Μέρος 1: Echinacoside που απομονώθηκε από το Cistanche Tubulosa Υποθετικά διεγείρει την έκκριση αυξητικής ορμόνης μέσω ενεργοποίησης του υποδοχέα γκρελίνης

Η εχινακοσίδη που απομονώθηκε από το σωληνάριο Cistanche υποθετικά διεγείρει την έκκριση αυξητικής ορμόνης μέσω ενεργοποίησης του υποδοχέα γκρελίνης

Chieh-Ju Wu 1, Mei-Yin Chien 2, Nan-Hei Lin 1, Yi-Chiao Lin 1, Wen-Ying Chen 3, Chao-Hsiang Chen 2,4,* και Jason TC Tzen 1,*

1 Μεταπτυχιακό Ινστιτούτο Βιοτεχνολογίας, Εθνικό Πανεπιστήμιο Chung-Hsing, Taichung 402, Ταϊβάν. baby159357520@gmail.com (C.-JW); CMNHEI@mohw.gov.tw (N.-HL); s9755702@gmail.com (Y.-CL)

2 Ko Da Pharmaceutical Co. Ltd., Taoyuan 324, Taiwan; rd1@koda.com.tw

3 Τμήμα Κτηνιατρικής, Εθνικό Πανεπιστήμιο Chung-Hsing, Taichung 402, Taiwan; wychen@dragon.nchu.edu.tw

4 Graduate Institute of Pharmacognosy, Taipei Medical University, Taipei 110, Taiwan

* Αλληλογραφία: gm@koda.com.tw (C.-HC); TCTZEN@dragon.nchu.edu.tw (JTCT); Τηλ.: συν 886-4-22840328 (εσωτ. 776) (JTCT); Φαξ: συν 886-4-22853527 (JTCT)

Ακαδημαϊκή επιμέλεια: Pinarosa Avato

Λήψη: 22 Ιανουαρίου 2019; Αποδοχή: 14 Φεβρουαρίου 2019; Δημοσιεύθηκε: 17 Φεβρουαρίου 2019

Επικοινωνία:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Αφηρημένη:Cistancheείδος, το ginseng της ερήμου, έχει καταγραφεί ότι διαθέτει πολλές βιολογικές δραστηριότητες στην παραδοσιακή κινεζική φαρμακοποιία και έχει χρησιμοποιηθεί ως αντιγηραντικό φάρμακο. Τρεις γλυκοζίτες φαινυλαιθανοειδών—εχινακοσίδη, τουμπουλοσίδη Α και ακτεοσίδη—ανιχνεύθηκαν στο υδατικό εκχύλισμα τουCistancheσωληνοειδής(Schenk) R. Wight και το κύριο συστατικό,εχινακοσίδη, καθαρίστηκε περαιτέρω.Εχινακοσίδησυγκέντρωσης υψηλότερη από 10_6 M εμφάνισε σημαντική δραστηριότητα για τη διέγερση της έκκρισης αυξητικής ορμόνης των κυττάρων της υπόφυσης αρουραίου. Παρόμοια με την ορμόνη απελευθέρωσης αυξητικής ορμόνης-6, ένα συνθετικό ανάλογο της γκρελίνης, η διέγερση της έκκρισης της αυξητικής ορμόνης από την εχινακοσίδη αναστέλλεται από την [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-ουσία P , ένας αντίστροφος αγωνιστής του υποδοχέα γκρελίνης. Η μοριακή μοντελοποίηση έδειξε ότι και οι τρεις φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες αλληλεπιδρούν επαρκώς με τον θύλακα δέσμευσης του υποδοχέα γκρελίνης και η εχινακοσίδη εμφάνισε ελαφρώς καλύτερη αλληλεπίδραση με τον υποδοχέα από ότι η τουμπουλοσίδη Α και η ακτεοσίδη. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες, ιδιαίτεραεχινακοσίδη, είναι ενεργά συστατικά που θεωρούνται υπεύθυνα για τις αντιγηραντικές επιδράσεις του C. tubulosa και μπορεί να θεωρηθεί ότι αναπτύσσονται ως μη πεπτιδυλικά ανάλογα της γκρελίνης.

Λέξεις-κλειδιά: κιστανάκιTubulosa;εχινακοσίδη; γκρελίνη; έκκριση αυξητικής ορμόνης? φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες

Κάντε κλικ εδώ για το Μέρος 2

Εχινακοσίδησε cistanche μπορεί να βελτιώσει τηνανοσοποιητικό σύστημα

1. Εισαγωγή

Cistancheείδος (Orobanchaceae), το λεγόμενο ginseng της ερήμου, είναι ένα ολοπαρασιτικό φυτό που βρίσκεται στην περιοχή της ερήμου της βορειοδυτικής Κίνας. Αυτό το φυτικό φάρμακο έχει καταγραφεί ότι διαθέτει διάφορες βιολογικές δραστηριότητες, όπως ανακούφιση από τη δυσκοιλιότητα, μακροζωία και αφροδισιακές ιδιότητες στην παραδοσιακή κινεζική φαρμακοποιία [1]. Διαφορετικά είδη Cistanche ονομάζονται συνήθως σύμφωνα με τους ξενιστές και το περιβάλλον ανάπτυξης τους, όπως το Cistanche deserticola YC Ma καιCistancheσωληνοειδής(Σενκ) Ρ. Γουάιτ. Το C. deserticola, που φιλοξενείται από το Haloxylon ammodendron που βρίσκεται κυρίως στην Εσωτερική Μογγολία, θεωρήθηκε αρχικά ως η τυπική πηγή Cistanche στην Κινεζική Φαρμακοποιία, αλλά έχει καταγραφεί ως απειλούμενο είδος φυτού στην Κίνα από το 1984. Το C. tubulosa, φιλοξενείται από τον Tamarix ramosissima που καλλιεργείται στο Xinjiang Το Hetian, τείνει να έχει γρήγορο ρυθμό ανάπτυξης, και επομένως γεωργική καλλιέργεια αυτού του Molecules 2019, 24, 720. doi:10.3390/molecules24040720 είδη οδηγεί σε πολύ καλύτερη απόδοση από το παραδοσιακό C. deserticola. Σήμερα, και τα δύο παραπάνω είδη συλλέγονται στην Κινεζική Φαρμακοποιία [2].

C. deserticolaκαιC. σωληνοειδήςδιαπιστώθηκε ότι διαθέτουν παρόμοια χημικά συστατικά και φαρμακολογικές δραστηριότητες, επομένως και τα δύο θεωρούνται πιθανά φυτικά φάρμακα για ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση [3-5]. Οι γλυκοσίδες της φαινυλαιθανόλης είναι κοινά δραστικά συστατικά που βρίσκονται σε αυτά τα δύο είδη και η εχινακοσίδη αναγνωρίζεται ως ο κύριος γλυκοσίδης φαινυλαιθανόλης στο C. tubulosa [6]. Την περασμένη δεκαετία, η εχινακοσίδη και το εκχύλισμα C. tubulosa πλούσιο σε εχινακοσίδη αποδείχθηκε ότι διαθέτουν πολλές φαρμακολογικές δραστηριότητες, όπως αντιγήρανση, νευροπροστασία, ενίσχυση της μάθησης και της μνήμης, βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας, μείωση της υπερλιπιδαιμίας και της υπεργλυκαιμίας και πρόληψη του διαβήτη που προκαλείται από την παχυσαρκία και του μεταβολικού συνδρόμου [7-12].

Γνωστή ως «ορμόνη της πείνας», η γκρελίνη είναι μια πεπτιδική ορμόνη που αποτελείται από 28 υπολείμματα αμινοξέων στα οποία το τρίτο υπόλειμμα σερίνης ακυλιώνεται με μια ομάδα n-οκτανοϋλίου απαραίτητη για τις βιολογικές της λειτουργίες [13]. Η γκρελίνη έχει αποδειχθεί ότι είναι ένας ενδογενής συνδέτης για έναν υποδοχέα συζευγμένου με πρωτεΐνη G που ονομάζεται εκκριταγωγός της αυξητικής ορμόνης-1υποδοχέας (GHS-R1a), ο οποίος εκφράζεται κυρίως στον υποθάλαμο και την υπόφυση [14]. Η ενεργοποίηση του GHS-R1a από τη γκρελίνη έχει ως αποτέλεσμα τη διέγερση της έκκρισης της αυξητικής ορμόνης και τη ρύθμιση αρκετών φυσιολογικών αντιδράσεων [15]. Κλινικές μελέτες δείχνουν ότι η εξωγενής συμπλήρωση με αυξητικές ορμόνες θα μπορούσε να ανακουφίσει τα συμπτώματα ασθενειών που σχετίζονται με τη γήρανση στους ηλικιωμένους, όπως η αύξηση της μυϊκής δύναμης και της οστικής πυκνότητας και η βελτίωση της ποιότητας του ύπνου και της γνωστικής ικανότητας [16,17]. Ωστόσο, ανησυχίες για σοβαρές παρενέργειες (π.χ. καρκίνος του προστάτη, πόνος στις αρθρώσεις, αντίσταση στην ινσουλίνη, κατακράτηση υγρών, σύνδρομο καρπιαίου σωλήνα και γυναικομαστία) έχουν προβληθεί για τη θεραπεία με εξωγενείς αυξητικές ορμόνες [18,19]. Ως εκ τούτου, η διέγερση της έκκρισης αυξητικής ορμόνης από τη γκρελίνη μέσω της ενεργοποίησης του GHS-R1a έχει θεωρηθεί ως εναλλακτική θεραπευτική προσέγγιση για τις ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση των ηλικιωμένων και η θεραπευτική της δράση θεωρείται ότι είναι ανώτερη από την εξωγενή συμπλήρωση αυξητικής ορμόνης.

Πρόσφατα, οι teaghrelins και ginkgoghrelins, μοναδικοί ακυλιωμένοι φλαβονοειδείς γλυκοσίδες που βρέθηκαν στο τσάι Chin-shin oolong και στα φύλλα Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae), αποδείχθηκε ότι προκαλούν έκκριση αυξητικής ορμόνης των πρωτογενών κυττάρων της πρόσθιας υπόφυσης αρουραίου μέσω της δέσμευσης του υποδοχέα rel-in22gh [20 ]. Λαμβάνοντας υπόψη τα θεραπευτικά αποτελέσματα του Cistanche spp. στις ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση ήταν παρόμοιες με τις αντιγηραντικές επιδράσεις του τσαγιού Chin-shin oolong και των φύλλων Ginkgo biloba. υποδοχέας γκρελίνης. Πρώτον, στο υδατικό εκχύλισμα του C. tubulosa ταυτοποιήθηκαν τρεις φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες - εχινακοσίδη, τουμπουλοσίδη Α και ακτεοσίδη. Το κύριο συστατικό, η εχινακοσίδη, καθαρίστηκε περαιτέρω και εξετάστηκε για την ικανότητά του να διεγείρει την απελευθέρωση αυξητικής ορμόνης των κυττάρων της υπόφυσης αρουραίου μέσω της ενεργοποίησης του υποδοχέα γκρελίνης. Πραγματοποιήθηκε μοριακή μοντελοποίηση εχινακοσίδης, τουμπουλοσίδης Α και ακτεοσίδης πρόσδεσης στον υποδοχέα γκρελίνης και συγκρίθηκε για τις πιθανές αλληλεπιδράσεις εντός του θύλακα δέσμευσης.

2. Αποτελέσματα

2.1. Διαχωρισμός και ταυτοποίηση τριών κύριων γλυκοσιδών φαινυλαιθανόλης στο υδατικό εκχύλισμα δύο ειδών Cistanche

Στην ανάλυση HPLC δύο ειδών Cistanche, το C. tubulosa βρέθηκε να έχει πολύ υψηλότερες περιεκτικότητες σε γλυκοσίδες φαινυλαιθανόλης από το C. deserticola (Εικόνα 1Α, Β). Τρεις κύριοι γλυκοζίτες φαινυλαιθανόλης παρατηρήθηκαν στο C. tubulosa και ταυτοποιήθηκαν ως εχινακοσίδη, τουμπουλοσίδη Α και ακτεοσίδη με φασματομετρική ανάλυση μάζας (Εικόνα 2) σε σύγκριση με τα προφίλ HPLC και τα δεδομένα MS γνωστών ενώσεων που δημοσιεύθηκαν προηγουμένως [23,24]. Σύμφωνα με τον μοριακό κατακερματισμό 785 m/z στο MS1 και 623 m/z στο MS2, η κύρια κορυφή στο υδατικό εκχύλισμα του C. tubulosa αναγνωρίστηκε ως εχινακοσίδης (Εικόνα 2Α). Παρομοίως, ο τουμπουλοσίδης Α εκχωρήθηκε με τον μοριακό του κατακερματισμό 827 m/z στο MS1 και 665, 623 και 782 m/z στο MS2 (Σχήμα 2Β). Ο ακτεοσίδης επιβεβαιώθηκε από τον μοριακό κατακερματισμό 623 m/z στο MS1 και 461 m/z στο MS2 (Εικόνα 2C). Η εχινακοσίδη καθαρίστηκε περαιτέρω σε σχεδόν ομοιογένεια (Εικόνα 1C) και χρησιμοποιήθηκε στις ακόλουθες βιολογικές δοκιμασίες.

Εικόνα 2. Συνέχεια.

Σχήμα 2. Φασματομετρικές αναλύσεις μάζας εχινακοσίδης (Α), τουμπουλοσίδης Α (Β) και ακτεοζίτης (C) σε κατακερματισμό MS1 (αριστερά πλαίσια) και MS2 (δεξιά πλαίσια).

2.2. Επίδραση της εχινακοσίδηςσχετικά με την επαγωγή της έκκρισης αυξητικής ορμόνης σε κύτταρα υπόφυσης αρουραίου

Για να αξιολογηθεί εάν η εχινακοσίδη θα μπορούσε να είναι αγωνιστής του υποδοχέα εκκριταγωγού της αυξητικής ορμόνης (GHSR), υποβλήθηκε στην εξέταση της επαγωγής έκκρισης αυξητικής ορμόνης από πρωτογενή κύτταρα πρόσθιας υπόφυσης αρουραίου. Παρόμοια με το GHRP-6, έναν συνθετικό αγωνιστή GHSR, η εχινακοσίδη ήταν σε θέση να διεγείρει την έκκριση αυξητικών ορμονών από κύτταρα υπόφυσης αρουραίου (Εικόνα 3). Σημαντικές αυξήσεις στην έκκριση αυξητικής ορμόνης ανιχνεύθηκαν όταν τα κύτταρα της υπόφυσης αρουραίου υποβλήθηκαν σε θεραπεία με εχινακοσίδη συγκέντρωσης υψηλότερη από 10_6 M για 15 και 30 λεπτά. Η θεραπεία με εχινακοσίδη (από 10_8 έως 10_5 Μ) για 15 και 30 λεπτά βρέθηκε ότι διεγείρει την έκκριση αυξητικής ορμόνης των κυττάρων της υπόφυσης αρουραίου με δοσοεξαρτώμενο τρόπο. Επιπλέον, ένας GHSR αντίστροφος αγωνιστής, [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-ουσία P, προφανώς ανέστειλε τις διεγερτικές επιδράσεις του GHRP-6 και της εχινακοσίδης στην επαγωγή έκκρισης αυξητικής ορμόνης από κύτταρα υπόφυσης αρουραίου (Εικόνα 4). Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η εχινακοσίδη είναι ένας πιθανός αγωνιστής του GHSR.

Εικόνα 3. Επίδραση της εχινακοσίδηςχορήγηση στην έκκριση αυξητικής ορμόνης των κυττάρων της υπόφυσης. Μετρήθηκε η έκκριση αυξητικής ορμόνης (GH) από πρωτογενή κύτταρα υπόφυσης αρουραίου

μετά από επώαση με μέσο (μάρτυρας), GHRP-6 (αγωνιστής GHSR, 10_7 M) και διάφορες συγκεντρώσεις (από 10_8 έως10_5 M) εχινακοσίδης (ECH) για 15 (Α) και 30 λεπτά (Β),

αντίστοιχα. Τα δεδομένα παρουσιάστηκαν ως μέσος όρος o SD με n=6. Επίπεδα σημαντικότητας που φαίνονται απόΤο T-Test ήταν * p < 0.05 και ** p < 0,005 έναντι του ελέγχου.