Μέρος 2: Η ακτεοσίδη Αντιδρά στην ιντερλευκίνη-1 -Οι επαγόμενες καταβολικές διεργασίες μέσω της διαμόρφωσης των κινασών πρωτεΐνης που ενεργοποιούνται από μιτογόνο και της κυτταρικής οδού σηματοδότησης NFκB

Το Acteoside Αντιδρά στις Καταβολικές Διεργασίες που προκαλούνται από την Ιντερλευκίνη μέσω της Διαμόρφωσης των Ενεργοποιημένων από Μιτογόνο Πρωτεϊνικών Κινασών και της κυτταρικής οδού σηματοδότησης NFκB

HyangI Lim, 1 Do Kyung Kim, 1 Tae-Hyeon Kim, 1 Kyeong-Rok Kang, 1 Jeong-Yeon Seo, 1,2 Seung Sik Cho, 3 Younghee Yun, 4,5 Ye-yong Choi, 4,5 Jungtae Leem ,4,5 Hyoun-Woo Kim ,6 Geon-Ung Jo ,6

Chan-Jin Oh, 6 Deuk-Sil Oh, 6 Hong-Sung Chun, 2 και Jae-Sung Kim 1

Επικοινωνία:joanna.jia@wecistanche.com

1Institute of Dental Science, Chosun University, Gwangju 61452, Δημοκρατία της Κορέας

2 Τμήματα Βιοϊατρικής Επιστήμης, Πανεπιστήμιο Chosun, Gwangju 61452, Δημοκρατία της Κορέας

3 Τμήμα Βιοϊατρικής, Επιστήμες Σύγκλισης Υγείας & Ζωής, BK21 Four, Κολλέγιο Φαρμακευτικής, Εθνικό Πανεπιστήμιο Mokpo,

Jeonnam 58554, Δημοκρατία της Κορέας

4Chung-Yeon Medical Institute, Gwangju 61949, Δημοκρατία της Κορέας

5 Ινστιτούτο Έρευνας και Ανάπτυξης, CY Pharma Co., Σεούλ 06224, Δημοκρατία της Κορέας

6Jeollanamdo Forest Resources Institute, Naju, Jeollanamdo, 58213, Δημοκρατία της Κορέας

Η αλληλογραφία πρέπει να απευθύνεται στον Jae-Sung Kim. js_kim@chosun.ac.kr

Λήψη 2 Ιουλίου 2020. Αναθεωρήθηκε στις 15 Φεβρουαρίου 2021. Αποδεκτό στις 6 Μαρτίου 2021. Δημοσιεύθηκε στις 25 Μαρτίου 2021

Ακαδημαϊκή επιμέλεια: Joël R. Drevet

Πνευματικά δικαιώματα © 2021 HyangI Lim et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοιχτής πρόσβασης που διανέμεται υπό την άδεια CreativeCommonsAttributionLicense,

που επιτρέπει την απεριόριστη χρήση, διανομή και αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​υπό την προϋπόθεση ότι το πρωτότυπο έργο αναφέρεται σωστά.

Η οστεοαρθρίτιδα (ΟΑ) είναι η πιο κοινή εκφυλιστική νόσος των αρθρώσεων με χρόνιο πόνο στις αρθρώσεις που προκαλείται από προοδευτική εκφύλιση του αρθρικού χόνδρου στις αρθρικές αρθρώσεις.Ακτεοσίδη, ένα καφεοϋλοφαινυλαιθανοειδές γλυκοσίδιο, έχει διάφορες βιολογικές δράσεις όπως αντιμικροβιακή, αντιφλεγμονώδη, αντικαρκινική, αντιοξειδωτική, κυτταροπροστατευτική και νευροπροστατευτική δράση. Περαιτέρω, η από του στόματος χορήγηση τουακτεοσίδησε υψηλή δόση δεν προκαλεί γονοτοξικότητα. Ως εκ τούτου, ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι να επαληθεύσει τις αντικαταβολικές επιδράσεις τουακτεοσίδηκατά της οστεοαρθρίτιδας και της αντικαταβολικής οδού σηματοδότησης της.Ακτεοσίδηδεν μείωσε τη βιωσιμότητα των κυττάρων L929 ινοβλαστών ποντικού που χρησιμοποιούνται ως φυσιολογικά κύτταρα και ως πρωτεύοντα χονδροκύτταρα αρουραίου.Ακτεοσίδηεξουδετέρωσε την απώλεια πρωτεογλυκάνης που προκαλείται από την IL-1 -στα χονδροκύτταρα και τον αρθρικό χόνδρο καταστέλλοντας την έκφραση και την ενεργοποίηση ενζύμων που αποικοδομούν τον χόνδρο όπως η μεταλλοπρωτεϊνάση μήτρας- (MMP-) 13, MMP{{5} και MMP{{{ 6}}. Επιπλέον, η ακτεοσίδη κατέστειλε την έκφραση φλεγμονωδών μεσολαβητών όπως η επαγώγιμη συνθάση του μονοξειδίου του αζώτου, η κυκλοοξυγενάση-2, το μονοξείδιο του αζώτου και η προσταγλανδίνη Ε2 στα πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με IL-1. Στη συνέχεια, η έκφραση των προφλεγμονωδών κυτοκινών μειώθηκε από την ακτεοσίδη στα πρωτεύοντα χονδροκύτταρα αρουραίου που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με IL-1. Επιπλέον, η ακτεοσίδη κατέστειλε όχι μόνο τη φωσφορυλίωση των ενεργοποιημένων από μιτογόνο πρωτεϊνικών κινασών σε πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου που υποβλήθηκαν σε αγωγή με IL-1 αλλά και τη μετατόπιση του NFκB από το κυτοσόλιο στον πυρήνα μέσω καταστολής της φωσφορυλίωσης του. Από του στόματος χορήγηση 5 και 10 mg/kgακτεοσίδηεξασθένησε τον προοδευτικό εκφυλισμό του αρθρικού χόνδρου στο οστεοαρθριτικό μοντέλο ποντικού που δημιουργήθηκε από την αποσταθεροποίηση του έσω μηνίσκου. Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι η ακτεοσίδη είναι ένας πολλά υποσχόμενος δυνητικός αντικαταβολικός παράγοντας ή συμπλήρωμα για την εξασθένιση ή την πρόληψη του προοδευτικού εκφυλισμού του αρθρικού χόνδρου.

Κάντε κλικ εδώ για το Μέρος 1

Κάντε κλικ εδώ για το Μέρος 3

Το Cistanche tubulosa έχει πολλά αποτελέσματα, κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα

3.4. ΑκτεοσίδηΚαταστέλλει την έκφραση και την παραγωγή των επαγόμενων IL-1 -Καταβολικών φλεγμονωδών μεσολαβητών και προφλεγμονωδών κυτοκινών σε πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου. Για να προσδιοριστεί εάν η ακτεοσίδη έχει προληπτική δράση κατά της ΟΑ, τα πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου υποβλήθηκαν σε αγωγή με 50 και 100μM ακτεοσίδη παρουσία ή απουσία 10ng/mL IL-1 για 24 ώρες. Στη συνέχεια, διερευνήθηκαν οι αλλαγές στους φλεγμονώδεις μεσολαβητές, αντιπροσωπευτικούς καταβολικούς παράγοντες όπως iNOS, COX-2 και PGE2. Τα επίπεδα mRNA των iNOS, COX-2 και PTGS-2 αυξήθηκαν σημαντικά κατά IL-1 στα πρωτεύοντα χονδροκύτταρα αρουραίου. αυξητικός παράγοντας (NGF) στα πρωτεύοντα χονδροκύτταρα αρουραίου που έλαβαν θεραπεία με IL-1 σε σύγκριση με IL-1 μόνο. Συνολικά, αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν σταθερά ότι η ακτεοσίδη αποτρέπει τον προοδευτικό εκφυλισμό του αρθρικού χόνδρου μέσω της καταστολής των φλεγμονωδών μεσολαβητών και των προφλεγμονωδών κυτοκινών έναντι των καταβολικών επιδράσεων που προκαλούνται από την IL{13} στα πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου.

3.5. ΑκτεοσίδηΚαταστέλλει τη φωσφορυλίωση MAPK και NFκB σε πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου που έχουν υποβληθεί σε θεραπεία με IL-1. Για τη διερεύνηση των κυτταρικών οδών σηματοδότησης που σχετίζονται με αντικαταβολικά αποτελέσματα που προκαλούνται από ακτεοσίδη έναντι της προφλεγμονώδους μεταβολής της IL{3}} της κυτοκίνης του MAPK και του NFκB, τα πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου υποβλήθηκαν σε αγωγή με 50 και 100μM παρουσία ή απουσία ακτεοσίδης }} για 24 ώρες. Στη συνέχεια, η ολική πρωτεΐνη εκχυλίστηκε και ηλεκτροφορήθηκε στο πήκτωμα SDS-PAGE για να πραγματοποιηθεί η κηλίδα western. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 7, MAPK όπως τα ERK1/2, p38 και JNK φωσφορυλιώθηκαν σημαντικά στα πρωτεύοντα χονδροκύτταρα αρουραίου που υποβλήθηκαν σε αγωγή με IL-1, ενώ 50 και 100μM ακτεοσίδη δεν επάγουν σημαντικά τη φωσφορικοποίηση σε σύγκριση με τη MAPK έλεγχος σε πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου. Ωστόσο, 50 και 100 μΜ ακτεοσίδης εξαρτώμενα από τη δόση κατέστειλαν την επαγόμενη από την IL-1 -φωσφορυλίωση MAPK σε πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου. Επιπλέον, η φωσφορυλίωση του NFκB στα πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου που υποβλήθηκαν σε αγωγή με 10ng/mL IL-1 μειώθηκε σταδιακά από την ακτεοσίδη με δοσοεξαρτώμενο τρόπο. Αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι τα μονοπάτια κυτταρικής σηματοδότησης MAPK και NFκB εμπλέκονται στενά με τα επαγόμενα από την ακτεοσίδη αντικαταβολικά αποτελέσματα έναντι της IL-1 σε πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου.

3.6. Το Acteoside Καταστέλλει τη Μετατόπιση του NFκB από το εξαρτώμενο αυξημένο κατάακτεοσίδη. Συνολικά, αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν σταθερά ότι τα επαγόμενα από την ακτεοσίδη αντικαταβολικά αποτελέσματα κατά της IL-1 εμπλέκονται στην καταστολή της μετατόπισης από το κυτταρόπλασμα στον πυρήνα στη διαμόρφωση της οδού σηματοδότησης NFκB στα πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου.

3.7. ΑκτεοσίδηΜειώνει την προοδευτική εκφύλιση του αρθρικού χόνδρου σε ζώα με ΟΑ άρθρωσης γόνατος που προκαλείται από χειρουργική επέμβαση DMM. Για την αποσαφήνιση των αντικαταβολικών επιδράσεων in vivo που προκαλούνται από την ακτεοσίδη, τα ζώα που προκαλούνται από ΟΑ που δημιουργήθηκαν από το χειρουργικό DMM που πραγματοποιήθηκε στην άρθρωση του γόνατος ποντικών BALB/c χορηγήθηκαν από το στόμα 5 και 10mg/kg ακτεοσίδης αναλύθηκαν σε 5 τοις εκατό αιθανόλη κάθε δεύτερη μέρα για 8 εβδομάδες. Στη συνέχεια, οι αρθρώσεις του γόνατος αξιολογήθηκαν ιστολογικά χρησιμοποιώντας σαφρανίνη-Ο και χρώση με ταχεία πράσινη χρώση όπως φαίνεται στο Σχήμα 9. Η απώλεια πρωτεογλυκάνης και ο τραυματισμός της επιφάνειας του αρθρικού χόνδρου αυξήθηκαν σημαντικά στην άρθρωση του γόνατος που αποκόπηκε από ζώα οστεοαρθρίτιδας που προκλήθηκαν από DMM. Ωστόσο, η από του στόματος χορήγηση ακτεοσίδης κατέστειλε την απώλεια πρωτεογλυκάνης και λιγότερο τραυματισμό του αρθρικού χόνδρου σε σύγκριση με το όχημα μόνο. Επιπλέον, η βαθμολογία βαθμολόγησης του Mankin αυξήθηκε σημαντικά στην ομάδα ζώων με ΟΑ (n {{1{0}}, 3± 0}:7) που παρείχε όχημα μόνο σε σύγκριση με τους ναΐφ (n =5, 0:67 ± 0:5). Ωστόσο, η από του στόματος χορήγηση 5 και 10 mg/kg ακτεοσίδης στην ομάδα ζώων ΟΑ (n =5) μείωσε τη βαθμολογία κατάταξης Mankin κατά 2±0:7 και1:67 ± 0:5, αντίστοιχα, σε σύγκριση μόνο με όχημα. Συνολικά, αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι η από του στόματος χορήγηση τουακτεοσίδηεξασθενεί την προοδευτική εκφύλιση του αρθρικού χόνδρου σε αρθρικές αρθρώσεις με καταβολικές καταστάσεις.

4. Συζήτηση

Η αρθρική άρθρωση (διάρθρωση) είναι μια πολύπλοκη ανατομική δομή που αποτελείται από πολλούς διαφορετικούς τύπους ιστών που βρίσκονται στο δυνητικό διάστημα μεταξύ των οστών για να επιτρέπουν την κινητικότητα και τη σταθερότητα στο σώμα μέσω της εξουδετέρωσης των διαφορετικών εντάσεων της μηχανικής φόρτισης και του ελέγχου των λεπτών κινήσεων [16] . Καθώς ο πληθυσμός των ηλικιωμένων αυξάνεται παγκοσμίως, η ΟΑ αναδύεται ως εκφυλιστική ασθένεια που σχετίζεται με ψυχολογικά και κοινωνικοοικονομικά προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν επειγόντως [17]. Δυστυχώς, δεν υπάρχουν ακόμη αποτελεσματικά φάρμακα για την ΟΑ. Επομένως, η πρόληψη της εκφύλισης του αρθρικού χόνδρου είναι η πιο σημαντική για τη διατήρηση των μηχανικών λειτουργιών της άρθρωσης που σχετίζονται με την άδεια της κινητικότητας και της σταθερότητας του σώματος.

Γενικά, η αρθρική άρθρωση αποτελείται από δύο οστά για να παρέχει σταθερότητα και να υποστηρίζει τον μυ από τον σύνδεσμο και τους τένοντες και περιβάλλεται από μια αρθρική ινώδη άρθρωση γεμάτη με αρθρικό υγρό για τη μείωση της τριβής μεταξύ των αρθρικών χόνδρων που βρίσκονται στις αρθρικές επιφάνειες των ενωμένων οστών. [16]. Ειδικά, η εξωκυτταρική μήτρα (ECM) του αρθρικού χόνδρου αποτελείται κυρίως από κολλαγόνο τύπου II και πρωτεογλυκάνες που συντίθενται και ρυθμίζονται από εξειδικευμένα κύτταρα που ονομάζονται χονδροκύτταρα. Η ομοιόσταση του αρθρικού χόνδρου εξισορροπείται ακριβώς μεταξύ του αναβολισμού (σύνθεση του ECM) και του καταβολισμού (εκφυλισμός του ECM) στις αρθρικές αρθρώσεις [18]. Γενικά, οι καταβολικοί παράγοντες όπως οι προφλεγμονώδεις κυτοκίνες και οι φλεγμονώδεις μεσολαβητές επάγουν τον προοδευτικό εκφυλισμό του αρθρικού χόνδρου μέσω της έκφρασης ενζύμων αποικοδόμησης του χόνδρου όπως η μεταλλοπρωτεϊνάση της θεμέλιας ουσίας (MMPs) και η μεταλλοπρωτεϊνάση με μοτίβα θρομβοσπονδρίνης [1]. Ως εκ τούτου, οι πρόσφατες βιοχημικές στρατηγικές για την πρόληψη ή την άμβλυνση του προοδευτικού εκφυλισμού του αρθρικού χόνδρου έχουν στοχεύσει την καταστολή των ενζύμων αποικοδόμησης του χόνδρου, των προφλεγμονωδών κυτοκινών και των φλεγμονωδών

μεσολαβητές που βασίζονται στις μακροπρόθεσμες βιολογικές ασφάλειες στις αρθρικές αρθρώσεις [19, 20]. Πρόσφατες μελέτες αποδεικνύουν ότι τα φυσικά προϊόντα, προερχόμενα από φυτική ή ανατολίτικη ιατρική, διαθέτουν μακροπρόθεσμες βιολογικές ασφάλειες, αντιφλεγμονώδεις και αντιοξειδωτικές ιδιότητες και μπορεί να προάγουν την υγεία των αρθρώσεων και τη διαχείριση της ΟΑ μέσω της καταστολής της απελευθέρωσης προφλεγμονωδών κυτοκινών [21].

Ακτεοσίδη(ονομάζεται verbascoside, C29H36O15) είναι ένας γλυκοσίδης που απομονώνεται από τα άνθη ή τα φύλλα πολλών φυτικών φυτών όπως Scrophularia ningpoensis, Cistanche deserticola, Digitalis purpurea και Osmanthus fragrans [22, 23]. Πρόσφατα, οι Henn et al. ανέφερε ότι η υψηλή συγκέντρωση (100 ug/mL) ακτεοσίδης που απομονώθηκε από τα φύλλα του Plantago australis όχι μόνο έδειξε λιγότερη κυτταροτοξικότητα στα κύτταρα κινέζικου χάμστερ V79 που χρησιμοποιούνται ως φυσιολογικό κύτταρο αλλά επίσης δεν είχε μεταλλαξιογόνες ή γονοτοξικές δραστηριότητες και φωτοτοξικές ιδιότητες [6] . Επιπλέον, οι Perucatti et al. ανέφεραν ότι η in vivo κυτταρογενετική δοκιμή που τροφοδοτεί 5 mg/kg ακτεοσίδη σε κουνέλι (Oryctolagus cuniculus) για 80 ημέρες δεν αποκάλυψε τοξικότητα με οποιαδήποτε άλλη μεταλλαξιογόνο δράση, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει κυτταροτοξικότητα για τα ζώα [24]. Αυτές οι μελέτες υποδηλώνουν ότι η ακτεοσίδη είναι ένα βιοενεργό υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε δίαιτα ζώων όσο και σε ανθρώπους [6, 24]. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, παρόμοια με προηγούμενες μελέτες, 100μM (62,459 ug/mL) ακτεοσίδης δεν επηρέασε το περιεχόμενο μέσω της εξουδετέρωσης έναντι της προφλεγμονώδους κυτοκίνης που προκάλεσε την ελάττωση της πρωτεογλυκάνης στα πρωτογενή χονδροκύτταρα αρουραίου, αλλά και την απώλεια πρωτεϊνών στους ιστούς του αρθρικού χόνδρου που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με IL-1 για 7 ημέρες. Συνολικά, αυτά τα δεδομένα δείχνουν σταθερά αυτόακτεοσίδημπορεί να προστατεύσει ή να μετριάσει τον προοδευτικό εκφυλισμό του αρθρικού χόνδρου μέσω της εξουδετέρωσης της προφλεγμονώδους καταβολικής διαδικασίας που προκαλείται από κυτοκίνη στον αρθρικό χόνδρο της αρθρικής άρθρωσης.