Surové polysacharidy z Cistanche Deserticola Y.C. Ma jako imunoregulátor a adjuvans

Pro více informací prosím kontaktujteoscar.xiao@wecistanche.compro více

Abstraktní:Cistanche deserticola Y. C. Ma (CD) jsou ideální bylinné léky na zdravotní problémy. V této studii modulátorové aktivity CPCD na aktivacidendritické buňky(DC) a adjuvantní potenciál vakcíny proti slintavce a kulhavce (FMDV). CPCD bezCytotoxicitaindukovaná aktivace DC prostřednictvím upregulace fenotypových markerů a absorpce antigenu. Protilátky TLR-2 nebo TLR-4 potlačily hladiny CD40 a CD86 zprostředkovaných CPCD, stejně jako IL-6 a IL-1β v DC. CPCD indukovalo fosforylaci molekul příbuzných MAPK a NF-κB. Při současném intramuskulárním podání s FMDV u myší CPCD zvýšila protilátku specifickou pro FMDV, proliferaci lymfocytů, efektorové T-buňky. Konkrétně CPCD vyvolalo odezvu Th1, jak naznačují vyšší exprese CD4 + IFN-γ, CD8 + IFN-γ a CTL odpovědi. CPCD zlepšil expresi MHC-II, CD80, CD86 a CD40 v DC a snížil frekvenci Tregs. Proto by CPCD mohl účinně stimulovat silnější humorální a buněčné odpovědi modulací aktivace DC prostřednictvím MAPK souvisejících s TLR-2 / TLR-4 a NF-κB drahami.

Klikněte prosím zde a dozvíte se více

1: Úvod

Většinapolysacharidyodvozené z léčivých bylin přitahují rostoucí zájem o oblast adjuvans kvůli jejich nízké toxicitě a širokospektrálnímu posilovači imunity (Chen & Huang, 2018; On a kol., 2020). Mnoho výzkumníků úspěšně použilo léčivé byliny jako adjuvantní kandidáty pro mnoho vakcín. Typické polysacharidy včetně polysacharidu astragalu, polysacharidu ženšenu Panax, polysacharidu Poria cocos a lentinanu byly široce používány jako adjuvans pro vakcíny proti několika infekčním chorobám (P. Li & Wang, 2015; ReyLadino, Ross, Cripps, McManus, & Quinn, 2011; B. Sun et al., 2018). Cistanche deserticola Y. C. Ma (C. deserticola, "Rou Cong-Rong" v čínštině) se tradičně používá jako tonický bylinný doplněk pro léčbu onemocnění v tradiční čínské medicíně (TCM) podle čínského lékopisu po staletí (S. Li, Wu, & Le, 2021; Yong & Tu, 2009). Studie in vivo a in vitro ukázaly, že extrakty z C. deserticola vykazovaly mnohofarmakologické funkcevčetně zmírnění únavy aprotizánětlivý, neuroprotektivní, antivirové a imunomodulační funkce (Fu, Fan, Wang, & Gao, 2018; Tian Wang, 2012). Bylo prokázáno, že polysacharidy z C. deserticola, aktivní složky C. deserticola, mají širokou škálu biologických aktivit, včetně modulace imunitní odpovědi a antioxidačních protizánětlivých a protiúnavových funkcí (Dong, Yao, Fang, & Ding, 2007; W. Zhang et al., 2016). V letech 2018 a 2019 jsme prokázali, že surové polysacharidy C. deserticola (CPCD) působí jako adjuvans pro antigen OVA podporující imunitní odpovědi Th1/Th2. CPCD by mohlo vyvolat aktivaci DC prostřednictvím Toll-like receptoru 4 (TLR-4) (Zhang et al., 2018). Bylo také zjištěno, že CPCD vyvolává imunitní odpovědi Th1, včetně sekrece IFN-γ a generace IgG2a proti vakcíně proti chřipce u myší (Zhao, Lian, Wang, Li, & Zhang, 2019). Proto je nutné odhalit základní mechanismus imunitní odpovědi vyvolané CPCD a imunitní potenciační účinek CPCD na inaktivovanou FMDV.

Slintavka a kulhavka (FMD) je důležitou virovou chorobou zvířat, protože může vést k vysokým hospodářským ztrátám a sociálním důsledkům. Inaktivované vakcíny proti slintavce a kulhavce (FMDV) jsou nejúčinnějšími kontrolními opatřeními slintavky a kulhavky. Současné inaktivované FMDV jsou bezpečné, ale špatně imunogenní kvůli nízké produkci protilátek, krátkému trvání perzistence protilátek a špatné imunitní odpovědi u prasat (Y. Cao, Lu, & Liu, 2016; Doel, 2003). Vyšší dávky vakcín nebo prodloužené doby léčby, různé injekční cesty (intramuskulární versus intradermální očkování) a zrychlené dávkovací programy byly použity jako důležité strategie pro zlepšení ochranné účinnosti vakcín. Stále více důkazů prokázalo, že adjuvans mohou zvýšit účinnost vakcín proti infekčním chorobám (Steven G. Reed, Orr, & Fox, 2013; N. Zhang et al., 2010). Nové adjuvans a jejich začlenění do FMDV může zvýšit imunogenitu a dokonce zlepšit dobu trvání ochrany (Y. Cao, 2014; Dar, Kalaivanan, Sied, Mamo, & Kondabattula, 2013). V současné době je mnoho úsilí věnováno vývoji bezpečných a účinných adjuvans, které mohou maximalizovat imunogenitu s přizpůsobenou imunitní odpovědí (Pulendran & O'Hagan, 2021). Pro vakcíny jsou vyžadovány různé adjuvans. Ve srovnání s tradičními adjuvans mohou být polysacharidové adjuvans z TCM užitečné pro uplatňování imunitních potencujících účinků na FMDV modulací lymfocytů, cytokinů a hladin protilátek a generováním silnějších buněčných a humorálních imunitních odpovědí.

Bylo prokázáno, že aktivace dendritických buněk (DC) iniciuje adaptivní imunitní odpovědi a reguluje imunitní rovnováhu Th1/Th2 (Kapsenberg, 2003). Je třeba objasnit účinek nových adjuvans na DCS. Polysacharidy TCM by mohly zlepšit expresi povrchových molekul na DC, včetně MHC II, CD80, CD86 a CD40, a zvýšit hladinu prozánětlivých cytokinů, jako jsou IL-6 a IL-1β (J. Li, Li, & Zhang, 2015). Imunomodulační aktivity polysacharidů TCM jsou dosaženy přímou vazbou membránových receptorů na DC (Jiang, Zhu, & Jiang, 2010). Jinými slovy, imunoadjuvantní aktivita CPCD je spojena s imunomodulačními účinky na DC. Kromě toho jsou TLR sentinelové receptory podporující aktivaci a nábor DC a spouštějící odpovědi B buněk a T buněk. Mitogenem aktivované proteinkinázy (MAPK) a nukleární faktor kappa-B (NF-κB) dráhy jsou kritické následné dráhy TLR a aktivace těchto cest může indukovat produkci prozánětlivých cytokinů včetně IL-6 a IL-1β (Akira & Takeda, 2004). Proto je nezbytné prozkoumat následné dráhy související s TLR za účelem pochopení odpovědí imunitních buněk na infekci. V této studii byla myš ICR obvykle vybrána jako modelové zvíře v laboratoři pro FMDV, aby se určil vztah mezi adjuvans a účinností vakcíny z důvodu nepohodlného použití cílových zvířat a CPCD jako adjuvans FMDV byl zkoumán in vitro a in vivo, aby se prozkoumala jeho role v aktivaci DC pomocí navazujících MAPK souvisejících s TLR-2 / TLR-4 a NF-κB drahami. Tato studie poskytuje základ pro pochopení indukčních mechanismů imunomodulačních aktivit CPCD, jakož i potenciálu CPCD jako polysacharidového adjuvans pro FMDV u cílových zvířat.

2: Materiál a metody

C. deserticola (Ne. CD17042001) poskytl identifikaci profesor Jiang He. Inaktivovaný virový antigen SLINTAVKY AFT O-sérotypu 146S a adjuvans ISA-206 byly laskavě nabídnuty společností Tecon Biology Co., Ltd. (Čína). Fetální bovinní sérum (FBS) bylo od Biological Industries. MÉDIUM RPMI 1640 bylo zakoupeno od společnosti GIBCO (USA). polymyxin B (PMB), lipopolysacharid (LPS), 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- difenyltetrazolium bromid (MTT) byly sigma produktem. Cell Counting Kit-8 (CCK-8) byl z Biosharpu (Čína). Faktor stimulující kolonie myších granulocytů a makrofágů (GM-CSF) pocházel z PeproTech (USA). Soupravy IL-6 a IL-1β pocházely z Bosteru (Čína).

Golgistop, Cytofix/Cytoperm, Perm/Wash pufr a protilátky proti CD3, CD4, CD8, CD44, CD11c, MHC-II, CD80, CD86, CD40 byly od BD Biosciences (USA). Soupravy pro jadernou a cytoplazmatickou extrakci a soupravy pro kvantifikaci proteinů BCA pocházely z Cwbiotech (Čína). Protilátky anti-TLR-2 a anti-TLR-4 byly zakoupeny od společnosti Novus Biologicals (USA). MAPK a NF-κB pathway kity byly od Cell Signaling Technology (USA). Protilátky proti myším/králíkům značené proti křenovou peroxidázou (IgG/IgG1/IgG2a) od společnosti Southern Biotech (USA). Barvicí souprava Tregs od eBiosciences (USA).

3: výsledek

Obsah neutrálních sacharidů byl stanoven na 50,53 % ± 1,28 % a obsah kyselých sacharidů byl 17,81 ± 0,51 %. Průměrná molekulová hmotnost (Mw) CPCD byla vypočtena na 46,77 kDa s retenčním časem (obr. 1A). Monosacharidové složení CPCD odhaluje, že hlavní složky cukru CPCD jsou Glc, Ara, Gal, Rha, GlaA a Man v molárních procentech 33,17%, 28,98%, 16,39%, 10,97%, 8,05%, 2,42% (obr. 1B). Obr. 1C ukazuje FT-IR spektrum CPCD. Značky na 3383,64 cm− 1 byly způsobeny hydroxylovou skupinou. Absorpční pásma alkylové skupiny byla pozorována při 2926,97 cm− 1 a 1417,99 cm− 1. Absorpční pásykarbonylskupina byla pozorována při 1635,56 cm− 1. Signály od 1257,06 do 1032,02 cm− 1 indikovaly přítomnost pyranosových kroužků. Aby bylo možné dále prozkoumat, zda byly MAPK a NF-κB dráhy aktivovány léčbou CPCD, byly DC stimulovány CPCD v jiném čase a byly zkoumány exprese klíčových proteinů zapojených do obou cest. CPCD indukoval fosforylaci JNK, ERK a p38 časově závislým způsobem a hladiny fosforylace JNK, ERK a p38 byly nejvyšší po 15–30 minutách (obr. 5 AD). Kromě toho byla časově závislým způsobem indukována fosforylace cytoplazmatických NF-κB p65, IκBα, IKKα/β a jaderných NF-κB p65. Hladiny fosforylace cytoplazmatických p65, IκB a IKKα/β a podíl p65 v jádře byly nejvyšší po různých časech: 15–30 min pro p65, 30 min pro IκB, 60 min pro IKKα/β a 20 min pro podíl p65 v jádře (obr. 5E-5 J).

Tento článek je extrahován z časopisu Journal of Functional Foods 87 (2021) 104800 domovská stránka časopisu: www.elsevier.com/locate/jff