PRAT 2 Cistanches Deserticola PhG-RE Μέσω αναστολής του μηχανισμού απόπτωσης ERS για την προστασία της απόπτωσης των κυττάρων του μυοκαρδίου από το επαγόμενο από H2O2- στρες στο ενδοπλασματικό δίκτυο

ΚΑΝΤΕ ΚΛΙΚ ΕΔΩ ΓΙΑ ΤΟ ΜΕΡΟΣ 1

Για περισσότερες πληροφορίες επικοινωνήστε με:Joanna.jia@wecistanche.com

CistancheΤο deserticola έχει πολλά αποτελέσματα, κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα

4. Συζήτηση

Οι καρδιαγγειακές παθήσεις, όπως ο τραυματισμός I/R, μπορούν να προκαλέσουν ERS μέσω οξειδωτικού στρες, υπερφόρτωσης ασβεστίου και σχηματισμού ριζών ελεύθερων οξυγόνου. Υπό αυτές τις συνθήκες, το ER αποτυγχάνει να διπλώσει και να επεξεργαστεί σωστά τις πρωτεΐνες, οδηγώντας στη συσσώρευση λανθασμένων ή ξεδιπλωμένων πρωτεϊνών στο ενδοπλασματικό δίκτυο, το οποίο στη συνέχεια προκαλεί το ξεδιπλωμένο

πρωτεϊνική απόκριση (UPR). Το UPR είναι μια απόκριση κυτταρικού στρες που αρχικά αναστέλλειαπόπτωση, αλλά τελικά το γιορτάζει.

Μελέτες έχουν επιβεβαιώσει ότι το ERS εν μέρει εξηγεί γιατί η ισχαιμία και η ανοξία μπορούν να επιδεινώσουν την καρδιακή νόσο [6, 7]. Οι αποπτωτικοί παράγοντες, GRP78, Caspase 12, CHOP και JNK, είναι σημαντικοί συμμετέχοντες στην εμφάνιση της νόσου [8-11]. Σε αυτή τη μελέτη, ερευνήσαμε τον ανταγωνισμό και τους σχετικούς μηχανισμούς του PhG-RE σε κύτταρο H9c2απόπτωσητου ERS που προκαλείται από H2O2-. Χρησιμοποιώντας 100 μmol mL−1 H2O2 ως επαγωγέα, δημιουργήθηκε ένα μοντέλο ERS στα κύτταρα H9c2. Για να εξασφαλιστεί η εγκυρότητα και η ακρίβεια του μοντέλου, χρησιμοποιήθηκε ο συγκεκριμένος ενεργοποιητής του στρες του ενδοπλασματικού δικτύου thapsigargin (TG) για να προσδιοριστεί εάν το PhG-RE προστατεύει τα κύτταρα από το ERS που προκαλείταιαπόπτωση. Ο αναστολέας ERS 4-PBA χρησιμοποιήθηκε επίσης για να προσδιοριστεί εάν το PhG-RE παράγει ένα αποτέλεσμα παρόμοιο με αυτό του 4-PBA στην αποτελεσματική αντιμετώπιση τουαπόπτωσηπου προκαλείται από το ERS που προκαλείται από το H2O2-.

Cistancheμπορεί να αποτρέψει το κύτταροαπόπτωση

Σε αυτή τη μελέτη, τόσο το H2O2 όσο και ο ενεργοποιητής ERS TG προκάλεσαν κύτταρααπόπτωσημε τη μεσολάβηση του ERS στα κύτταρα. Η LDH, ένα ασταθές ένζυμο που υπάρχει στο κυτταρόπλασμα, φεύγει από το κύτταρο καθώς συμβαίνει ρήξη του κυττάρου. Επομένως, η κυτταρική βλάβη μπορεί να προσδιοριστεί μετρώντας τη διαρροή LDH στο μέσο. Η βιωσιμότητα των κυττάρων και η διαρροή LDH αντιπροσωπεύουν το επίπεδο βλάβης στα κύτταρα H9c2 και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση του προστατευτικού αποτελέσματος της προεπεξεργασίας PhG-RE στα κύτταρα. Η έκθεση σε PhG-RE μείωσε αποτελεσματικά την κυτταρική απόπτωση που προκαλείται από TG και H2O2, αύξησε την επιβίωση και μείωσε την απελευθέρωση LDH. Αυτό το εύρημα δείχνει ότι το PhG-RE παίζει ρόλο παρόμοιο με αυτόν του 4-PBA στην προστασία των κυττάρων. Αυτό το αποτέλεσμα υποδεικνύει ότι το PhG-RE μπορεί να προστατεύσει τα κύτταρα από τραυματισμό που προκαλείται από ERS καιαπόπτωση.

Σε φυσιολογικά κύτταρα που δεν βρίσκονται υπό στρες, το GRP78, το οποίο σχετίζεται με το ERS, συνδέεται με πολλαπλές διαμεμβρανικές πρωτεΐνες ER στην επιφάνεια του κυττάρου και βρίσκεται σε ανενεργή και σταθερή κατάσταση. Όταν εμφανίζεται για πρώτη φορά το ERS, οι ξεδιπλωμένες πρωτεΐνες επάγουν το UPR, το οποίο προάγει τη διάσπαση των διαμεμβρανικών πρωτεϊνών από το GRP78. Μετά τη διάσπαση, το GRP78 συνδέεται με ξεδιπλωμένες ή λανθασμένες πρωτεΐνες για να αντιμετωπίσει το ERS μέσω μιας αυξημένης έκφρασης πρωτεΐνης [12-14]. Καθώς το ERS εξελίσσεται, η λειτουργία του ενδοπλασματικού δικτύου καταστρέφεται σοβαρά,

Επιπλέον, λόγω των προ-αποπτωτικών επιδράσεων του UPR, απελευθερώνεται προκασπάση-12 καιαπόπτωσηέχει ξεκινήσει. Η απελευθερωμένη pro-caspase-12 διασπάται στην ενεργή της μορφή, Caspase-12. Ένας σημαντικός λόγος για τον οποίο το ERS εκκινεί την απόπτωση είναι ότι η κασπάση-12 ενεργοποιείται από το ERS [17]. JNK, ένα άλλο στοιχείο που προκαλείαπόπτωση, ενεργοποιείται από το σύμπλεγμα IRE-1- TRAF2-ASK1, το οποίο δημιουργείται κατά την απόπτωση. Ενεργοποιείται και η κατάντη οικογένεια Caspase, η οποία παίζει έναν προ-αποπτωτικό ρόλο.

Βασιζόμενη στην τεχνολογία ανίχνευσης γονιδίων και πρωτεϊνών, αυτή η μελέτη εξέτασε τον μηχανισμό με τον οποίο το PhG-RE προστατεύει τα κύτταρα του μυοκαρδίου. Όταν εμφανίζεται στρες ER, ο μεταγραφικός παράγοντας CHOP μπορεί να προκαλέσει την απελευθέρωση του Cyt C καιαπόπτωση-επαγωγικοί παράγοντες (AIFs), που οδηγεί σε κυτταρική απόπτωση [18-20]. Επιπλέον, η εξαιρετικά συντηρημένη πρωτεΐνη της μεμβράνης ER IRE1 μπορεί να φωσφορυλιωθεί και να προκαλέσει απόπτωση των κυττάρων ενεργοποιώντας μια εναλλακτική οδό μέσω του TRAF2- καιαπόπτωσημεταγωγή σήματος με τη μεσολάβηση κινάσης 1 (ASK1) [21]. Η προ-θεραπεία με PhG-RE μείωσε την έκφραση του mRNA του GRP78, CHOP και Κασπάσης-12 κατά τη διάρκεια της καταπόνησης ER σε κύτταρα που προκαλούνται από H2O{10}, καθώς και την επαγόμενη από TG έκφραση mRNA των GRP78, JNK, και Caspase-12. Η προ-αγωγή με PhG-RE είχε ανταγωνιστική επίδραση στις επαγόμενες από H2O2- και TG αυξήσεις στα επίπεδα έκφρασης πρωτεΐνης GRP78, CHOP, p-JNK και Κασπάσης{{21}. Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το PhG-RE παίζει ρόλο παρόμοιο με αυτόν του αναστολέα ERS 4-PBA στην προστασία των κυττάρων του μυοκαρδίου και στην αντιμετώπιση της απόπτωσης που προκαλείται από ERS μειώνοντας την έκφραση mRNA και πρωτεΐνης παραγόντων που σχετίζονται με την απόπτωση που προκαλείται από ERS. Αν και δεν υπήρξε σημαντική αλλαγή στην πρωτεΐνη JNK, αυτό το εύρημα είναι συνεπές με τη βιβλιογραφία που δείχνει ότι η JNK λειτουργεί μέσω της ενεργοποιημένης της

μορφή, p-JNK. Το διάγραμμα στο σχήμα 7 δείχνει τοσηματοδότησημονοπάτι, το οποίο μπορεί ξεκάθαρα να εξηγήσει πώς λειτουργεί το PhG-RE για να προστατεύει τα κύτταρα του μυοκαρδίου από το ERS που προκαλείταιαπόπτωση.

Cistancheμπορεί να αντισταθείοξείδωσηκαι πρόληψηκύτταροαπόπτωση

5. Συμπεράσματα

Η βλάβη της ισχαιμίας του μυοκαρδίου-επαναιμάτωσης είναι η κύρια αιτία επιδείνωσης του μυοκαρδιακού τραυματισμού. Ως άλλος παράγοντας που προκαλεί μυοκαρδιακή νόσο, το ERS αποτελεί νέο επίκεντρο της έρευνας που στοχεύει στη βελτίωση των επιπτώσεων και της αποτελεσματικότητας της θεραπείας της μυοκαρδιακής νόσου. Αυτή η μελέτη διερεύνησε περαιτέρω τον ρόλο του PhG-RE στην προστασία των κυττάρων του μυοκαρδίου και έδειξε ότι η προκαλούμενη από PhG-RE προστασία του μυοκαρδίου σχετίζεται στενά με τη ρύθμιση της απόπτωσης που προκαλείται από το ERS. Ωστόσο, καθώς η μυοκαρδιακή νόσος προκαλείται από πολλούς παράγοντες, θα χρειαστεί να διεξαχθούν περαιτέρω μελέτες για τις επιδράσεις του PhG-RE.

Cistancheμπορεί να αντισταθείοξείδωσηκαι πρόληψηκύτταροαπόπτωση

Διαθεσιμότητα δεδομένων

Τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη των ευρημάτων αυτής της μελέτης είναι διαθέσιμα από τον αντίστοιχο συγγραφέα κατόπιν αιτήματος.

Συγκρούσεις συμφερόντων

Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν έχουν σύγκρουση συμφερόντων.

Ευχαριστίες

Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από το Επαρχιακό Πρόγραμμα Τεχνολογικής Ανάπτυξης Jilin (αριθμός επιχορήγησης: 20160101032JC).

βιβλιογραφικές αναφορές

[1] Q. Yu, X. Li, and X. Cao, «Καρδιοπροστατευτικά αποτελέσματα εκχυλίσματος πλούσιου σε φαινυλαιθανοειδή γλυκοζίτες απόκιστανάκιdeserticola σε έμφραγμα του μυοκαρδίου που προκαλείται από ισχαιμία-επαναιμάτωση σε αρουραίους," Annals of Vascular Surgery, τόμος 34, σελ. 234–242, 2016.

[2] X. Wang, L. Ni, L. Yang et al., "CYP2J2-προερχόμενα εποξυεικοσατριενοϊκά οξέα καταστέλλουν το στρες του ενδοπλασματικού δικτύου στην καρδιακή ανεπάρκεια", Molecular Pharmacology, τομ. 85, αρ. 1, σελ. 105–115, 2014.

[3] J. Guo, Y. Bian, R. Bai, H. Li, M. Fu, and C. Xiao, "Η σφαιρική αδιπονεκτίνη εξασθενεί τον τραυματισμό της ισχαιμίας του μυοκαρδίου/επαναιμάτωσης ρυθμίζοντας προς τα πάνω τη δραστηριότητα του Ca2 του ενδοπλασματικού δικτύου συν -ATPase και αναστέλλοντας στρες του ενδοπλασματικού δικτύου," Journal of Cardiovascular Pharmacology, τομ. 62, αρ. 2, σελ. 143–153, 2013.

[4] G.-l. Zhao, L.-m. Yu, W.-l. Gao et al., "Η Berberine προστατεύει την καρδιά του αρουραίου από τραυματισμό ισχαιμίας/επαναιμάτωσης μέσω ενεργοποίησης σηματοδότησης JAK2/ STAT3 και εξασθένησης του στρες του ενδοπλασματικού δικτύου", Acta Pharmacologica Sinica, τομ. 37, αρ. 3, σελ. 354–367, 2016.

[5] T. Luo, JK Kim, B. Chen, A. Abdel-Latif, M. Kitakaze και L. Yan, "Η εξασθένηση του στρες ER αποτρέπει την επαγόμενη από έμφραγμα καρδιακή ρήξη και αναδιαμόρφωση ρυθμίζοντας τόσο την καρδιακή απόπτωση και ίνωση," Chemico-Biological Interactions, τομ. 225, σελ. 90–98, 2015.

[6] J. Groenendyk, LB Agellon, and M. Michalak, «Coping with endoplasmic reticulum stress in the cardiovascular system», Annual Review of Physiology, τομ. 75, αρ. 1, σελ. 49–67, 2013.

[7] M. Boyce and J. Yuan, "Cellular response to endoplasmic reticulum stress: a question of life or death," Cell Death & Direntiation, τομ. 13, αρ. 3, σελ. 363–373, 2006.

[8] E. Szegezdi, U. Fitzgerald, and A. Samali, "Caspase-12 and ER- stress-mediated apoptosis," Annals of the New York Academy of Sciences, τομ. 1010, αρ. 1, σελ. 186–194, 2003.

[9] L.-H. Zhang και X. Zhang, "Roles of GRP78 in physiology and καρκίνος", Journal of Cellular Biochemistry, τομ. 110, αρ. 6, σελ. 1299–1305, 2010.

[10] Y. Yang, L. Liu, Ι. Naik, et al., "Transcription factor C/EBP homologous protein in health and disease," Frontiers in Immunology, τομ. 8, σελ. 1612, 2017.

[11] NJ Darling και SJ Cook, «Ο ρόλος των μονοπατιών σηματοδότησης MAPK στην απόκριση στο στρες του ενδοπλασματικού δικτύου», Biochimica et Biophysica Acta (BBA)—Molecular Cell Research, τομ. 1843, αρ. 10, σελ. 2150–2163, 2014.

[12] AM Gorman, SJM Healy, R. Ja¨ger, and A. Samali, "Stress management at the ER: regulators of ER stress-induced apoptosis," Pharmacology & Therapeutics, τομ. 134, αρ. 3, σελ. 306–316, 2012.

[13] SG de la Cadena, K. Hernandez-Fonseca, I. Camacho-Ar-Royo, και L. Massieu, "Η στέρηση γλυκόζης προκαλεί στρες στο δίκτυο από την οδό PERK και την κασπάση-7- και την κασπάση που προκαλείται από την καλπαΐνη{13 {6}} activation," Apoptosis, τομ. 19, αρ. 3, σελ. 414–427, 2014.

[14] W. Chengji και F. Xianjin, "Η άσκηση προστατεύει από τη διαβητική καρδιομυοπάθεια μέσω της αναστολής της οδού του στρες του ενδοπλασματικού δικτύου σε αρουραίους", Journal of Cellular Physiology, τομ. 234, αρ. 2, σελ. 1682–1688, 2019.

[15] XZ Wang, B. Lawson, JW Brewer, et al., "Signals from the stressed endoplasmic reticulum induce C/EBP-homologous protein (CHOP/GADD153)," Molecular and Cellular Biology, τομ. 16, αρ. 8, σελ. 4273–4280, 1996.

[16] Τ.-Η. Lu, T.-J. Tseng, C.-C. Su et al., "Το αρσενικό επάγει την απόπτωση των νευρωνικών κυττάρων που προκαλείται από αντιδραστικά είδη οξυγόνου μέσω του JNK/

Διαμεσολαβούμενα από το ERK εξαρτώμενα από μιτοχόνδρια και ρυθμιζόμενα από GRP 78/CHOP μονοπάτια," Toxicology Letters, τόμος 224, αρ. 1, σελ. 130–140, 2014.

[17] X. Chen, XS Fu, CP Lin και HX Zhao, "Το ER stress και η απόπτωση που προκαλείται από το ER stress ενεργοποιούνται σε γαστρικά SMCs σε διαβητικούς αρουραίους", World Journal of Gastroenterology, τομ. 20, αρ. 25, σελ. 8260–8267, 2014.

[18] R. Iurlaro και C. Muñoz-Pinedo, "Cell death induced by endoplasmic reticulum stress," Re FEBS Journal, τομ. 283, αρ. 14, σελ. 2640–2652, 2016.

[19] H. Tsukino, T. Gotoh, M. Endo, et al., "The endoplasmic reticulum stress-C/EBP απόπτωση που προκαλείται από ομόλογη οδό σε μακροφάγα συμβάλλει στην αστάθεια των αθηροσκληρωτικών πλακών," Αρτηριοσκλήρωση, Θρόμβωση και Vascular Biology, τόμ. 30, αρ. 10, σελ. 1925–1932, 2010.

[20] S. Tuzlak, T. Kaufmann, and A. Villunger, "Interrogating the relevance of mitochondrial apoptosis for vertebrate development and postnatal tissue homeostasis," Genes & Development, τομ. 30, αρ. 19, σελ. 2133–2151, 2016.

[21] RP Junjappa, P. Patil, KR Bhattarai, HR Kim, and HJ Chae, "IRE1 implications in endoplasmic reticulum stress-mediated development and pathogenesis of autoimmune disease," Frontiers in Immunology, τομ. 9, σελ. 1289, 2018.