Schützende Wirkung von Tubulosid B auf TNFα-induzierte Apoptose in neuronalen Zellen

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-Mail:audrey.hu@wecistanche.com

Min DENG, Jin-yuan ZHAO, Xiao-dong JU, Peng-fei TU, Yong JIANG, Zheng-bin LI

Apoptosespielt eine wichtige homöostatische Rolle bei mehreren zellulären Prozessen sowie bei der Entwicklung des Nervensystems[1]. Der programmierte Zelltod kann auch zu verschiedenen pathologischen Zuständen beitragen, wie z. B. zerebrale Ischämie[2,3], neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson-Krankheit, Huntington-Krankheit und amyotrophe Lateralsklerose[4-7]; sowie verzögerte Enzephalopathie nach akuter Kohlenmonoxidvergiftung[8]. Mehrere Beweislinien deuten stark darauf hin, dass oxidativer Stress, ein zelluläres Ungleichgewicht zwischen der Produktion und Eliminierung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), zu neuronaler Apoptose und Nekrose führte[9-11]. Daher ist es wertvoll, Verbindungen zu identifizieren, die die schädliche Wirkung von ROS antagonisieren und als Antioxidans wirken können, um Neuronen vorApoptose.

Tubulosid Bist eines der Phenylethanoide, die aus den Stängeln vonCistancheSalsa, eine chinesische pflanzliche Medizin, die eine wichtige rohe Droge ist, die sowohl als Anti-Selen- als auch als Anti-Ermüdungsmittel verwendet wird[12]. Es wurde gezeigt, dass Severalphenylethanoide freie Radikalfängereigenschaften besitzen und oxidative Stress-induzierte toxische Verletzungen schützen[13-15]. Tumornekrosefaktor-alpha (TNFα) ist aufgrund seiner wichtigen Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen ein toxisch-störendes Mittel. Tod durch Nekrose oderApoptosewurde als Reaktion auf TNFα[16] gesehen. Viele Studien deuten darauf hin, dass oxidativer Stress eine entscheidende Rolle im Mechanismus der TNFα-vermittelten Zelle spielt.Apoptose. Erhöhte ROS-Spiegel wurden in Zellen nach der Behandlung mit TNFα[17,18] dokumentiert, und der durch TNFα vermittelte Tod kann durch freie Radikalfänger gehemmt werden[19]. So haben wir untersucht, obTubulosid Bkann vor TNFα-induzierten schützenApoptoseund oxidativer Stress in kultivierten neuronalen SH-SY5Y-Zellen.

ZistanchesSalsa (CA Mey) G Beck, eine Art vonZistanchesdie zur Familie der Orobanchaceae gehört, ist eine parasitäre Pflanze, die im Nordwesten Chinas beheimatet ist. Der Stamm dieser Pflanze ist eine wichtige traditionelle chinesische Medizin und wird bei Nierenmangel, weiblicher Unfruchtbarkeit, krankhafter Leukorrhoe, Neurasthenie und seniler Verstopfung aufgrund von Darmträgheit eingesetzt. Die wichtigsten aktiven Bestandteile dieses Krauts sind Phenylethanoidglykosid[28]. In den letzten Jahren haben die Ergebnisse mehrerer Studien die Funktion vonTubulosid Bbei der Förderung verschiedener pharmakologischer und biologischer Tätigkeiten[13-15]. Die zellulären und molekularen Mechanismen, die den Aktionen zugrunde liegen, sind jedoch nicht vollständig verstanden. Die vorliegende Studie zeigte, dassTubulosid Bhatte signifikante neuroprotektive Wirkungen auf die TNFα-induzierte Apoptose in SH-SY5Yneuronalen Zellen, indem sie die mitochondriale Funktion aufrechterhielten, die Erzeugung von ROS verringerten, den intrazellulären Kalziumspiegel reduzierten und die Caspase-3-Aktivität durch einen Antioxidationsmechanismus hemmten. Diese Mechanismen können durch die individuelle neuroprotektive Wirkung vonTubulosid Boder seine Wechselwirkung mit anderen Faktoren und kann dann zu einem verringerten Verhältnis vonApoptosein Zellen.

Frühere Studien haben gezeigt, dass Oxidationsmittel oder Prooxidationsmittel wichtige Regulatoren vonApoptoseund kann induzierenApoptose[29,30]. Oxidativer Stress ist ein häufiges Element der Apoptose, die durch verschiedene Reize wie TNFα und Umweltgiftexposition induziert wird, die normalerweise keine direkte oxidative Wirkung ausüben. Die zentrale Rolle von oxidativem Stress beiApoptosewird stark durch die Fähigkeit verschiedener zellulärer Antioxidantien unterstützt, die durch verschiedene Wirkstoffe induzierte Apoptose zu blockieren[31]. Verbindungen mit antioxidativen Eigenschaften könnten in verschiedenen Situationen zellulärer Dysfunktion durch das Abfangen freier Radikale eine schützende Wirkung haben[32]. Darüber hinaus wurde berichtet, dass mehrere phenylpropanoide Glykoside freie Radikalfängereigenschaften besitzen und oxidative stressinduzierte toxische Verletzungen schützen. Im Einklang mit dieser Idee fanden wir heraus, dassTubulosid Bverringerte das durch TNFα induzierte ROS-Niveau, es könnte Neuronen vorApoptosedurch direktes Abfangen intrazellulärer reaktiver Sauerstoffspezies.

Viele Beweise deuteten darauf hin, dass größere Veränderungen der mitochondrialen Funktion entscheidend am apoptotischen Prozess beteiligt waren[33]. Es wurde festgestellt, dass Störungen der Calciumhomöostase und Veränderungen des mitochondrialen Membranpotentials die Öffnung der mitochondrialen Permeabilitätsübergangspore (MPTP) fördern oder die Cytochrom-c-Freisetzung durch MPTP-unabhängige Mechanismen induzieren, die direkt für die Aktivierung der apoptotischen Kaskade verantwortlich sind und nuklearen Anzeichen vonApoptose[34]. Diese biochemischen Veränderungen können aus Veränderungen in der Funktion der Mitochondrien resultieren[35]. Die Tatsachen, dassTubulosid Bhemmte die Verringerung des mitochondrialen Membranpotentials und reduzierte den durch TNFα induzierten Anstieg des intrazellulären Kalziums, was darauf hindeutet, dass Tubulosid B die Fähigkeit haben könnte, der Toxizität von TNFα entgegenzuwirken, indem es die Öffnung von MPTP hemmt und die Dysfunktion der Mitochondrien unterdrückt.

Äußere Reize können initiierenApoptosedurch die oben genannten Mechanismen und kann auf dem Caspase-Weg konvergieren, um die letzte Phase des apoptotischen Prozesses auszuführen[36]. Die Caspase-Familie der Proteasen besteht aus mindestens 14 Säugetiermitgliedern, die in fast allen Zelltypen konstitutiv als inaktive Proenzyme (Zymogene) exprimiert werden, die als Reaktion auf eine Vielzahl von pro-apoptotischen Reizen verarbeitet und aktiviert werden[37]. Caspase-3 ist ein nachgeschaltetes Mitglied der Caspase-Kaskade und wirkt als zentraler Effektor in der Ausführungsphase. Wenn das Caspase-3-Vorläuferprotein CPP32 durch vorgelagerte Signale wie die Freisetzung von mitochondrialem Cytochrom c aktiviert wird, spaltet die aktive Caspase-3cleaves spezifische Aspartatreste in Proteinen mit verschiedenen Struktur-, Haushalts- und regulatorischen Funktionen[38-40]. Diese proteolytischen Ereignisse können zu Zellapoptose führen und zu DNA-Fragmentierung und nukleären morphologischen Veränderungen beitragen. So könnten Substanzen, die die Aktivität von Caspase-3 hemmen können, Zellen vor Apoptose schützen[2,31]. SeitTubulosid Bhemmte deutlich die Caspase-3-Aktivität in den TNFα-behandelten Zellen, es hat neuroprotektive Kapazität.

SchließlichTubulosid Bhatte eine multifunktionale Schutzwirkung auf beschädigte Neuronen. Wegen seiner leistungsstarkenAnti-Apoptoseund antioxidative Stressaktivitäten, könnte es für den klinischen Einsatz bei neurodegenerativen und neurologischen Behinderungen mit Neuronen seinApoptose.