Anti-Aging-Effekte von Ribes Meyeri Anthocyanen auf neuronale Stammzellen und alternde Mäuse Teil 1

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Abstrakt:Altern ist mit neurologischen Beeinträchtigungen und kognitivem Verfall verbunden. Flavonoide sind in der Anti-Aging-Forschung an Mausmodellen sehr vielversprechend. Ribes Meyer Anthocyane sind reich an reichlich Flavonoiden, aber ihre biologischen Anti-Aging-Aktivitäten bleiben unbekannt. In dieser Studie haben wir einen R. Meyer Anthocyan-Extrakt vorbereitet und seine Auswirkungen auf die Seneszenz neuronaler Stammzellen (NSC) in vivo und in vitro analysiert. Wir isolierten Maus-NSCs und verwendeten Zellzählkit-8 (CCK-8), Zellzyklus, reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und Immunfluoreszenzmethoden, um die Anti-Aging-Effekte von R. Meyer-Anthocyanen sowie Naringenin (Nar) zu analysieren, was die Stoffwechselanalyse als wichtiges Flavonoid in R. Meyer-Anthocyanen ergab. RNA-Sequenzierung (RNA-seq) und enzymgebundener Immunsorbensassay (ELISA) wurden auch verwendet, um Nar-spezifische Mechanismen des Anti-Aging zu untersuchen. Nach der Behandlung mit R. Meyer anthocyanin beschleunigte sich die NSC-Proliferation, und NSCs hatten die Seneszenzmarker verringert und die P16ink4-Expression reduziert. Die Anthocyan-Behandlung von R. Meyer kehrte auch den altersabhängigen neuronalen Verlust in vivo und in vitro um. Nar blockierte das mNSC-Altern in vitro und verbesserte das räumliche Gedächtnis und die kognitiven Fähigkeiten bei alternden Mäusen durch Herunterregulierung des TNF-α-Proteins im Plasma.Zitrus-BioflavonoideDiese Ergebnisse deuten darauf hin, dass R. Meyer-Anthocyane die NSC-Proliferation erhöhen und die Neurogenese mit zunehmendem Alter durch Nar-induzierte Reduktionen der TNF-α-Proteinspiegel in vivo verbessern.

EINLEITUNG

Ribes Meyer (auch bekannt als R. Meyer Maxim) gehört zur Familie der Saxifragaceae [1, 2]. Die Wurzeln und Blätter von R. Meyer sind reich an einer Klasse von pflanzlichen Sekundärmetaboliten-Flavonoiden [1-6] mit mehreren Funktionen, einschließlich entzündungshemmender und krebshemmender Wirkung [7-9]. Zhou et al. isolierten zunächst Naringenin(Nar) aus R. Meyer Anthocyane [1]. Nar ist der Hauptbestandteil von R. sativum; Die biologische Anti-Aging-Aktivität der Anthocyane von Nar und R. Meyer bleibt jedoch unbekannt. Die Erschöpfung der Stammzellen ist ein wichtiges Kennzeichen des Alterns [10]. Ein altersabhängiger Verlust von neuralen Stammzellen (NSCs) ist mit kognitivem Verfall verbunden, und NSCs sind an Krankheiten beteiligt, die mit Gedächtnisverlust einhergehen [11, 12]. Es gibt einen deutlichen Rückgang der NSC- und neuronalen Zahlen im alternden murinen Gehirn [13].Cynomorium VorteileUrsachen für das Altern in Stammzellen sind verkürzte Telomere, erhöhte Mengen an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), Aktivierung des Seneszenzmarkers P16ink4a und Zellzyklusstillstand [14-16]. Diese Faktoren führen letztendlich zu Schäden des Nervensystems, Stoffwechselstörungen und kognitiven Dysfunktionen [17].

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In Anbetracht der Tatsache, dass diese Veränderungen mit dem Altern zusammenhängen, wurden die Funktionen der Anthocyane von R. Meyer nicht gut untersucht. Dementsprechend untersuchten wir die Auswirkungen von R. Meyer-Anthocyanen auf NSCs bei alternden Mäusen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass R. Meyer-Anthocyane den gealterten Phänotyp verbessern, indem sie die Seneszenz von NPCs in vitro umkehren, sowie indem sie das kognitive Niveau verbessern und die NSC-Proliferation und die neuronalen Zahlen bei alternden Mäusen verbessern. Wir haben auch gezeigt, dass das Flavonoid Nar, das unter R. Meyer-Anthocyanen angereichert ist, das Altern in NSCs umkehrt und das kognitive Niveau bei alternden Mäusen verbessert, indem es den Signalweg des Tumornekrosefaktors (TNF) hemmt.

BEFUND

Auswirkungen von R. Meyer-Anthocyanen auf altersbedingte Veränderungen bei MNU

Um die Auswirkungen von R.Meyer-Anthocyanen auf die Zellseneszenz zu bestimmen, verwendeten wir NSCs von 23 Monate alten Mäusen (23M-mNSCs). In Anbetracht der Tatsache, dass R. Meyer-Anthocyane je nach Konzentration zytotoxische oder schützende Wirkungen auf Zellen ausüben können, mussten wir zunächst eine sichere Konzentration von R. Meyer-Anthocyanen zur Behandlung von 23M-mNSCs ermitteln. Die Lebensfähigkeit von Zellen, die mit R. Meyer-Anthocyanen behandelt wurden, wurde mit einem Zellzählkit-8 (CCK-8) -Assay nachgewiesen. Bei Konzentrationen bis zu 100 pg/ml erhöhte die Anthocyanbehandlung von R. Meyer über 48 oder 72 h die Lebensfähigkeit der 23M-NSC-Zellen (Ergänzende Abbildung 1A). Die Akkumulation von ROS während des Alterns spielt eine wichtige Rolle bei mitochondrialen Schäden [16,18]. Um festzustellen, ob R. Meyer Anthocyane oxidative Schäden unterdrücken können, führten wir ROS-Assays durch. R. Meyer-Anthocyane hemmten oxidative Schäden in einer Konzentration von 100 pg/ml (Ergänzende Abbildung 1B). Im Vergleich zu Kontrollen beobachteten wir deutliche Veränderungen der Proliferation und der ROS-Spiegel in R. Meyer anthocyan-behandelten Zellen, was zeigte, dass 100 pg/ml R. Meyer Anthocyane die Proliferation von 23M-NSC stimulieren und oxidative Schäden hemmen. Um die Auswirkungen von R. Meyer-Anthocyanen auf die Neurosphärenbildung zu bestimmen, isolierten wir NSCs aus den Gehirnen von 3 Wochen alten (3W-mNSCs) und 23 Monate alten (23M-mNSCs) Mäusen. Die NSCs wurden subkultiviert und mit 100 pg/ml R. meyer-Anthocyanen behandelt (Abbildung 1A). Im Vergleich zu den 23M-mNSCs war die Anzahl der Neurosphären in der 3W-NYC-Gruppe erhöht, und die Formen der Neurosphären waren einheitlicher und abgerundeter, mit einem vergrößerten Durchmesser von 20-50 μm (Abbildung 1B-1D). Darüber hinaus waren die Neurosphären, die nach 5 Tagen von 23M-mNSCs abgeleitet wurden, kleiner (20 um), und dieser Befund stimmte mit den Ergebnissen früherer Studien überein [19,20]. Bei Behandlung mit R. Meyer-Anthocyanen war die Neurosphärenbildung sowohl bei 3W-mNSCs als auch bei 23M-mNSCs signifikant erhöht (Abbildung 1E). Seneszenz ist eng verwandt mit dem Stillstand des Zellzyklus, verkürzten Telomeren und erhöhter Expression des Seneszenzgens PL6MK4A. R. Meyer anthocyaninbehandelte 23M-NSCs hatten im Vergleich zu unbehandelten Zellen eine signifikant reduzierte p16mk4a-Genexpression, eine größere Anzahl von Zellen in der S-Phase und verlängerte Telomere (Abbildung 1F-1H). Darüber hinaus wissen wir, dass das Altern die Proliferation von NSCs reduziert und ihre Differenzierungsfähigkeiten für die neuronale Produktion verringert [13,21]. Bei der Differenzierung von 23M-mNSCs kam es nach der Behandlung mit R. Meyer mit Anthocyan zu einem signifikanten Anstieg der Anzahl der TuJ1-positiven Neuronen (Abbildung lI-1J), was darauf hindeutet, dass die Anthocyanbehandlung von R. Meyer die Differenzierung von NSCs in Neuronen fördert. Diese Ergebnisse zeigen, dass R. Meyer-Anthocyane einen positiven Einfluss auf gealterte NSCs in vitro haben.

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R. Meyer Anthocyan-Behandlung verbessert Lern- und Gedächtnisfähigkeiten alternder Mäuse

Altern ist mit kognitivem Verfall verbunden [22,23]. Wir haben daher die Auswirkungen von R. Meyer-Anthocyanen auf die Lern- und Gedächtnisfähigkeiten von Mäusen untersucht. Der Morris-Wasserlabyrinth-Test (MWM) ergab, dass, wenn erwachsenen C57BL/6-Mäusen (12 Monate alt) 2 Monate lang 100 mg/kg R. Meyer-Anthocyane verabreicht wurden, die durchschnittliche Zeit bis zum Erreichen der Plattform im Vergleich zu Kontrollen verringert wurde (Abbildung 2A). Wir untersuchten auch die Zeit, die benötigt wurde, um die Plattform zum ersten Mal zu erreichen (Abbildung 2B). Die mit R. Meyer behandelte Anthocyan-behandelte Gruppe benötigte signifikant weniger Zeit als die Kontrollgruppe, obwohl die Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen den beiden Gruppen nicht signifikant unterschiedlich war (Abbildung 2C), was darauf hindeutet, dass R. Meyer-Anthocyane wenig Einfluss auf die motorischen Fähigkeiten von Mäusen haben. Darüber hinaus schwammen die Mäuse in der behandelten Gruppe eine signifikant kürzere Strecke, bevor sie den Plattformbereich erreichten, verglichen mit der unbehandelten Gruppe (Abbildung 2D). Diese Ergebnisse zeigen, dass R. Meyer-Anthocyane die kognitiven und räumlichen Gedächtnisfähigkeiten alternder Mäuse verbessern können.WüstenhyazintheDer altersbedingte kognitive Verfall wurde mit reduzierten NSC-Zahlen in Verbindung gebracht [11, 24]. Dementsprechend isolierten und kultivierten wir NSCs aus dem Gehirn der Maus e (SVZ) nach intragastrischer subventrikulärer z-ZOne-Verabreichung von 100 mg/kg R. Meyer-Anthocyanen (Abbildung 2E). Die resultierende Anzahl von Neurosphären wurde gemessen, und es gab signifikant mehr Neurosphären in der mit R. Meyer behandelten Anthocyan-behandelten Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe (Abbildung 2F). Als nächstes analysierten wir die Größenverteilung der Neurosphären.R. Meyer anthocyaninbehandelte Mausneurosphären lagen hauptsächlich im oberen Größenbereich (50-100 um Durchmesser),

Abbildung 1. Ribes Meyer Anthocyane retten den Seneszenz-Phänotyp von neuralen Stammzellen (MNCs) der Maus. (A) Neurosphären, die klonal aus 23 Monate alten (23M-NSC) und 3 Wochen alten (3W-NSC) Mäusegehirnen stammen und mit 100 pg / ml R, jedem Anthocyanin, behandelt werden. (B) Unterschiede in der Anzahl der Neurosphären zwischen 23M-NSC und 3W-NSC. (C) Die Form der 3W-NSC-Neurosphären war gleichmäßiger, mit einer erhöhten Anzahl und Größe (20-50 um) im Vergleich zu 23M-NSC-Neurosphären. D. E) Die Behandlung mit R. jedem Anthocyan erhöhte die Anzahl der 3W-NSC- und 23M-NSC-abgeleiteten Neurosphären im Vergleich zu Kontrollen. (F-H) In 23M-NSCs, die mit 100 pg/ml R. Meyer-Anthocyanen für 48 h behandelt wurden, wurden p16ink4a mRNA-Expression, Zellzyklus und relative Telomerlängen gemessen. (F) Zellseneszenzmarker p16ink4a mRNA-Expression nachgewiesen durch qRT-PCR. (G) Zellzyklen wurden mittels Durchflusszytometrie bestimmt. (H) qRT-PCR-Nachweis der relativen Telomerlänge. (I) Immunfluoreszenzfärbung von TuJ1 und GFAP in 23M-NSCs, die mit R behandelt wurden.Flavonoid-Extraktionsmethode PDFMeyer Anthocyane und Kontrolle. (J) Quantifizierung von (I). Die Daten werden als Mittelwert ± SD von drei unabhängigen Experimenten dargestellt. *P<0.05,><0.01, and="">< 0.0001="" compared="" with="" untreated="" cells.="" whereas="" control="" neurospheres="" were="" more="" common="" in="" the="" lower="" range="" （20-50="" μm="" diameter）（figure="">

Um den Einfluss der Anthocyanbehandlung von R. Meyer auf NSCs und Neuronen in vivo weiter zu überprüfen, wurde eine Immunfluoreszenzfärbung des Hippocampus durchgeführt und der Prozentsatz der immunpositiven Zellen analysiert. Unter Verwendung der bekannten NSC-Marker Nestin und Ki67 [25, 26] zeigten wir einen Anstieg der Nestin- und Ki67-positiven Zellen in der Hippocampus-Region (Ergänzende Abbildung 2A, 2B) von R. Meyer anthocyaninbehandelten Mäusen. Darüber hinaus war die Anzahl der TuJ1-positiven Zellen (ein Marker reifer Neuronen) auch bei diesen Mäusen erhöht (Ergänzende Abbildung 2C, 2D).FlavonoideZusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass 100 mg/kg R. Meyer-Anthocyane das räumliche Gedächtnis und die kognitiven Fähigkeiten bei alternden Mäusen verbessern können, indem sie die NSC-Proliferation fördern und die neuronale Anzahl erhöhen.

Dieser Artikel stammt aus www.aging-us.com AGING 2020, Vol. 12, Nr. 17

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