Кроме того, вербаскозид не проявлял острой токсичности или повреждения желудка (Akdemir et al., 2011). Сильное заживление ран ианти-воспалительныйэффекты местного применениявербаскозидранее были описаны на животных моделях иссеченных и скарифицированных ран (Коркина и др., 2007).

Проведено несколько интервенционных исследований на людях с использованием диетических экстрактов вербены и лимонной вербены, содержащих большое количество фенилпропаноидов, большая часть которыхвербаскозид. Так, согласно аналитическим анализам, проведенным Bilia et al. (2008), общие концентрации фенилпропаноидов в водных растворах листьев растений составляли 20–150 мг/г сухой массы, из которых 97 % приходилось на долю фенилпропаноидов.вербаскозид, который обладал замечательными антиоксидантными свойствами в экспериментах in vitro. Другое аналитическое исследование подтвердило наличиевербаскозиди является вербаскозидом в качестве основного фенольного компонента вербены лимонной (Quirantes-Piné et al., 2009). Было проведено рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование эффективности экстракта вербены лимонной в сочетании с омега-3 жирными кислотами при лечении суставов (Caturla et al., 2011). Экстракт уменьшал симптомы боли и скованности и значительно улучшал физическое функционирование у субъектов с дискомфортом в суставах. В качестве вторичного результата экстракт лимонной вербены показал сильные антиоксидантные свойства. Экстракт значительно защищает компоненты крови от окислительного стресса, связанного с физическими упражнениями, путем модуляции активности GSH-редуктазы, что ранее наблюдалось в двойном слепом исследовании на людях (Carrera Quintanar et al., 2012). Было показано, что антиоксидантные добавки с экстрактом лимонной вербены защищают нейтрофилы от окислительного повреждения, вызванного хроническими физическими упражнениями, снижают активность миелопероксидазы и мышечное повреждение, не влияя ни на иммунную, ни на антиоксидантную адаптацию к физическим нагрузкам (Funes et al., 2011). Более того,вербаскозидБыло показано, что содержащийся в нем экстракт усиливает глутатион-зависимые ферменты и супероксиддисмутазу в циркулирующих клетках крови женщин-пловчих при одновременном снижении уровня половых гормонов в плазме (Mestre-Alfaro et al., 2011). Эти данные, полученные в ходе самых первых исследований на людях, в основном пилотных, предоставили некоторые предварительные данные о положительных системных эффектахвербаскозид. Однако механизмы, лежащие в основе этих эффектов, еще предстоит выяснить, и необходимы дальнейшие клинические исследования.

вербаскозид/актеозид из цистанхе повышает иммунитет

Вербаскозид в защите от УФ-облучения

Для кожи человека УФ-излучение представляет собой драматический экологический стимул, лежащий в основе многочисленных патологических проявлений, которые в конечном итоге приводят к преждевременному старению и раку (Коркина, Пасторе, 2009; Коркина и др., 2009; Костюк и др., 2013; Пасторе и др., 2012б). Эти пагубные эффекты строго связаны с необратимым повреждением клеточных макромолекул, включая ДНК и белки, как следствие стойкого перепроизводства активных форм кислорода (АФК) и истощения эндогенных антиоксидантов. В настоящее время общепризнано, что УФ-излучение вызывает хроническое воспаление кожи, которое, в свою очередь, усугубляет стойкий локальный дисбаланс свободных радикалов/антиоксидантов. УФ взаимодействует с чрезвычайно сложными участками кожи на разных уровнях. Во-первых, он вызывает фотохимические реакции в поверхностных липидах внешней поверхности кожи (SSL). Затем он фотохимически модифицирует компоненты нежизнеспособных кератиноцитов и межклеточные липиды рогового слоя и, наконец, прямо или через фотохимические медиаторы достигает жизнеспособных слоев эпидермиса и нижележащих отделов дермы. Следовательно, идентификация природных веществ для эффективной фотозащиты и подавления воспалительных реакций в коже в настоящее время является главной задачей исследовательской дерматологии. Теоретически вторичные метаболиты растительного происхождения для фотозащиты кожи должны быть фотостабильными и не способствовать фотохимическим реакциям в компонентах кожи. Они могут изменять взаимодействие кожи и УФ-излучения в различных критических точках следующим образом: (а) поглощать УФ-А плюс УФ-В (экранирующее действие); (b) прерывание вызванных УФ-излучением свободных радикальных реакций в компонентах кожи (удаление и прямое действие антиоксидантов, разрывающих цепи); (c) защита эндогенных антиоксидантов SSL, таких как -токоферол, кофермент Q10 и сквален (антиоксидантная спасательная активность); (г) индукция эндогенных антиоксидантных систем в кератиноцитах (непрямая антиоксидантная активность); (e) ослабление воспалительной реакции в кератиноцитах (анти-воспалительныйвиды деятельности); и (f) модулирование чрезмерных метаболических и пролиферативных реакций на стресс (антистрессовое действие). Группа методов, позволяющая сравнить все вышеупомянутые активности нескольких растительных полифенолов (ресвератрол, полидатин, кверцетин, рутин ивербаскозид) был применен Костюком и соавт. (2013). На основании полученных данных авторы пришли к выводу, чтовербаскозидбыл лучшим кандидатом для местной фотозащиты и, следовательно, для химиопрофилактики немеланомного рака кожи, индуцированного УФ-излучением. Молекулярные особенности эффективной фотозащитывербаскозидпредставлены на рис. 3.

В целом клеточные УФ-индуцированные процессы можно разделить как минимум на две фазы. Первый состоит из фотофизических и фотохимических событий, происходящих во время и сразу после воздействия УФ. Эти события запускают ряд молекулярных, биохимических и клеточных изменений, характерных для второй фазы. Например, во время второй фазы в кератиноцитах стимулируются многочисленные пути передачи сигнала, что приводит к активации УФ-чувствительных мембранных (EGFR) и ядерных (AhR) рецепторов (Pastore et al., 2012a, b; Potapovich et al., 2011). Таким образом, последующая инициация внутриклеточной передачи сигналов приводит к модуляции лежащих в основе генов и синтезу de novo воспалительных цитокинов, хемокинов и молекул адгезии, таким образом формируя провоспалительный паттерн, характерный для ответов на УФ-излучение. Другой характерной чертой является стимуляция некоторых метаболических процессов, опосредованных AhR (Pastore et al., 2012a,b), и избыточная внутриклеточная продукция NO индуцируемой NOS (Korkina, Pastore, 2009). Последние данные убедительно свидетельствуют о том, чтовербаскозидособенно эффективен при ингибировании второй отдаленной фазы воспалительных и метаболических реакций на солнечное УФ-облучение в кератиноцитах человека (Potapovich et al., 2013). Отсроченный защитный эффект гидрофильныхвербаскозидобъясняют его низкой проницаемостью через липидный бислой клеточных мембран кожи.

Действительно, физико-химическое исследование взаимодействийвербаскозидс фосфолипидными модельными мембранами (Funes et al., 2009) выявил локализацию молекул фенилпропаноида в верхнем слое фосфатидилглицериновой мембраны на границе раздела фосфолипид/вода. Другим примером отдаленной реакции второй фазы на УФ-излучение в коже является усиление меланогенеза.Вербаскозидбыло показано, что он эффективно ингибирует выработку меланина, которая индуцируется УФ-излучением и меланоцитостимулирующим гормоном в клетках меланомы in vitro путем подавления тирозиназы, которая является ключевым ферментом, участвующим в синтезе меланина (Muñoz et al., 2013). ; Сон и др., 2011). Кроме того, белки, связанные с тирозиназой, также ингибируют ее выработку, активируя фосфорилирование ERK (Son et al., 2011) и инактивируя аденилатциклазу через путь гормона, стимулирующего меланоциты (Song and Sim, 2009).

Полифенолы растительного происхождения, такие каквербаскозид, обычно поглощают УФ-свет в диапазоне длин волн 300–400 нм, и, следовательно, они широко используются в качестве эффективных экранирующих молекул УФ-А-УФ-В. Чтобы отличить УФ-поглощение от других возможных фотозащитных свойстввербаскозидиспользовали модель УФС-облучения кератиноцитов человека (Kostyuk et al., 2008; Pastore et al., 2009). Опять таки,вербаскозидэффективно защищали клетки от некроза, вызванного УФ-С, что ясно указывает на то, что в процессе фотозащиты использовалась нейтрализация свободных радикалов.

К сожалению,вербаскозиди подобные фенилэтаноидные гликозиды обычно представляют собой водорастворимые молекулы; поэтому их проникновение через сильно гидрофобные слои эпидермиса ограничено. В ex vivo модели свежеиссеченной свиной кожи,вербаскозидконцентрации в более глубоких слоях кожи достигали приблизительно 2 нМ через 24 часа после нанесения (Ouitas and Heard, 2009). Скорее всего, из-за его медленного проникновения в жизнеспособные клеточные слои свиной кожи его ингибирующее действие на ЦОГ-2 было менее выраженным по сравнению с гарпагозидом и 8-кумароилгарпагидом (Abdelouahab and Heard, 2008). Для повышения стабильностивербаскозидв препаратах для местного применения и его биодоступность через кожные барьеры, он был получен из культур клеток меристемы Buddleia davidii и дериватизирован в ацил-вербаскозид, который обладает более низким гидрофильным профилем (Vertuani et al., 2011). Его дериватизированная форма показала еще более высокую антиоксидантную способность и стала более стабильной в смесях масло/вода по сравнению с исходной молекулой.

вербаскозид/актеозид из цистанхе улучшает память

Цитопротекторные эффекты вербаскозида как основа его применения для лечения нейродегенеративных заболеваний и боли

Недавние механистические исследования, изучающие цитопротекторные свойствавербаскозиди несколько других фенилэтаноидов показали, что эти вещества защищают клетки человека не только благодаря своей прямой антиоксидантной активности и активности по удалению свободных радикалов, но в значительной степени благодаря активизации эндогенных систем детоксикации (Sgarbossa et al., 2012).вербаскозид, камнеозид, форзитозид B и эхинакозид активировали Nrf2, который является ядерным фактором, регулирующим защитные и антиоксидантные ферменты, в то время как они ингибировали BACH1, который является репрессором элемента антиоксидантного ответа, в дополнение к индукции цитопротекторных ферментов фазы II, наиболее заметных из которая представляла собой гемоксигеназу 1 (HO -1). Постоянное присутствие перекиси водорода, которая вырабатывается в системе глюкоза-глюкозооксидаза, вызывает митохондриально-опосредованное и независимое от каспаз ингибирование роста и цитотоксичность по отношению к фибробластам десен человека. Два агента, каталаза ивербаскозид, проявляют цитопротекторные способности, подавляя молекулярные пути, приводящие к некротической гибели клеток (Yu et al., 2012).

Нейропротекторные эффектывербаскозидбыли изучены на различных экспериментальных моделях. Поскольку нейродегенерация представляет собой сложный патологический процесс, в основе его прогрессирования лежит множество механизмов. В одном раннем исследовании (Sheng et al., 2002) защитные эффектывербаскозидбыли исследованы на индуцированный 1-метил-4-ион фенилпиридиния (MPP plus) апоптоз и окислительный стресс с использованием нейронных клеток феохромоцитомы (PC12). Нейропротекторные эффекты определяли с помощью анализа 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия бромида (МТТ) и последующей цитометрии на апоптоз в в дополнение к измерению уровней активности каспаз-3 и уровней внеклеточной перекиси водорода. Полученные данные показали, что вербаскозид значительно снижает апоптотическую гибель клеток PC12, в то время как увеличивает внеклеточный уровень перекиси водорода. Следовательно, был сделан вывод, что он полезен при нейродегенеративных заболеваниях, вызванных окислительным стрессом. В аналогичном исследовании той же группы (Deng et al., 2008)вербаскозидбыл изучен на клетках нейронов SH-SY5Y для изучения его защитного действия на повреждение, вызванное MPP plus, с использованием нескольких анализов, включая анализ MTT, определение активных форм кислорода (АФК), измерение уровней активности каспазы -3 и уровни экспрессии Bcl-2 и потенциалы митохондриальных мембран в дополнение к аналогичной цитометрической оценке апоптоза. Обработка поврежденных нейронных клеток вербаскозидом в концентрациях 0.1, 1.0 и 10 мг/л вызвала значительное улучшение во всех проведенных анализах. Вербаскозид был способен снижать диапазон апоптоза с 38,9 до 29,5% и деактивировать каспазу-3, в то же время приводя к более высоким уровням экспрессии гена Bcl-2, уменьшению прироста АФК и MPP. плюс - индуцированный сбой потенциала митохондриальной мембраны в клетках SH-SY5Y. В результате авторы предположили, что это соединение полезно для лечения болезни Паркинсона (БП). Пу и др. (2003) также показали, что вербаскозид способен ингибировать вызванную MPP нейротоксичность в гранулярных нейронах мозжечка путем ингибирования путей, связанных с апоптозом, таких как деактивация каспазы -3 и экспрессия фрагмента протеолитической поли(АДФ-рибозы) полимеразы (PARP). . Ван и др. (2009) продемонстрировали защитную активность вербаскозида в отношении A (25–35)-индуцированного повреждения клеток SH-SY5Y за счет снижения мембранных потенциалов, модуляции передачи сигналов апоптоза через Bcl-2, высвобождения цитохрома с и расщепления каспазы{ {31}}. Кроме того, он был протестирован на модели воспаления центральной нервной системы, индуцированного бактериальным эндотоксином/цитокином ЛПС/ИФН, и его нейропротекторные эффекты были продемонстрированы посредством модуляции этих транскрипционных факторов, ингибирующих экспрессию синтазы оксида азота в нейронах в дополнение к предотвращение активации ЦОГ-2, которая является провоспалительным ферментом, в клетках глиомы (Esposito et al., 2010b).

На самом деле, ряд исследований показал эффективностьвербаскозидв экспериментальных моделях, связанных с болезнью Альцгеймера (AD). Его оценивали на предмет его возможных антиамилоидогенных свойств, имеющих отношение к БА, таких как его влияние на агрегацию 42-мерного амилоидного белка (А 42), и было обнаружено, что он ингибирует агрегацию А 42 в дозе -зависимым образом, предполагая, что катехиновая часть соединения может быть ответственна за это ингибирование (Kurisu et al., 2013).

Ингибирование агрегации малыми молекулами, по-видимому, представляет собой многообещающую стратегию профилактики и лечения БА.Вербаскозиди его гликозилированные производные были чрезвычайно мощными ингибиторами агрегации амилоидных белков в концентрациях <10 мкм.="" амилоидные="" агрегаты="" провоцируют="" каскад="" необратимых="" окислительных="" повреждений="" нейронов="">вербаскозидэффективно защищал нейронные клетки от амилоид-индуцированного повреждения. Взаимосвязь структура-активность позволяет предположить, что катехиновые фрагменты фенилэтаноидов необходимы для их антиамилоидных эффектов. Нейронные клетки PC12, подвергшиеся А-индуцированной цитотоксичности, обрабатываливербаскозидв условиях in vitro с использованием HO-1, который является важным ферментом, участвующим в защите нейронов, продемонстрировал нейропротекторную активность посредством активации HO-1 и ядерной транслокации фактора транскрипции Nrf2 (Wang et al. ., 2012).

В другой работе ингибирующие эффектывербаскозидоценивали в отношении пролилоолигопептидазы (POP), которая представляет собой цитозольную эндопротеазу серинового типа, участвующую в патогенезе AD. Было обнаружено, что он эффективно ингибирует POP в зависимости от концентрации со значением IC50 1,3 ± 0,2 мкМ, что аналогично положительному контролю (байкалин, IC50 12 ± 3 мкМ; Filho et al. ., 2012). Кроме того, Кахраман и соавт. (2010) описали умеренную ингибирующую активностьвербаскозидкоторый был выделен из Verbascum mucronatum против семейства ферментов холинэстеразы, которое включает ключевые ферменты, играющие решающую роль в патогенезе БА. В аналогичной работе нашей группы мы протестироваливербаскозиди другие родственные соединения (форзитозид В и лейкосцептозид В) и их субфракции, которые были получены из V. xanthophoeniceum и последовательно демонстрировали умеренные уровни ингибирования (ниже 5{8}} процентов) при концентрациях 200 мкг/мл по отношению к ацетилхолинэстеразы (47,94 ± 1,13). процентов) и бутирилхолинэстеразы (39,19 ± 0,25 процента; Георгиев и др., 2011а). Улучшающие память эффекты вербаскозида также были установлены у мышей с использованием модели дефицита памяти, вызванного скополамином, с помощью тестов пассивного избегания и водного лабиринта Морриса, что свидетельствует об улучшении функции центральной холинергической системы (Lee et al., 2006b; Lin et al.). др., 2012).

Окислительное повреждение, вызванное АФК, считается одним из пусковых факторов нейродегенерации и старения и участвует в патологии многих нейродегенеративных заболеваний (Santos et al., 2013; Schapira, 2006).Вербаскозидбыло обнаружено, что он проявляет сильную антиоксидантную активность во многих экспериментальных моделях (Коркина, 2007), как показано в таблице 1. Кроме того, его антиоксидантная способность плазмы после перорального приема и его способность усиливать эндогенную антиоксидантную защиту с использованием образования малонового диальдегида (МДА), FRAP значения и уровни активности СОД в нескольких моделях на животных были полностью зарегистрированы, и не наблюдалось острой или пероральной токсичности при дозах до 2000 мг/кг у крыс (Funes et al., 2009; Quirantes-Piné et al., 2013a). Эти исследования подчеркивают взаимосвязь некоторых структурно-антиоксидантных активностей и предполагают, что четыре гидроксила в орто-положении в двух ароматических кольцахвербаскозидспособствуют его замечательной антиоксидантной активности (Zhou and Sadik, 2008). Более того, его изопроизводная (являетсявербаскозид) обладает в 2-кратно большей хелатирующей активностью по сравнению с активностьювербаскозид, и фенольные гидроксильные группы играют решающую роль в ингибировании перекисного окисления липидов и хелатировании металлов (Li et al., 1997).

Анальгетическая активность заключается ввербаскозидсообщалось о двух моделях невропатической боли in vivo (Isacchi et al., 2011), в которых фенилэтаноид применяли перорально (300–600 мг/кг) и внутрибрюшинно (100 мг/кг). Примечательно, что оба типа введения эффективно устраняли механически и химически индуцированную гипералгезию. Антиноцицептивное действиевербаскозид(применяемые per os и местно) были подтверждены (Backhouse et al., 2008) в трех различных моделях боли, вызванной химическими и механическими средствами, и сравнивались с таковыми для ибупрофена. Фактически авторы обнаружили, что вербаскозид и ибупрофен обладают одинаковой антиноцицептивной активностью.

Вербаскозид и раковые клетки: химиотерапевтические и химиопрофилактические подходы

Поскольку заболеваемость опухолями неуклонно растет, существует острая необходимость в профилактических мерах в дополнение к совершенствованию терапевтических подходов. Например, в последние два десятилетия особый интерес вызывают природные полифенолы растительного происхождения (фенилэтаноиды, ресвератрол, силибин, полифенолы зеленого чая, флавоноиды, антоцианы и т. д.) в качестве новых активных веществ в дерматологических/космецевтических композициях для профилактики, замедление или реверсия онкогенеза кожи (химиопрофилактика). При длительном нанесении на кожу они не должны повреждать нормальные клетки кожи или негативно влиять на их функции, но подавлять туморогенную трансформацию клеток, ингибировать пролиферацию опухолевых клеток и активировать апоптоз опухолевых клеток. Сообщается также, что они синергизируют с обычными противораковыми методами лечения. Существует ряд новых молекулярных и клеточных мишеней, включая опухолевые стволовые клетки, клеточное старение, эпигенетические ферменты, участвующие в канцерогенезе, эпидермальные факторы роста, арильные углеводородные рецепторы и метаболические ферменты подсемейства CYP1, на которые положительно влияют растительные полифенолы. , который был недавно рассмотрен (Коркина и др., 2013). Кроме того, предполагалось, чтовербаскозидможет проявлять противораковые, цитотоксические и антиметастатические свойства благодаря своим эстрогенным и антиэстрогенным функциям (Korkina, 2007; Papoutsi et al., 2006).

Раковые клетки обычно характеризуются следующими тремя основными нарушениями: блоком дифференцировки (наличие недифференцированных клеток), ингибированием апоптоза и ускоренной пролиферацией. Последние публикации ясно показали, чтовербаскозидможет рассматриваться как мощное противораковое химиопрофилактическое/химиотерапевтическое средство, способное ингибировать пролиферацию опухолевых клеток и индуцировать их дифференцировку и апоптоз. Сообщалось, что вербаскозид проявляет антипролиферативную активность в отношении некоторых опухолевых клеток in vitro (Wartenberg et al., 2003), индуцируя дифференцировку и апоптоз клеток карциномы желудка человека посредством модуляции, зависящей от теломер-теломеразного клеточного цикла. (Zhang et al., 2002) и для восстановления повреждений ДНК, вызванных окислительным стрессом (Li et al., 2000). В хорошо описанном исследовании Lee et al. (2007) выявлены механизмы, лежащие в основе антипролиферативного действия вербаскозида на клетки промиелоцитарного лейкоза человека HL-60. Концентрация 30 мкМ вызывала 50-процентное ингибирование пролиферации HL-60, вызывала остановку клеточного цикла при переходе от G0 к G1 путем блокирования циклинов D2, D3 и E в дополнение к циклинзависимым протеинкиназам CDK2 и CDK6, и, что более важно, индуцировала дифференцировку опухолевых клеток, которая была связана со специфической биохимической активностью и уровнями экспрессии антигена клеточной поверхности CD14. Эти и другие подобные результаты (Wartenberg et al., 2003; Zhang et al., 2002) убедительно доказывают, чтовербаскозид, подобно полностью транс-ретиноевой кислоте и витамину D3, является мощным индуктором терминальной дифференцировки лейкозных клеток в сторону моноцитарно-макрофагальной линии. Следовательно, вербаскозид был предложен в качестве экспериментального препарата для лечения пациентов с миелолейкозом и другими типами лейкемии.

Широко распространено мнение, что чрезмерное воздействие солнечного излучения UVA и UVB вызывает рак кожи, такой как плоскоклеточный рак и базалиома. Прямое УФ-В повреждение ДНК клеток кожи и индуцированное УФ-излучением хроническое воспаление кожи, ускоренная пролиферация кератиноцитов, ингибирование апоптоза и иммуносупрессия, по-видимому, лежат в основе процесса УФ-индуцированного канцерогенеза. Кроме того, УФВ индуцирует подсемейства цитохрома Р450 (CYP1A1 и CYP1B1), которые участвуют в метаболической активации органических проканцерогенов и их окончательном превращении в канцерогены. Текущие усилия по химиопрофилактике немеланомных раков кожи включают поиск природных нетоксичных веществ, пригодных для постоянного местного применения и способных препятствовать канцерогенным эффектам УФ-излучения. На сегодняшний день, за исключением пероральных ретиноидов, никакие другие природные или синтетические соединения не были одобрены для применения человеком ни перорально, ни местно в качестве химиопрофилактических средств против двух распространенных немеланомных злокачественных новообразований кожи, связанных с УФ-излучением. Согласно последним публикациям,вербаскозидможет быть хорошим кандидатом для химиопрофилактики рака кожи из-за его выраженного и длительного действия после УФ-излучения.анти-воспалительныйактивности в отношении клеток эпидермиса (Костюк и др., 2013).

анти-воспалительное действие цистанхевербаскозид

Биотехнологическое производство и (био)синтез вербаскозида

Важно разработать устойчивые методы производства ценныхвербаскозиддля фармацевтических применений. Технологии растений in vitro используются уже более века. Кроме того, культура растительных клеток/тканей становится все более привлекательной в качестве экономически эффективной альтернативы классическим подходам к устойчивому массовому производству молекул растительного происхождения (так называемая концепция «зеленых клеточных фабрик») из-за их многочисленных преимуществ. Во-первых, генетическая модификация в изолированной системе может быть легко применена без нормативных барьеров, связанных с выращиваемыми в поле культурами. Во-вторых, систему культивирования клеток/тканей можно масштабировать в биореакторах с контролируемой производительностью (Lim and Bowles, 2012). Кроме того, культура растительных клеток/тканей является единственным экономически целесообразным способом получения некоторых ценных метаболитов из редких и/или находящихся под угрозой исчезновения растений. Прогресс в этой области привел к массовому производству нескольких важных метаболитов (в первую очередь паклитаксела, шиконина и берберина) различными компаниями (Georgiev et al., 2013). Ранние исследовательские попытки описывали индукцию культуры клеточной суспензии S. Vulgaris, которая, как было обнаружено, накапливала большое количествовербаскозиддо 16 процентов в пересчете на сухой вес клетки (Ellis, 1983). Улучшенное производствовербаскозид(в 2,3- раза) наблюдалось, когда культуру суспензии клеток Cistanche salsa подкармливали комбинацией фенилаланина, тирозина и огуречного сока (дешевый источник кофейной кислоты; Liu et al., 2007). В недавнем метаболомическом исследовании с использованием жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ЖХ-МС) Guarnerio et al. (2012) заметили, что воздействие света на культуру клеток Echinacea Angustifolia ингибирует рамнозилирование кофеилфенилэтаноидных гликозидов, тем самым пагубно влияя на биосинтез вербаскозида. Георгиев и др. (2011c) сообщили об успешном расширении масштабов его биопродукции культурами клеточной суспензии дьявольского когтя (Harpagophytum procumbens, Pedaliaceae) в новом биореакторе. Перенос из встряхиваемых колб в колонный реактор с пульсирующей аэрацией привел к получению 165,42 мг вербаскозида/л/день, что является одним из самых высоких уровней производительности, о которых сообщалось на сегодняшний день. Все эти исследования демонстрируют осуществимость биотехнологического производства, хотя для жизнеспособного коммерческого использования этой системы культивирования растений in vitro требуется дальнейшее расширение (Georgiev et al., 2013).

Культуры тканей/органов растений также являются привлекательными источникамивербаскозид. Придаточные (нормальные) культуры корней Castilleja tenuiflora выращивали в среде Гамборга B5 с добавлением экзогенных ауксинов (либо 10 мкМ индол-3-уксусной кислоты, либо 10 мкМ -нафталинуксусной кислоты). Через 30 дней глубинного культивирования вербаскозид достигает пика в 14,62 мг/г биомассы сухих корней (Gómez-Aguirre et al., 2012). Другим привлекательным вариантом его биопродукции являются культуры волосатых корней, которые индуцируются посредством генетической трансформации, опосредованной Agrobacterium rhizogenes, которая в последние годы привлекает все большее внимание, поскольку они имеют относительно высокие темпы роста в безгормональной среде, генетически и биохимически стабильны и могут обладают такими же профилями вторичных метаболитов, как и растения, из которых они получены (Georgiev et al., 2012). Путем трансформации стеблевых эксплантатов P. tomentosa штаммами A. rhizogenes LBA 9402 и A4 Высокинска и Розга (1998) получили клон с волосатыми корнями, способный расти в условиях погружения и накапливать 9,5% вербаскозида. Кроме того, был разработан эффективный протокол для создания культур волосатых корней V. xanthophoeniceum с использованием трансформации, опосредованной A. rhizogenes, с помощью ультразвука (Georgiev et al., 2011d). Через 10 дней после инокуляции суспензией A. rhizogenes ATCC 15834 и 45-секундного воздействия ультразвука у 75% листовых эксплантов Verbascum появились волосатые корни. Более того, наиболее сильнорослые клоны V. xanthophoeniceum с волосатым корнем демонстрировали стабильный рост при глубинном культивировании и накапливали высокие количества биомассы (13–14 г массы сухого корня/л). Профилирование метаболитов волосовидных корней методом ЖХ-МС показало, что вербаскозид был наиболее распространенным вторичным метаболитом, и его количество было более чем в 6 раз выше, чем в тканях материнского растения (Georgiev et al., 2011c). Ясно, что растительные системы in vitro (как дедифференцированные, так и дифференцированные) обладают огромным биосинтетическим потенциалом и поэтому могут служить привлекательными источниками для биопродукции фармацевтически ценного соединения вербаскозида, хотя в будущем необходимы более подробные исследования.

Помимо интереса квербаскозиддля медицинских целей его путь биосинтеза еще предстоит полностью выяснить. Первые этапы известны, но еще предстоит открыть несколько промежуточных звеньев, ключевых ферментов и соответствующих им генов. Текущие знания об этом пути, основанные на экспериментах с кормлением предшественниками, мечеными стабильными изотопами, обобщены на рис. 4. Его биосинтез начинается с образования предшественников фенилаланина и тирозина по пути шикимата. Гидрокситирозольный фрагментвербаскозидбиосинтезируется из тирозина через тирамин и/или дофамин, тогда как его кофеильная часть синтезируется из фенилаланина через циннаматный путь (Ellis, 1983). Дофамин включается ввербаскозидпутем окисления до соответствующего альдегида, восстановления до спирта и, наконец, -гликозилирования (Saimaru and Orihara, 2010). Исследование с использованием культур клеточной суспензии S. Vulgaris показало, что дигидрокси-предшественники, включая ДОФА и дофамин, гораздо менее эффективно встраиваются в вербаскозид, чем соответствующие моногидроксисоединения (например, тирамин, тирозол и салидрозид; Ellis, 1983). Хотя на сегодняшний день не было идентифицировано никаких промежуточных соединений, ведущих от кофейной кислоты, салидрозида, гидрокситирозола, глюкозы и рамнозы к вербаскозиду, и, следовательно, не известны определенные ферментативные стадии, предполагаемый восходящий путь (рис. 4) теоретически может быть сконструирован. для повышения темпов производства. Очевидно, что необходима дополнительная информация о биосинтезе вербаскозида для разработки жизнеспособного биотехнологического производственного процесса с использованием метаболически модифицированного растительного материала. Получение этой информации, безусловно, потребует надежной идентификации всех промежуточных продуктов с последующей тщательной характеристикой ферментов и генов, участвующих в совершенных этапах, а также их регуляции на клеточном уровне.

Полный искусственный синтезвербаскозидбыло достигнуто Duynstee et al. (1999). В этом исследовании группа из Лейденского университета (Нидерланды) сообщила о 15-стадийном синтезе вербаскозида, в результате чего общий выход составил 7,1%. Далее физические и спектроскопические данные синтезированныхвербаскозидоказались идентичны тем, о которых сообщалось для встречающегося в природе вербаскозида.

Последующая обработка вербаскозида

Разработка экономичных технологий массового производствавербаскозидтребует, чтобы значительное внимание уделялось последующей обработкевербаскозид-содержащая (био)масса. Разработаны эффективные и удобные методы его выделения и очистки из растительных экстрактов (Han et al., 2012; Yue et al., 2013) с использованием высокоскоростной противоточной хроматографии (ВСКХ). Этот метод обычно устраняет необратимую адсорбцию, которая является общей проблемой, возникающей при колоночной хроматографии. Применяя HSCCC в сочетании с разделением на колонке с макропористой смолой, Yue et al. (2013) удалось выделить и очистить пять фенилэтаноидных гликозидов, включая форзитозид B,вербаскозид, алиссонозид,вербаскозиди лейкосцептозид В из Lamiophlomis rotate (Benth.) Kudo. Двухфазная система растворителей, состоящая из этилацетата/н-бутанола/воды (13:3:10, об./об./об.), использовалась для одностадийного разделения HSCCC (4 ч), что привело к успешному выделению вышеупомянутых фенилэтаноидных гликозидов высокой степени чистоты (между 97,3% и 99,5%). У Cistanches Deserticola Han et al. (2012) объединили стадию обогащения на колонке с силикагелем с очисткой препаративным HSCCC (система: этилацетат/н-бутанол/этанол/вода, 40:6:6:50, об./об./об./об.) для выделения вербаскозида. , среди других соединений, с уровнями чистоты, превышающими 95 процентов, как определено высокоэффективной жидкостной хроматографией. Кроме того, непрерывный подход с использованием ультразвука для прямого обогащения пищевых масел (оливкового, подсолнечного и соевого) основными фенолами в листьях оливы (например, вербаскозидом, олеуропеином, апигенин-7-глюкозидом и лютеолином-7- глюкозид) был разработан (Japón-Luján, et al., 2008). В оптимальных условиях для обогащения пищевых масел вышеупомянутыми биоактивными молекулами требовалось всего 20 минут. Метод обогащения осуществляется при комнатной температуре в системе, не содержащей органических растворителей, что обеспечивает улучшение полезных свойств пищевых масел наряду с их качествами.

Заключение и перспективы

Через пятьдесят лет после открытиявербаскозид, очень мало известно о пути его биосинтеза. Несколько ключевых ферментов и кодирующие их гены еще предстоит открыть. Таким образом, требуется более глубокое понимание его биосинтеза, чтобы определить средства для ускорения этого процесса с помощью метаболической инженерии, а затем для разработки эффективных фабрик по производству зеленых клеток / тканей для его массового производства. Недавние достижения в области платформ транскриптомики и метаболомики, вероятно, значительно облегчат такие усилия.

Согласно приведенным здесь данным,вербаскозидоказывает нейропротекторное действие за счет холинергических, антиоксидантных ианти-воспалительныймеханизмов и может быть многообещающим кандидатом для нейропротекторного применения. Его высокоположительная активность в моделях воспаления кишечника дает представление о его применимости при хронических воспалительных заболеваниях кишечника. Это соединение имеет большие перспективы для профилактики и лечения различных кожных заболеваний, от иммуноопосредованных хронических воспалительных заболеваний до вызванных солнечным ультрафиолетом кожных немеланомных опухолей. Однако следует отметить, что некоторые из этих действий происходили при относительно высоких концентрацияхвербаскозиди в основном наблюдались в экспериментах in vitro или на животных. На сегодняшний день надежные клинические данные, описывающие влияние вербаскозида на здоровье, ограничены и противоречивы; поэтому к этим исследованиям следует относиться с осторожностью, и следует провести дополнительные клинические испытания его эффективности и безопасности.

Несмотря на обилие имеющихся лабораторных данных, описывающиханти-воспалительныйпоследствиявербаскозидпосле наблюдений in vitro в дополнение к наблюдениям на животных моделях многие вопросы остаются нерешенными в отношении эффективного клинического применения. Во-первых, необходимы крупномасштабные научно обоснованные исследования на людях с конкретными терапевтическими параметрами. Пути введения представляют собой дополнительную важную проблему для клинического применения. Различные модели использовались для демонстрации его защитных эффектов после местного и системного применения. Для предотвращения повреждения тканей пероральное введение предпочтительнее из-за легкости кишечной абсорбции по сравнению с кожной и более низкого риска самоокисления фенольной части. Многообещающая перспектива эффектов in vivo действительно видна при нанесении на кожу с помощью соответствующих стабилизирующих средств доставки (Schmitt et al., 2009). Однако в настоящее время, несмотря на многочисленные исследования in vitro, демонстрирующие нейтрализацию свободных радикалов ианти-воспалительныйсвойства растительных полифенолов, их низкая биодоступность и низкий вклад в общую антиоксидантную способность плазмы, свойства прямого удаления радикалов in vivo остаются неопределенными. Можно предположить непрямую антиоксидантную активность вербаскозида за счет индукции и/или активации основных эндогенных антиоксидантных ферментов и инактивации прооксидантных ферментов. Другой важной проблемой является чрезвычайно быстрый метаболизм вербаскозида в организме человека из-за множества метаболических путей, которые участвуют в выведении токсинов растительного происхождения (Коркина и др., 2008). Необходимы дальнейшие интенсивные исследования для подтверждения клинического потенциала вербаскозида, что позволит принять его в качестве терапевтического средства. Он также представляет интерес для дальнейших химических модификаций, потому что его структура представляет собой интересный каркас (с различными реакционными центрами) для комбинаторной химии.

польза вербаскозидаиз Цистанче

Благодарности

КИА признает финансовую поддержку Министерства науки и образования (проект БГ 051ПО001-3.3.05-001 «Наука и бизнес»). MIG высоко ценит финансовую поддержку Программы Марии Кюри Европейского Сообщества (грант PIEF-GA-2009-252558) и Национального научного фонда Болгарии (грант DO-02-261/2008).

Из: «Вербаскозид — обзор его появления, (био)синтеза и фармакологического значения» авторстваКалина Алипиева и др.

---Достижения биотехнологии 32 (2014) 1065–1076