Část 2: Akteosidy potlačená mikroglie M1 Polarizace prostřednictvím inhibované signální dráhy NF-KB a obnovení funkce mitochondrií zprostředkované AMPK
Mar 06, 2022
Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com
AD (Alzheimerova choroba) je progresivní neuronální a kognitivní dysfunkce s komplexními dysregulovanými mechanismy[17]. Hromadné důkazy prokázaly významnou souvislost mezi zánětem mozku způsobeným mikrogliemi. Zdá se, že hraje kritickou roli v progresi AD(Alzheimerova choroba). Mikroglie jsou makrofágy v mozku[18]. Mohl by být aktivován na klasický zánětlivý fenotyp M1, vyznačující se zvýšenou sekrecí prozánětlivých cytokinů[4]. Nadměrná aktivace M1 by mohla urychlit poškození neuronů a neurodegeneraci, a dokonce zhoršit AD(Alzheimerova choroba) [19]. Je tedy nezbytné hledat nové terapeutické přístupy zaměřené na kontrolu polarizačních bodů mikroglií, které by mohly poskytnout adaptivní výhody.
Naše předchozí práce potvrdila, že ACT(akteosid z cistanche)měl signifikantní účinky na zlepšení schopnosti učení a paměti a ochranu neuronů u potkanů [20]. Důsledně tato studie také prokázala, že ACT může zmírnit AlCl3-indukovanou dyskinezi a poruchu cholinergního systému u zebry. Vzrušeně, ACT(akteosid z cistanche)prezentovali pozoruhodné protizánětlivé aktivity v LPS-indukovaných BV -2 buňkách. Transkriptomický profil potvrdil signifikantní změny v buňkách indukovaných LPS ve srovnání s kontrolními buňkami, stejně jako v buňkách ošetřených ACT ve srovnání s buňkami indukovanými LPS.
AKT(akteosid z cistanche) potlačila polarizaci M1 inhibicí dráhy NK-KB. Kromě dráhy NF-KB RNA-seq také objevila, že ACT(akteosid z cistanche)léčba by mohla ovlivnit biosyntézu argininu i biosyntézu pantotenátu a CoA. Je zajímavé, že tyto dvě metabolické dráhy byly dále potvrzeny analýzou HPLC-Q-TOF-MS. Je široce uváděno, že iNOS by mohl metabolizovat Arg na NO a citrulin, zatímco Arg-1 by mohl hydrolyzovat Arg na ornitin a močovinu, což souvisí s opravou neuronů[21]. Stimulace LPS vedla k upregulaci iNOS (obr. 3a) a downregulaci Arg-1 (obr. 3b), což vedlo ke zvýšení hladiny NO (obr. 2f). Data odhalila, že ACT(akteosid z cistanche)zmírnil zvýšenou hladinu NO prostřednictvím biosyntézy argininu.
Kyselina pantotenová (PA) je primárním substrátem pro pantothenátkinázu[22] jako metabolit omezující rychlost v biosyntéze CoA. PA je obligátním prekurzorem acetyl-CoA, který je zvláště důležitý pro cholinergní neurony[23] a účastní se cyklu trikarboxylových kyselin (cyklus TCA)[24]. Nedávná studie ukázala, že zvýšená koncentrace CoA by vedla ke změně morfologie mitochondrií a nižšímu obsahu ATP[22]. LPS-indukované BV-2 buňky vykazovaly pokles počtu mitochondrií a změnu tvaru mitochondrií. Po indukci LPS se produkce ROS v buňkách BV-2 zvýšila. Potom přetížené ROS způsobily napadení membránových fosfolipidů volnými radikály[25]. To vedlo ke ztrátě MMP, následně k mitochondriální dysfunkci a depleci ATP. Bylo vynikající, že ACT(akteosid z cistanche)léčba zmírnila pokles obsahu MMP a ATP. Tyto údaje naznačovaly, že ACT(akteosid z cistanche)indukovala mitochondriální dysfunkci regulací biosyntézy pantotenátu a CoA.
Bylo široce publikováno, že polarizace mikroglií je úzce spojena s buněčným metabolismem [14]. Zejména jako metabolický uzel hrají mitochondrie pozoruhodnou roli v regulaci buněčného metabolismu. Nedávno byly mitochondrie umístěny jako klíčový determinantní bod v polarizaci mikroglií[26]. Pro lepší pochopení mechanismu ACT(akteosid z cistanche), posuzovali jsme funkční osu mitochondrií analýzou western blot. Ukázalo se, že ACT(akteosid z cistanche)indukovanou mitochondriální dysfunkci aktivací osy AMPK/PGC- 1/UCP-2.
PGC-1 a UCP-2 oba souvisí s mitochondriální biogenezí[27, 28] a lze je považovat za hlavní regulátor ROS[29]. Zprávy naznačují, že mitochondriální biogeneze zprostředkovaná PGC a snížení ROS závisí na indukci UCP-2[27–29]. Kvůli přetížení ROS byla exprese PGC-1 a UCP-2 v buňkách BV-2 indukovaných LPS snížena. Navrhlo to ACT(akteosid z cistanche)mohl eliminovat nadměrné ROS prostřednictvím PGC-1 a UCP-2, a tím obnovit mitochondriální funkci. Podle literatury by změna PGC-1 v BV-2 buňkách mohla přispět k regulaci polarizace. Je zajímavé, že předchozí zpráva zjistila, že zvýšená exprese PGC-1 inhibovala aktivitu NF-κB v LPS-indukovaných BV-2 buňkách[30]. V naší studii to kvalifikovalo vztah mezi PGC-1 a NF-κB.
Exprese PGC-1 je ovlivněna proteiny upstream dráhy, jako je AMPK. AMPK je klíčový protein pro udržení buněčné homeostázy[31], který hraje různé role při podpoře M2 polarizace mikroglií[32]. Moduluje metabolické dráhy v buňkách[33]. Zjistili jsme, že ACT(akteosid z cistanche)podporoval aktivaci AMPK. Současně aplikace sloučeniny C (inhibitor AMPK) blokovala účinek ACT na zmírnění LPS-indukovaného nadbytku NO. Proto ACT také potlačil LPS-stimulovanou M1 polarizaci prostřednictvím AMPK signální dráhy.
Je to poprvé, kdy lze hlásit mechanismus ACT(akteosid z cistanche)na regulaci polarizace mikroglií (obr. 10). Údaje podpořily, že ACT by mohl být vyvinut jako terapeutický prostředek pro neurodegenerativní onemocnění spojené s neuroinflamací, jako je AD(Alzheimerova choroba) . Zejména jsme spojili polarizaci mikroglií s buněčným metabolismem, což vysvětluje účinek ACT(akteosid z cistanche)prostřednictvím změny funkce mitochondrií. Identifikace této metabolické osy, její zacílení jako jedinečné entity, by mohlo umožnit mnohem lepší terapeutické přístupy proti polarizaci mikroglií M1, zejména u AD.(Alzheimerova choroba) .
