Pinocembrin forbedrer post-infarkt hjertesvigt gennem aktivering af Nrf2/HO-1 signalvej, del 2

Venligst kontaktoscar.xiao@wecistanche.comfor mere information

Statistisk analyse

variabler blev repræsenteret som middel ± standardfejl, mens de proportionale variable blev vist som en procentdel. Sammenligninger i alle grupper blev udført ved at bruge en-vejs variansanalyse (ANOVA) korrigeret med en Tukey post hoc-test undtagen dem i ekkokardiografidata, som blev analyseret ved to-vejs ANOVA korrigeret ved Fisher-testen med mindst signifikant forskel. En p-værdi<0.5 was="" defined="" as="" statistical="">

Resultater Pino forbedrede HF-induceret forringelse af hjertefunktioner. Vi implementerede først ekkokardiografi for at bestemme HF-fænotype-etableringen induceret af LAD-ligering og de virkninger, som Pino udøver på hjertefunktioner. Repræsentative to-dimensionelle M-mode ekkokardiogrammer i alle grupper blev illustreret i fig. 2A. 6-ugens bortskaffelsesfri fodring efter LAD-ligering producerede signifikante HF-manifestationer, dokumenteret ved en reduktion i LVEF og FS, og forøgelse af LVID'er, LVIDd, LVESV, LVEDV i henholdsvis 6. og 8. uge versus sham-gruppe, foruden øget serum BNP-koncentration og hjertevægt/tibia-længde ved 8. uge, der viste hjertedysfunktion og hypertrofi (Fig.2B, C), med de specifikke parametre , blev illustreret i tabel 1). Imidlertid blev alle manifestationerne delvist vendt ved anvendelse af Pino versus HF-gruppen ved 8. uge, hvilket tyder på den velgørende rolle for Pino på hjertefunktioner

efter PIHF. Desuden var det bemærkelsesværdigt, at selvom Pino ændrede baseline-hjertefunktionerne ved 6. uge i retning af forbedring, opnåede ændringerne ikke betydning. Derfor blev der fremsat en antagelse om, at hvorvidt langsigtet anvendelse af Pino var i stand til at føre til fremtrædende forbedringer, hvilket kræver yderligere forskning.

Klik venligst her for at vide mere

Pino svækkede ombygningen af ​​PIHF I betragtning af, at kardiomyocytternes regenerative kapacitet var sparsom eller fraværende, blev forbedringerne af hjertefunktioner mere tilskrevet forbedring af de levende kardiomyocytter og væv ved Pino snarere end kardiomyocyteregenerering. Således evaluerede vi yderligere 3 nøglefaktorer i PIHF-ombygning: fibrose, neovaskularisering og apoptose, som tidligere foreslået (Wang et al 2010). Pino reducerede dramatisk aflejringen af ​​kollagenfibre i MI-grænsezonen med ca. 2 gange (Fig. 3A). For at undgå den kunstige skævhed i infarktgrænsezonens bedømmelse etablerede vi desuden en identisk model som en positiv kontrol, hvori Pino blev erstattet af enalapril, en angiotensin-konverterende enzymhæmmer (ACEI), kendt for vendingen af ​​HF-remodellering. Vi observerede omfanget af fibrose i HF- og ACEI-grupper.

nået omtrentlig procentdel i forhold til præ-etablerede modeller. Vi markerede også infarktområdet, hvor stort aflejret kollagen erstattede myokardium (Yderligere fil 1: Figur S1). Desuden udlignede Pino kronisk HF-induceret sjældenhed af VEGFR2-fordeling og -ekspression (fig. 3B). Tidligere undersøgelser har afsløret, at p53-proteinet, som kunne aktivere diversitet af pro-apoptotiske gener, spillede en nøglerolle i anti-angiogenese via hæmning af hypoxi-inducerbar faktor-l (HIF-la) (Gogirajuet al.2019; Guo et al. .2015). Vi observerede derefter overekspression af p53-protein i HF-gruppen, som blev modvirket af Pino (fig. 3C), hvilket delvist skylder ændringen af ​​VEGFR2. Vi udførte også et western blot-eksperiment, hvor administration af Pino opregulerede ekspressionen af ​​antiapoptotisk protein BCL-2 og i modsætning hertil nedregulerede de pro-apoptotiske proteiner inklusive p53, Bax og spaltet caspase-3 sammen med et øget bcl-2/bax-forhold i forhold til HF-gruppen, hvilket indikerer aktivering af apoptoseproceduren, hvilket også blev bekræftet af TUNEL-analysen, hvor Pino påviste en omvendt effekt på apoptotisk hastighed (fig. 3D). I en konklusion forbedrede Pino sig remodelleringen efter MI ved dens velkendte virkninger, herunder anti-fibrose, angiogenese og anti-apoptose.

Cistanche kan forbedre immuniteten

Pino lindrede OS ved modulering af Nrf2/HO-1-veje. Ikke desto mindre forblev de mekanismer, hvorved Pino resulterede i sådanne ændringer, udefinerede. Akkumulerende undersøgelser har vist, at OS, som modificerede en bred vifte af molekyler og udløste uønskede remodelleringssignalveje, var i stand til at føre til apoptose og fibrose i HF-modeller (Dubois-Deruy et al.2020; Bubb et al.2017; Wang et al.2010 ; Chen et al.2020b), antog vi således, at Pino forbedrede PIHF via reduktion af OS. Vi undersøgte først ROS-generationen i hjertevæv samt SOD og MDA i serum ved henholdsvis fluorescens og biokemiske tests for at bestemme antioxidantrollerne for Pino i HF. I forventning fjernede Pino delvist ROS genereret af kronisk

HF, manifesteret ved en reduktion af fluorescensintensiteten af ​​DHE (fig. 4A, B). Desuden blev antioxidantenzymet, SOD, opreguleret ved anvendelse af Pino, hvorimod MDA, hvilket tyder på lipidperoxidation, blev reduceret (fig. 4B). Ovenstående data vidnede om antioxidantrollen for Pino i en gnavermodel af PIHF.

Selvom den ROS-opfangende effekt af Pino var sikker, krævede mekanismerne, der lå til grund for forbedringen af ​​antioxidantforsvaret, stadig belysning. Nrf2 er en dominerende komponent i endogene antioxidantforsvar, som dissocierer med dets hæmmer Kelch-lick ECH-associeret protein 1(Keapl) ved stress/stimuli og translokerer til kernen for at binde til promotorregionen af ​​antioxidantresponselementet (ARE), hvilket letter ekspressionen af ​​et væld af antioxidantgener og enzymer, blandt hvilke HO-1 var det repræsentative enzym og har en vital rolle (Ma et al. 2019; Bubb et al. 2017; Habtemariam 2019; Velusamy et al. 2020 ; Tian et al. 2019). HO-1, kodet af HMOX1, katalyserer hæm til nedbrydning til 3 antioxidantmolekyler, herunder biliverdin, bilirubin og carbonmonoxid(CO) (Wang et al.2010; Kishimoto et al.2019). Tidligere undersøgelser har vist, at specifik aktivering eller overekspression af Nrf2 eller HO-1 forbedrede PIHF(Ma et al.2019; Bubb et al.2017; Wang et al.2010), og på den anden side kunne Pino fokusere på Nrf2/ARE-vejen til at udøve beskyttende virkning på depression (Wang et al.2020), neurotoksicitet (Jin et al. 2015) osv., med interaktionen udefineret i en PIHF-model. Vi undersøgte yderligere denne interaktion ved western blot. PIHF bidrog til reduktionen af ​​ekspressionen af ​​den samlede Nrf2 og HO-1 versus den falske gruppe. Og Pino vendte signifikant denne skadelige effekt ved opregulering af Nrf2 ud over en evne til at øge HO-1-ekspression i en stærk disposition, selvom forskellen ikke nåede en signifikans (p=0.0845; Fig.4C ). Resultaterne indikerede en rolle for Pino i aktiveringen af ​​Nrf2/HO-1-vejen, der er ansvarlig for forbedring af hjertefunktioner og ombygning i PIHF.

In vitro blokade af Nrf2 eliminerede virkningerne af Pino i H9c2 kardiomyocytter

For yderligere at vidne om, at virkningerne af Pino var Nrf2/HO-1-vejsafhængige snarere end en integreret forbedring af HF-patologisk status, dyrkede vi H9c2-kardiomyocytter som de tidligere rapporterede metoder og brugte en specifik Nrf2-hæmmer, ML385 in vitro. Pino svækkede ISO-induceret ROS-akkumulering sammen med en stigning i SOD og et fald i MDA i mediet i et lignende responsmønster som dem in vivo (fig. 5). Imidlertid blev alle virkninger næsten ophævet ved administration af ML385, hvilket tyder på, at antioxidantvirkningen af ​​Pino overvejende blev præsenteret ved aktivering af Nrf2. Desuden er denne Nrf2/HO-1 vejafhængig

effekten blev yderligere bestemt på grund af reduktionen af ​​ekspression af Nrf2 og HO-1 i ISO plus Pino plus ML385-gruppen (fig. 6). Det var også bemærkelsesværdigt, at evnen til ROS-opfangning af Pino formindskedes, da effektiviteten af ​​Nrf2 hovedsageligt blev præsenteret af oxidantforsvar. En mulig forklaring på dette fænomen var, at en ubalance af redox-homeostase genererede overdreven ROS ud over den maksimale opfangningsevne på 25 uM Pino.

Vi udførte efterfølgende H9c2 cardiomyocytes western blot for at undersøge ubalancen af ​​redox

homeostase som følge af ML385 var ansvarlig for en øget modtagelighed for ombygning. Administration af Pino viste parallelle virkninger i anti-fibrose, anti-apoptose, dokumenteret ved et fald i kollagen I,p53, Bax, spaltet caspase-3 samt en stigning i BCL-2 (fig.6A) , B). Ydermere foreslog CCK-8 hæmning af aktiviteten af ​​CMF'er af Pino, med reduktionen af ​​kollagensekretion overvåget, hvilket blev probet af CMF's western blot. Derudover viste vendingen af ​​alle disse præsentationer af ML385 in vitro yderligere, at Nrf2/HO-1 var hovedmålet for Pino i forbedringen af ​​PIHE.

Diskussion

I denne undersøgelse fastslog vi, at Pino-behandlingen var gavnlig for PIHF gennem antioxidantvirkningerne. Pino forbedrede hjertefunktioner og remodellering som følge af PIHF ved ROS-opfangning og Nrf2/HO-1 pathway-aktivering, hvilket yderligere svækkede nøglefaktorerne ved ventrikulær remodellering, herunder kollagenfiberaflejring og apoptose, og lettede neovaskularisering i en p53-proteinnedregulering afhængig måde.

Antioxidanter OG HF

Der præsenteres en konsensus om, at OS forværrede dysfunktion og ombygning i HF (Galli og Lombardi 2016; Dubois-Deruy et al. 2020; Velusamy et al., 2020; Tian et al. 2019; Kishimoto et al. 2019), der er også en række af eksperimenter og forsøg implementeret for virkningerne af antioxidanter, med hvilke flere og flere molekylære mål og nye lægemidler er blevet opdaget og undersøgt. Men ud over adskillige antioxidanter testet i kliniske forsøg, der var disponeret for at vise invaliditet eller endda øget risiko for HF (Lee et al. 2005; Made et al. 2015; Olesen et al. 2014; Lonn et al. 2005), talrige molekylære mål, såsom kinaser, mikroRNA'er (Tian et al. 2020; Vagnozziet al. 2013; Pfister et al. 2014), etc., har meget svært ved at overføre ring fra grundlæggende eksperimenter til forsøg og endda klinisk anvendelse pga. til fremstilling og sikkerhed.

I modsætning hertil har Pino følgende fordele, der lover at være en hjælpeantioxidant i behandlingen af ​​HF:(i)betydelig antioxidanteffektivitet, som er blevet vidnet i tidligere undersøgelser og vores nuværende forskning;(ii)Pino kunne udvindes fra en række naturlige planter, honning og propolis eller være kunstigt syntetiseret, hvilket sikrede tilstrækkeligheden til produktion og en relativt billig pris;(ii) rigdommen af ​​Pino i honning og propolis indikerede en diætoptagelse for nemheds skyld. Faktisk er et nyligt fase-I klinisk forsøg blevet udført for at give Pino til raske forsøgspersoner, hvor Pino udviste god tolerance og sikkerhed (Cao et al. 2015). Derudover er Pino blevet godkendt til behandling af iskæmisk slagtilfælde af China Food and Drug Administration med et fase-II klinisk forsøg ved at blive implementeret (Shen et al. 2019). Disse opnåede fremskridt får os til at se frem til yderligere anvendelse af Pinon i flere og flere sygdomme med involvering af PIHF.

Rollerne for Pino på HF

Så vidt vi ved, var denne nuværende undersøgelse den første forskning, der undersøgte Pinos roller på en gnavermodel af PIHF. Selvom virkningerne af Pino blev udforsket bredt i et væld af modeller, lagde kun få undersøgelser vægt på sammenhængen mellem Pino og hjerte-kar-sygdomme, herunder myokardieinfarkt, iskæmi/reperfusionsskade og arytmier (Ye et al. 2019; Zheng et al. 2020), hvilket begrænsede vores forståelse af hjertebeskyttelsen givet af Pino. Derudover viste Pino, som tidligere påvist, anti-fibrose, -apoptose, -inflammation og antioxidant effektivitet, som også var de vitale mål for terapi i PIHF. Da en af ​​inflammationsvejene, nuklear faktor-kappa B/tumornekrosefaktor- (NF-KB/TNF- )-vejen er blevet undersøgt i vores gruppe (Ye et al.2019), har vi derfor i denne undersøgelse fokuseret på adskillige faktorer, der forringede hjertefunktioner og ombygning bestående af apoptose, oxidativt stress, fibrose og sjældenhed af neovaskularisering. Som forventet mildnede Pino postconditioning, som var af stor betydning, apoptose og fibrose på en antioxidant-afhængig måde. Vi observerede også VEGFR2-afhængig angiogenese, der gav ilt og næringsstoffer til kardiomyocytter for at lette overlevelse, analogt med det, der fremkaldes af Pino i en model for Alzheimers sygdom (Liu et al. 2014). Der var dog stadig en uenighed om, at Pino var autentificeret til at undertrykke VEGFR2-binding, kapillærmigrering og spiring (Cuevas et al.2015; Tian et al.2014), hvorved Pino kunne bruges til at hindre spredningen af ​​cancer som et latent nyt lægemiddel. Derfor skyldtes neovaskularisering i infarktgrænsezonen sandsynligvis genopretning af andre faktorer snarere end den direkte påvirkning fra Pino. P53-protein opreguleret i PIHF kunne delvis forklare ændringen. Hvorvidt Pino påvirkede nogle andre faktorer, som kunne modulere angiogenese, såsom proteinkinase B(AKT), var også ukendt. Således krævede de underliggende mekanismer for neovaskularisering, der blev tildelt af Pino i PIHF, yderligere forskning for at blive belyst.

Pino overvejende moduleret Nrf2/HO-1-vej i PIHF

Nrf2/HO-1-stien var en dominerende mekanisme til at modstå skaderne forårsaget af OS. Det er veletableret, at Pino kunne forbedre OS ved at fremme overordnet Nrf2- og HO-1-ekspression og Nrf2-translokation fra plasmaet til kernen, hvilket også var grunden til, at vi valgte denne vej som kandidat. Den effekt, som Pino udøvede på Nrf2/HO-1-vejen, skyldtes imidlertid direkte aktivering eller indirekte modulering efter forbedring af den overordnede status forblev udefineret. Derfor har vi i denne forskning bestemt Nrf som hovedmålet for Pino gennem inhibering af Nrf2 af ML385, hvilket næsten vendte de gavnlige virkninger af Pino på fibrose, apoptose og angiogenese. Ikke desto mindre behøvede denne forening udført in vitro yderligere undersøgelser, hvor Nrf2-hæmmer eller siRNA eller virus transficeret for genernes stilhed var nødvendig for at blive anvendt in vivo. Desuden observerede vi også, at ROS-opfangningen blev undertrykt af ML385, om hvilken vi fremsatte en antagelse om, at ubalanceret redox-homeostase fremkaldte overdreven ROS-generering ud over Pinos kapacitet ved en koncentration på 25 μM. For at vidne om denne antagelse blev der foreslået en koncentrationsgradient til at detektere, om tilstrækkelig Pino var i stand til at modvirke ROS-produktionen forårsaget af blokade af Nrf2/HO-1-vejen. Da ROS-generering generelt tilskrives elektronisk lækage fra mitokondriel, aktiveret nikotinamidadenindinukleotidphosphatoxygenase, afkobling af nitrogenoxidsyntase og akkumulering af avancerede glycosyleringsprodukter, kunne der udføres mere dybtgående undersøgelser for at udforske de detaljerede mekanismer, hvorved Pino hindrede ROS generering og elimineret ROS-akkumulering.

Studiets begrænsninger

Nærværende undersøgelse har flere begrænsninger. Vi må erkende, at der var en subjektiv skævhed i definitionen af ​​infarktgrænsezone, som kan have en intens indflydelse på resultaternes nøjagtighed. For at løse denne begrænsning blev de patologiske sektioner valgt af 3 personer, som dog ikke helt kunne undvære bias. Desuden viste få western blot-billeder flere bånd tilskrevet de polyklonale primære antistoffer, som havde negativ indvirkning på figurernes kvalitet. Det var også bemærkelsesværdigt, at vi brugte Nrf2-hæmmer, ML385, snarere end Nrf2 siRNA eller adenovirus-transfektion, hvilket resulterede i mindre per-suasion. Sidst men ikke mindst var antioxidantmekanismerne i Pino komplicerede, hvilket krævede mere forskning for yderligere at belyse.

Konklusion

Som konklusion forbedrede administration af Pino myokardieinfarkt-induceret hjertesvigt, dokumenteret ved forbedring af hjertefunktioner og strukturel ombygning, herunder fibrose, apoptose og neovaskularisering, delvist gennem svækkelse af OS, i en Nrf2/HO-1-vej- afhængig måde.

Denne artikel er uddraget af Chen et al. Mol Med (2021) 27:100 https://doi.org/10.1186/s10020-021-00363-7