ČÁSTⅡ: Nové ochranné účinky extraktu Cistanche Tubulosa proti degenerativní retinopatii indukované modrým světlem s nízkou svítivostí
Mar 04, 2022
Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com
Man-Ru Wu Cheng-Hui Lin Jau-Der Hob George Hsiao, Yu-Wen Cheng
Abstraktní
Pozadí/cíle:Fototoxicita indukovaná modrým světlem emitujícím diodové světlo (BLL) hraje důležitou roli u očních onemocnění a způsobuje retinální degeneraci a apoptózu v lidských retinálních pigmentových epiteliálních (RPE) buňkách. Extrakt z Cistanche tubulosa (CTE) je tradiční čínská medicína s mnoha prospěšnými ochrannými vlastnostmi; jen málo studií však zkoumalo oční ochranné role CTE. V této studii jsme zkoumali mechanismy, které jsou základem účinků CTE na apoptózu indukovanou BLL in vitro a in vivo. Metody: Buňky RPE byly aplikovány v současné studii in vitro a životaschopnost buněk byla stanovena pomocí 3-(4,5-dimethylthiazol- 2-yl)-2,{{8} }test difenyltetrazoliumbromidu. Exprese proteinu související s apoptózou byla stanovena analýzou western blot a imunofluorescenčním barvením. Ke zkoumání expozice komerčně dostupnému BLL in vivo byly použity hnědé norské krysy. Ke zkoumání morfologické deformace sítnice bylo použito barvení hematoxylinem a eosinem, značení terminální deoxynukleotidyltransferázy dUTP (TUNEL) a testy western blot. Výsledky: CTE významně inhibovalo poškození RPE indukované peroxidem vodíku, terc-butylhydroperoxidem, azidem sodným a BLL. CTE dále snížila expresi apoptotických markerů, jako je štěpená kaspáza-3 a barvení TUNEL po expozici BLL inaktivací apoptotických drah, jak je ukázáno prostřednictvím imunofluorescenčního barvení. Kromě toho CTE inhiboval BLL-indukovanou fosforylaci c-Jun N-terminální kinázy, extra signálních kináz 1/2 a p38 v RPE buňkách. In vivo orální podávání CTE zachránilo 60-denní periodické snížení tloušťky sítnice vyvolané expozicí BLL a snížilo počet TUNEL-pozitivních buněk v modelu hnědého norského potkana. Závěr: CTE je potenciální profylaktikum proti fototoxicitě indukované BLL.
Léčba fototoxicity vyvolané modrým světlem emitujícím diodovým světlem (BLL):extrakt z cistanche tubulosa(CTE)
Diskuse
Degenerace sítnice je genetické a multifaktoriální oční onemocnění, které způsobuje slepotu. AMD je nejčastější příčinou slepoty u starších osob ve vyspělých zemích a představuje multifaktoriální retinopatii [23]. Zlepšení technologií, jako jsou ta pozorovaná u digitálních zařízení, vedla ke zvýšení množství času, který lidé tráví používáním svých mobilních telefonů, což vedlo k rozvoji závislosti na chytrých telefonech a dokonce i závislosti. Rostoucí míra distribuce těchto „all-in-one“ digitálních zařízení po celém světě dramaticky ovlivňuje naše duševní a fyzické zdraví od roku 2010. Klinická případová studie uvádí, že k degeneraci sítnice došlo, když bylo simulováno dlouhodobé používání smartphonu [24]. Expozice nadměrné BL zvyšuje spotřebu kyslíku a tvorbu ROS, což způsobuje akumulaci velkého množství toxických retinoidních aduktů a poškození sítnice [25]. Klinické studie ukázaly, že každodenní suplementace antioxidačním koktejlem zpomaluje progresi atrofie buněk sítnice [26]. Výsledkem je, že objev terapeutických přírodních sloučenin pro použití jako antioxidační doplňky může být extrémně prospěšný pro prevenci degenerace sítnice vyvolané oxidativním stresem.
Existuje jen málo údajů o úloze CTE v retinopatii indukované oxidačním stresem. V této studii jsme zkoumali farmakologické účinky CTE na dlouhodobou degeneraci sítnice vyvolanou expozicí BLL s nízkou intenzitou, stejně jako poškození buněk a apoptózu v důsledku expozice různým oxidantům, jako je H2O2, t-BHP a NaN3. Zjistili jsme, že ošetření buněk RPE, které byly vystaveny různým oxidantům, pomocí CTE (50 a 100 ug/ml) významně zvýšilo životaschopnost (obr. 1B až 1D), což naznačuje, že CTE je silný antioxidant.
Současné studie ukázaly, že mezi fenylethanoidovými glykosidy jsou echinakosid, akteosid a isoakteosid nejaktivnějšími sloučeninami v CTE, který se používá v tradiční čínské medicíně a byl hlášen jako neuroprotektivní, antibakteriální, antioxidační, antiapoptotický a antialergické účinky [27, 28]. Echinakosid je potenciálně silná ochranná sloučenina; studie ukázaly, že echinakosid významně snižuje 6-hydroxydopaminem indukovanou produkci ROS a zmírňuje apoptózu související s mitochondriemi inhibicí interleukinu (IL)-1 a IL-6 v buňkách PC-12 [ 29]. Kromě echinakosidu je akteosid členem rodiny hexóz a je další hlavní složkou nacházející se ve stoncích C. tubulosa. Studie ukázaly, že akteosid inhibuje MPP plus indukovanou neuronovou smrt a chrání neuronální buňky SH-SY5Y proti -amyloidu [30]. S akteosidem je spojeno mnoho terapeutických vlastností, včetně antialergických, antineurotoxických, protizánětlivých, antiapoptózových a antiproliferativních vlastností [31-33]. Isoakteosid, izoforma akteosidu, inhibuje IL-1 -indukovanou expresi intercelulární adhezní molekuly-1 a vaskulární buněčné adhezní molekuly-1 v endoteliálních buňkách lidské pupečníkové žíly, což poskytuje důkaz o snížení ROS [34 ].
Účinkyakteosid z cistanche tubulosa: antialergický, antineurotoxický, protizánětlivý, antiapoptózový a antiradiační
V této studii byla pozorována významná ztráta životaschopnosti buněk, stejně jako zvýšení poměru Bax/Bcl-2 a hladin proteinů FasL a FADD po expozici BLL. Současná léčba s CTE však významně zeslabila BLL-indukovanou aktivaci vnitřních signálních drah Bax/Bcl-2 a vnějších Fas/FasL (obr. 3). Ačkoli léčba BL poskytla četné TUNEL-pozitivní RPE buňky, podávání CTE významně snížilo počet apoptotických buněk a poskytlo ochranné účinky (obr. 4). Kuang a kol. dále potvrdili, že CTE snižuje expresi proteinu Bax a zvyšuje expresi proteinu Bcl{7}} v buňkách H2O2-poškozených PC{10}} [35]. Kromě toho má CTE neuroprotektivní účinky proti zvýšení aktivity kaspázy-3 v buňkách SH-SY5Y indukovaném faktorem nekrotizujícím nádory alfa, což prokazuje antiapoptotické účinky CTE [27]. Bylo popsáno, že fototoxicita vyvolaná BLL koreluje se zvýšeným oxidačním stresem v buňkách RPE prostřednictvím inaktivace nukleárního faktoru-kappa B, p38 MAP a ERK [36]. Zjistili jsme, že CTE snižuje fosforylaci JNK a p38 během expozice BLL, což poskytuje důkaz pro CTE zprostředkované buněčné ochranné účinky proti BLL.
Dříve jsme zjistili, že dlouhodobá expozice BLL s nízkou intenzitou indukuje retinopatii v modelu potkanů [19]; jako pokračování této studie jsme orálně podávali CTE krysám BN. BL-indukovaná retinální degenerace a poškození byly studovány na jiných modelech [37, 38]. Nadměrné vystavení světlu snižuje tloušťku ONL v důsledku stresové reakce [39, 40]. Na modelu potkanů Sprague-Dawley se produkce volných radikálů zvýšila a tloušťka ONL se snížila po expozici 750 lux BLL, což prokazuje fototoxicitu BLL [41]. V této studii jsme zjistili, že perorální podávání CTE zabránilo účinkům dlouhodobé periodické expozice BLL jak na periferní, tak na centrální sítnici BN potkanů (obr. 8). Tyto výsledky naznačují, že CTE chrání sítnici před periodickou dlouhodobou degenerací sítnice vyvolanou expozicí BLL s nízkou svítivostí. Kromě toho klinická studie fáze III na University of Wisconsin zkoumala účinky a bezpečnost terapie CTE na trvání a závažnost onemocnění (identifikátor ClinicalTrials.gov: NCT00065715, University of Wisconsin-Madison Department of Family Medicine Madison, Wisconsin, United státy, 2014).
Závěr
Výše uvedené informace naznačují, že CTE je silná ochranná sloučenina proti oxidativnímu stresu. Dále, pokud je nám známo, toto je první studie zkoumající účinky CTE v buňkách sítnice. Tato studie poskytuje další informace týkající se účinků a potenciálního použití CTE u pacientů s retinopatií.
cistanche tubulosa
Reference
1Wong WL, Su X, Li X, Cheung CM, Klein R, Cheng CY, Wong TY: Globální prevalence věkem podmíněné makulární degenerace a projekce zátěže onemocněním pro roky 2020 a 2040: systematický přehled a metaanalýza. Lancet Glob Health 2014;2:e106-e116.
2Kauppinen A, Paterno JJ, Blasiak J, Salminen A, Kaarniranta K: Zánět a jeho role ve věkem podmíněné makulární degeneraci. Cell Mol Life Sci 2016;73:1765-1786.
3Ding X, Patel M, Chan CC: Molekulární patologie věkem podmíněné makulární degenerace. Prog Retin Eye Res 2009;28:1-18.
4Wielgus AR, Collier RJ, Martin E, Lih FB, Tomer KB, Chignell CF, Roberts JE: Modrým světlem indukovaná oxidace A2E v očích potkana--experimentální zvířecí model suché AMD. Photochem Photobiol Sci 2010; 9:1505-1512.
5Chiras D, Kitsos G, Petersen MB, Skalidakis I, Kroupis C: Oxidační stres u syndromu suché makulární degenerace a exfoliace související s věkem. Crit Rev Clin Lab Sci 2015;52:12-27.
6Kernt M, Neubauer AS, Liegl R, Eibl KH, Alge CS, Lackerbauer CA, Ulbig MW, Kampik A: Cytoprotektivní účinky nitrooční čočky filtrující modré světlo na lidský pigmentový epitel sítnice snížením fototoxických účinků na vaskulární endoteliální růstový faktor alfa , Bax a Bcl-2 výraz. J Cataract Refract Surg 2009;35:354-362.
7Roehlecke C, Schumann U, Ader M, Brunssen C, Brake S, Morawietz H, Funk RH: Stresová reakce ve vnějších segmentech fotoreceptorů po ozáření modrým světlem. PLoS One 2013;8:e71570.
8Huang C1, Zhang P, Wang W, Xu Y, Wang M, Chen X, Dong X: Dlouhodobá expozice modrému světlu indukuje smrt buněk RGC-5 in vitro: zapojení apoptózy závislé na mitochondriích, oxidativní stres a Signální dráhy MAPK. Apoptóza 2014;19:922-932.
9Liverence BM, Scholl BJ: Stálost objektů zlepšuje prostorovou navigaci: Případová studie ve vědě o vidění smartphonů. Psychol Sci 2015;26:955-963.
10Klettner A: Oxidativním stresem indukovaná buněčná signalizace v RPE buňkách. Front Biosci (Schol Ed) 2012; 4:392-411.
11Wang L, Chen Y, Sternberg P, Cai J: Základní role PI3 kinázy/Akt dráhy při regulaci Nrf2- závislých antioxidačních funkcí v RPE. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008;49:1671-1678.
12Godley BF, Shamsi FA, Liang FQ, Jarrett SG, Davies S, Boulton M: Modré světlo indukuje poškození mitochondriální DNA a produkci volných radikálů v epiteliálních buňkách. J Biol Chem 2005;280:21061-21066.
13Guo Q, Zhou Y, Wang CJ, Huang YM, Lee YT, Su MH, Lu J: Otevřená, placebem nekontrolovaná studie na glykosidových kapslích Cistanche tubulosa (Memoregain(®)) pro léčbu středně těžké Alzheimerovy choroby. Am J Alzheimers Dis Other Demen 2013;28:363-370.
14You SP, Ma L, Zhao J, Zhang SL, Liu T: Fenylethanolové glykosidy z Cistanche tubulosa Potlačují aktivaci jaterních hvězdicových buněk a blokují vedení signálních drah v TGF-beta1/smad jako potenciální činidla proti jaterní fibróze. Molekuly 2016;21:102.
15Zhao Q, Yang X, Cai D, Ye L, Hou Y, Zhang L, Cheng J, Shen Y, Wang K, Bai Y: Echinacoside chrání před MPP(plus)-indukovanou neuronální apoptózou prostřednictvím regulace dráhy ROS/ATF3/CHOP. Neurosci Bull 2016;32:349-362.
16Zhao Q, Gao J, Li W, Cai D: Neurotrofické a neurozáchranné účinky echinakosidu u subakutního MPTP myšího modelu Parkinsonovy choroby. Brain Res 2010;1346:224-236.
17Chakravarthy U, Williams M; AMD Guidelines Group: The Royal College of Ophthalmologists Guidelines on AMD: Executive Summary. Eye (Lond) 2013;27:1429-1431.
18Haller JA: Současné režimy dávkování antivaskulárního endoteliálního růstového faktoru: výhody a zátěž. Oftalmologie 2013;120:S3-S7.
19Lin CH, Wu MR, Li CH, Cheng HW, Huang SH, Tsai CH, Lin FL, Ho JD, Kang JJ, Hsiao G, Cheng YW: Nejdůležitější editor: Pravidelné vystavování smartphonu napodobující modré světlo s nízkou svítivostí způsobuje poškození sítnice Prostřednictvím Bcl-2/BAX-Dependent Apoptosis. Toxicol Sci 2017;157:196-210.
20Du L, Chen J, Xing YQ: Eupatilin zabraňuje H2O2-indukovanému oxidačnímu stresu a apoptóze v lidských retinálních pigmentových epiteliálních buňkách. Biomed Pharmacother 2017;85:136-140.
21Roduit R, Schorderet DF: MAP kinázové dráhy v UV-indukované apoptóze retinálního pigmentového epitelu ARPE19 buněk. Apoptóza 2008;13:343-353.
22Chan CM, Huang JH, Lin HH, Chiang HS, Chen BH, Hong JY, Hung CF: Ochranné účinky (-)-epigalokatechin galátu na poškození vyvolané UVA v buňkách ARPE19. Mol Vis 2008;14:2528-2534.
23Fletcher AE: Volné radikály, antioxidanty a oční onemocnění: důkazy z epidemiologických studií o kataraktě a věkem podmíněné makulární degeneraci. Ophthalmic Res 2010;44:191-198.
24Alim-Marvasti A, Bi W, Mahroo OA, Barbur JL, Plant GT: Přechodný smartphone "Slepota". N Engl J Med 2016;374:2502-2504.
25Moon J, Yun J, Yoon YD, Park SI, Seo YJ, Park WS, Chu HY, Park KH, Lee MY, Lee CW, Oh SJ, Kwak YS, Jang YP, Kang JS: Efekt modrého světla na buňky pigmentového epitelu sítnice zobrazovacími zařízeními. Integr Biol (Camb) 2017; 9:436-443.
26Desmettre T, Lecerf JM, Souied EH: Výživa a věkem podmíněná makulární degenerace. J Fr Ophtalmol 2004;27:3S38-3S56.
27Deng M, Zhao JY, Tu PF, Jiang Y, Li ZB, Wang YH: Echinakosid zachraňuje neuronální buňky SHSY5Y před apoptózou indukovanou TNF alfa. Eur J Pharmacol 2004;505:11-18.
28Shiao YJ, Su MH, Lin HC, Wu CR: Echinacosid zmírňuje poruchy paměti a cholinergní deficit vyvolané amyloid-beta peptidy prostřednictvím inhibice ukládání amyloidu a toxikologie. Food Funct 2017;8:2283-2294.
29Wang YH, Xuan ZH, Tian S, Du GH: Echinakosid chrání před 6-mitochondriální dysfunkcí indukovanou hydroxydopaminem a zánětlivými reakcemi v buňkách PC12 prostřednictvím snížení produkce ROS. Evid Based Complement Alternat Med 2015;2015:189-239.
30Wang H, Xu Y, Yan J, Zhao X, Sun X, Zhang Y, Guo J, Zhu C: Akteosid chrání buňky lidského neuroblastomu SH-SY5Y před poškozením buněk vyvolaným beta-amyloidem. Brain Res 2009;1283:139-147.
31Wang HQ, Xu YX, Zhu CQ: Upregulace hemové oxygenázy-1 akteosidem prostřednictvím ERK a PI3 K/Akt dráhy poskytují neuroprotekci proti neurotoxicitě vyvolané beta-amyloidem. Neurotox Res 2012;21:368- 378.
32Xiong L, Mao S, Lu B, Yang J, Zhou F, Hu Y, Jiang Y, Shen C, Zhao Y: Extrakt z květů Osmanthus fragrans a akteosidy chrání před stárnutím vyvolaným d-galaktózou v modelu myši ICR. J Med Food 2016;19:54-61.
33Villari C, Herms DA, Whitehill JG, Cipollini D, Bonello P: Pokrok a mezery v chápání mechanismů rezistence jasanů vůči zavíječi smaragdovému, modelu pro dřevokazný hmyz, který zabíjí krytosemenné rostliny. Nový fytol 2016;209:63-79.
34Chen CH, Song TY, Liang YC, Hu ML: Akteosid a 6-O-acetylakteosid downregulují buněčné adhezní molekuly indukované IL-1beta prostřednictvím inhibice ERK a JNK v lidských vaskulárních endoteliálních buňkách. J Agric Food Chem 2009;57:8852-8859.
35Kuang R, Sun Y, Yuan W, Lei L, Zheng X: Ochranné účinky echinakosidu, jednoho z fenylethanoidových glykosidů, na H2O2-indukovanou cytotoxicitu v buňkách PC12. Planta Med 2009;75:1499-1504.
36Kuse Y, Ogawa K, Tsuruma K, Shimazawa M, Hara H: Poškození buněk odvozených z fotoreceptorů v kultuře vyvolané modrým světlem odvozeným z diody emitující světlo. Sci Rep 2014;4:5223.
37Jaadane I, Boulenguez P, Chahory S, Carré S, Savoldelli M, Jonet L, Behar-Cohen F4, Martinsons C, Torriglia A: Poškození sítnice vyvolané komerčními světelnými diodami (LED). Free Radic Biol Med 2015;84:373- 384.
38Geiger P, Barben M, Grimm C, Samardzija M: Modrým světlem indukované retinální léze, intraretinální vaskulární prosakování a tvorba edému v celočípkové myší sítnici. Cell Death Dis 2015;6:e1985.
39Kitaoka Y, Munemasa Y, Kojima K, Hirano A, Ueno S, Takagi H: Axonální ochrana nadměrnou expresí Nmnat3 se zapojením autofagie do degenerace zrakového nervu. Cell Death Dis 2013;4:e860.
40Giansanti V, Rodriguez GE, Savoldelli M, Gioia R, Forlino A, Mazzini G, Pennati M, Zaffaroni N, Scovassi AI, Torriglia A: Charakterizace stresové reakce v lidských epiteliálních buňkách sítnice. J Cell Mol Med 2013;17:103-115.
41Shang YM, Wang GS, Sliney D, Yang CH, Lee LL: Bílé diody emitující světlo (LED) při úrovních domácího osvětlení a poranění sítnice na modelu potkanů. Environ Health Perspect 2014;122:269-276.
