Spermidin lindrer intrauterin hypoxi-induceret afkom Nyfødt myokardiemitokondriel skade hos rotter ved at hæmme oxidativ stress og regulere mitokondriel kvalitetskontrol Del 3

Anerkendelser

Vi takker Dr. Meng Yan for hendes deltagelse i de tidlige stadier af dette arbejde. Vi er også meget taknemmelige over for Prof. Sazonova Elena Nikolaevna for hans kritiske manuskriptlæsning og redigering. Dette arbejde blev støttet af uddannelsesafdelingen i det indre Mongoliets autonome region i Kina (nr. NJZY21112).

Glycoside af cistanche kan også øge aktiviteten af ​​SOD i hjerte- og levervæv og reducere indholdet af lipofuscin og MDA i hvert væv betydeligt, effektivt opfange forskellige reaktive oxygenradikaler (OH-, H₂O₂ osv.) og beskytte mod DNA-skader forårsaget af OH-radikaler. Cistanche phenylethanoid glycosider har en robust fjernelsesevne af frie radikaler, en højere reducerende evne end C-vitamin, forbedrer aktiviteten af ​​SOD i spermsuspension, reducerer indholdet af MDA og har en vis beskyttende effekt på sædmembranens funktion. Cistanche-polysaccharider kan øge aktiviteten af ​​SOD og GSH-Px i erytrocytter og lungevæv fra eksperimentelt senescent mus forårsaget af D-galactose, samt reducere indholdet af MDA og kollagen i lunge og plasma, og øge indholdet af elastin, har en god rensende effekt på DPPH, forlænge hypoksitiden hos senescent mus, forbedre aktiviteten af ​​SOD i serum og forsinke den fysiologiske degeneration af lunge hos eksperimentelt senescerende mus Med cellulær morfologisk degeneration har forsøg vist, at Cistanche har den gode antioxidantevne og har potentialet til at være et lægemiddel til at forebygge og behandle hudaldringssygdomme. Samtidig har echinacosid i Cistanche en betydelig evne til at opfange DPPH-frie radikaler og har evnen til at opfange reaktive oxygenarter og forhindre frie radikal-induceret kollagen-nedbrydning, og har også en god reparationseffekt på anionskader af thymin frie radikaler.

Klik på Cistanche Supplement Review

【For mere information:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Fodnoter

Forfatternes bidrag:YZ og LD designede undersøgelsen; NC, HZ, HZ, LL og XY udførte størstedelen af ​​eksperimenterne; LW og XB udførte vitro-eksperimentet; LY og TN tilvejebragte assaymetoden; XL bidrog til materialerne og reagenserne; HL analyserede dataene. NC og HZ skrev det første udkast til manuskriptet; YZ og LD reviderede manuskriptet. Alle forfattere godkendte det endelige manuskript.

Interessekonflikt:Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen interessekonflikt.

Datareproducerbarhed:Data fra dette værk er tilgængelige efter rimelig anmodning fra den tilsvarende forfatter.

Finansiering/støtte:Dette arbejde blev delvist støttet af bevillingsnummer NJZY21112 fra Uddannelsesafdelingen i den autonome region Indre Mongoliet i Kina.

Referencer

1. Barker DJ, Osmond C, Forsén TJ, Kajantie E, Eriksson JG. Vækstbaner blandt børn, der har koronare hændelser som voksne. N Engl J Med. 2005;353(17):1802–9. [PubMed ID: 16251536].

2. Ducsay CA, Goyal R, Pearce WJ, Wilson S, Hu XQ, Zhang L. Gestational Hypoxia, and Developmental Plasticity. Physiol Rev. 2018;98(3):1241– 334. [PubMed ID: 29717932]. [PubMed Central ID: PMCPmc6088145].

3. Dominguez JE, Habib AS, Krystal AD. En gennemgang af sammenhænge mellem obstruktiv søvnapnø og hypertensive forstyrrelser i graviditeten og mulige sygdomsmekanismer. Sleep Med Rev. 2018;42:37– 46. [PubMed ID: 29929840]. [PubMed Central ID: PMCPmc6221976].

4. O'Brien LM, Bullough AS, Chames MC, Shelgikar AV, Armitage R, Guilleminualt C, et al. Hypertension, snorken og obstruktiv søvnapnø under graviditet: en kohorteundersøgelse. Bjog. 2014;121(13):1685– 93. [PubMed ID: 24888772]. [PubMed Central ID: PMCPmc4241143].

5. Giussani DA. Livets åndedræt: Hjertesygdom Link til udviklingshypoxi. Cirkulation. 2021;144(17):1429-43. [PubMed ID: 34694887]. [PubMed Central ID: PMCPmc8542082].

6. Gao Y, Dasgupta C, Huang L, Song R, Zhang Z, Zhang L. MultiOmics-integration afslører kort- og langsigtede virkninger af svangerskabshypoksi på hjerteudviklingen. Celler. 2019;8(12). [PubMed ID: 31835778]. [PubMed Central ID: PMCPmc6952773].

7. Thompson LP, Turan S, Aberdeen GW. Kønsforskelle og virkningerne af intrauterin hypoxi på vækst og in vivo hjertefunktion hos føtale marsvin. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2020;319(3):R243–r254. [PubMed ID: 32639864]. [PubMed Central ID: PMCPmc7509254].

8. Bae S, Xiao Y, Li G, Casiano CA, Zhang L. Effekt af moderens kroniske hypoxiske eksponering under drægtighed på apoptose i føtalt rottehjerte. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2003;285(3):H983-90. [PubMed ID: 12750058].

9. Silvestro S, Calcaterra V, Pelizzo G, Bramanti P, Mazzon E. Prænatal hypoxi og placental oxidativ stress: Indsigt fra dyremodeller til klinisk evidens. Antioxidanter (Basel). 2020; 9(5). [PubMed ID: 32408702]. [PubMed Central ID: PMC7278841].

10. Thornburg KL. Programmering af hjerte-kar-sygdomme. J Dev Orig Health Dis. 2015;6(5):366–76. [PubMed ID: 26173733]. [PubMed Central ID: PMCPmc7587080].

11. Thompson LP, Chen L, Polster BM, Pinkas G, Song H. Prænatal hypoxi svækker hjerte mitokondrie og ventrikulær funktion hos marsvineafkom på en kønsrelateret måde. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2018;315(6):R1232–r1241. [PubMed ID: 30365351]. [PubMed Central ID: PMCPmc6425638].

12. Sang H, Polster BM, Thompson LP. Kronisk hypoxi ændrer hjerte mitokondriekompleks proteinekspression og aktivitet hos føtale marsvin på en kønsselektiv måde. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2021;321(6):R912–r924. [PubMed ID: 34730023]. [PubMed Central ID: PMC8714812].

13. Schirone L, Forte M, D'Ambrosio L, Valenti V, Vecchio D, Schiavon S, et al. En oversigt over de molekylære mekanismer forbundet med myokardieiskæmisk skade: state of the art og translationelle perspektiver. Celler. 2022;11(7). [PubMed ID: 35406729]. [PubMed Central ID: PMC8998015].

14. Pohjoismäki JL, Goffart S. Mitokondriers rolle i hjerteudvikling og beskyttelse. Free Radic Biol Med. 2017;106:345–54. [PubMed ID: 28216385].

15. Ding Q, Qi Y, Tsang SY. Mitokondriel biogenese, mitokondriel dynamik og mitofagi i modningen af ​​kardiomyocytter. Celler. 2021;10(9). [PubMed ID: 34572112]. [PubMed Central ID: PMCPmc8466139].

16. Song Y, Xu Y, Liu Y, Gao J, Feng L, Zhang Y, et al. Mitokondriel kvalitetskontrol i vedligeholdelsen af ​​kardiovaskulær homeostase: rollerne og indbyrdes regulering af UPS, mitokondriel dynamik og mitofagi. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:3960773. [PubMed ID: 34804365]. [PubMed Central ID: PMC8601824].

17. Scarpulla RC. Transkriptionelle paradigmer i pattedyrs mitokondrielle biogenese og funktion. Physiol Rev. 2008;88(2):611–38. [PubMed ID: 18391175].

18. Lai L, Leone TC, Zechner C, Schaeffer PJ, Kelly SM, Flanagan DP, et al. Transkriptionelle coaktivatorer PGC-1alfa og PGC-beta kontrollerer overlappende programmer, der kræves til perinatal modning af hjertet. Genes Dev. 2008;22(14):1948–61. [PubMed ID: 18628400]. [PubMed Central ID: PMCPmc2492740].

19. Gong G, Song M, Csordas G, Kelly DP, Matkovich SJ, Dorn G2. Parkin-medieret mitofagi styrer perinatal hjertemetabolisk modning hos mus. Videnskab. 2015;350(6265):aad2459. [PubMed ID: 26785495]. [PubMed Central ID: PMCPmc4747105].

20. Papanicolaou KN, Kikuchi R, Ngoh GA, Coughlan KA, Dominguez I, Stanley WC, et al. Mitofusin 1 og 2 er afgørende for postnatal metabolisk ombygning i hjertet. Circ Res. 2012;111(8):1012–26. [PubMed ID: 22904094]. [PubMed Central ID: PMCPmc3518037].

21. Quebedeaux TM, Song H, Giwa-Otusajo J, Thompson LP. Kronisk hypoxi hæmmer respiratorisk kompleks IV-aktivitet og forstyrrer mitokondriel dynamik i forhjernen hos føtal marsvin. Reprod Sci. 2022;29(1):184-92. [PubMed ID: 34750769].

22. Hussain T, Tan B, Ren W, Rahu N, Kalhoro DH, Yin Y. Udforskning af polyaminer: Funktioner i embryo/føtal udvikling. Anim Nutr. 2017;3(1):7–10. [PubMed ID: 29767087]. [PubMed Central ID: PMCPmc5941083].

23. Wang X, Burghardt RC, Romero JJ, Hansen TR, Wu G, Bazer FW. Funktionelle roller af arginin under peri-implantationsperioden af ​​graviditeten. III. Arginin stimulerer proliferation og interferon tau-produktion af trophectoderm-celler fra får via nitrogenoxid og polyaminTSC2-MTOR-signalveje. Biol Reprod. 2015;92(3):75. [PubMed ID: 25653279].

24. Kwon H, Wu G, Bazer FW, Spencer TE. Udviklingsændringer i polyaminniveauer og syntese i fårekonceptet. Biol Reprod. 2003;69(5):1626-34. [PubMed ID: 12855596].

25. Wu G, Bazer FW, Satterfield M, Li X, Wang X, Johnson GA, et al. Virkninger af arginin ernæring på embryonal og føtal udvikling hos pattedyr. Aminosyrer. 2013;45:241-56. [PubMed ID: 23732998].

26. Herring CM, Bazer FW, Johnson GA, Wu G. Virkninger af moderens diætproteinindtag på føtal overlevelse, vækst og udvikling. Exp Biol Med (Maywood). 2018;243(6):525–33. [PubMed ID: 29466875]. [PubMed Central ID: PMC5882021].

27. Ha HC, Sirisoma NS, Kuppusamy P, Zweier JL, Woster PM, Casero RA. Den naturlige polyaminspermin fungerer direkte som frie radikaler. Proc Natl Acad Sci US A. 1998;95(19):11140– 5. [PubMed ID: 9736703]. [PubMed Central ID: PMC21609].

28. Li R, Wu X, Zhu Z, Lv Y, Zheng Y, Lu H, et al. Polyaminer beskytter ornesæd mod oxidativt stress in vitro. J Anima Sci. 2022;100(4). [PubMed ID: 35247050]. [PubMed Central ID: PMC9030141].

29. Eisenberg T, Knauer H, Schauer A, Buttner S, Ruckenstuhl C, CarmonaGutierrez D, et al. Induktion af autofagi af spermidin fremmer levetiden. Nat Cell Biol. 2009;11(11):1305–14. [PubMed ID: 19801973].

30. Nilsson BO, Persson L. De gavnlige virkninger af spermidin på kardiovaskulær sundhed og lang levetid tyder på en celletypespecifik import af polyaminer fra kardiomyocytter. Biochem Soc Trans. 2019;47(1):265–72. [PubMed ID: 30578348].

31. Ni YQ, Liu YS. Ny indsigt i Spermidins roller og mekanismer i aldring og aldersrelaterede sygdomme. Aging Dis. 2021;12(8):1948-63. [PubMed ID: 34881079]. [PubMed Central ID: PMC8612618].

32. Chai N, Zhang H, Li L, Yu X, Liu Y, Lin Y, et al. Spermidin forhindrer hjerteskade hos neonatale rotter udsat for intrauterin hypoxi ved at hæmme oxidativ stress og mitokondriel fragmentering. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:5406468. [PubMed ID: 31217839]. [PubMed Central ID: PMC6537013].

33. Li YF, Wei TW, Fan Y, Shan TK, Sun JT, Chen BR, et al. Serin/ThreoninProtein Kinase 3 letter myokardiereparation efter hjerteskade, muligvis gennem glykogensyntasekinase-3beta/beta-catenin-vejen. J Am Heart Assoc. 2021;10(22). e022802. [PubMed ID: 34726469]. [PubMed Central ID: PMC8751936].

34. Zhao Q, Shao L, Hu X, Wu G, Du J, Xia J, et al. Lipoxin a4 prækonditionering og postkonditionering beskytter mod myokardieiskæmi/reperfusionsskade hos rotter. Mediatorer Inflamm. 2013;2013:231351. [PubMed ID: 23956501]. [PubMed Central ID: PMC3730367].

35. Hirumi Y, Iwai-Kanai E, Baba S, Yui Y, Kamitsuji Y, Mizushima Y, et al. Granulocytkolonistimulerende faktor beskytter hjertemitokondrier i den tidlige fase af hjerteskade. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2009;296(3):H823-32. [PubMed ID: 19136605].

36. Zhang H, Yan M, Liu T, Wei P, Chai N, Li L, et al. Dynamisk mitokondrielt proteom under polyaminbehandling ved hjertealdring. Front Cell Dev Biol. 2022;10:840389. [PubMed ID: 35372351]. [PubMed Central ID: PMC8965055].

37. Piquereau J, Novotova M, Fortin D, Garnier A, Ventura-Clapier R, Veksler V, et al. Postnatal udvikling af musehjerte: dannelse af energiske mikrodomæner. J Physiol. 2010;588(Pt 13):2443– 54. [PubMed ID: 20478976]. [PubMed Central ID: PMC2915519].

38. Louey S, Jonker SS, Giraud GD, Thornburg KL. Placental insufficiens nedsætter cellecyklusaktivitet og terminal modning hos føtale fårekardiomyocytter. J Physiol. 2007;580(Pt. 2):639– 48. [PubMed ID: 17234700]. [PubMed Central ID: PMC2075561].

39. Botting KJ, McMillen IC, Forbes H, Nyengaard JR, Morrison JL. Kronisk hypoxæmi i sen drægtighed reducerer antallet af kardiomyocytter, men ændrer ikke ekspressionen af ​​hypoxi-responsive gener. J Am Heart Assoc. 2014;3(4).

40. Derks W, Bergmann O. Polyploidy in Cardiomyocytes: Roadblock to Heart Regeneration? Circ Res. 2020;126(4):552–65. [PubMed ID: 32078450].

41. Bhatti JS, Bhatti GK, Reddy PH. Mitokondriel dysfunktion og oxidativt stress i stofskiftesygdomme - Et skridt mod mitokondriebaserede terapeutiske strategier. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2017;1863(5):1066–77. [PubMed ID: 27836629]. [PubMed Central ID: PMC5423868].

42. Aljunaidy MM, Morton JS, Kirschenman R, Phillips T, Case CP, Cooke CM, et al. Moderbehandling med en moderkage-målrettet antioxidant (MitoQ) påvirker afkommets kardiovaskulære funktion i en rottemodel af prænatal hypoxi. Pharmacol Res. 2018;134:332–42. [PubMed ID: 29778808].

43. Wang J, Li S, Wang J, Wu F, Chen Y, Zhang H, et al. Spermidin lindrer hjertealdring ved at forbedre mitokondriel biogenese og funktion. Aldring (Albany NY). 2020;12(1):650–71. [PubMed ID: 31907336]. [PubMed Central ID: PMC6977682].

44. Eisenberg T, Abdellatif M, Schroeder S, Primessnig U, Stekovic S, Pendl T, et al. Hjertebeskyttelse og forlængelse af levetiden med den naturlige polyaminspermidin. Nat Med. 2016;22(12):1428– 38. [PubMed ID: 27841876]. [PubMed Central ID: PMC5806691].

45. Wang X, Ying W, Dunlap KA, Lin G, Satterfield MC, Burghardt RC, et al. Arginindecarboxylase og agmatinase: en alternativ vej til de novo biosyntese af polyaminer til udvikling af pattedyrkoncepter. Biol Reprod. 2014;90(4):84. [PubMed ID: 24648395].

46. ​​Zhao YC, Chi YJ, Yu YS, Liu JL, Su RW, Ma XH, et al. Polyaminer er essentielle i embryoimplantation: ekspression og funktion af polyamin-relaterede gener i muselivmoderen i peri-implantationsperioden. Endokrinologi. 2008;149(5):2325–32. [PubMed ID: 18202119].

47. Liu N, Dai Z, Zhang Y, Jia H, Chen J, Sun S, et al. Maternal L-prolin-tilskud under drægtighed ændrer aminosyre- og polyaminmetabolismen i den første generation af kvindelige afkom af C57BL/6J-mus. Aminosyrer. 2019;51(5):805–11. [PubMed ID: 30879150].

48. Zhu YH, Lin G, Dai ZL, Zhou TJ, Yuan TL, Feng CP, et al. Udviklingsændringer i polyaminer og autofagiske markørniveauer hos normale og vækstbegrænsede føtale grise. J Anima Sci. 2015;93(7):3503–11. [PubMed ID: 26440019].

49. Zou D, Zhao Z, Li L, Min Y, Zhang D, Ji A, et al. En omfattende gennemgang af spermidin: Sikkerhed, sundhedseffekter, absorption og metabolisme, evaluering af fødevarematerialer, fysisk og kemisk forarbejdning og bioprocessing. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2022;21(3):2820-42. [PubMed ID: 35478379].

50. Yuan H, Wu SX, Zhou YF, Peng F. Spermidin hæmmer ledbetændelse og makrofagaktivering hos mus med kollagen-induceret arthritis. J Inflamm Res. 2021;14:2713-21. [PubMed ID: 34194234]. [PubMed Central ID: PMC8238551].

51. Mao M, Yang L, Jin Z, Li LX, Wang YR, Li TT, et al. Indvirkning af intrauterin hypoxi på adolescent og voksen kognitiv funktion hos rotteafkom: seksuelle forskelle og virkningerne af spermidinintervention. Acta Pharmacol Sin. 2021;42(3):361-9. [PubMed ID: 32694754]. [PubMed Central ID: PMC8027377].

52. Russell LK, Mansfield CM, Lehman JJ, Kovacs A, Courtois M, Saf-Fitz JE, et al. Hjertespecifik induktion af den transkriptionelle coactivator peroxisomproliferator-aktiverede receptor gamma coactivator-1alfa fremmer mitokondriel biogenese og reversibel kardiomyopati på en udviklingsstadieafhængig måde. Circ Res. 2004;94(4):525-33.

53. Gong S, Sovio U, Aye IL, Gaccioli F, Dopierala J, Johnson MD, et al. Placental polyaminmetabolisme adskiller sig efter føtalt køn, føtal vækstbegrænsning og præeklampsi. JCI Indsigt. 2018;3(13). [PubMed ID: 29997303]. [PubMed Central ID: PMC6124516].

54. Madeo F, Eisenberg T, Buttner S, Ruckenstuhl C, Kroemer G. Spermidine: en ny autofagi-inducer og levetidselixir. Autofagi. 2010;6(1):160–2. [PubMed ID: 20110777].

55. Bhukel A, Madeo F, Sigrist SJ. Spermidin booster autofagi for at beskytte mod synapsernes aldring. Autofagi. 2017;13(2):444–5.

【For mere information:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】