Izvlečki Cistanche Deserticola lahko preprečijo imunosenescenco in podaljšajo življenjsko dobo pri miših, nagnjenih k staranju 8 (SAM-P8).

Ke Zhang, Xu Ma, Wenjun He, Haixia Li, Shuyan Han, Yong Jiang, Hunan Wu, Li Han, Tomohiro Ohno, Nobuo Uotsu, Kohji Yamaguchi, Zhizhong Ma in Pengfei Tu

1 Department of Natural Medicine, School of Pharmaceutical Sciences, Peking University, No. 38 Xueyuan Road, Peking 100191, Kitajska

2 Medicinski in zdravstveni analitični center, Pekinška univerza, št. 38 Xueyuan Road, Peking 100191, Kitajska

3 Fakulteta za temeljne raziskave, Fancl Research Institute, FANCL Corporation, 12-13 Kamishinano, Totsuka-Ku, Yokohama, Kanagawa 244-0806, Japonska

4 Oddelek za integracijo tradicionalne kitajske in zahodne medicine, Fakulteta za temeljne medicinske znanosti, Pekinška univerza, št. 38 Xueyuan Road, Peking 100191, Kitajska

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

K senescenci pospešenemu staranju nagnjenih 8 substrains (SAM-P8), ki je splošno sprejet kot živalski model za preučevanje staranja in zdravil proti staranju, je bil uporabljen za preučevanje učinkov prehranskih dopolnil z izvlečkiCistanchedeserticola(ECD), ki se obširno uporablja v tradicionalni kitajski medicini zaradi njegove zaznane sposobnosti spodbujanja imunske funkcije pri starejših. Osemmesečni samci miši SAM-P8 so bili zdravljeni z ECD z dnevnim peroralnim dajanjem 4 tedne. Rezultati so pokazali, da lahko prehransko dopolnilo 150 mg/kg in 450 mg/kg ECD podaljša življenjsko dobo, merjeno s Kaplan-Meierjevo analizo preživetja na način, ki je odvisen od odmerka. Pokazalo se je, da je prehransko dopolnilo miši SAM-P8 4 tedne s 100, 500 in 2500 mg/kg ECD povzročilo znatno povečanje tako naivnih celic T kot naravnih celic ubijalk v populaciji celic krvi in ​​vranice. V nasprotju s tem so se periferne spominske celice T in proinflamatorni citokin, IL-6 v serumu, znatno zmanjšale pri miših, ki so dnevno zaužile 100 in 500 mg/kg ECD. Poleg tega so bile vzporedno obnovljene Sca-1 pozitivne celice, priznane prednice perifernih naivnih celic T. Naši rezultati zagotavljajo jasno eksperimentalno podporo dolgotrajnim kliničnim opazovalnim študijam, ki to kažejoCistanchedeserticolaima pomembne učinke pri podaljševanju življenjske dobe in kažejo, da je to doseženo z antagoniziranjem imunosescence.

Cistanchelahkoproti staranjuinpobeliti kožo

Uvod

Cistanchedeserticola, eno najbolj priljubljenih tradicionalnih kitajskih zeliščnih zdravil/zdravstvenih izdelkov, je bilo v številnih zgodovinskih kitajskih zeliščnih farmakopejah opisano kot zdravilo proti staranju. Posledično se na Kitajskem pogosto uporablja za zdravljenje različnih s starostjo povezanih motenj, vključno s senilno demenco, impotenco, neplodnostjo, kronično okužbo in hematopoetskimi motnjami pri starejših [1]. Sodobni kemijski pristopi so omogočili izolacijo dveh glavnih vrst spojin, feniletanoidnih glikozidov in oligosaharidov, kot glavnih učinkovinCistanchedeserticola[1]. V zadnjem desetletju,Cistanchedeserticolain njegove izvlečke so intenzivno preučevali in dokazali, da so sposobni zaščititi nevrone pred poškodbami, ki jih povzročajo nevrotoksini [2], zavirajo hepatotoksičnost, ki jo povzroča ogljikov tetraklorid [2], in spodbujajo okrevanje celic kostnega mozga po poškodbah zaradi sevanja, ki jih povzroča Co60 [3] . Dokazano je tudi, da ima protivnetne, antioksidativne učinke in učinke proti staranju [4]. Vendar pa ni bilo natančno preizkušeno, ali lahko Cistanche deserticola podaljša življenjsko dobo in kakšni so osnovni molekularni mehanizmi [3], povezani z njenimi lastnostmi proti staranju.

Imunosenescenca, to je sprememba imunskega sistema s starostjo, je ozadje, na katerem so opazili povečano dovzetnost za okužbe, raka, nevrodegenerativne bolezni in avtoimunske bolezni pri starejših [5]. Poročali so, da so terapevtski posegi, kot je omejevanje kalorij [6] in dodajanje vitamina E, učinkoviti pri upočasnitvi napredovanja imunosenescence in s tem zmanjšanju obolevnosti za nekaterimi s starostjo povezanimi boleznimi ter podaljšanju življenjske dobe ljudi in glodalcev. [7, 8]. Vendar so študije na tem področju zapletene zaradi dejstva, da je staranje povezano s paradoksom hkratne imunske pomanjkljivosti in kroničnega vnetja [9]. To pomeni, da preprosta stimulacija proliferacije limfocitov ali protivnetno delovanje ne predstavlja idealnih terapevtskih posegov pri obravnavanju staranja in s starostjo povezanih stanj [10]. Zato mora pri iskanju medicinskih posegov, ki bi lahko preprečili ali ublažiti s staranjem povezana stanja, vključno z okužbami, rakom, avtoimunskimi boleznimi, aterosklerozo in nevrodegenerativnimi boleznimi, ki so vodilni vzroki smrti in invalidnosti, ter popravilo okvar imunskega sistema spremljati zaviranje vnetni odzivi.

Miška s pospešenim staranjem [11] je samooplodni model miši, pridobljen iz seva AKR/J, ki se pogosto uporablja v študijah staranja. Podsev P8 (SAM-P8) teh miši ima izrazito krajšo življenjsko dobo v primerjavi s podsevom R1 (SAM-R1), ki kaže tudi počasnejši proces staranja [12]. Vzporedno s prezgodnjim staranjem kažejo miši SAM-P8 tudi povečano nevrološko staranje, imunosescenco in s starostjo povezane hematopoetske pomanjkljivosti, ki zelo posnemajo tipične značilnosti človekovega staranja [13, 14]. Analiza osnovnih mehanizmov, ki so odgovorni za pospešen proces staranja in s starostjo povezane motnje, kaže, da so vpleteni mitohondrijska disfunkcija [15], oksidativni stres in povečana stopnja somatskih mutacij DNA [16, 17]. Ta mišji sistem s svojim homogenim genetskim ozadjem torej zagotavlja odličen eksperimentalni model za preučevanje staranja in terapevtikov proti staranju [12]. Ta študija se je osredotočila na raziskovanje, ali lahko izvlečki Cistanche deserticola podaljšajo življenjsko dobo miši SAM-P8 in obrnejo njihov imunosenescenčni status.

cistancheehinakozidlahkoproti staranju

Rezultati

3.1. Analiza potencialnih aktivnih sestavin v izvlečkih Cistanche deserticola (ECD). Kot je prikazano v tabeli 1, je ECD sestavljen predvsem iz dveh vrst spojin, feniletanoidnih glikozidov in oligosaharidov. V feniletanoidnih glikozidih so identificirali ehinakozid, akteozid in 8-epilogansko kislino, medtem ko so v oligosaharidih identificirali le galaktitol.

3.2 Vpliv izvlečkov Cistanche deserticola na povprečno življenjsko dobo miši SAM-P8. Za to in nadaljnje študije so osemmesečne samce miši SAM-P8 razdelili v 4 skupine. Med njimi je bila ena skupina miši hranjena z običajno dieto brez ECD, druge 3 skupine pa so ločeno zaužile diete, ki vsebujejo različne deleže ECD. Kot kontrolna skupina v vseh poskusih smo uporabili miši iz podseva SAM-R1, ki imajo normalen proces staranja in življenjsko dobo.

V primerjavi s kontrolno skupino SAM-R1 je bila povprečna življenjska doba miši SAM-P8 znatno skrajšana (slika 1(a); 𝑃 < 0.001).="" čeprav="" dopolnjevanje="" prehrane="" z="" majhnim="" odmerkom="" (50="" mg/kg)="" ecd="" ni="" povzročilo="" pomembnega="" podaljšanja="" življenjske="" dobe="" miši="" sam-p8,="" pri="" srednjem="" (150="" mg/kg)="" in="" visokem="" (450="" mg/ml)="" dodatku="" odmerkih="" je="" prišlo="" do="" od="" odmerka="" odvisno="" podaljšanje="" življenjske="" dobe="" (sliki="" 1(a)="" in="" 1(b);="" 𝑃="">< 0,05–0,01),="" kar="" je="" bilo="" potrjeno="" s="" kaplan-meierjevo="" analizo="" preživetja,="" ki="" je="" vključevala="" uporabo="" obeh="" lestvic="" log-rank="" (="" mantel-cox)="" in="" gehan-breslow-wilcoxonov="">

3.3. Obrnitev imunosenescence pri miših SAM-P8 z izvlečki Cistanche deserticola (ECD). Zmanjšanje perifernih naivnih T-limfocitov in sočasno povečanje perifernega spomina T-limfocitov sta vidni značilnosti imunosenescence, ki na splošno veljata za glavne osnovne razloge za s starostjo povezane imunološke nenormalnosti. Ta imunosescenca pri živalih SAM-P8 glede na živali SAM-R1 je bila jasno razvidna, ko je bila analiza FACS uporabljena za štetje (CD3 plus CD44low CD45RBhigh) limfocitov kot indikatorja naivnih celic T in (CD3 plus CD44high CD45BRlow) limfocitov kot indikatorja T spomina celice. Tako so v populacijah celic periferne krvi (slika 2) in vraničnih celic (slika 3) pri miših SAM-P8 opazili znižane ravni naivnih T celic in povečane ravni spominskih T celic. Ugotovljeno je bilo, da je dopolnitev prehrane miši SAM-P8 z ECD sposobna obrniti te indikatorje imunosescence na način, ki je odvisen od odmerka, v populaciji periferne krvi (slika 2) in celic vranice (slika 3). Kot dodaten pokazatelj obrnjenosti imunosenescence z dodatkom ECD k prehrani je bila analizirana raven naravnih celic ubijalk [18], ki je glavni celični marker prirojenega imunskega sistema. To je pokazalo, da je prehransko dopolnilo ECD povzročilo od odmerka odvisno povečanje NK (CD3 plus CD49 plus) celic tako v populaciji limfocitov periferne krvi (slika 4) kot celic vranice (slika 5).

3.4. Izvlečki Cistanche deserticola okrepijo relativno intenzivnost fluorescence Sca-1 pozitivnih celic pri miših SAM-P8. Antigen matičnih celic-1 (Sca-1) je eden najvidnejših biomarkerjev hematopoetskih matičnih celic (HSC) v populacijah celic kostnega mozga. Sca-1 pozitivne celice predstavljajo tudi prednike limfocitov, ki so bili na novo izvoženi iz kostnega mozga v periferno kri, kjer so podvržene nadaljnji diferenciaciji v različne vrste zrelih limfocitov. Posledično te Sca-1 pozitivne celice predstavljajo glavni vir naivnih limfocitov T v periferni krvi. Slika 6 prikazuje, da je bila v primerjavi s kontrolnimi mišmi SAM-R1 relativna intenzivnost fluorescence Sca-1 pozitivnih celic pri miših SAM-P8 bistveno nižja. Pokazalo se je, da dodatek k prehrani miši SAM-P8 s tremi različnimi odmerki ECD znatno poveča relativno intenzivnost fluorescence Sca-1 pozitivnih celic (slika 6).

3.5. Izvlečki Cistanche deserticola (ECD) spodbujajo apoptozo in zavirajo nekrozo limfocitov pri miših SAM-P8. Ravni nekroze in apoptoze v populacijah krvnih limfocitov so analizirali z dvojnim barvanjem z aneksinom V-FITC V/PI. To je pokazalo, da je bil delež nekrotičnih limfocitov pri miših SAM-P8 bistveno višji kot pri kontrolnih živalih SAM-R1, medtem ko je bil delež apoptotičnih limfocitov nižji (slika 7). Dopolnjevanje prehrane miši SAM-P8 s tremi različnimi odmerki ECD je lahko zaviralo ravni nekroze, opažene v populaciji perifernih limfocitov, medtem ko sta samo dve višji ravni dodatka ECD povzročili pomembno spremembo v ravni apoptotičnih limfocitov (slika 7).

cistanchelahkoantioksidacija

3.6. Izvlečki Cistanche deserticola (ECD) zmanjšajo vnetni citokin IL-6 pri miših SAM-P8. Kot nadaljnji pokazatelj zmožnosti ECD, da vpliva na s starostjo povezane spremembe v imunskem sistemu, je učinek prehranskega dopolnila ECD na raven številnih citokinov (IFN-𝛾, TNF-𝛼, IL-2, IL{ {9}}, IL{{10}}, GM-CSF in IL-3) smo analizirali z analizo niza citometričnih kroglic (CBA), ki vključuje obarvanje s spojenimi protitelesi, označenimi s fluorescenčnim barvilom z zajemnimi citometričnimi kroglicami. Rezultati (slika 8) so pokazali, da vnetni citokin IL-6 ni bil povečan pri 8-mesečnih miših SAM-P8 v primerjavi s kontrolnimi mišmi SAM-R1 iste starosti, vendar je bil znatno povečan, ko v primerjavi z 6-mesečnimi mišmi SAM-R1 (rezultati niso prikazani). Vendar pa je prehransko dopolnilo z visokimi in srednjimi odmerki ECD lahko povzročilo statistično značilno zmanjšanje ravni IL-6 v plazmi (sliki 8(a) in 8(b), 𝑃 < 0,05).="" plazemske="" ravni="" drugih="" pregledanih="" citokinov="" (ifn-𝛾,="" tnf-𝛼,="" il-2,="" il-10,="" gm-csf="" in="" il-3)="" niso="" pokazale="" pomembnih="" razlik="" med="" sam-="" skupine="" miši,="" zdravljene="" s="" p8,="" sam-r1="" in="" ecd="" (podatki="" niso="">

4. Razprava

Imunska obramba pred novo invazivnimi mikroorganizmi ali endogenimi tumorskimi celicami je odvisna od raznolikosti repertoarja T-celic, ki se opira na ustvarjanje in vzdrževanje naivnih T-celic [19]. Med procesom staranja se je pokazalo, da se raznolikost repertoarja T-celic dramatično zmanjša zaradi progresivnega izčrpavanja naivnih T-celic v perifernem rezervnem bazenu. Prav to pomanjkanje odzivnih naivnih celic T naj bi bilo odgovorno za dovzetnost starejših za okužbe, raka in slabe rezultate po cepljenju [20]. Različni posegi, vključno z omejitvijo kalorij [7], telesno vadbo [21] in dodatkom vitamina E [8], so bili vsi uporabljeni za uspešno obnavljanje naivnih celic T in s tem podaljšanje življenjske dobe ter zmanjšanje pojava okužb in raka pri starejših. V tej študiji smo dokazali, da je ECD sposoben povečati raven naivnih celic T v perifernem bazenu in da je prišlo do sočasnega podaljšanja življenjske dobe in zmanjšanja pogostosti nastajanja tumorjev pri miših s pospešenim staranjem (terapevtska skupina ECD proti SAM-P8, 0 proti 1/6). Zato se zdi smiselno sklepati, da lahko sposobnost ECD, da obrne od starosti odvisno izčrpavanje perifernih naivnih celic T, prispeva k njegovim znanim učinkom pri zmanjševanju s starostjo povezanih bolezni, ki izhajajo iz dolgoročnih kliničnih opazovanj.

cistancheakteozidlahkoproti staranju

Reference

[1] Y. Jiang in P.-F. Tu, "Analiza kemičnih sestavin v vrstah Cistanche," Journal of Chromatography A, vol. 1216, št. 11, str. 1970–1979, 2009.

[2] Q. Xiong, K. Hase, Y. Tezuka, T. Tani, T. Namba in S. Kadota, "Hepatoprotektivna aktivnost feniletanoidov iz Cistanche deserticola," Planta Medica, vol. 64, št. 2, str. 120–125, 1998.

[3] "Imunologija in staranje v Evropi. Proceeding of the 2nd Conference on Basic Biology and Clinical Impact of Immunosenescence. March 22-26, 2001, Cordoba, Spain," Experimental Gerontology, vol. 37, št. 2-3, str. 183–473, 2002.

[4] G.-D. Xuan in C.-Q. Liu, "Raziskave o učinku feniletanoidnih glikozidov (PEG) Cistanche deserticola na zaviranje staranja pri starih miših, ki ga povzroča D-galaktoza," Journal of Chinese Medicinal Materials, vol. 31, št. 9, str. 1385–1388, 2008.

[5] D. Aw, AB Silva in DB Palmer, "Imunosenescenca: nastajajoči izzivi za starajočo se populacijo," Imunologija, vol. 120, št. 4, str. 435–446, 2007.

[6] M. Alizadeh, H. Pohla, A. Rehbein in G. Pawelec, "Dolgoročna kultura monoklonskih človeških limfocitov T: modeli za imunosenescenco?" Mehanizmi staranja in razvoja, let. 83, št. 3, str. 171–183, 1995.

[7] EH Greeley, E. Spitznagel, DF Lawler, RD Kealy in M. Segre, "Modulacija pasje imunosescence z vseživljenjsko omejevanjem kalorij," Veterinary Immunology and Immunopathology, vol. 111, str. 287–299, 2006.

[8] SN Meydani, SN Han in D. Wu, "Vitamin E in imunski odziv pri starejših: molekularni mehanizmi in klinične posledice," Immunological Reviews, vol. 205, str. 269–284, 2005.

[9] SG Deeks, "HIV okužba, vnetje, imunosenescenca in staranje," Annual Review of Medicine, vol. 62, str. 141–155, 2011.

[10] M. Capri, D. Monti, S. Salvioli et al., "Zapletenost strategij proti imunosescenci pri ljudeh," Artificial Organs, vol. 30, št. 10, str. 730–742, 2006.

[11] S. Antonaci, AR Garofalo, C. Chicco et al., "Senilna demenca, Alzheimerjev tip: posebna entiteta v imunosenzciji?" Journal of Clinical Laboratory Analysis, vol. 4, št. 1, str. 16–21, 1990.

[12] R. Takahashi, "Študije proti staranju sevov miši s pospešenim staranjem (SAM)," Yakugaku Zasshi, vol. 130, št. 1, str. 11–18, 2010.

[13] S. Llor´ens, RMM-F. De Mera, A. Pascual et al., "Miš s pospešenim staranjem (SAM-P8) kot model za preučevanje vaskularnih funkcionalnih sprememb med staranjem," Biogerontology, vol. 8, št. 6, str. 663–672, 2007.

[14] T. Takeda, "Miš s pospešenim staranjem (SAM) s posebnim sklicevanjem na modele nevrodegeneracije, miši SAMP8 in SAMP10," Neurochemical Research, vol. 34, št. 4, str. 639–659, 2009.

[15] H. Nakahara, T. Kanno, Y. Inai et al., "Mitohondrijska disfunkcija pri miših s pospešenim staranjem (SAM)," Free Radical Biology and Medicine, vol. 24, št. 1, str. 85–92, 1998.

[16] J. Mizutani, T. Chiba, M. Tanaka, K. Higuchi in M. Mori, "Edinstvene mutacije v mitohondrijski DNK sevov miši s pospešenim staranjem (SAM)," Journal of Heredity, vol. 92, št. 4, str. 352–355, 2001.

[17] A. Mori, K. Utsumi, J. Liu in M. Hosokawa, "Oksidativna škoda pri miših s pospešenim staranjem", Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 854, str. 239–250, 1998.

[18] WB Ershler, WH Sun, N. Binkley et al., "Interlevkin-6 in staranje: koncentracije v krvi in ​​proizvodnja mononuklearnih celic se povečujejo s starostjo, proizvodnjo in vitro pa je mogoče spremeniti z omejitvijo prehrane," Lymphokine and Cytokine Raziskave, let. 12, št. 4, str. 225–230, 1993.

[19] AN Vallejo, "Imunsko preoblikovanje: lekcije iz sprememb repertoire med kronološkim staranjem in pri imunsko posredovanih boleznih," Trendi v molekularni medicini, vol. 13, št. 3, str. 94–102, 2007.