Posredovani učinci ekstrakta Cistanche protiv starenja

Mar 29, 2023

SAŽETAK:Cistancheje biljka koja se široko koristi u tradicionalnoj azijskoj medicini kao sastojak složenih recepata.Cistancheje poznat po svojimantileukemijski,antioksidativno, iprotuupalna svojstva. Međutim, njegovantivaskularnidjelotvornost endotelnog starenja i temeljni mehanizmi nisu u potpunosti shvaćeni. U ovoj smo studiji istraživali učinke Cistanchea protiv starenja u modelu starenja endotelnih stanica (EC) izazvanom visokom glukozom (HG). Liječenje saCistanche(40 µg/mL) povećao je migraciju EC-a i povećao fosforilaciju kinaza reguliranih izvanstaničnim signalom i p38 na način ovisan o dozi. Nakon HG tretmana (30 mM),Cistanche značajno smanjio broj galaktozidaza-pozitivnih stanica povezanih sa starenjem, koji su biomarkeri starenja, ovisno o dozi. Na temelju razina fosforilacije, Cistanche (40 ug/mL) pokazalo se da povećava ekspresiju sirtuina1 (Sirt1) i endotelne sintaze dušikovog oksida (eNOS) za 74,4 posto, odnosno 328,2 posto. Nadalje, liječenje HG-induciranih senescentnih EC-a s Cistancheom (40 µg/mL) značajno je povećalo proizvodnju dušikovog oksida (P<0.05). Ovi rezultati pokazuju da Cistanche i povećava migraciju EC-a i regulira put Sirt1/eNOS, sugerirajući da Cistanche ima potencijal za zaštitu EC-a od starenja izazvanog HG-om.


Ključne riječi: protiv starenja, endotelne stanice,Cistanche, Sirt1/eNOS

Cistanche anti-aing

Kliknite ovdje da biste nabavili Cistanche proizvode protiv starenja

UVOD
Starenje vaskularnih endotelnih stanica (EC) može pridonijeti razvoju ateroskleroze kod ljudi (Minamino i Komuro, 2007.; Wu i sur., 2019.). Puno
studije su pokazale da visoka razina glukoze (HG) može potaknuti EC starenje (Matsui-Hirai i sur., 2011.; Hayashi i sur., 2014.; Lin i sur., 2019.). Štoviše, disfunkcije EK mogu dovesti do
nedostatak dušikovog oksida (NO) (Thoonen i sur., 2015.). NO se sintetizira iz L-arginina NO sintazom, od koje postoje tri važne izoforme: endotelni dušik

oksid sintaza (eNOS), neuronski NOS i inducibilni NOS (iNOS). Na primjer, pokazalo se da eNOS igra vitalnu ulogu u razvoju kardiovaskularnih komplikacija dijabetesa pogoršanjem oksidativnog stresa (Kayama et al., 2015.). Osim toga, sirtuin1 (Sirt1), histon deacetilaza ovisna o nikotinamid adenin dinukleotidu (NAD plus), uključena je u regulaciju metabolizma, preživljavanja stanica, diferencijacije i starenja. Sirt1 je ključni regulator starenja vaskularnog EC. Prethodne studije pokazale su da aktivacija Sirt1 može zaštititi od vaskularnih endotelnih disfunkcija, dok kontrolira stvaranje eNOS-a (Hu et al., 2017.).


CistancheThunberg, član obitelji Saururaceae, je biljka koja se koristi za tradicionalno liječenje u jugoistočnoj Aziji. Nedavno se pokazalo da je Cistanche bogat izvor prirodnih polisaharida i flavonoida (Lu et al., 2006a). Stoga se Cistanche koristi za stimulaciju imuniteta i kemoterapiju u alternativnoj medicini. Nadalje, Cistanche pokazuje različita farmakološka svojstva, kao što su antileukemijska (Chang i sur., 2001), antioksidativna (Hsu i sur., 2016) i protuupalna (Luet sur., 2006b) svojstva. Nekoliko je studija istraživalo Cistanche, no samo ih je nekoliko procijenilo ulogu Cistanche u sprječavanju starenja EC-a. Koliko znamo, ovo je prva studija koja pokazuje supresivne učinke Cistanchea na starenje u modelu starenja izazvanog HG-om. To je postignuto korištenjem EC-a ljudske pupčane vene i procjenom temeljnih mehanizama.

Cistanche anti-aing


MATERIJALI I METODE
Reagensi
Cistanchedobiven je od dr. Parka na Sveučilištu Kyungnam, gdje je ekstrahiran, odvojen i podvrgnut kontroli kvalitete, kao što je prethodno opisano (Shon et al., 2014).3-(4,5-dimetiltiazol{ {4}}il)-2,5-difeniltetrazolij bromid (MTT) i želatina kupljeni su od Sigma Aldrich Co. (St. Louis, MO, SAD). Komplet -galaktozidaze (SA--gal) povezan sa starenjem kupljen je od Abcama (Cambridge, UK), a pribor za ispitivanje NO kupljen je od Thermo Fisher Scientific (Beč, Austrija). Protutijela p-p38, p-Sirt1 i p-eNOS kupljena su od Cell Signaling Technology (Danvers, MA, SAD), a protutijela -aktina i p-ekstracelularne kinaze regulirane signalom (p-ERK) kupljena su od Djeda Božićnjaka CruzBiotechnology (Dallas, TX, SAD). Anti-mišja i anti-zečja antitijela konjugirana s peroksidazom hrena (HRP) kupljena su od GeneTex Inc. (Irvine, CA, SAD).


kultura EZ

Endotelne stanice ljudske pupčane vene dobivene su iz American Type Culture Collection (Manassas VA, USA). Stanice su uzgajane na 37°C s 5 postotnim CO2 endotelnim medijem za rast-2 (EGM-2; Lonza, Walkerville, MD, SAD) s dodatkom 10 posto fetalnog goveđeg seruma (FBS). EC su uzgajani 48 sati na 37°C s 5 posto CO, u EGM-2 (kontrola) ili HG 30 mM mediju, sa ili bez dodatka različitih koncentracija Cistanche (1040 ug/mL).


Test viabilnosti stanica

Stanice su uzgajane na 37°C tijekom 72 sata u EGM-2 mediju dopunjenom s 2 posto FBS-a i različitim koncentracijama Cistanchea, te su tretirane otopinom MTT tijekom 4 sata. Rezultirajuće naslage formazana otopljene su dimetilsulfoksidom, gdje je apsorbancija izmjerena na 570 nm upotrebom VersaMax ELISA čitača mikropločica (MolecularDevices, Sunnyvale, CA, SAD).


Ispitivanje migracije ogrebotina-rana

Stanice su ozlijeđene, a zatim su mediji kulture zamijenjeni svježim medijima koji sadrže različite koncentracije Cistanche. Stanice su održavane 24 do 48 h. Kad su bile pune migracije, stanice su snimljene pomoću mikroskopa (Olympus Optical Co, Ltd., Tokio, Japan). Migrirane stanice izbrojane su pomoću optičkog mikroskopa pri povećanju od 200x i kvantificirane ručno


SA-P-gal bojenje

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 stanica izbrojano pomoću tri neovisna polja.


Western blot analiza

Stanice su sakupljene i lizirane u otopini za ekstrakciju proteina (Intron Biotechnology, Inc, Gyeonggi, Koreja) koja sadrži inhibitore proteaze i fosfataze (10 min na 4°C). Ukupne koncentracije proteina u supernatantima mjerene su pomoću Bradfordovih testova. Nakon zagrijavanja na 95 stupnjeva tijekom 5 minuta, uzorci proteina (30 ug) su odvojeni elektroforezom na 8~12 posto natrij dodecil sulfat-poliakrilamid gelu. Proteini su zatim preneseni na membrane od poliviniliden fluorida (MilliporeBedford, MA, SAD) na 100 V tijekom 60 minuta. Membrane su inkubirane u 5 postotnom goveđem serumskom albuminu (BSA) u otopini Tris-puferirane fiziološke otopine (TBS) dopunjenoj s 0,05 posto TBS-a s Tweenom-20 (TBST) (30 minuta na sobnoj temperaturi), zatim inkubirane u 5 postotnom BSA u TBST dopunjenom primarnim antitijelima (1:200 do 1,000) (preko noći na 4'C). Zatim su membrane inokulirane s HRP-konjugiranim kozjim anti-zečjim ili anti-mišjim antitijelima (1:5,000) tijekom h, a proteinske trake su detektirane korištenjem poboljšanog pribora za detekciju kemiluminiscencije (Intron Biotechnology, Inc. ) i LAS-1000 Imager (Fuji Film Corp., Tokio, Japan). Semikvantitativna analiza rezultata denzitometrije provedena je pomoću Image J (National Institutes of Health, Bethesda, MD USA).

Mjerenje proizvodnje NO Koncentracije NO određene su detekcijom koncentracije nitrita korištenjem kompleta za ispitivanje NO, prema uputama proizvođača. Optičke gustoće određene su pri 560 nm pomoću čitača mikropločica, a koncentracije su izračunate pomoću kalibracijske krivulje


Statistička analiza

Rezultati su izraženi kao srednja vrijednost plus standardna devijacija (SD). Statistička značajnost određena je jednosmjernom analizom varijance (ANOVA). Post hoc usporedbe između skupina provedene su korištenjem Bonferronijevih testova višestrukih usporedbi. Svi izračuni izvedeni su pomoću SPSS-a u sustavu Windows (v.23.0; IBM Corp, Armonk, NYUSA) i P-vrijednosti<0.05 were considered statistically significant.

Cistanche anti-aing

REZULTATI I RASPRAVA

Citotoksičnost Cistanche

Kako bi se odredila citotoksičnost Cistanchea na ECs, stanice su inkubirane s različitim koncentracijama Cistanchea (0 do 100 ug/ml) tijekom 72 sata. Cistanche je pokazao značajnu citotoksičnost (P<0.05) at concentrations >50 ug/ml u svim točkama liječenja (slika 1). Stoga, koncentracije Cistanche od<50ug/ml were considered non-toxic to ECs and were used in subsequent experiments.



Cistanche povećava migraciju stanica.

Put protein-kinaze aktiviran mitogenom (MAPK) regulira ključne procese uključene u razvoj vaskularnog EC-a, kao što su stanična proliferacija, invazija, metastaze i preživljavanje te angiogeneza (Pišlar i sur., 2015.). MAPK uključuje ERK, c-Jun N-terminalnu kinazu i p38 (Kim i Choi, 2010.). ERK i p38 važni su signalni proteini uključeni u zacjeljivanje rana, dok ERK igra važnu ulogu u kontroli migracije stanica, proliferacije, diferencijacije i preživljavanja (Roskoski, 2012.). U nedavnoj studiji, sugerirano je da je signalni put p38 MAPK uključen u zacjeljivanje rana (Loughlin i Artlett, 2011.; Kim i sur., 2019.; Wang i sur., 2019.). U ovoj studiji ispitali smo ekspresiju proteina ERK i p38 kako bismo identificirali signalne putove uključene u EC migraciju reguliranu Cistancheom. Liječenje Cistancheom (40 µg/mL) povećalo je migraciju EC 1.5-puta u odnosu na kontrolu (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-sklop više od kontrole (str<0.01) (Fig. 2B). These results show that 

Cistanche anti-aing

Sl. 1.Učinci odCistanche(Cistanche) na vitalnost stanica. Stanice su tretirane Cistancheom (0 do 100g/mL) tijekom 72 h. Viabilnost stanicaje izračunat kao postotak živih stanica uzgojenih uodsutnost Cistanche. Rezultati pokazuju srednju vrijednost±SD. *P<0.05.


Cistanche anti-aing


Slika 2.Učinci odCistanche(Cistanche) na migraciju stanica. (A) Reprezentativne slike pokazuju migraciju kontrole i Cistanche tretiraneStanice. Migracija stanica izražena je kao postotak migracije promatrane za kontrolne stanice. (B) Reprezentativne mrlje razinap-izvanstaničnim signalom reguliranih kinaza (p-ERK) i p-p38 fosforilacije. Kvantitativna analiza p-ERK/-aktin i p-p38/-aktin. Rezultati pokazuju srednju vrijednost±SD. *P<0.05 and **P<0.01.


Cistanche regulira fosforilaciju ERK i p38 na način ovisan o koncentraciji. Iz ovih rezultata aktivacije ERK i p38 MAPK, zaključili smo da Cistanche inducira migraciju EC i pojačava njegovu funkciju u zatvaranju rana.

Cistanche anti-aing

Cistanche suzbija starenje u EC-ima izazvanim HG-om.

Kako bi se istražili inhibicijski učinci Cistanchea na starenje EC-a, stanice su tretirane glukozom (30 mM) i različitim koncentracijama Cistanchea (10 do 40 µg/mL). Trend odgođenog starenja primijećen je nakon tretmana rastućim koncentracijama Cistanche. Konkretno, liječenje s 40 µg/mL Cistanche značajno je smanjilo obilje biomarkera starenja (SA--gal pozitivne stanice) za 10,2 posto u usporedbi sa stanicama u kontrolnoj skupini (31,5 posto) (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).

Nakon tretmana visokim koncentracijama glukoze, uočili smo velik broj EC-a koji izražavaju biomarker starenja SA--gal, glavni regulator HG-in
smanjeno starenje (Sun i sur., 2015.). U prijašnjim je studijama objavljeno da aktivacija eNOS-a kontrolira odgode starenja stanica u ljudskim EC-ima posredovane NO (Hayashi i sur., 2008.; Lee i sur., 2017.). Stoga poticanje proizvodnje NO može zaštititi stanice od oksidativnog stresa i smanjiti vrijeme do oporavka. U ovoj studiji, liječenje EC-a tretiranih HG-om s 40 µg/mL Cistanche značajno je povećalo razine NO, što sugerira da Cistanche pospješuje zacjeljivanje rana posredovano EC-om, te bi se stoga mogao koristiti za liječenje starenja u EC-ima izazvanim HG-om posredovanjem u Sirt1/eNOS put.


Cistanche anti-aing

Slika 3.Učinci odCistanche(Cistanche) na starenje stanicauzgojene u mediju s visokim sadržajem glukoze (HG) (30 mM). (A)Reprezentativne slike povezane sa starenjem-galaktozidaza
(SA--gal) pozitivne stanice (plave) nakon kulture u mediju koji sadrži HG, ili HG i Cistanche (10 do 40g/mL) tijekom 48 h. Broj SA--gal pozitivne stanice izražene su kao postotak onih u kontrolnoj skupini. (B) Prikaz reprezentativnih mrljarazine fosforilacije p-Sirt1 i p-eNOS. Fosforilacijaje kvantificiran u odnosu na-aktin. (C) NEMA proizvodnje u stanicama usvaku terapijsku skupinu. Rezultati pokazuju srednju vrijednost±SD od pet inčaovisni eksperimenti. *P<0.05 and **P<0.01.

Cistanche anti-aing


ZAHVALA

Ova studija je financirana od strane Zaklade Sveučilišta Kyungnam, br. 20170139.


IZJAVA O OTKRIVANJU AUTORA

Autor izjavljuje da nema sukoba interesa.


REFERENCE
Chang JS, Chiang LC, Chen CC, Liu LT, Wang KC, Lin CC. Antileukemijsko djelovanje Bidens pilosa L. var. manji (Blume) Sherffand Cistanche Thunb.. Am J Chin Med. 2001? 29:303-312.
Hayashi T, Kotani H, Yamaguchi T, Taguchi K, Iida M, Ina K, et al. Stanično starenje endotela je inhibirano aktivacijom X receptora jetre s dodatnim mehanizmom za njegovu drugu zaštitu kod dijabetesa. Proc Natl Acad Sci USA. 2014. 111:1168-1173.

Hayashi T, Yano K, Matsui-Hirai H, Yokoo H, Hattori Y, Iguchi A. Dušikov oksid i endotelno stanično starenje. Pharmacol Ther. 2008. 120:333-339.

Hsu CC, Yang HT, Ho JJ, Yin MC, Hsu JY. Vodeni ekstrakt cistanche oslabio je glikaciju i oksidativni stres u srcu i bubrezima dijabetičkih miševa. Eur J Nutr. 2016. 55:845-854.

Hu T, Chen Y, Jiang Q, Lin J, Li H, Wang P, et al. Pretjerano eksprimirani eNOS pojačava ekspresiju SIRT1 i štiti mišje stanice pankreasa  od apoptoze. Exp The Med. 2017. 14:1727-1731.
Kayama Y, Raaz U, Jagger A, Adam M, Schellinger IN, Sakamoto M, et al. Dijabetička kardiovaskularna bolest izazvana oksidativnim stresom. Int J Mol Sci. 2015. 16:25234-25263.
Kim EK, Choi EJ. Patološke uloge MAPK signalnih putova u ljudskim bolestima. Biochim Biophys Acta. 2010. 1802:396-405.
Kim J, Kim B, Kim SM, Yang CE, Song SY, Lee WJ, et al. Prijelaz epitela u mezenhim izazvan hipoksijom posreduje u abnormalnostima fibroblasta putem ERK aktivacije u zacjeljivanju kožnih rana. Int J Mol Sci. 2019. 20:2546.
Lee HY, Zeeshan HMA, Kim HR, Chae HJ. Nox4 regulira proces odvajanja NOS-a u endotelnim stanicama koje stare. Free Radic Biol Med. 2017. 113:26-35.
Lin X, Li S, Wang YJ, Wang Y, Zhong JY, He JY, et al. Egzosomski Notch3 iz endotelnih stanica stimuliranih visokom glukozom regulira kalcifikaciju/starenje vaskularnih glatkih mišićnih stanica. Life Sci. 2019. 232:116582.
Loughlin DT, Artlett CM. Modifikacija kolagena 3-dezoksi glukozom mijenja zacjeljivanje rana diferencijalnom regulacijom p38 MAP kinaze. PLoS jedan. 2011. 6:e18676.
Lu HM, Liang YZ, Chen S. Identifikacija i procjena kvalitete Cistanche injekcije pomoću GC-MS otiska prsta: standardizacijski pristup. J Ethnopharmacol. 2006a. 105:436-440.
Lu HM, Liang YZ, Yi LZ, Wu XJ. Protuupalni učinak Cistanche injekcije. J Ethnopharmacol. 2006b. 104:245-249.

Matsui-Hirai H, Hayashi T, Yamamoto S, Ina K, Maeda M, Kotani H, et al. Modulacijski učinci inzulina ovisni o dozi na starenje endotela izazvano glukozom in vitro i in vivo: odnos između telomera i dušikovog oksida. J Pharmacol Exp Ther. 2011. 337:591-599.

Minamino T, Komuro I. Starenje vaskularnih stanica: doprinos aterosklerozi. Circ Res. 2007. 100: 15-26.

Pišlar A, Perišić Nanut M, Kos J. Lysosomal cysteine ​​peptidases-molecules signaling tumor cell death and survival. Semin Cancer Biol. 2015. 35:168-179.

Roskoski R Jr. ERK1/2 MAP kinaze: struktura, funkcija i regulacija. Pharmacol Res. 2012. 66:105-143.

Shon MS, Lee Y, Song JH, Park T, Lee JK, Kim M, et al. Potencijal protiv starenja ekstrakata pripremljenih od voća i ljekovitog bilja uzgojenog u području Gyeongnam u Koreji. Prethodni Nutr Food Sci.2014. 19:178-186.

Sun Y, Hu X, Hu G, Xu C, Jiang H. Kurkumin smanjuje prerano starenje izazvano vodikovim peroksidom putem aktivacije SIRT1 u endotelnim stanicama ljudske vene pupkovine. Biol Pharm Bull. 2015. 38:1134-1141.
Thoonen R, Cauwels A, Decaluwe K, Geschka S, Tainsh RE, Delanghe J, et al. Kardiovaskularne i farmakološke implikacije hem-deficijentne NO-nereagirajuće miševe s topivom gvanilat ciklazom. Nat Commun. 2015. 6: 8482.
Wang T, Li X, Fan L, Chen B, Liu J, Tao Y, et al. Terapija rane negativnim tlakom pospješuje zacjeljivanje rana suzbijanjem upale putem signalnog puta MAPK-JNK koji regulira prema dolje kod pacijenata s dijabetičnim stopalom. Diabetes Res Clin Pract. 2019. 150:81-89.

Wu X, Zheng W, Jin P, Hu J, Zhou Q. Uloga IGFBP1 u starenju vaskularnih endotelnih stanica i ozbiljnosti koronarne ateroskleroze povezane sa starenjem. Int J Mol Med. 2019. 44:1921-1931.


Pitajte za više:

E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plus 86 15292862950












Mogli biste i voljeti