Cistanche-Glykosid Rg1 lindert altersbedingte Leberfibrose durch Hemmung des NOX4/NLRP3-Inflammasoms in SAMP8-Mäusen Ⅱ

Abbildung 4. Wirkung der Rg1-Behandlung auf die ROS-Produktion in der Leber von SAMP8-Mäusen. (A) Die Akkumulation der ROS-Produktion in der Leber wurde über DHE-Fluoreszenz und Hoechst 33258-Färbung gemessen (Maßstabsbalken, 20 µm; Vergrößerung, x400). (B) Mittlere Dichte der ROS-Produktion (rote Fluoreszenz) in der Leber. Die Daten werden als Mittelwert ± SD dargestellt; n=3. **P<0.01 vs. SAMR1; ##P<0.01 vs. SAMP8. Rg1, Cistanche glycoside Rg1; SAMP8, senescence‑accelerated mouse prone 8; SAMR1, senescence‑accelerated resistant mouse 1; DHE, dichloroethylene. 

Die Behandlung mit Rg1 reguliert die Expressionsniveaus von NLRP3, ASC, Caspase-1 und IL-1 in der Leber von SAMP8-Mäusen herunter. Es wurde berichtet, dass die Aktivierung des NLRP3Inflammasomspielt dabei eine wichtige Rolleseneszenzbedingte Nierenfibrose(42). Daher untersuchte die vorliegende Studie die Expressionsniveaus von NLRP3-verwandten Proteinen weiter, um zu bestätigen, ob das NLRP3-Inflammasom an altersbedingter Leberfibrose beteiligt ist. Die Ergebnisse zeigten, dass die Expressionsniveaus von NLRP3, ASC, Caspase-1 und IL-1 in Das Lebergewebe war in der SAMP8-Gruppe im Vergleich zur SAMR1-Gruppe deutlich hochreguliert (Abb. 6A-E). Im Vergleich zur SAMP8-Gruppe wiesen die Behandlungsgruppen Tempol, Apocynin und Rg1 (5 und 10 mg/kg) signifikant herunterregulierte Expressionsniveaus von NLRP3, ASC, Caspase-1 und IL-1 im Lebergewebe von SAMP8-Mäusen auf (Abb. 6A). ‑E). Zur Messung der Expressionsniveaus von NLRP3 im Lebergewebe wurde eine immunhistochemische Färbung durchgeführt. Die Ergebnisse stimmten mit der mittels Western Blot gemessenen Expression von NLRP3 überein. Die Expression von NLRP3 war in der Leber der SAMP8-Gruppe im Vergleich zur SAMR1-Gruppe signifikant hochreguliert (Abb. 7A und B), und die Behandlung mit Tempol, Apocynin und Rg1 (5 und 10 mg/kg) regulierte die Expressionsniveaus von NLRP3 signifikant herunter ( Abb. 7A und B). Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms eng mit der Leberfibrose während des Alterns zusammenhängt und dass Rg1 die Leberfibrose verbessern könnte, indem es die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms hemmt. Um weiter zu untersuchen, ob die Entzündungsreaktion an der Leberfibrose während des Alterns beteiligt war, wurden die Expressionsniveaus von NF-κB und p-NF-κB wurden in Lebergeweben mittels Western Blot gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass es zwischen den Gruppen keine signifikanten Unterschiede in den Expressionsniveaus von NF-κB gab (Abb. 8A und B). Allerdings waren die Expressionsniveaus von p-NF-κB in der SAMP8-Gruppe im Vergleich zur SAMR1-Gruppe signifikant erhöht (Abb. 8A und C), und die Behandlung mit Tempol, Apocynin und Rg1 (5 und 10 mg/kg) regulierte die Expression signifikant herunter Niveau von p-NF-κB/NF-κB im Vergleich zur SAMP8-Gruppe (Abb. 8A und C). Die Ergebnisse legen nahe, dass Rg1 Entzündungen in der Leber während des Alterns hemmen kann, indem es die Phosphorylierung von NF-κB verringert.

Abbildung 7. Auswirkungen der Rg1-Behandlung auf die Expressionsniveaus von NLRP3 in der Leber von SAMP8-Mäusen. (A) Expression von NLRP3 in der Leber (Maßstabsbalken, 50 µm; Vergrößerung, x400). (B) Mittlere Dichte des NLRP3-positiven Färbebereichs in der Leber. Die Daten werden als Mittelwert ± SD dargestellt; n=4.**P<0.01 vs. SAMR1;#P<0.05, ##P<0.01 vs. SAMP8. Rg1, Cistanche glycoside Rg1; SAMP8, senescence‑accelerated mouse prone 8; SAMR1, senescence‑accelerated resistant mouse 1;NLRP3, Pyrindomäne der NLR-Familie mit 3.

Alternkann das fördernFunktionsstörungen zahlreicher Organe wie Leber, Niere und Gehirn (43). Es hat sich gezeigt, dass das Altern die Anfälligkeit für Leberentzündungen oder -fibrosen erhöht(5). LLeberfibrose zerstört die Struktur der Leber, was zum führtVerlust von Leberzellen und Störung der Leberfunktion, was letztlich zu Leberversagen führt (44). Allerdings ist dieMechanismen vonaltersbedingte Leberschädigung und Fibrosesind noch unklar und es gibt keine wirksamen Medikamente dafürBehandlung altersbedingter Leberfibrose. Daher ist es wichtig, den Mechanismus der Leberalterung zu erforschen und geeignete Medikamente zu finden, um Leberschäden und Fibrose in einem frühen Alter zu verhindern und das Auftreten von Leberfibrose zu reduzierenaltersbedingte Lebererkrankungen. 

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Rg1, einer der Hauptwirkstoffe von Cistanche, wurde bereits zuvor auf seine entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften untersucht und es wurde festgestellt, dass es eine schützende Wirkung auf die Leber hat (45). Frühere Studien haben gezeigt, dass Rg1 die Umwandlung hepatischer Sternzellen in Myofibroblasten und die Leberfibrose bei CCl 4-induzierten Mäusen hemmen kann (45,46). Unsere vorherige Studie zeigte, dass die Behandlung mit Rg1 (5 und 10 mg/kg) die altersbedingte Nierenschädigung und Fibrose bei SAMP8-Mäusen signifikant verbesserte (35). Die vorliegende Studie sollte die Wirkung und den Mechanismus der Behandlung mit Rg1 (5 und 10 mg/kg) auf altersbedingte Leberschäden und Fibrose bei SAMP8-Mäusen während des Alterns untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Behandlung mit Rg1 (5 und 10 mg/kg) vor altersbedingten Leberschäden und Fibrose schützen könnte, insbesondere in der Rg1-Gruppe (10 mg/kg). Diese Ergebnisse zeigten auch, dass die Anordnung der Hepatozyten abnormal und ungeordnet war und die meisten Zellen in der SAMP8-Gruppe eine vakuolenartige Degeneration aufwiesen, während die Rg1-Behandlung eine signifikante Verbesserung der Leberhistopathologie zeigte. Darüber hinaus ergaben die Ergebnisse, dass die NOX4/NLRP3-Inflammasom-Signalisierung, die eng mit altersbedingten Leberschäden und Leberfibrose verbunden ist (20), durch die Behandlung mit Rg1 (5 und 10 mg/kg) signifikant gehemmt wurde, insbesondere im Rg1 ( 10 mg/kg) Gruppe. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Behandlung mit Rg1 bei der Vorbeugung altersbedingter Verletzungen und Fibrose in dosisabhängiger Weise wirksam sein könnte, möglicherweise durch Hemmung von NOX4 und dem NLRP3-Inflammasom.

Frühere Studien haben gezeigt, dass das Altern ein wichtiger Faktor ist, der eng mit der Entstehung und dem Fortschreiten von Leberfibrose verbunden ist (5,47); Allerdings mangelt es derzeit an wirksamen Therapiemöglichkeiten. Cistanche ist aufgrund seiner vielfältigen pharmakologischen Wirkungen und biologischen Aktivitäten, die den Alterungsprozess verzögern können, eines der am häufigsten verwendeten Naturprodukte (48). Es wurde berichtet, dass der Wirkstoff Rg1 bei männlichen Kunming-Mäusen eine schützende Wirkung auf TGF-induzierte HSC-T6-Zellen und CCl 4-induzierte Leberfibrose ausübt (31). In der vorliegenden Studie zeigten die Ergebnisse, dass das Lebergewebe bei 8 Monate alten SMP8-Mäusen erheblich geschädigt war und Anzeichen von Fibrose aufwies, wie z die Ergebnisse von Dumeus et al. (49).

Insbesondere wurde festgestellt, dass eine 9-wöchige Rg1-Behandlung die Leberschädigung und die Ansammlung der extrazellulären Matrix bei SAMP8-Mäusen deutlich abschwächte. Es wurde zuvor gezeigt, dass TGF-1 die Leberfibrose durch Smad2-Phosphorylierung (p-Smad2) und Kollagensynthese fördert und dass der Abbau von TGF-1 die Leberfibrose reduzieren könnte (50). In der vorliegenden Studie zeigten die Ergebnisse, dass die Behandlung mit Rg1 die Expression von TGF-1 in der Leber von SAMP8-Mäusen signifikant verringerte. Tempol ist ein aktiver Sauerstofffänger, von dem berichtet wurde, dass er aufgrund seiner ROS-Fängerkapazität die Produktion von ROS in mit H 2O2 behandelten Neuronen des Hippocampus reduziert (51). Apocynin wird häufig als Inhibitor der NADPH-Oxidase eingesetzt und es hat sich gezeigt, dass es eine klare und offensichtliche antioxidative Wirkung auf eine Vielzahl von Erkrankungen des Zentralnervensystems hat, darunter die Parkinson-Krankheit und die Alzheimer-Krankheit (52–54).

Die aktuelle Studie zeigte auch, dass Tempol und Apocynin ähnliche Schutzwirkungen bei altersbedingten Leberschäden hatten. Diese Daten deuten darauf hin, dass die Behandlung mit Rg1 einen erheblichen Schutz bieten könntealtersbedingte Leberschädigung und Fibrosebei älteren Mäusen.

Diese Ergebnisse stimmen mit früheren Studien überein (35) und liefern weitere Belege für die Rolle des NLRP3-Inflammasoms beim Auftreten altersbedingter Leberschäden bei SAMP8-Mäusen (78). Es wurde beobachtet, dass die Verbesserung der Entzündung und die Hemmung der NLRP3-Inflammasom-Aktivierung schützende Wirkungen auf Zielorgane haben (76).

In ähnlicher Weise ergab die vorliegende Studie, dass die Behandlung mit Tempol, Apocynin und Rg1 die Expressionsniveaus von IL-1, ASC, Caspase-1 und NLRP3 im Lebergewebe von SAMP8-Mäusen signifikant herunterregulierte. Es ist bekannt, dass die Familie der NF-κB-Transkriptionsfaktoren ein zentraler Regulator des Entzündungsprozesses ist (79). Es wird angenommen, dass die Phosphorylierung von NF-κB an Serin 536 für die Aktivierung von NF-κB und die nukleare Translokation erforderlich ist (80). Es wurde berichtet, dass die selektive Hemmung der NF-κB-Aktivität die CCl4-induzierte Leberfibrose unterdrücken kann (81). In dieser Studie zeigten die Ergebnisse, dass die Expression von p-NF-κB, das die Bildung des NLRP3-Inflammasoms fördert, im Lebergewebe alternder Mäuse signifikant hochreguliert war und nach 9-wöchiger Rg1-Behandlung bei SAMP8-Mäusen signifikant verringert war.

Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass das NLRP3-Inflammasom ein wichtiges Ziel sein könnte und eng an altersbedingten Leberschäden beteiligt ist. Darüber hinaus könnte die Hemmung des NLRP3-Inflammasoms ein wichtiger zugrunde liegender Mechanismus von Rg1 bei der Verhinderung altersbedingter Leberschäden und Fibrose sein.

Die aktuelle Studie weist jedoch mehrere Einschränkungen auf. Es wurden beispielsweise nur tierexperimentelle Ergebnisse vorgelegt, die zeigten, dass Rg1 die altersbedingte Leberfibrose aufgrund der Hemmung der NOX4- und NLRP3-Inflammasom-Aktivierung in SAMP8-Mäusen linderte. Darüber hinaus wurden die biochemischen Indikatoren und serologischen Indikatoren, die Leberfunktion, Entzündung und oxidativen Stress darstellen, nicht gemessen.

Zukünftige Forschung wird darauf abzielen, die Wirkung der Rg1-Behandlung auf die altersbedingte Leberfunktion, Entzündungen und oxidativen Stress-bezogene Indikatoren im Serum, wie Aspartataminotransferase, Alanintransaminase, IL-1 und Superoxiddismutase, weiter zu untersuchen. Darüber hinaus werden NOX4-Inhibitoren oder NOX4-Knockout-Experimente durchgeführt, um den genauen zugrunde liegenden Schutzmechanismus von Rg1 gegen Leberschäden in vitro und in vivo weiter zu untersuchen.

Danksagungen

Finanzierung

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