Hvordan gavner echinacosid fra cistanche patienter med Parkinsons sygdom
Mar 06, 2022
Kontakt: emily.li@wecistanche.com
Del III.:Mekanisme til autofagiregulering i MPTP-inducerede PD-mus via MTOR-signalvejen ved Echinacosid
Forekomsten afParkinsons sygdom(PD) er relateret til mange faktorer, men de vigtigste patologiske mekanismer synes at fokusere på oxidativ stress, mitokondriel dysfunktion og unormal proteinaggregering. Alle disse mekanismer er stærkt korreleret med autofagi.16 For levende organismer spiller autofagi en vigtig rolle. Det spiller en nøglerolle i fjernelsen af de misfoldede proteiner, de unormalt aggregerede proteiner og beskadigede organeller. Det er blevet rapporteret, at opregulering af autofagi kan eliminere nogle sygdomsrelaterede proteiner i PD(Parkinsons sygdom), såsom α-synuclein, ubiquitin og andre misfoldede proteiner, hvilket reducerer forekomsten af PD(Parkinsons sygdom). I mellemtiden har undersøgelser også påpeget, at nedregulering af autofagi kan føre til mitokondriel dysfunktion, mitokondriebrud, aflejring af uopløselig sNCA/α-synuclein og ubiquitinproteiner.10 Derfor er det vigtigt at regulere autofagi for at opretholde normal funktion.
Klik her for at vide mere om Anti Parkinsons sygdom i Cistanche
Foreløbige undersøgelser af vores forskningsgruppe bekræftede også i både Vivo- og Vitro-undersøgelser, atEchinacosidhavde en vis neuroprotektiv virkning9,20-23 og kan reducere ekspressionen af α-synuclein. For yderligere at undersøge den specifikke mekanisme forEchinacosidi clearance af α-synuclein gennemførte vi en mere dybtgående undersøgelse af den neuroprotektive mekanisme for ECH i MPTP-induceret PD(Parkinsons sygdom) mus fra autofagiperspektivet. I den foreliggende undersøgelse blev neuroadfærden hos mus i hver gruppe evalueret først. Det blev konstateret, at sammenlignet med M-gruppen var klatretiden for mus i EH-gruppen signifikant kortere, og latenstiden til at falde og skridtlængden af for- og bagbenene blev signifikant forlænget. Evnen til autonom aktivitet hos mus i EH-gruppen blev også signifikant forøget. Resultaterne af HPLC viste, at indholdet af monoaminneurotransmittere steg signifikant i EH-gruppen sammenlignet med M-gruppen, især ekspressionen af DA og DOPAC. Resultaterne af Western blot afslørede også, at ekspressionen af TH i substantia nigra steg mærkbart i EH-gruppen sammenlignet med M-gruppen. Mens ovennævnte neuroadfærdsfunktioner forværredes signifikant i CQ-gruppen og WO-gruppen, var indholdet af DA og TH også signifikant lavere end i EH-gruppen, og dødeligheden var signifikant højere. Ifølge resultaterne af denne undersøgelse var dødeligheden i autofagihæmmergrupperne højere end i de andre grupper. Dødeligheden i CQ-gruppen var 28%, og den i WO-gruppen var 12%, mens der ikke var nogen dødsfald i de andre grupper. For at verificere virkningen af autofagihæmmere påEchinacosidblev dobbelt immunfluorescens af TH- og α-synucleinfarvning sammen med proteinimmunblotting af α-synuclein vedtaget for at observere ekspressionen af α-synuclein. Resultaterne bekræftede, atEchinacosidsignifikant reducerede ekspressionen af α-synuclein sammenlignet med M-gruppen. Ved anvendelse af autofagihæmmere steg ekspressionen af α-synuclein imidlertid kraftigt. Undersøgelser har påpeget, at de toksiske virkninger af MPTP er tæt forbundet med udseendet af α-synuclein, fordi musene i α-synuclein knockout viser en høj grad af tolerance over for toksiciteten af MPTP.24 Dette kan indirekte tyde på, at for MPTP-induceret PD(Parkinsons sygdom) musemodeller, jo højere ekspression af α-synuclein er, desto stærkere er MPTP's toksiske virkning på mus. I den foreliggende undersøgelse var dødeligheden af mus i autofagihæmmergruppen signifikant højere end i andre grupper, hvilket kan korreleres med den øgede ekspression af α-synuclein og den nedsatte tolerance over for mptp's toksiske virkninger. Derfor udledte vi, at den neuroprotektive virkning afEchinacosidkan være korreleret med fremme af autofagi, og autofagihæmmere kan signifikant øge ekspressionen af a-synuclein, som kan være korreleret med musens død.
Som en nøglemarkør for autofagi anvendes lyskæden 3 af det mikrotubuli-associerede protein 1 (LC3) i vid udstrækning til at detektere forekomsten af autofagi ved immunofluorescens eller Western blot. P62, også kendt som SQSTM1, er involveret i patogenesen af en række neurodegenerative sygdomme. Det kan forbinde ubiquitinproteinerne til LC3 og nedbrydes gennem autofagi. Proteinekspressionsniveauet for P62 kan afspejle færdiggørelsen af autofagiflowet.2 For yderligere at undersøge reguleringsmekanismen forEchinacosidom MPTP-induceret autofagi iPD(Parkinsons sygdom) mus, ekspressionen af autofagirelaterede indikatorer som Beclin 1, LC3 og P62 blev målt i mus i hver gruppe. Det blev konstateret, at udtrykkene af Beclinl og LC3-II. steg signifikant i M-gruppen sammenlignet med N-gruppen sammen med en tydelig stigning i antallet af autofagosomer. Disse foreslog, at niveauet af autofagi hos mus i M-gruppen blev øget. Niveauet af P62 faldt imidlertid ikke med stigningen i autofagi. I stedet steg det betydeligt, hvilket indikerer, at hele autofagiprocessen ikke blev afsluttet normalt. Det betød, at der eksisterede en åbenlys autofagisk strømningsforstyrrelse i MPTP-gruppen, hvilket var i overensstemmelse med rapporter i litteraturen.26,27 Rapamycin kan øge syntesen af lysosomer og fremme clearance af autofagosomer. I den foreliggende undersøgelse blev den klassiske autofagiinduktor rapamycin vedtaget som en positiv kontrol, og de klassiske autofagihæmmere chloroquin og wortmannin blev anvendt som kontroller. Immunofluorescens og Western blot blev brugt til at observere ekspressionsniveauet for LC3. Ekspressionen af Beclin l blev målt ved Western blot, og ekspressionen af autofagosomer i hver gruppe mus blev observeret af et transmissionselektronmikroskop. Resultaterne afslørede, at sammenlignet med M-gruppen steg udtrykkene af Beclinl og LC3-II iEchinacosidgruppe og RA-gruppe, mens niveauerne af P62 og α-synuclein faldt signifikant, hvilket indikerer, at i disse to grupper forbedrede den autofagiske strømningsforstyrrelse signifikant end i MPTP-induceretPD(Parkinsons sygdom)Mus. Udtrykkene af Beclin 1, LC3-II og antallet af autofagosomer i WO-gruppen faldt, ledsaget af de øgede niveauer af P62 og a-synuclein. Dette korrelerede med manglende clearance af autofagisk substrat og patologiske produkter over tid på grund af autofagihæmning. Ekspressionen af LC3-II og antallet af autofagosomer i CQ-gruppen steg signifikant sammen med en stigning i niveauerne af P62 og a-synuclein, som var korreleret med forstyrrelsen af autofagistrøm.
Det er kendt, at mTOR-kinase er et vigtigt reguleringssted for autofagi, og det findes i cellen som to komplekser med forskellige funktioner, mTORCl og mTORC2. mTORCl, som er følsom over for rapamycin, er den vigtigste negative feedbackregulator for autofagi, mens mTORC2, som ikke er følsom over for rapamycin, kan regulere aktiveringen af proteinkinase AKT. Den aktiverede AKT kan virke på mTORCl-komplekset; derfor kan AKT fungere som forbindelsespunkt mellem mTORC1 og mTORC2.28 Gennem denne undersøgelse blev det konstateret, at ligesom rapamycin,Echinacosidkunne opregulere autofagi ved at hæmme ekspressionen af mTOR og også opregulere ekspressionen af p-AKT/AKT. Vi spekulerede i, atEchinacosidkan hæmme ekspressionen af mTORC1 og derved opregulere autofagi, opnå effekten af at eliminere a-synuclein og P62 og derefter aktivere AKT gennem mTORC2 for at fremme overlevelsen af dopaminneuroner. Klorokin er imidlertid ikke hæmmeren af mTOR-afhængig induktion af autofagi og dephosphorylering af regulatoren, så det vil blive undgået i fremtidige undersøgelser som eksperimentelle midler til mTOR-afhængig hæmning af autofagi.
echinacosid behandler PD (Parkinsons sygdom)
Resumé
Kort sagt, målrettet mod mTOR, kan udviklingen af lægemidler, der både kan øge den kliniske effekt og reducere klinisk toksicitet, være retningen for fremtidig forskning.Echinacosidhar mange fordele, såsom sikkerhed, ikke-toksicitet, lave bivirkninger og lav pris. Vores foreløbige dyreforsøg havde vist, atEchinacosidkunne hæmme mTOR-vejen, øge autofagi og fremme faldet i P62 og eliminering af patologiske produkter såsom α-synuclein. Dette kan medføre nye behandlingsstrategier for traditionel kinesisk medicin at gribe ind iPD(Parkinsons sygdom). I betragtning af den utilstrækkelige prøvestørrelse og ingen relevante celleeksperimenter til verifikation ville dette imidlertid være retningen for vores videre forskning.
Etisk godkendelse og samtykke til at deltage: Alle eksperimenter blev evalueret og godkendt af den etiske komité for Nanjing Hospital of Chinese Medicine og overholdt National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (KY2017102).
Anerkendelser: Vi er især taknemmelige for alle de mennesker, der har givet os hjælp til vores artikel.
Finansiering: Denne undersøgelse blev finansieret af: 1. Nanjing Health Science and Technology Development Special Fund Grant (YKK18134);2. Jiangsu Provincial Bureau of Traditional Chinese Medicine "Chinese Medicine Brain Diseases" Key Discipline Cultivation Project (NBPY201704)3. The Nanjing University of Chinese Medicine "Jiangsu University Nursing Advantageous Discipline Construction Project Funding Project"(2019YSHL098);4. Nanjing "Trettende femårsplan"Berømt kinesisk medicinlæge (Kong-Jiang Liu) Studio Construction Project (LKJ-2017-NJ).5. Nanjing"Trettende femårsplan"Berømt kinesisk medicinlæge (Jing-Qing Wang)Studio-byggeprojekt (WJQ-2019-NJ). Finansieringsorganet havde ingen rolle i udformningen af undersøgelsen og indsamlingen, analysen og fortolkningen af data og i udarbejdelsen af manuskriptet.
Offentliggørelse: Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende interesser.
Referencer
20. Zhao Q, Gao Jørgensen, Li W, Cai D. Neurotrofiske og neurorescue virkninger afEchinacosidi den subakutte MPTP-musemodel afParkinsons sygdom.2010;1346:224-236.
21. Zhu M, Zhou M, Shi Y, Li WW. Virkninger afechinacosidpå MPP (+)-induceret mitokondriel fragmentering, mitofagi og celleapopottose i SH-SY5Y-celler. Zhong Xi Yi Jie He Xue Bao. 2012;10 (12):1427–1432.
22. Zhao Q, Yang X, Cai D, et al.Echinacosidbeskytter mod MPP (+)-induceret neuronal apoptose via ROS/ATF3/CHOP pathway regulering. Neurosci tyr. 2016;32(4):349–362.
23. Chen C, Xia B, Tang L, et al.Echinacosidbeskytter mod MPTP / MPP + -induceret neurotoksicitet via regulering af autofagivej medieret af Sirt1. 2019;34(1):203–212.
24. Dauer W, Kholodilov N, Vila M, et al. Resistens af alfa-synuclein null mus til parkinsonian neurotoxin MPTP. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002;99(22):14524–14529.
25. Kabeya Y, Mizushima N, Ueno T, et al. LC3, en pattedyrhomolog af gær Apg8p, er lokaliseret i autofagosommembraner efter behandling [offentliggjort korrektion vises i EMBO J. 2003 Sep 1;22(17):4577]. EMBO J. 2000;19(21):5720–5728.
26. Lamine-Ajili A, Fahmy AM, Létourneau M, et al. Effekt af hypofysen adenylatcyklaseaktiverende polypeptid på den autofagiske aktivering observeret i in vitro- og in vivo-modeller af Parkinsons sygdom. Biochim Biophys Acta. 2016;1862(4):688–695.
27. Lu M, Su C, Qiao C, Bian Y, Ding J, Hu G. Metformin forhindrer dopaminerg neurondød i MPTP / P-induceret musemodel af Parkinsons sygdom via autofagi og mitokondriel ROS-clearance. Int Jørgensen Neuropsychopharmacol. 2016;19(9):p yw047. 28. Swiech L, Perycz M, Malik A, Jaworski J. MTOR's rolle i nervesystemets fysiologi og patologi. Biochim Biophys Acta. 2008;1784(1):116–132.
