Pinocembrin izboljša poinfarktno srčno popuščanje z aktivacijo signalne poti Nrf2/HO-1 2. del

Prosim kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza več informacij

Statistična analiza

spremenljivke so bile predstavljene kot povprečje±standardna napaka, medtem ko so bile proporcionalne spremenljivke prikazane kot odstotki. Primerjave v vseh skupinah so bile izvedene z uporabo enosmerne analize variance (ANOVA), popravljene s Tukeyjevim post hoc testom, razen tistih v ehokardiografskih podatkih, ki so bili analizirani z dvosmerno ANOVA, popravljeno s Fisherjevim testom najmanj pomembne razlike. Vrednost p<0.5 was="" defined="" as="" statistical="">

Rezultati Pino je izboljšal s HF povzročeno poslabšanje srčnih funkcij Najprej smo izvedli ehokardiografijo, da bi določili vzpostavitev fenotipa HF, ki ga je povzročila ligacija LAD, in učinke, ki jih ima Pino na srčne funkcije. Reprezentativni dvodimenzionalni ehokardiogrami v načinu M v vseh skupinah so bili prikazani na sliki 2A.6-tedensko hranjenje brez odlaganja po ligaciji LAD je povzročilo pomembne manifestacije srčnega popuščanja, kar dokazuje zmanjšanje LVEF in FS ter povečanje LVIDs, LVIDd, LVESV, LVEDV v 6. oziroma 8. tednu v primerjavi z navidezno skupino, poleg povečane serumske koncentracije BNP in teže srca/dolžine golenice v 8. tednu, kar je pokazalo srčno disfunkcijo in hipertrofijo (sl. 2B, C) s specifičnimi parametri , so bili prikazani v tabeli 1). Vse manifestacije pa so bile delno obrnjene z uporabo zdravila Pino v primerjavi s skupino HF v 8. tednu, kar kaže na koristno vlogo Pina pri srčnih funkcijah

po PIHF. Poleg tega je bilo opazno, da čeprav je Pino spremenil osnovne srčne funkcije v 6. tednu v smeri izboljšanja, spremembe niso dosegle pomena. Zato je bila postavljena predpostavka, ali je dolgoročna uporaba Pina lahko privedla do izrazitih izboljšav, kar potrebuje nadaljnje raziskave.

Za več informacij kliknite tukaj

Pino je oslabil preoblikovanje PIHF Glede na to, da je bila regeneracijska sposobnost kardiomiocitov redka ali odsotna, so izboljšave srčnih funkcij bolj pripisali izboljšanju živih kardiomiocitov in tkiv s Pinom in ne regeneraciji kardiomiocitov. Tako smo nadalje ocenili 3 ključne dejavnike pri remodeliranju PIHF: fibrozo, neovaskularizacijo in apoptozo, kot je bilo predhodno predlagano (Wang et al 2010). Pino je dramatično zmanjšal odlaganje kolagenskih vlaken v mejni coni MI za približno 2-krat (slika 3A). Poleg tega smo, da bi se izognili umetni pristranskosti pri presoji mejne cone infarkta, vzpostavili identičen model kot pozitivno kontrolo, v katerem Pino je nadomestil enalapril, zaviralec angiotenzinske konvertaze (ACEI), znan po tem, da vpliva na preoblikovanje HF. Opazovali smo obseg fibroze v skupinah HF in ACEI.

dosegel približen odstotek v primerjavi z vnaprej vzpostavljenimi modeli. Označili smo tudi območje infarkta, kjer je ogromno odloženega kolagena nadomestilo miokard (dodatna datoteka 1: Slika S1). Poleg tega je Pino izravnal kronično redčenje distribucije in izražanja VEGFR2, ki ga povzroči HF (slika 3B). Prejšnje študije so pokazale, da je protein p53, ki bi lahko aktiviral raznolikost pro-apoptotičnih genov, igral ključno vlogo pri anti-angiogenezi prek zaviranja s hipoksijo inducibilnega faktorja-1 (HIF-la) (Gogiraju et al. 2019; Guo et al. .2015). Nato smo opazili čezmerno izražanje proteina p53 v skupini HF, ki jo je preprečil Pino (slika 3C), kar je delno privedlo do spremembe VEGFR2. Izvedli smo tudi Western blot poskus, kjer je dajanje zdravila Pino povečalo ekspresijo antiapoptotičnega proteina BCL-2 in, nasprotno, znižalo regulacijo proapoptotičnih proteinov, vključno s p53, Bax in razcepljeno kaspazo-3, skupaj z povečano razmerje bcl-2/bax v primerjavi s skupino HF, kar kaže na aktivacijo postopka apoptoze, kar je bilo potrjeno tudi s testom TUNEL, kjer je Pino pokazal obraten učinek na stopnjo apoptoze (slika 3D). V zaključku je Pino izboljšal preoblikovanje po MI s svojimi dobro znanimi učinki, vključno z antifibrozo, angiogenezo in anti-apoptozo.

Cistanche lahko izboljša imuniteto

Pino je ublažil OS z modulacijo poti Nrf2/HO-1. Kljub temu so mehanizmi, s katerimi je Pino povzročil takšne spremembe, ostali nedefinirani. Številne študije so pokazale, da je OS, ki je spremenil veliko različnih molekul in sprožil neželene signalne poti preoblikovanja, lahko vodil do apoptoze in fibroze v modelih HF (Dubois-Deruy et al. 2020; Bubb et al. 2017; Wang et al. 2010 ; Chen et al.2020b), smo tako domnevali, da je Pino izboljšal PIHF z ublažitvijo OS. Najprej smo raziskali nastajanje ROS v srčnem tkivu ter SOD in MDA v serumu s fluorescenčnimi oziroma biokemičnimi testi, da bi določili antioksidativno vlogo Pino pri HF. V pričakovanju je Pino delno očistil ROS, ki ga povzroča kronična

HF, ki se kaže z zmanjšanjem intenzitete fluorescence DHE (sl. 4A, B). Poleg tega je bil antioksidativni encim, SOD, uravnan z aplikacijo Pino, medtem ko se je MDA, ki kaže na peroksidacijo lipidov, zmanjšal (slika 4B). Zgornji podatki so pričali o antioksidativni vlogi Pino v modelu PIHF pri glodavcih.

Čeprav je bil učinek Pina na odstranjevanje ROS gotov, je bilo treba mehanizme, na katerih temelji izboljšanje antioksidativne obrambe, še vedno pojasniti. Nrf2 je prevladujoča komponenta endogene antioksidativne obrambe, ki disociira s svojim zaviralcem Kelch-lick ECH-povezanim proteinom 1 (Keapl) ob stresih/dražljajih in se premakne v jedro, da se veže na promotorsko regijo elementa antioksidativnega odziva (ARE), kar olajša izražanje množice antioksidativnih genov in encimov, med katerimi je bil HO-1 reprezentativni encim in ima ključno vlogo (Ma et al. 2019; Bubb et al. 2017; Habtemariam 2019; Velusamy et al. 2020 ; Tian et al.2019). HO-1, ki ga kodira HMOX1, katalizira hem za razgradnjo na 3 molekule antioksidantov, vključno z biliverdinom, bilirubinom in ogljikovim monoksidom (CO) (Wang et al. 2010; Kishimoto et al. 2019). Prejšnje študije so pokazale, da je specifična aktivacija ali čezmerna ekspresija Nrf2 ali HO-1 izboljšala PIHF (Ma et al. 2019; Bubb et al. 2017; Wang et al. 2010), po drugi strani pa se je Pino lahko osredotočil na pot Nrf2/ARE za izvajanje zaščitnih učinkov na depresijo (Wang et al. 2020), nevrotoksičnost (Jin et al. 2015) itd., pri čemer interakcija v modelu PIHF ni definirana. To interakcijo smo nadalje raziskali z Western blotom. PIHF je prispeval k zmanjšanju izražanja celotnega Nrf2 in HO-1 v primerjavi z lažno skupino. In Pino je znatno obrnil ta škodljivi učinek s povečano regulacijo Nrf2 poleg zmožnosti povečanja izražanja HO-1 pri močni nagnjenosti, čeprav razlika ni dosegla signifikantnosti (p=0.0845; slika 4C ). Rezultati so pokazali vlogo Pina pri aktiviranju poti Nrf2/HO-1, ki je odgovorna za izboljšanje srčnih funkcij in preoblikovanje pri PIHF.

In vitro blokada Nrf2 je odpravila učinke Pino v kardiomiocitih H9c2

Da bi dodatno dokazali, da so bili učinki zdravila Pino odvisni od poti Nrf2/HO-1 in ne od celovitega izboljšanja patološkega statusa srčnega popuščanja, smo gojili kardiomiocite H9c2 kot prej opisane metode in uporabili specifičen zaviralec Nrf2, ML385 in vitro. Pino je oslabil ISO-inducirano kopičenje ROS skupaj s povečanjem SOD in zmanjšanjem MDA v mediju v podobnem odzivnem vzorcu kot tisti in vivo (slika 5). Vendar pa so bili vsi učinki skoraj odpravljeni z dajanjem ML385, kar kaže, da je bil antioksidativni učinek Pino pretežno predstavljen z aktivacijo Nrf2. Poleg tega je ta pot Nrf2/HO-1 odvisna

učinek je bil dodatno določen zaradi zmanjšanja izražanja Nrf2 in HO-1 v skupini ISO plus Pino plus ML385 (slika 6). Opazno je bilo tudi, da se je sposobnost odstranjevanja ROS iz Pino zmanjšala, saj je bila učinkovitost Nrf2 v glavnem predstavljena z obrambo pred oksidanti. Možna razlaga tega pojava je bila, da je neravnovesje redoks homeostaze povzročilo čezmerno količino ROS, ki presega največjo sposobnost čiščenja 25 uM Pino.

Nato smo izvedli Western blot kardiomiocitov H9c2, da bi raziskali neravnovesje redoks

homeostaza, ki izhaja iz ML385, je bila odgovorna za povečano dovzetnost za remodeliranje. Dajanje zdravila Pino je pokazalo vzporedne učinke proti fibrozi, proti apoptozi, kar dokazuje zmanjšanje kolagena I, p53, Bax, razcepljene kaspaze-3 kot tudi povečanje BCL-2 (slika 6A). , B). Poleg tega je CCK-8 predlagal inhibicijo aktivnosti CMF s Pino, z zmanjšanjem izločanja kolagena, ki je spremljal, kar je bilo preizkušeno z Western blotom CMF. Poleg tega je preobrat vseh teh predstavitev z ML385 in vitro nadalje pokazal, da je bil Nrf2/HO-1 glavna tarča Pina pri izboljšanju PIHE.

Diskusija

V tej študiji smo ugotovili, da je bilo zdravljenje s Pino koristno za PIHF zaradi antioksidativnih učinkov. Pino je izboljšal srčne funkcije in preoblikovanje, ki je posledica PIHF, z odstranjevanjem ROS in aktivacijo poti Nrf2/HO-1, kar je dodatno oslabilo ključne dejavnike preoblikovanja prekatov, vključno z odlaganjem kolagenskih vlaken in apoptozo, ter olajšalo neovaskularizacijo pri znižani regulaciji proteina p53- odvisen način.

Antioksidanti IN HF

Predstavljeno je soglasje, da je OS poslabšal disfunkcijo in preoblikovanje pri HF (Galli in Lombardi 2016; Dubois-Deruy et al. 2020; Velusamy et al. 2020; Tian et al. 2019; Kishimoto et al. 2019), obstaja tudi več eksperimentov in poskusov, izvedenih za učinke antioksidantov, s katerimi je bilo odkritih in raziskanih vedno več molekularnih tarč in novih zdravil. Vendar pa poleg več antioksidantov, preizkušenih v kliničnih preskušanjih, ki so pokazali nagnjenost k neučinkovitosti ali celo povečanemu tveganju za srčno popuščanje (Lee et al. 2005; Made et al. 2015; Olesen et al. 2014; Lonn et al. 2005), številne molekularne tarče, kot so kinaze, mikroRNA (Tian et al. 2020; Vagnozziet al. 2013; Pfister et al. 2014), itd., imajo veliko težav pri prenosu iz osnovnih poskusov v poskuse in celo klinično uporabo zaradi za izdelavo in varnost.

Nasprotno pa ima Pino naslednje prednosti, ki obetajo vlogo pomožnega antioksidanta pri zdravljenju srčnega popuščanja: (i) pomembno antioksidativno učinkovitost, ki je bila dokazana v prejšnjih študijah in naši sedanji raziskavi; (ii) Pino bi lahko pridobili iz številnih naravnih rastlin, medu in propolisa ali umetno sintetizirati, kar je zagotovilo zadostnost za proizvodnjo in relativno nizko ceno; (ii) bogastvo Pino v medu in propolisu je nakazovalo prehransko uživanje zaradi udobja. Pravzaprav je bilo nedavno izvedeno klinično preskušanje prve faze, da bi zagotovili Pino za zdrave osebe, kjer je Pino pokazal dobro toleranco in varnost (Cao et al. 2015). Poleg tega je Kitajska agencija za hrano in zdravila odobrila Pino za zdravljenje ishemične kapi s kliničnim preskušanjem faze II (Shen et al. 2019). Zaradi tega doseženega napredka se veselimo nadaljnje uporabe Pinona pri vedno več boleznih z vključevanjem PIHF.

Vloge za Pina na HF

Kolikor vemo, je bila ta študija prva raziskava, ki je raziskala vlogo Pino na modelu PIHF pri glodavcih. Čeprav so bili učinki zdravila Pino obsežno raziskani v množici modelov, je le nekaj študij poudarilo povezavo med zdravilom Pino in srčno-žilnimi boleznimi, vključno z miokardnim infarktom, ishemijo/reperfuzijsko poškodbo in aritmijami (Ye et al. 2019; Zheng et al. 2020), kar je omejilo naše razumevanje zaščite srca, ki jo je podelil Pino. Poleg tega, kot je bilo že prikazano, je Pino pokazal antifibrozo, -apoptozo, -vnetje in antioksidativno učinkovitost, ki so bile tudi bistvene tarče terapije pri PIHF. Ker je bila ena od poti vnetja, pot jedrskega faktorja kapa B/faktorja tumorske nekroze (NF-KB/TNF-) raziskana v naši skupini (Ye et al. 2019), smo se v tej študiji osredotočili na več dejavnikov, ki so poslabšali srčne funkcije in preoblikovanje, sestavljeno iz apoptoze, oksidativnega stresa, fibroze in redčenja neovaskularizacije. Kot je bilo pričakovano, je Pino postkondicioniranje, ki je bilo zelo pomembno, ublažilo apoptozo in fibrozo na način, ki je odvisen od antioksidantov. Opazili smo tudi angiogenezo, odvisno od VEGFR2-, ki je kardiomiocitom zagotavljala kisik in hranila za olajšanje preživetja, podobno tisti, ki jo je izzval Pino v modelu Alzheimerjeve bolezni (Liu et al. 2014). Vendar pa ostaja spor, da je bil Pino potrjeno za zatiranje vezave VEGFR2, migracije kapilar in kalitve (Cuevas et al. 2015; Tian et al. 2014), s čimer bi lahko Pino uporabili za oviranje širjenja raka kot latentno novo zdravilo. Zato je bila neovaskularizacija v mejni coni infarkta verjetno posledica okrevanja drugih dejavnikov in ne neposrednega vpliva Pina. Protein P53, reguliran navzgor v PIHF, bi lahko delno pojasnil spremembo. Prav tako ni bilo znano, ali je Pino vplival na nekatere druge dejavnike, ki bi lahko modulirali angiogenezo, kot je proteinska kinaza B (AKT). Tako so bili osnovni mehanizmi neovaskularizacije, ki jih je podelil Pino v PIHF, potrebne nadaljnje raziskave, da bi jih razjasnili.

Pino pretežno modulirana pot Nrf2/HO-1 pri PIHF

Pot Nrf2/HO-1 je bila prevladujoč mehanizem, ki je vzdržal škodo, ki jo je povzročil OS. Ugotovljeno je bilo, da bi Pino lahko izboljšal OS s spodbujanjem splošne ekspresije Nrf2 in HO -1 in translokacijo Nrf2 iz plazme v jedro, kar je bil tudi razlog, da smo izbrali to pot kot kandidata. Vendar je bil učinek, ki ga je izvajal Pino na pot Nrf2/HO-1, posledica neposredne aktivacije ali posredne modulacije, potem ko je izboljšanje splošnega stanja ostalo nedefinirano. Zato smo v tej raziskavi določili Nrf kot glavno tarčo Pino z inhibicijo Nrf2 z ML385, kar je skoraj obrnilo blagodejne učinke Pino na fibrozo, apoptozo in angiogenezo. Kljub temu je ta povezava, izvedena in vitro, potrebovala nadaljnje preiskave, kjer je bilo treba uporabiti zaviralec Nrf2 ali siRNA ali virus, transfektiran za molk genov, in vivo. Poleg tega smo opazili tudi, da je odstranjevanje ROS zatrl ML385, o katerem smo izpostavili domnevo, da je neuravnotežena redoks homeostaza povzročila prekomerno nastajanje ROS, ki presega zmogljivost Pino pri koncentraciji 25 μM. Da bi potrdili to predpostavko, je bilo predlagano, da se uredi koncentracijski gradient za odkrivanje, ali je dovolj Pino lahko preprečilo proizvodnjo ROS, ki jo povzroča blokada poti Nrf2/HO-1. Ker se nastajanje ROS na splošno pripisuje elektronskemu uhajanju iz mitohondrijev, aktivirani nikotinamid adenin dinukleotid fosfat oksigenazi, odklopu sintaze dušikovega oksida in kopičenju produktov napredne glikozilacije, bi lahko izvedli bolj poglobljene študije za raziskovanje podrobnih mehanizmov, s katerimi je Pino oviral ROS generiranje in odpravilo kopičenje ROS.

Omejitve študija

Ta študija ima več omejitev. Priznati moramo, da je obstajala subjektivna pristranskost definicije mejnega območja infarkta, ki bi lahko močno vplivala na točnost rezultatov. Da bi odpravili to omejitev, so patološke odseke izbrale 3 osebe, ki pa se niso mogle popolnoma znebiti pristranskosti. Poleg tega je nekaj western blot slik pokazalo več trakov, pripisanih poliklonskim primarnim protitelesom, ki so negativno vplivala na kakovost številk. Opazno je bilo tudi, da smo uporabili zaviralec Nrf2, ML385, namesto transfekcije siRNA Nrf2 ali adenovirusa, kar je povzročilo manj prepričevanja. Nenazadnje so bili antioksidativni mehanizmi pina zapleteni, kar je zahtevalo dodatne raziskave za nadaljnjo razjasnitev.

Zaključek

Skratka, dajanje zdravila Pino je izboljšalo srčno popuščanje, povzročeno z miokardnim infarktom, kar je dokazano z izboljšanjem srčnih funkcij in strukturnim preoblikovanjem, vključno s fibrozo, apoptozo in neovaskularizacijo, delno z zmanjšanjem OS na poti Nrf2/HO-1- odvisen način.

Ta članek je izvleček iz Chen et al. Mol Med (2021) 27:100 https://doi.org/10.1186/s10020-021-00363-7