Die Überprüfung des Anti-Aging-Mechanismus von Polyphenolen bei Caenorhabditis Elegans Teil 2

TANNINE

Tanninsäure (TA) gehört zu den hydrolysierbaren Tanninen, enthält fünf Gallussäurereste, die kovalent an ein zentrales Glucosemolekül gebunden sind, und kann Proteine ​​ausfällen. Da es sich um ein starkes Antioxidans handelt, ist der beobachtete Anstieg der Hitzestressresistenz und der Resistenz gegen oxidativen Stress nicht auf seine Fähigkeit zurückzuführen, freie Sauerstoffradikale direkt zu entfernen, sondern auf seine Fähigkeit, als Stimulus zur Aktivierung des Antioxidationssystems des Körpers zu wirken (Saul et al., 2010, 2011). Studien haben gezeigt, dass eine niedrige TA-Konzentration leichten pathogenen Stress simulieren, das SEK-1--basierte Pathogenabwehrsystem stärken, die potenziell schädlichen Wirkungen von TA hemmen und Nematoden dazu veranlassen kann, ihr Leben effektiv zu verlängern (Saul et al., 2010). Darüber hinaus reduziert TA selbst nicht die Nahrungsaufnahme von Nematoden, sondern übt eine molekulare Regulierung durch eat-2 im DR-Weg aus oder präzipitiert und kombiniert Nahrungsproteine ​​und Verdauungsenzyme (eat-2-Mutante litt unter unzureichender Nahrung Aufnahme aufgrund verminderter pharyngealer Pumpleistung). Es ist zu beachten, dass der Konzentrationsbereich der gesundheitlichen Auswirkungen von TA relativ eng ist. Daher ist es auch sehr wichtig, eine geeignete Konzentration zur Behandlung von C. elegans zu finden. Im Gegensatz zu TA kann Ellagsäure (EA) als chemisches Abwehrmittel eingesetzt werden, um das Fressverhalten von Nematoden zu reduzieren und durch ihre starke antibakterielle Wirkung die Lebensdauer von Nematoden zu verlängern (Saul et al., 2011). Aus Eukalyptusblättern extrahiertes Oenothein B (Chen et al., 2020) und Pentagalloylglukose (Chen et al., 2014) können ein gesundes Leben verlängern, indem sie mehrere Ziele regulieren. Sie können den IIS-Weg über age-1 und daf- 16, den DR-Weg über eat-2 und sir-2.1 und die mitochondriale Elektronentransferkette über isp{ regulieren. {16}} zur Förderung eines gesunden Lebens, einschließlich der Verringerung der Ansammlung von Alterspigmenten und ROS sowie zur Verbesserung der Bewegungsflexibilität, der Hitzestresstoleranz und der Lebensdauer. isp-1 ist eines der Gene, die Komponenten der mitochondrialen Elektronentransportkette kodieren, und die Deletion von isp-1 existiert im Atmungskettenkomplex III. Ihr Wirkmechanismus könnte aufgrund ihrer ähnlichen Struktur derselbe sein.

Glykosid von Cistanche kann auch die SOD-Aktivität im Herz- und Lebergewebe erhöhen und den Gehalt an Lipofuscin und MDA in jedem Gewebe erheblich reduzieren, wodurch verschiedene reaktive Sauerstoffradikale (OH-, H₂O₂ usw.) effektiv abgefangen und vor verursachten DNA-Schäden geschützt werden durch OH-Radikale. Cistanche-Phenylethanoidglykoside haben eine starke Fähigkeit, freie Radikale abzufangen, eine höhere Reduktionsfähigkeit als Vitamin C, verbessern die Aktivität von SOD in der Spermiensuspension, reduzieren den MDA-Gehalt und haben eine gewisse schützende Wirkung auf die Funktion der Spermienmembran. Cistanche-Polysaccharide können die durch D-Galaktose verursachte Aktivität von SOD und GSH-Px in Erythrozyten und Lungengewebe experimentell seneszierender Mäuse steigern, außerdem den Gehalt an MDA und Kollagen in Lunge und Plasma verringern und den Gehalt an Elastin erhöhen eine gute Abfangwirkung auf DPPH, verlängert die Zeit der Hypoxie bei seneszenten Mäusen, verbessert die Aktivität von SOD im Serum und verzögert die physiologische Degeneration der Lunge bei experimentell seneszenten Mäusen. Bei der zellulären morphologischen Degeneration haben Experimente gezeigt, dass Cistanche über eine gute antioxidative Fähigkeit verfügt und hat das Potenzial, ein Medikament zur Vorbeugung und Behandlung von Hautalterungskrankheiten zu sein. Gleichzeitig hat Echinacosid in Cistanche eine erhebliche Fähigkeit, freie DPPH-Radikale abzufangen, reaktive Sauerstoffspezies abzufangen und den durch freie Radikale verursachten Kollagenabbau zu verhindern, und hat auch eine gute Reparaturwirkung auf Schäden durch freie Thymin-Radikalanionen.

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SCHLUSSFOLGERUNGEN

Bevor man den Signalweg, der an einer bestimmten Krankheit beteiligt ist, in einem Modellorganismus untersucht, testen manche Forscher diesen Signalweg zunächst in geeigneten Zelllinien. Beispielsweise wurde festgestellt, dass Resveratrol verschiedene Wirkungen hervorruft, beispielsweise die Förderung der Proliferation in mesenchymalen Stammzellen, möglicherweise mit Beteiligung des ERK/GSK{0}}-Signalwegs (Yoon et al., 2015). Nematoden wurden außerdem verwendet, um die MPK-1-Signalübertragung (ein ERK-Homolog) zu testen (Yoon et al., 2019). Wenn wir Nematoden mit Pflanzenextrakten behandeln, können wir zunächst jede Extraktkomponente mithilfe von Massenspektrometrie, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie oder ähnlichen Methoden analysieren; Diese Analyse könnte dabei helfen, die Schlüsselkomponenten zu identifizieren, die für die biologischen Wirkungen verantwortlich sind.

Derzeit behandeln Forscher C. elegans nur selten mit Polyphenolen wie Flavanonen und Isoflavonen; Daher ist nicht bekannt, ob diese Polyphenole direkte Auswirkungen auf C. elegans haben oder nicht. Viele Studien haben jedoch gezeigt, dass die oben genannten Polyphenole auf homologe Gene von C. elegans in anderen Arten wirken können und dass diese Gene an der Alterung und der Regulierung der Lebensdauer beteiligt sind. Flavanone, deren repräsentatives Molekül Hesperidin ist, kommen hauptsächlich in Zitruspflanzen vor und können nachweislich den durch eine fettreiche Ernährung verursachten oxidativen Stress bei Mäusen reduzieren und den Alterungsprozess bei alten Ratten verlangsamen. Einige Studien ergaben, dass eines der Ziele von Flavanonen bei Tieren Nrf2 ist, wohingegen C. elegans ein Nrf2-homologes Gen, SKN-1, besitzt (Ferreira et al., 2016; Barreca et al., 2017). ; Habtemariam, 2019; Miler et al., 2020). Isoflavone wie Genistein und Daidzein gelten allgemein als Phytoöstrogene; Es gibt Hinweise darauf, dass Nrf2 auch eines der nachgelagerten Ziele von Isoflavonen ist und dass es auch den Fettstoffwechsel bei Ratten mit ernährungsbedingter Fettleibigkeit regulieren kann, indem es über den AMPK-Weg wirkt (Li und Zhang, 2017; Krizova et al., 2019). Zusammenfassend sollten weitere Studien durchgeführt werden, um zu testen, ob diese Polyphenole positive Auswirkungen auf C. elegans haben.

PERSPEKTIVEN

Nach unserem besten Wissen wurde bei der Untersuchung der Gesamtpolyphenole in Pflanzen, insbesondere Heilpflanzen, ihren Funktionen, den bioaktiven Substanzen und den molekularen Mechanismen zur Verlängerung der Lebensdauer und Verzögerung der Seneszenz nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt. Beispielsweise werden Maulbeerblätter aufgrund ihrer herausragenden Wirkung bei der Entgiftung der Leber, der Verbesserung des Sehvermögens und der Lebensverlängerung häufig in der traditionellen chinesischen Medizin und in der traditionellen Ernährungstherapie verwendet. Es wird angenommen, dass Maulbeerblattextrakte, die in der traditionellen chinesischen Medizin verwendet werden, antioxidative und hepatoprotektive Wirkungen haben und dass diese beiden Aktivitäten mit der Funktion der Mitochondrien zusammenhängen (Meng et al., 2020). Lebergewebe enthält eine große Anzahl von Mitochondrien, und die Fettsäuren werden zu Ester-Acyl-Coenzym A aktiviert, das durch Oxidation in Mitochondrien metabolisiert wird. Acetyl-Coenzym A und Fettsynthetasen, die für die Fettsäuresynthese erforderlich sind, stammen aus Mitochondrien. Derzeit wurde bestätigt, dass Maulbeerblattextrakt eine positive Wirkung auf verschiedene Krankheiten wie Krebs, Typ-2-Diabetes und Fettleibigkeit hat. Darüber hinaus haben moderne medizinische Experimente gezeigt, dass Maulbeerblattextrakt das Altern bei Mäusen verzögern kann (Lim et al., 2013; Turgut et al., 2016). Maulbeerblattextrakt ist ein wirksamer und natürlicher Radikalfänger und Antioxidans. Die Forschung zu Maulbeerblattextrakt und Maulbeerblattpolyphenol beschränkt sich jedoch auf seine antioxidative Aktivität in vitro, und seine spezifischen Wirkmechanismen wurden nicht näher untersucht. Darüber hinaus wurden die Aktivitäten der Polyphenole aus Maulbeerblättern bisher nicht mit spezifischen physiologischen Funktionen in Verbindung gebracht. Außerdem zeigten Nematoden, die mit der Kombination von zwei Extrakten aus verschiedenen Pflanzen behandelt wurden, stärkere Wirkungen als die Behandlung mit nur einem der einzelnen Extrakte. Eine aktuelle Studie zeigt, dass Nematoden, die mit Mischungen aus Heidelbeer- und Apfelschalenextrakten behandelt wurden, eine längere Lebensdauer haben als solche, die nur mit einer Substanz behandelt wurden (Song et al., 2020a,b). Könnte Maulbeerblattextrakt die in der traditionellen chinesischen Medizin beobachteten Wirkungen entfalten, indem er den Fettstoffwechsel reguliert? Was sind die spezifischen Anti-Aging-Mechanismen der Maulbeerblätter von C. elegans? Könnten die Kombinationen von Maulbeerblättern, Polyphenolen und anderen Polyphenolen oder anderen bioaktiven Substanzen ihre vorteilhafte Rolle in größerem Maße spielen, und was sind ihre Mechanismen? Diese Fragen möchten wir durch weitere Forschung beantworten.

BEITRÄGE DES AUTORS

ZQ und NL hatten die Idee und verfassten das Manuskript mit Beiträgen von LL, PG und SZ. PG und PW haben die Zahlen erstellt. LL, PW und SZ haben die Tabellen vorbereitet. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript bearbeitet und genehmigt.

FINANZIERUNG

Diese Rezension wurde von der National Natural Science Foundation of China (Nr. 81872584 und 81472941), dem National 863 Young Scientist Program (Nr. 2015AA020940), der Natural Science Foundation der Provinz Guangdong (Nr. 2016A030313138) und Key unterstützt Forschungs-, Entwicklungs- und Förderprojekt der Provinz Henan (Nr. 192102310259), wissenschaftliches Schlüsselforschungsprojekt der Provinz Henan (Nr. 21A330001), Schlüsselprojekte des Wissenschafts- und Technologieprogramms von Guangzhou (Nr. 201704020056), interdisziplinäre Forschung für erstklassige Disziplin Bauprojekt der Henan-Universität (Nr. 2019YLXKJC04), das wissenschaftliche Forschungsprojekt für das University of Education Bureau von Guangzhou (Nr. 201831841) und die Yellow River Scholar Foundation der Henan-Universität.

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Interessenkonflikt: Die Autoren erklären, dass die Forschung ohne kommerzielle oder finanzielle Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Copyright © 2021 Liu, Guo, Wang, Zheng, Qu und Liu. Dies ist ein Open-Access-Artikel, der unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution License (CC BY) verbreitet wird. Die Verwendung, Verbreitung oder Vervielfältigung in anderen Foren ist gestattet, sofern der/die Originalautor(en) und der/die Urheberrechtsinhaber genannt werden und die Originalveröffentlichung in dieser Zeitschrift gemäß anerkannter wissenschaftlicher Praxis zitiert wird. Eine Verwendung, Verbreitung oder Vervielfältigung, die nicht diesen Bedingungen entspricht, ist nicht gestattet.

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