ČÁST 1 Antioxidace a cytoprotekce akteosidu a jeho derivátů: Srovnání a mechanická chemie

Xican Li 1,2,*,† ID, Yulu Xie 1,2,†, Ke Li 3,4, Aichi Wu 1,2,*, Hong Xie 1,2, Qian Guo 1,5, Penghui Xue 1, Yerkingul Maleshibek 1, Wei Zhao 6, Jiasong Guo 7 a Dongfeng Chen 3,4

1 School of Chinese Herbal Medicine, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Čína;

2 Inovativní výzkumná a vývojová laboratoř TCM, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Čína

3 School of Basic Medical Science, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Čína;

4 Výzkumné centrum základní integrativní medicíny, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Čína

5 School of Basic Medical Science, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510007, Čína

6 Zhongshan School of Medicine, Sun Yat-sen University, č. 74 Zhongshan Road. 2, Guangzhou 510080, Čína;

7 Ústav histologie a embryologie, Southern Medical University, Guangzhou 510515, Čína;

Přijato: 24. ledna 2018; Přijato: 20. února 2018; Zveřejněno: 23. února 2018

Abstraktní:Studie se pokusila prozkoumat roli cukerných zbytků a mechanismy fenolických fenylpropanoidních antioxidantů.Akteosid, spolu s jeho opačným forsythosidem B a rhamnosidovou stranou pódia, byly komparativně zkoumány pomocí různých antioxidačních testů. Ve třech testech založených na přenosu elektronů (ET) (FRAP, CUPRAC, PTIO*-scavenging při pH 4,5) byly relativní hladiny antioxidantů zhruba určeny jakoakteosid>forsythosid B > poliumosid. Takové pořadí bylo pozorováno také u H^Plus-test PTIO* zachycující přenos při pH 7,4 a ve třech testech zachycujících radikály zahrnující více cest, tj. ABTS plus •-scavenging, DPPH• -scavenging a • O2 - -scavenging. Ve spektrech UV-vis každý z nich vykazoval červený posun při 335–364 nm a dva slabé píky (480 a 719 nm), když byly smíchány s Fe^{2 plus}; nicméně,akteosidposkytuje nejslabší absorpci. V ultravýkonné kapalinové chromatografii spojené s elektrosprejovou ionizační kvadrupólovou tandemovou hmotnostní spektrometrií (UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS) nebyl nalezen žádný pík tvorby radikálů (RAF). Test MTT odhalil, že poliumosid vykazoval nejvyšší životaschopnost mezenchymálních kmenových buněk pocházejících z kostní dřeně vystavených oxidativnímu stresu. Závěrem,akteosid, forsythosid B a poliumosid se mohou podílet na mnoha cestách k uplatnění antioxidačního účinku, včetně ET, H^Plus-převod nebo Fe^{2 plus}-chelatační, ale ne RAF. Přenos ET a H plusmůže být bráněno rhamnosylovými a apiosylovými skupinami; nicméně Fe^{2 plus}-chelatační potenciál může být zvýšen dvěma cukernými zbytky (zejména rhamnosylovou skupinou). Obecným účinkem rhamnosylových a apiosylových skupin je zlepšení antioxidačních nebo cytoprotektivních účinků.

klíčová slova:akteosid; apiosyl; forsytosid B; fenylpropanoidové glykosidy; poliumosid; rhamnosyl

Pro více informací prosím kontaktujte:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola má mnoho účinků, klikněte sem a dozvíte se více

1. Úvod

Nedávno,akteosid(Zjistilo se, že verbaskosid, obrázek 1, fenolický fenylpropanoidní glykosid vyskytující se ve vervainu a dalších rostlinách, zlepšuje účinnost přenosu jádra psích somatických buněk (SCNT) během procesu klonování psů. Kromě toho,akteosidby mohly chránit buňky lidského neuroblastomu SH-SY5Y před poškozením vyvolaným p-amyloidem a fibroblasty lidské kůže před poškozením vyvolaným rentgenovým zářením. Jeho vhodný forsythosid B (obrázek 1) je také distribuován v rostlinách a bylo pozorováno, že má silné neuroprotektivní účinky s příznivým terapeutickým časovým oknem. Předpokládá se, že tyto příznivé účinky na buňky a tkáně jsou spojeny s ochranou některých biomolekul, jako jsou lipidy a DNA. Ve skutečnosti,akteosida jeho analogczstanosidFBylo prokázáno, že inhibují peroxidaci mitochondriálních lipidů u potkanů. Je známo, že peroxidace lipidů je výsledkem buněčného oxidačního stresu a nakonec z reaktivních forem kyslíku (ROS).

Z hlediska ochrany DNA,akteosida jeho deriváty mohou rychle opravit radikály DNA, jako je 2'-deoxyadenosin-5'-monofosfát (dAMP) a 2'-deoxyguanosin-5'-monofosfát (dGMP) [8]. Tyto sekundární deoxynukleotidové radikály mohou dále oxidačně poškozovat buňky, což vede k mutagenezi a karcinogenezi [9]. Naznačila to biofyzikální studieakteosida jeho deriváty by mohly zakotvit v malých drážkách DNA a rychle opravit takové oxidační poškození DNA [10]. Navrhuje model kuličkové tyče založený na preferenční konformaci (obrázek 1,vpravo), že tyto molekuly jsou prolátní a mohou se snadno dostat do smyčky DNA, a tak jsou schopny rychle opravit poškození radikály DNA [8].

Avšak z hlediska biochemie je oprava v podstatě prováděna cestou vychytávání ROS (tj. antioxidantu). Jak již bylo zmíněno, tvorba deoxynukleotidových radikálů je v konečném důsledku způsobena útokem ROS, včetně volných radikálů (např.・OH radikál 11) a molekul oxidantu (např. H2O2 [12]). Předpokládá se, že ROS-scavenging účinně snižuje buněčný oxidační stav [13,14] a zlepšuje kvalitu kmenových buněk [12,15]. Proto je nutné studovat jejich antioxidační schopnost a dále diskutovat o možných mechanismech.

V této studii byly tři fenolické fenylpropanoidní glykosidy (akteosid, forsythosid B a poliumosid) komparativně zkoumány pomocí různých antioxidačních testů, včetně 2-fenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazolinu{ Test vychytávání {5}}oxyl-3-oxidových radikálů (PTIO・), test antioxidační síly snižující železité ionty (FRAP), test antioxidační kapacity snižující měďnatý (CUPRAC), 2,2'-casino-bis({{11 test }}ethylbenzen-thiazolin-6-sulfonové kyseliny (ABTS plus •) vychytávání, 1,{15}}difenyl-2-pikrylhydrazin (DPPH・)test a ・.{18} }scavenging test stejně jako Fe^{2 plus}-chelatační UV-spektrální analýza. Následně byly jejich reakční produkty s DPPH・ stanoveny pomocí ultraúčinné kapalinové chromatografie spojené s elektrosprejovou ionizační kvadrupólovou tandemovou hmotnostní spektrometrií s časem letu (UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS). Nakonec byl jejich cytoprotektivní účinek na mezenchymální kmenové buňky (bmMSC) odvozené z kostní dřeně odhadnut pomocí 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,{{12 }}difenyl (MTT) test. Jak je vidět na obrázku 1,rozdíl mezi třemi fenolickými fenylpropanoidními glykosidy (tj. akteosid, forsythosid B a poliumosid) je glykosidový typ: forsythosid B je apozitem akteosidu, zatímco poliumosid je rhamnosid akteosidu. Tato srovnávací studie tedy také pomáhá pochopit roli apiosylu a rhamnosylu v antioxidačních účincích.

2. Výsledky

2.1. Testy na redukci kovů (FRAP a CUPRAC)

Ve studii jsme provedli dva testy na redukci kovů, tj. test FRAP a test CUPRAC. Jak je znázorněno v Suppl. 1, akteosid a jeho deriváty zvýšily relativní FRAP (nebo Cu^{2 plus}-snižující výkon) procenta při 0-10 昭/L způsobem závislým na dávce. Jejich pořadí relativních hladin redukujících kov se zhruba snížilo v pořadí akteosid > forsythosid B > poliumosid (tabulka 1).

2.2. PTIO・-ScavengingAssay

Naše laboratoř nedávno vyvinula test PTIO*-scavenging [16]. Může být použit k hodnocení hladin antioxidantů a ke zkoumání antioxidačních drah. Jak je uvedeno v Suppl. 1, akteosid a jeho deriváty by mohly úspěšně vychytávat PTIO* při pH 4,5 a pH 7,4. Avšak podle hodnot IC50 v tabulce 1 se jejich relativní úrovně vychytávání PTIO* při stejné hodnotě pH navzájem lišily. Každý akteosid a jeho deriváty také vykazovaly různé úrovně vychytávání PTIO• mezi pH 4,5 a pH 7,4. Obecně byly hladiny PTIO^-scavenging při 7,4 vyšší než při pH 4,5.

2.3. ABTSPlus9-Scavenging a DPPH・-Uklízecí testy

Systém ABTS^Plus—scavenging a DPPH—scavenging jsou nyní široce používány pro antioxidační studie čistých sloučenin nebo extraktů. Jak je vidět v Suppl. 1, akteosid a jeho deriváty zvyšovaly v závislosti na koncentraci procenta ABTS plus —scavenging nebo DPPH・-scavenging. Nicméně pokud jde o hodnoty IC50 v tabulce 1, jejich relativní hladiny ABTS plus ^-vychytávání byly nalezeny v pořadí akteosid > forsythosid B > poliumosid > Trolox. Podobné pořadí bylo také možné pozorovat v testu DPPH-scavenging.

2.4. UPLC-E SI—Q-TOF—MS/MS Analýza DPP H Reacproduktů

Reakční produkt DPPH・ s každým ze tří fenylpropanoidových glykosidů byl zkoumán pomocí UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS analýzy. V analýze (Suppl. 2) žádný ze tří fenylpropanoidových glykosidů nevytvářel pík produktu RAF. Pro srovnání bylo zjištěno, že kyselina kávová poskytuje dimerní produkt(m/z359-360, Suppl. 2).

2.5. UV-Vis-spektrální analýza Fe^{2 plus}- Chelatační produkty

Protože UV-vis-spektra mohou charakterizovat kovové komplexy, studie tedy použila UV-vis-spektra k analýze možného Fe^{2 plus}-chelatační reakce se třemi fenylpropanoidovými glykosidy. Jak je znázorněno na obrázku 2,každý z nich by mohl produkovat batochromický posun (335 nm až 364 nm) v UV spektrech. Mezitím by každý z nich mohl poskytnout dva slabé vrcholy vis-spekter ve viditelném spektru (480 nm a 719 nm)a vedou ke světle zelenému vzhledu. Maximální intenzita však byla v sestupném pořadí poliumosid > forsythosid B > akteosid.

akteosidvcistancheumětzlepšit paměť

2.6. Pyrogalolový autooxidační test pro superoxidový anion (•O2~) Čištění

Autooxidační test pyrogallolu byl vylepšen naší laboratoří v roce 2012 [17]. Byl použit k odhadu ・O2--potenciálu zachycování v této studii. Jak je vidět v Suppl. 1, všechny akteosidy a jeho deriváty by mohly v závislosti na dávce zvýšit --procenta vychytávání. Relativní bioaktivita se však snížila v pořadí poliumosid > forsythosid B > akteosid, podle hodnot IC50 v tabulce 1.

cistanchedeserticolaakteosidvýhod

2.7. Cytoprotektivní účinek na oxidativně stresované bmMSC (MTT test)

Pro posouzení cytoprotektivních účinků akteosidu a jeho derivátů jsme provedli test MTT. V testu byly bmMSC poškozeny oxidačním činidlem H₂O₂byly poškozené bmMSC poté ošetřeny akteosidem a jeho deriváty. A_{490 nm}hodnoty byly použity k posouzení relativních cytoprotektivních účinků. Jak je vidět v tabulce 2, každý akteosid a jeho deriváty v závislosti na dávce zvýšily A_{490 nm}hodnoty. Při stejné koncentraci však poliumosid poskytoval nejvyšší hodnoty A490nm.