Darmschutz durch Proanthocyanidine umfasst antioxidative und entzündungshemmende Wirkungen in Verbindung mit einer Verbesserung der Insulinsensitivität, der Lipid- und Glukosehomöostase Teil 1

Kontaktieren Sie bitteoscar.xiao@wecistanche.comfür mehr Informationen

Der Gastrointestinaltrakt (GI-Trakt) ist ein komplexes System, das wesentliche Funktionen im menschlichen Körper erfüllt-3. Er gewährleistet die Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen, trägt zur allgemeinen immunologischen Kompetenz bei, indem er Schutz vor Krankheitserregern bietet, und produziert mehrere Peptidhormone, die auf mehrere Gewebe wirken und Wege und beherbergt mikrobielle Gemeinschaften, die mit dem Wirt interagieren und die metabolische Gesundheit beeinflussen.45 Darüber hinaus schützt das Darmepithel vor dem Eindringen fremder Krankheitserreger und dient als erste Verteidigungslinie, was für die Prävention mehrerer Erkrankungen von entscheidender Bedeutung ist.6.

Der Magen-Darm-Trakt ist ständig schädlichen Reizen ausgesetzt, die oxidativen Stress (OCS), Entzündungen und Verletzungen verursachen können. Intraluminale Prooxidantien aus aufgenommenen Nährstoffen enthalten unterschiedliche Konzentrationen von Lipidoxidationsprodukten wie Cholesterinoxiden',8. Das Darmepithel ist auch mehrfachen oxidativen Angriffen ausgesetzt

Abbildung 1. Auswirkungen von PACs auf die Zellintegrität und Lebensfähigkeit von Caco2/15-Zellen. Die Integrität der Caco 2/15-Monoschicht wurde durch Zelllebensfähigkeit, Differenzierung und Tight-Junction-Assays in einem vollständig differenzierten Zustand bestimmt.

Proanthocyanidine (PACs, 250 ug/ml) wurden dem apikalen Zellkompartiment für 24 h vor der Behandlung mit Fe/Asc (200 uM/2 mM) für 6 h bei 37°C zugesetzt.Cistanche-Extrakt-Pulver(A) MTT wurde verwendet, um die Lebensfähigkeit der Zellen zu testen, und (B) der transepitheliale Widerstand wurde ebenfalls bestimmt. (C) Villain, (D) Occludin und (E) Claudin Proteinexpressionen wurden durch Western Blot bewertet. Die Ergebnisse stellen die Mittelwerte ± SEM von 3 unabhängigen Experimenten dar, jeweils in dreifacher Ausführung. Ein repräsentativer Western Blot ist gezeigt, der ein Experiment in dreifacher Ausführung auf dem gleichen Gel und bei der gleichen Exposition veranschaulicht.

Bitte klicken Sie hier, um mehr zu erfahren

Katalase-negative Bakterien, Oxidase-produzierende abgeschuppte Zellen (z. B. Xanthinoxidase) und hypothiovanige Säure enthaltender Speichel, die reaktive Sauerstoffspezies (ROS) im Darmlumen erhöhen und führen zu erhöhter intestinaler Permeabilität, Entzündung und Endotoxämie. Die Kombination von OCS und Entzündungen im Darm beeinträchtigt die Immunverdauungs-, Hormon- und Nervenfunktionen. Insbesondere führt es zu einer Abnahme der Insulinsensitivität (IS), die Stoffwechselstörungen auslöst12,13.

In letzter Zeit deuten immer mehr Beweise darauf hin, dass Polyphenole und Derivate das Potenzial haben, chronischen Krankheiten vorzubeugen und sie zu behandeln'4. Diese sekundären Pflanzenstoffe weisen verschiedene biologische Merkmale auf und finden zunehmend Interesse bei Wissenschaftlern. Sie sind in der Lage, die ROS-Erzeugung zu reduzieren, die OCS-Entwicklung zu neutralisieren und Entzündungen zu bekämpfen5,16.Cistanche Dschingis Khan,Die Wirkmechanismen, die zu vorteilhaften Ergebnissen führen, bleiben jedoch schwer fassbar. Darüber hinaus beschränkten sich die Untersuchungen ihrer physiologischen Funktionen aufgrund ihrer begrenzten Resorption und Bioverfügbarkeit auf den Transport und Katabolismus von Polyphenolen im Darm.

Cistanche kann die Immunität verbessern

Das Hauptziel der Studie ist die Bestimmung der Modulation von OxS und Entzündungen durch Proanthocyanidine (PACs), die reichlich Flavan-3-ole in diätetischem Obst, Gemüse, Nüssen und Getreide sind. Da OCS und Entzündung zwei entscheidende Prozesse sind, die IS fördern, wird die Insulinsignalisierung als Reaktion auf PACs bewertet. Der Einfluss dieser Polyphenole wird auch auf die Oxidation und Lipogenese von Fettsäuren (FA) bewertet.Cistanche in deiner Hosewas die Abschätzung der Lipidhomöostase ermöglicht. Die Mechanismen hinter dem PAC-Einfluss werden bewertet, indem man sich auf zentrale Transkriptionsfaktoren konzentriert. Zu diesem Zweck haben wir die etablierte, vom Menschen stammende, immortalisierte Caco-2/15-Zelllinie verwendet. Von diesen Darmzellen ist bekannt, dass sie eine spontane Zelldifferenzierung durchlaufen, die zur Bildung einer Zellmonoschicht führt, die mehrere morphologische und funktionelle Eigenschaften reifer menschlicher Enterozyten aufweist7-19.

Ergebnisse

Caco 2/15 Zellintegrität nach verschiedenen Behandlungen. Vor der Bewertung der Auswirkungen von Polyphenolen auf verschiedene Prozesse wollten wir sicherstellen, dass Caco-2/15-Zellen ihre Integrität als Reaktion auf die Behandlung mit Eisen/Ascorbat (Fe/Asc) und PACs beibehalten. Die Zelllebensfähigkeit wurde nicht beeinträchtigt, wie aus dem unveränderlichen 3-(4,5-dimethyldiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazoliumbromid (MTT)-Assay (Abb. 1A) beobachtet wurde. . Die Bestätigung der Erhaltung der Integrität wurde nach Analyse durch Trypanblau-Ausschluss erhalten (Daten nicht gezeigt). Darüber hinaus offenbarte die Messung des transepithelialen elektrischen Widerstands keine signifikante Veränderung der Integrität der Barriere

Abbildung 2. Wirkungen von PACs auf Lipidperoxidation, endogene Antioxidantien und oxidativen Stress-Schlüsseltranskriptionsfaktoren in Caco-2/15-Zellen. Proanthocyanidine (PACs, 250 ug/ml) wurden dem apikalen Zellkompartiment für 24 h vor der Behandlung mit Fe/Asc (200 μM/2 mM) für 6 h bei 37 °C zugesetzt. Die Lipidperoxidation wurde durch Messung der (A)MDA-Spiegel bestimmt durch HPLC. Die Proteinexpression von (B)SOD2, (C) GPx, (D)NRF2 und (E)Keep 1 wurde durch Western Blot bestimmt. (F) Das Verhältnis NRF2/Keapl wurde berechnet. Die Ergebnisse stellen die Mittelwerte ± SEM von 3 unabhängigen Experimenten dar, jeweils in dreifacher Ausführung. Ein repräsentativer Western Blot wird gezeigt, der ein Experiment in dreifacher Ausführung auf dem gleichen Gel und mit der gleichen Exposition veranschaulicht.*P<><0.001 ys="" untreated=""><><><0.001 vs="" fe/asc-treated="" cell.mda="" malondialdehyde,="" sod2="" superoxide="" dismutase="" 2,="" gpx="" glutathione="" peroxidase,="" nrf2="" nuclear="" factor="" erythroid="" 2-related="" factor="" 2,="" keap1="" kelch-like="" ech-associated="">

Auswirkungen von PACs auf Fe/Asc-induzierte OCS.Cistanche in meiner NäheAnschließend schätzten wir die Induktion von OCS nach Fe/Asc-Verabreichung ab. Die HPLC-Beurteilung von Malondialdehyd (MDA) als Biomarker der Lipidperoxidation zeigte einen erhöhten MDA-Gehalt im Vergleich zu Kontroll-Caco-2/15-Zellen (Fig. 2A). Konsequenterweise wurde die Proteinexpression der antioxidativen Enzyme Superoxiddismutase 2 (SOD2) und Glutathionperoxidase (GPx) durch Fe/Asc im Vergleich zu unbehandelten Zellen reduziert (Abb. 2B, C). Nichtsdestotrotz wirkte das Vorhandensein von PACs der Fe/Asc-vermittelten Lipidperoxidation entgegen, was durch eine MDA-Verringerung sowie eine SOD2- und GPx-Erhöhung belegt wurde. Da der Transkriptionsfaktor Kernfaktor Erythroid -2- Related Factor 2 (NRF2) entscheidend für die Regulation endogener Antioxidantien ist, haben wir seine Proteinexpression untersucht (Abb. 2D). In Caco-2/15-Zellen, die mit Fe/Asc und PACs behandelt wurden, wurden keine Veränderungen in NRF2 festgestellt, aber die Proteinexpression seines negativen Regulators Kelch-like ECH-assoziiertes Protein 1 (Keap1), ein Biosensor für oxidative und elektrophile Stress, wurde durch Fe/Asc hochreguliert und durch PACs herunterreguliert (Abb. 2E). Insbesondere das wichtige Verhältnis von NRF2/Keap1, das ein Indikator für die transkriptionelle Aktivierung von NRF2 ist, folgte dem gleichen Trend (Abb. 2F). Insgesamt wirken PACs wirksam Fe/Asc-vermittelten OCS entgegen.

PAC-Wirkungen und Wirkungsmechanismen in Bezug auf den Entzündungsprozess. Proinflammatorische Zytokine werden in Darmepithelzellen unter OCS-Bedingungen ausgelöst. Unsere Experimente bestätigten diese Beobachtung, indem sie eine Fe/Asc-vermittelte Tumornekrosefaktor-alpha(TNF)-Induktion zeigten (Fig. 3). In Übereinstimmung mit diesen Daten wurde die Proteinexpression von Cyclooxygenase-2(COX2), einem Enzym, das eine vielseitige Rolle bei der Förderung und Aufrechterhaltung von Entzündungen spielt, durch das Prooxidans Fe/Asc erhöht. Jedoch,cistanche para que dienenDie PAC-Verabreichung versetzte die durch Fe/Asc hervorgerufenen TNF- und COX2-Proteinspiegel (Fig. 3A, B). Da der Nuklearfaktor Kappa-B (NF-KB) einen starken Mediator von Entzündungsreaktionen darstellt, haben wir seine Auswirkung auf die Transkription der oben erwähnten Entzündungskomponenten getestet (Abb. 3C). Dagegen zeigten Caco-2/15-Zellen, die durch Fe/Asc herausgefordert wurden, ein hohes NF-KB-Signal, wahrscheinlich durch Aktivierung des NF-KB/IkB-Verhältnisses (Fig. 3E) und Phosphorylierung seines Inhibitors

Abbildung 3. Auswirkungen von PACs auf Entzündungsmarker und den Schlüsseltranskriptionsfaktor NF-kB bei Fe/Asc-induzierter Entzündung in Caco-2/15-Zellen. Proanthocyanidine (PACs, 250 ug/ml) wurden dem apikalen Zellkompartiment für 24 h vor der Behandlung mit Fe/Asc (200 uM/2 mM) für 6 h bei 37 Grad zugesetzt. Die Proteinexpressionen von (A)COX2 und (B)TNFa, (C)NF-kB, (D)IkB und seiner (F)phosphorylierten Form (Pike) wurden durch Western Blot bestimmt. Die Verhältnisse (E) NF-kB/IkB und (G)plan/IkB wurden berechnet. Die Ergebnisse stellen die Mittelwerte ± SEM von 3 unabhängigen Experimenten dar, jeweils in dreifacher Ausführung. Ein repräsentativer Western Blot wird gezeigt, der ein Experiment in dreifacher Ausführung auf dem gleichen Gel und mit der gleichen Exposition veranschaulicht.*P<><0.01 vs="" untreated=""><><0.01 vs="" fe/asc="" treated="" cells.="" cox2="" cyclooxygenase-2,="" tnfα="" tumor="" necrosis="" factor-alpha,="" nf-xb="" nuclear="" transcription="" factor-kappa="" b,="" ikb="" inhibitor="" of="" kappa="">

Regulation des intrazellulären Lipidstoffwechsels durch PACs. Der nächste Schritt bestand darin, die Wirkung von PACs auf die Lipidhomöostase zu bewerten, indem man sich auf Schlüsselproteine ​​konzentrierte, die die FA-Oxidation und Lipogenese regulieren. Wir haben zuerst die Expression von Carnitin-Palmitoyltransferase I (CPT-la) untersucht, da dieses Protein das geschwindigkeitsbestimmende Enzym des FA-Oxidationsweges ist. Ein geringeres Maß an Proteinexpression kennzeichnete CPT-1 als Reaktion auf die Fe/Asc-Behandlung, während die Vorinkubation mit PACs seinen Rückgang im Vergleich zu unbehandelten Zellen verhinderte ( 4A ). Diese Ergebnisse veranlassten uns, die potenziellen Wirkungsmechanismen zu bestimmen, indem wir die Proteinmasse von Peroxisom-Proliferator-aktiviertem Rezeptor-alpha (PPARa) und Peroxisom-proliferator-aktiviertem Rezeptor-gamma-Coaktivator 1-alpha (PGC-la) untersuchten, da sie zwei darstellen Transkriptionsfaktoren, die für die hochgradige Expression der mitochondrialen FA-Oxidation erforderlich sind. Die Western-Blot-Analyse zeigte eine leichte Herunterregulierung von PPARa ohne Änderungen in PGC-1a (Abb. 4B, C). Nichtsdestotrotz verhinderte das Vorhandensein von PACs einen Fe/Asc-vermittelten PGC-1a- und PPAR-Abfall. Danach wandten wir uns den regulatorischen Enzymen zu, die den Prozess der Lipogenese kontrollieren. Wie in Abb. 4 gezeigt, wurden nach der Fe/Asc-Verabreichung ein deutlicher Abfall der phosphorylierten Acetyl-CoA-Carboxylase (ICC) und ein deutlicher Anstieg der Fettsäuresynthase (FAS) festgestellt, was auf die Aktivierung der Lipogenese hinweist (Abb. 4D, E). Diese Veränderungen waren wahrscheinlich auf die Induktion der Transkriptionsfaktoren PPARy und des sterolregulatorischen Element-bindenden Proteins lc (SREBP1c) in (aco-2}/15-Zellen (Abb. 4EG) zurückzuführen Pro-Lipogenese-Effekte von Fe/Asc Da die AMP-aktivierte Proteinkinase alpha (AMPKa) einen zentralen Regulator der FA-Oxidation und Lipogenese darstellt, untersuchten wir ihre Proteinexpression, die als Reaktion auf Fe/Asc während der Normalisierung erhöht war als Reaktion auf PACs.Im Großen und Ganzen bestätigen die meisten dieser Befunde eine schützende Rolle von PACs bei der Lipidhomöostase (Abb. 5).

Einfluss von PACs auf den intrazellulären Glukosestoffwechsel und die Insulinresistenz. Die Gluconeogenese wird streng durch die Aktivität geschwindigkeitsbegrenzender Enzyme wie Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase (PEPCK) und Glucose-6-phosphatase (G6Pase) kontrolliert. Wir haben den Status dieser Enzyme untersucht, indem wir ihre Pro-

Abbildung 4. Wirkungen von PACs auf die FA-Oxidation und Lipogenese in Caco-2/15-Zellen. Proanthocyanidine (PACs, 250 ug/ml）,Cistanche-Peniswurden dem apikalen Zellkompartiment für 24 h vor der Behandlung mit Fe/Asc (200 μM/2 mM) für 6 h bei 37 Grad C zugesetzt. Die Proteinexpression spezifischer Marker der FA-Oxidation:((A) CPTla,( B) PPARa und (C) PGCl sowie der Lipogenese: (D) ACC-Phosphorylierung, (E) FAS, (F) PPARy und (G) SREBP1) wurde durch Western-Blot bewertet. Die Ergebnisse stellen die Mittelwerte ± SEM von 3 unabhängigen Experimenten dar, jeweils in dreifacher Ausführung. Ein repräsentativer Western Blot wird gezeigt, der ein Experiment in dreifacher Ausführung auf dem gleichen Gel und mit der gleichen Exposition darstellt.*S<><0.01 vs="" untreated="" cells=""><><0.01 vs="" fe/asc="" treated="" cells.="" cpt="" carnitine="" palmitoyltransferase="" alpha,="" ppar="" peroxisome="" proliferator-activated="" receptor,="" pgcia="" peroxisome="" proliferator-activated="" receptor="" gamma="" coactivator="" 1-alpha,="" accacetyl-coa="" carboxylase,="" fas="" fatty="" acid="" synthase,="" srebp1-c="" sterol="" regulatory="" element-binding="">

Abbildung 5. Wirkungen von PACs auf die AMP-aktivierte Proteinkinase alpha(AMPKa), die die Fettsäureoxidation und Lipogenese in Caco-2/15-Zellen reguliert. Proanthocyanidine (PACs, 250 ug/ml) wurden der apikalen Zelle zugesetzt

Fach für 24 Stunden vor der Behandlung mit Fe/Asc (200 μM/2 mM) für 6 Stunden bei 37 Grad C. Die Proteinexpression von AMPKa wurde durch Western Blot bewertet. Die Ergebnisse stellen die Mittelwerte ± SEM von 3 unabhängigen Experimenten dar, jeweils in dreifacher Ausführung. Ein repräsentativer Western Blot wird gezeigt, der ein Experiment in dreifacher Ausführung auf dem gleichen Gel und mit der gleichen Exposition veranschaulicht.*P<0.05 vs="" untreated="" cells(ctrl).=""><><0.01 vs="" fe/asc="" treated="">

Dieser Artikel ist aus Scientific Reports|extrahiert (2021) 11:3878|https://doi.org/10.1038/s41598-020-80587-5