Rå polysaccharider fra Cistanche Deserticola Y.C. Ma som immunregulator og adjuvans
Mar 23, 2022
For mere kontakt venligstoscar.xiao@wecistanche.comfor mere
Abstrakt:Cistanche deserticola Y. C. Ma (CD) er ideelle naturlægemidler til sundhedsmæssige problemer. I denne undersøgelse, modulatoraktiviteter af CPCD om aktiveringdendritiske celler(DCs) og adjuvanspotentialet for mund- og klovesygevaccinen (FMDV) blev evalueret. CPCD udencytotoksicitetinduceret DC-aktivering via opregulering af fænotypiske markører og antigenoptagelse. TLR-2- eller TLR-4-antistoffer undertrykte niveauer af CPCD-medieret CD40 og CD86 samt IL-6 og IL-1β i DC'er. CPCD inducerede fosforylering af MAPKs relaterede molekyler og NF-κB. Når CPCD injiceres intramuskulært med FMDV i mus, øgede CPCD FMDV-specifikt antistof, lymfocytproliferation, effektor T-celler. Specifikt fremkaldte CPCD Th1-respons, som det fremgår af de højere udtryk for CD4 + IFN-γ, CD8 + IFN-γ og CTL-respons. CPCD forbedrede udtrykkene af MHC-II, CD80, CD86 og CD40 i DC'er og sænkede Tregs-frekvensen. Derfor kunne CPCD effektivt stimulere stærkere humorale og cellulære reaktioner ved at modulere DC-aktivering gennem TLR-2 / TLR-4-relaterede MAPK'er og NF-κB-veje.
1:Indledning
De fleste af depolysacchariderafledt af medicinske urter har tiltrukket stigende interesse for adjuvanser på grund af deres lave toksicitet og den bredspektrede immunforstærker (Chen & Huang, 2018; He et al., 2020). Mange forskere har med succes brugt medicinske urter som adjuvanskandidater til mange vacciner. Typiske polysaccharider, herunder Astragalus polysaccharid, Panax ginseng polysaccharid, Poria cocos polysaccharid og lentinan er blevet anvendt i vid udstrækning som adjuvanser til vacciner af flere infektionssygdomme (P. Li & Wang, 2015; ReyLadino, Ross, Cripps, McManus og Quinn, 2011; B. Sun et al., 2018). Cistanche deserticola Y. C. Ma (C. deserticola, "Rou Cong-Rong" på kinesisk) er traditionelt blevet brugt som et tonisk urtetilskud til behandling af sygdomme i traditionel kinesisk medicin (TCM) ifølge kinesisk farmakopé i århundreder (S. Li, Wu og Le, 2021; Yong & Tu, 2009). In vivo- og in vitro-undersøgelser afslørede, at C. deserticola-ekstrakter udviste mangefarmakologiske funktionerherunder lindring af træthed ogantiinflammatorisk, neuroprotektive, antivirale og immunmodulerende funktioner (Fu, Fan, Wang og Gao, 2018; Tian Wang, 2012). Polysaccharider fra C. deserticola, de aktive bestanddele af C. deserticola, har vist sig at have en bred vifte af biologiske aktiviteter, herunder modulering af immunrespons og antioxidative antiinflammatoriske og anti-træthedsfunktioner (Dong, Yao, Fang og Ding, 2007; W. Zhang et al., 2016). I 2018 og 2019 demonstrerede vi, at rå polysaccharider af C. deserticola (CPCD) fungerede som en adjuvans for OVA-antigen, der favoriserede Th1 / Th2 immunresponser. CPCD kunne inducere DC-aktivering gennem Toll-lignende receptor 4 (TLR-4) (Zhang et al., 2018). CPCD viste sig også at fremkalde Th1-immunresponser, herunder IFN-γ sekretion og IgG2a-generation mod influenzavaccine hos mus (Zhao, Lian, Wang, Li og Zhang, 2019). Derfor er det nødvendigt at afdække den underliggende mekanisme for CPCD-fremkaldt immunrespons og CPCD's immunforstærkende virkning på inaktiveret FMDV.
Mund- og klovesyge (FMD) er en vigtig virussygdom hos dyr, da den kan føre til store økonomiske tab og sociale konsekvenser. Inaktiverede FMD-vacciner (FMDV) er de mest effektive kontrolforanstaltninger for MKS. Nuværende inaktiveret FMDV er sikre, men dårligt immunogene på grund af lav antistofproduktion, kort varighed af antistofpersistens samt dårlige immunresponser hos svin (Y. Cao, Lu og Liu, 2016; Doel, 2003). Højere vaccinedoser eller øgede behandlingstider, forskellige injektionsveje (intramuskulær versus intradermal vaccination) og accelererede doseringsprogrammer er blevet anvendt som vigtige strategier til forbedring af vaccinernes beskyttende effekt. Stigende beviser har vist, at adjuvanser kan øge vaccineeffektiviteten mod infektionssygdomme (Steven G. Reed, Orr, & Fox, 2013; N. Zhang et al., 2010). Nye adjuvanser og deres inkorporering i FMDV kan øge immunogeniciteten og endda forbedre beskyttelsens varighed (Y. Cao, 2014; Dar, Kalaivanan, Sied, Mamo og Kondabattula, 2013). I øjeblikket bruges mange bestræbelser på at udvikle sikre og effektive adjuvanser, der kan maksimere immunogenicitet med et skræddersyet immunrespons (Pulendran & O'Hagan, 2021). Forskellige adjuvanser er nødvendige for vacciner. Sammenlignet med traditionelle adjuvanser kan polysaccharidadjuvanser fra TCM være nyttige til at udøve immunpotentierende virkninger på FMDV ved at modulere lymfocytter, cytokiner og antistofniveauer og generere stærkere cellulære og humorale immunresponser.
Aktiveringen af dendritiske celler (LLC'er) har vist sig at initiere adaptive immunresponser og regulere Th1 / Th2 immunitetsbalance (Kapsenberg, 2003). Effekten af nye adjuvanser på DCS skal belyses. TCM-polysaccharider kunne forbedre ekspressionen af overflademolekyler på LLC'er, herunder MHC II, CD80, CD86 og CD40, og øge niveauet af proinflammatoriske cytokiner, såsom IL-6 og IL-1β (J. Li, Li, & Zhang, 2015). De immunmodulerende aktiviteter af TCM-polysaccharider opnås gennem direkte bindende membranreceptorer på LLC'er (Jiang, Zhu, & Jiang, 2010). Med andre ord er CPCD's immunadjuvansaktivitet forbundet med de immunmodulerende virkninger på DC'er. Derudover er TLR'er sentinelreceptorer, der fremmer aktivering og rekruttering af DC'er og udløser B-celle- og T-celleresponser. Mitogenaktiverede proteinkinase (MAPK) og nukleare faktor kappa-B (NF-κB) veje er kritiske nedstrømsveje for TLR'er, og aktivering af disse veje kan inducere produktionen af proinflammatoriske cytokiner, herunder IL-6 og IL-1β (Akira & Takeda, 2004). Derfor er det nødvendigt at undersøge TLR-relaterede downstream-veje med henblik på at forstå immuncelleresponser på infektion. I denne undersøgelse blev ICR-musen normalt valgt som modeldyr i laboratoriet for FMDV for at bestemme et forhold mellem adjuvans og vaccinepotens på grund af den ubelejlige anvendelse af måldyr, og CPCD som FMDV-adjuvans blev undersøgt in vitro og in vivo for at undersøge dens rolle i DC'ers aktivering af TLR-2 / TLR-4-relaterede nedstrøms MAPK'er og NF-κB-veje. Denne undersøgelse danner grundlag for forståelsen af induktionsmekanismerne for immunmodulerende aktiviteter ved CPCD samt CPCD's potentiale som polysaccharidadjuvans for FMDV hos dyr, der er målrettet.
2:Materiale og metoder
C. deserticola (Nej. CD17042001) blev leveret identifikationen af professor Jiang He. Inaktiveret FMD viral O-serotype 146S antigen og ISA-206 adjuvans blev venligt tilbudt af Tecon Biology Co., Ltd. (Kina). Føtalt kvægserum (FBS) var fra biologiske industrier. RPMI 1640 medium blev købt fra GIBCO (USA). polymyxin B (PMB), Lipopolysaccharid (LPS), 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazoliumbromid (MTT) var Sigma-produkt. Cell Counting Kit-8 (CCK-8) var fra Biosharp (Kina). Murine granulocyt-makrofag kolonistimulerende faktor (GM-CSF) var fra PeproTech (USA). IL-6 og IL-1β kits var fra Boster (Kina).
Golgistop, Cytofix/Cytoperm, Perm/Wash buffer og antistoffer mod CD3, CD4, CD8, CD44, CD11c, MHC-II, CD80, CD86, CD40 var fra BD Biosciences (USA). Nukleare og cytoplasmatiske ekstraktionssæt og BCA-proteinkvantationssæt var fra Cwbiotech (Kina). Anti-TLR-2 og anti-TLR-4 antistoffer blev købt fra Novus Biologicals (USA). MAPK'er og NF-κB-stisæt var fra Cell Signaling Technology (USA). Peberrodsperoxidase-mærkede anti-mus / kanin antistoffer (IgG / IgG1 / IgG2a) fra Southern Biotech (USA). Tregs farvningssæt fra eBiosciences (USA).
3:resultat
Neutralt kulhydratindhold blev bestemt til at være 50,53% ± 1,28%, og surt kulhydratindhold var 17,81 ± 0,51%. Den gennemsnitlige molekylvægt (Mw) af CPCD blev beregnet til at være 46,77 kDa med retentionstid (fig. 1A). Monosaccharidsammensætningen af CPCD afslører, at de vigtigste sukkerkomponenter i CPCD er Glc, Ara, Gal, Rha, GlaA og Man i molære procentdele på 33,17%, 28,98%, 16,39%, 10,97%, 8,05%, 2,42% (fig. 1B). Fig. 1C viser FT-IR-spektret af CPCD. Mærkerne på 3383,64 cm−1 skyldtes hydroxylgruppen. Absorptionsbåndene i alkylgruppen blev observeret ved 2926,97 cm- 1 og 1417,99 cm-1. Absorptionsbåndene icarbonylgruppe blev observeret ved 1635,56 cm-1. Signalerne fra 1257,06 til 1032,02 cm− 1 indikerede tilstedeværelsen af pyranoseringe. For yderligere at undersøge, om MAPK'er og NF-κB-veje blev aktiveret ved CPCD-behandling, blev DC'er stimuleret med CPCD på et andet tidspunkt, og ekspressionerne af nøgleproteiner involveret i de to veje blev undersøgt. CPCD inducerede fosforylering af JNK, ERK og p38 på en tidsafhængig måde, og fosforyleringsniveauerne for JNK, ERK og p38 var de højeste efter 15-30 minutter (fig. 5AD). Derudover blev fosforyleringen af cytoplasmatisk NF-κB p65, IκBα, IKKα/β og nuklear NF-κB p65 også induceret på en tidsafhængig måde. Fosforyleringsniveauerne af cytoplasmatisk p65, IκB og IKKα/β og andelen af p65 i kernen var de højeste efter forskellige tidspunkter: 15-30 min for p65, 30 min for IκB, 60 min for IKKα/β og 20 min for andelen af p65 i kernen (fig. 5E-5 J).
Denne artikel er hentet fra Journal of Functional Foods 87 (2021) 104800 journal hjemmeside: www.elsevier.com/locate/jff
