Echinacoside verbetert diabetische leverbeschadiging
Mar 28, 2022
Contact:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Luo Yang, Xiang Zhang, Min Liao, Yarong Hao *
ABSTRACT
Doelstellingen:Echinacoside (ECH) is een natuurlijke verbinding die wordt gewonnen uit de stengel van de Cistanche deserticola-plant en heeft significante biologische eigenschappen, waaronder antioxiderende, ontstekingsremmende, neuroprotectieve, antitumorale, hepatoprotectieve en immunomodulerende eigenschappen. In deze studie wilden we de beschermende effecten en mechanismen van ECH op diabetische leverbeschadiging bij DB / DB-muizen onderzoeken.
Belangrijkste methoden:In totaal werden 6-week-oude DB/DB-muizen (n=20) willekeurig toegewezen aan 2 groepen: diabetische modelgroep (DB/DB-groep, intragastrische toediening van normale zoutoplossing, n=10 ) en ECH-behandelde groep (DB/DB plus ECH-groep, n=10). Bovendien bestond de normale controlegroep uit 6-weken oude db/m-muizen (db/m-groep, intragastrische toediening van normale zoutoplossing, n=10). ECH werd gedurende 10 weken eenmaal per dag toegediend. Gewicht en nuchtere bloedglucose (FBG) werd tweewekelijks gemeten. HE-kleuring en Oil O-kleuring werden gebruikt om respectievelijk pathologische veranderingen in leverweefsel en lipidenaccumulatie te evalueren. Immunofluorescentiekleuring, Western-blot en RT-PCR-analyse werden gebruikt om de expressie van componenten van de AMPK/SIRT1-signaleringsas te detecteren.
Belangrijkste bevindingen:De resultaten toonden aan dat de toediening van echinacoside gedurende 10 weken de leverbeschadiging en insulineresistentie bij DB/DB-muizen significant zou kunnen verbeteren (p < 0.01).="" ook="" hielp="" behandeling="" met="" echinacoside="" om="" de="" bloedlipiden="" en="" bloedglucose="" te="" verlagen="" (p="">< 0,01).="" bovendien="" activeerde="" ech="" ampk/sirt1-signalering,="" opgereguleerde="" peroxisoom-proliferator-geactiveerde="" receptor="" gamma-co-activator="" 1="" alfa="" (pgc-1="" ),="" proliferator-geactiveerde="" receptor-="" (ppar),="" carnitinepalmitoyltransferase-1a="" (cpt1a)="" in="" db/db-muizen="" (p=""><>
Betekenis:Het effect van ECH kan worden opgewekt door de activering van de AMPK/SIRT1-route in de lever en de stroomafwaartse factoren ervan om adipositas, insulineresistentie en dyslipidemie te verbeteren.
cistanche redditverbetertadipositas, insulineresistentie en dyslipidemie.
1. Inleiding
Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is een chronische stofwisselingsziekte en een ernstige bedreiging voor de lichamelijke en geestelijke gezondheid van de mens. Het kan schade aan meerdere organen veroorzaken, waaronder leverbeschadiging. Niet-alcoholische leververvetting (NAFLD) is de meest voorkomende leverbeschadiging [1,2]. Overmatige ophoping van lipiden in hepatocyten verstoort het metabolische proces en veroorzaakt ontstekingen, leverfibrose en zelfs leverkanker [3,4]. De pathogenese van de ziekte blijft onduidelijk. Hoewel er een hoge prevalentie is van klinisch significante levercomplicaties bij patiënten met T2DM, worden ze vaak over het hoofd gezien in de behandelsetting. De momenteel gebruikte middelen voor de behandeling van diabetes omvatten metformine, sulfonylureumderivaten, thiazolidinedion (TZD's) en dipeptidylpeptidase-4 (DPP-4)-remmers. De meeste van deze middelen veroorzaken echter leverdisfunctie en worden niet aanbevolen bij patiënten met leverinsufficiëntie, wat de noodzaak inhoudt om middelen met therapeutische efficiëntie en een laag bijwerkingenprofiel te onderzoeken. Studies hebben antioxiderende, ontstekingsremmende, antitumorale, hepatoprotectieve en immunomodulerende eigenschappen aangetoond van echinacoside (ECH), het hoofdbestanddeel van Cistanche deserticola [5]. Bovendien is de AMP-geactiveerde proteïnekinase (AMPK) -route erkend als de belangrijkste omschakeling van het cellulaire energiemetabolisme geassocieerd met lipideregulatie in de lever en een therapeutisch doelwit voor NAFLD. AMPK verbetert de activiteit van het regulerende eiwit -1(SIRT1) van zoogdieren door de cellulaire NAD plus-niveaus te verhogen, wat resulteert in de deacetylering en modulatie van de activiteit van stroomafwaartse SIRT1-doelen, waaronder de peroxisoom-proliferator-geactiveerde receptor-coactivator 1 (PGC{ {20}} ) [6]. Vanwege de vele positieve functies bij zowel alcoholische leververvetting (AFLD) als NAFLD, is SIRT1 uitgebreid onderzocht in de SIRT-familie. Het eiwit is een belangrijke regulator van het lipide- en glucosemetabolisme en kan de insulinegevoeligheid van de lever en andere weefsels verbeteren en hepatische steatose verminderen [7]. PPAR- behoort tot de PPAR's, een onderfamilie van nucleaire hormoonreceptoren, PPAR- verbetert het lipidenmetabolisme door mitochondriale en peroxidase-vetzuur-bèta-oxidatie, gemedieerd door CPT1A. Db/DB-muizen zijn spontane obese muizen met diabetes type 2. Naarmate deze muizen ouder worden, kan er een geleidelijke manifestatie zijn van diabetische aandoeningen zoals boulimia, obesitas, duidelijke hyperglykemie, hyperlipidemie en insulineresistentie [8]. De pathogenese is vergelijkbaar met die waargenomen bij patiënten met T2DM. Deze studie veronderstelde het therapeutische effect van ECH op T2DM-geïnduceerde leverbeschadiging en bemiddeling van dit effect door het activeren van de AMPK/SIRT1-route en zijn stroomafwaartse effectoren. De DB/DB-muizen werden gebruikt als het T2DM-leverbeschadigingsmodel en ECH werd intragastrisch toegediend.
2. materialen en methoden
2.1. proefdieren
De lever van type 2 diabetische DB/DB-muizen werd beschouwd als het model voor spontane T2DM-leverbeschadiging, db/m-muizen werden gebruikt als de controlegroep en diabetische db/db-muizen werden gebruikt als de modelgroep en de met ECH behandelde groep (mannelijke , 6 weken oud, SPF-klasse) met 10 muizen in elke groep. Alle muizen werden gekocht van de Nanjing University (Nanjing Institute of Biomedicine, China; Certificaat nr. voor dierlijke productie: SCKK (zo) 2015-0001). De dieren (n=5 per kooi) werden gehuisvest in de Central Laboratory Animal Room van Renmin Hospital van Wuhan University (SPF) onder standaardomstandigheden van temperatuur (22 ◦C ± 2 ◦C), relatieve vochtigheid (60 procent) , en licht/donker (12 h/12 h) cyclus, met ad libitum toegang tot drinkwater en voer gedurende de experimentele periode van 10 weken. De experimenten werden uitgevoerd volgens de experimentele dierethiekrichtlijnen aanbevolen door het Renmin Hospital van de Wuhan University.
2.2. Belangrijkste instrumenten en reagentia
OneTouch Ultra-bloedglucosemeter en bloedglucoseteststrips (LifeScan Inc., Johnson & Johnson); konijn anti-humaan monoklonaal antilichaam SIRT-1 (#9475; CST Company of the United States); AMPK (Ab80039), p-AMPK (Ab23875), PGC-1 (Ab54481), PPAR- (Ab8934) en GAPDH (Ab37168; allemaal van Abcam Company); CPT1A (15184-1-AP; Wuhan Sanying Biotechnology Co., Ltd); BCA-eiwitconcentratiedetectiekit (Biyuntian Biotechnology Co., Ltd.); SDS-PAGE gel voorbereidingskit (Google Biotechnology Co., Ltd.); en RT-PCR reverse transcriptiekit (Takara, Japan) werden voor de experimenten gebruikt.
2.3. Groepering en toediening van dieren
Voordat het experiment werd gestart, werden {{0}}muizen van een week oud gedurende 1 week in quarantaine geplaatst en gedurende 1 week adaptief gevoed. Db/DB-muizen werden willekeurig genummerd en toegewezen aan ofwel de diabetische modelgroep (db/db-groep, n=10) of de met echinacoside behandelde groep (db/db plus ECH-groep, n =10), en 10 db/m muizen werden toegewezen aan de normale controlegroep (DB/m groep, n=10). Op een leeftijd van 8 weken kregen de normale controle- en diabetische modelgroepmuizen intragastrisch normale zoutoplossing (0,05 ml/10 g) toegediend en aan de met ECH behandelde groep muizen werd intragastrisch 300 mg/kg/d ECH toegediend. Gedurende deze periode kregen de muizen gedurende 10 weken ad libitum toegang tot voedsel en water.
2.4. Algemene toestand en nuchtere bloedglucose
Gezondheidsomstandigheden, inname van voedsel en drinkwater en glans van de vacht werden waargenomen tijdens het experiment. Vanaf de eerste week van het experiment werd het lichaamsgewicht van muizen elke 2 weken gemeten. Bloedmonsters om te testen op nuchtere bloedglucose werden verkregen uit de staartader. Na de 10-weekse ECH-behandeling werd de orale glucosetolerantietest (OGTT) uitgevoerd. Na een nacht vasten kregen de muizen glucose (2 g/kg lichaamsgewicht) en werden de bloedglucoseconcentraties bepaald vóór (0 min.) en 15, 30, 60 en 120 min. erna. toediening van glucose. Het gebied onder de curve (AUC) werd bepaald met GraphPad Prism 7.0.
2.5. Sample collectie
Na 10 weken interventie werd gedurende 12 uur voedsel maar geen water onthouden, werden de dieren verdoofd om bloedmonsters te verkrijgen van de retro-orbitale plexus. Serum van het verzamelde bloed werd snel gescheiden en bewaard bij − 80 ◦C voor het bepalen van de biochemische index. Na het verkrijgen van bloedmonsters werden muizen gedood en geperfuseerd met normale zoutoplossing. De lever werd ontleed en gewogen. De leverindex (LI) werd berekend met behulp van de volgende formule: LI=[levergewicht (g)/lichaamsgewicht (g)] × 100 procent. Een deel van het verse leverweefsel werd bewaard voor pathologische analyse en de rest van het leverweefsel werd gedurende 1 uur in vloeibare stikstof geplaatst en vervolgens bewaard bij -80 ◦C voor vervolgeiwitdetectie en kwantitatieve real-time polymerasekettingreactie ( PCR).
cistanche ervaringextract
2.6. Histopathologisch onderzoek van de lever
Het verse leverweefsel werd snel gescheiden en een sectie werd gedurende 24 uur gefixeerd in 4% paraformaldehyde, gevolgd door dehydrateren en inbedden in paraffine. De coupes werden van was ontdaan met xyleen en opnieuw gehydrateerd door gradiënt-ethanol in water. De kern en het cytoplasma werden gekleurd met hematoxyline en eosine (HE) en na dehydratatie afgesloten met neutrale gom. Een ander deel van het weefsel gebruikte ingesloten plakjes met optimale snijtemperatuur (OTC) voor Oil Red-O-kleuring.
2.7. Detectie van biochemische indexen van serum- en leverweefsel
Serummonsters werden naar de laboratoriumafdeling van het Renmin-ziekenhuis van de universiteit van Wuhan gestuurd voor geautomatiseerde biochemische analyse. De bloedlipidenindexen omvatten triglyceride (TG), totaal cholesterol (TC), lipoproteïne-cholesterol met hoge dichtheid (HDL-C), lipoproteïne-cholesterol met lage dichtheid (LDL-C). Leverfunctie-indexen omvatten glutaminepyruvaattransaminase (ALT) en glutaminezuur-oxaalazijnzuurtransaminase (AST). Nuchtere insulineniveaus (FINS) werden bepaald met behulp van de ELISA-kit (Meimian Biological Inc. China). Een standaardcurve werd geconstrueerd op basis van de concentratie en optische dichtheid (OD) van het standaardmonster; de monsterconcentratie werd vervolgens berekend uit de standaardcurve. Ten slotte werden de insulinegevoeligheidsindex (ISI) en insulineresistentie-index (HOMA-IR) als volgt berekend: ISI=1/(FPG × FINS); HOMA-IR=FPG × FINS/22.5.
2.8. AMPK-, p-AMPK-, SIRT-1-, PGC-1-, PPAR- en CPT1A-expressies in het leverweefsel werden gedetecteerd met behulp van western blot
Het bevroren leverweefsel werd in secties gesneden. Voor totale eiwitextractie werd 1 ml RIPA-lysaat toegevoegd aan een sectie van 50 g en onderworpen aan centrifugatie bij 13 000 rpm bij 4 ◦C gedurende 5 minuten, gevolgd door een verzameling van het supernatant. De eiwitconcentratie werd bepaald met behulp van de BCA-eiwitconcentratiebepalingskit. Van elke groep werd ongeveer 40 ug eiwit bemonsterd en overgebracht naar het polyvinylideenfluoride (PVDF)-membraan. Membranen werden gedurende 1 uur bij kamertemperatuur gelabeld met de aangegeven secundaire antilichamen en ontwikkeld. Grijswaarden van elke eiwitband werden geanalyseerd en GAPDH werd gebruikt als interne referentie voor semi-kwantitatieve analyse.
2.9. p-AMPK- en SIRT1-expressies in het leverweefsel werden gedetecteerd door immunofluorescentiekleuring
Leverweefsels werden gefixeerd in 4 procent paraformaldehyde, ingebed in paraffine en vervolgens in plakjes van 10- m dikke lever gesneden. Voeg gedurende 30 minuten 3 procent BSA toe. Incubeer dia's met primair antilichaam 's nachts bij 4 ◦C. Bedek objectief weefsel met secundair antilichaam, incubeer bij kamertemperatuur gedurende 50 minuten in donkere toestand. Incubeer vervolgens met DAPI-oplossing bij kamertemperatuur gedurende 10 minuten, op een donkere plaats bewaard. Voeg spontane fluorescentie dovende reagens toe om gedurende 5 minuten te incuberen. Microscopiedetectie en het verzamelen van beelden door fluorescentiemicroscopie.
2.10. SIRT-1, PGC-1 , PPAR- en CPT1A mRNA-expressies in het leverweefsel werden gedetecteerd met RT-PCR
Van elke groep werd ongeveer 100 mg van het bij − 80 ◦C opgeslagen leverweefsel gebruikt. Totaal RNA werd geëxtraheerd met behulp van de Trizol-kit; de ultraviolet (UV) absorptiemethode werd gebruikt om de RNA-kwaliteit te bepalen, en dit RNA werd vervolgens omgekeerd getranscribeerd in cDNA. De SYBR groene qPCR werd uitgevoerd op het Bio-Rad CFX96 Touch Real-Time PCR-detectiesysteem (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, VS). De primersequenties van SIRT-1, PGC-1 , PPAR- en CPT1A zijn ontworpen door de Primer Premier5.0-software en gesynthetiseerd door Wuhan Seville Biotechnology Co., Ltd., waarbij het huishoudgen GAPDH dient als interne referentie. De amplificatiecondities waren als volgt: predenaturatie bij 95 C, denaturatie bij 95 C en annealing bij 60 ◦C (30 s), met in totaal 40 cycli. Aan het einde van de reactie werd de specificiteit van PCR-amplificatie bepaald door middel van oploscurve-analyse, werd de Ct-waarde afgelezen en werd de relatieve expressie van doelwitgen-mRNA berekend met de 2-ΔΔCt-methode. Primersequenties worden getoond in Tabel 1.
2.11. statistische methoden
De statistische software SPSS22.0 werd gebruikt voor gegevensverwerking en statistische analyse en GraphPad Prism7.0 voor tekenen. Normaal verdeelde gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± standaarddeviatie (variantie x ± s). Paarsgewijze vergelijking tussen groepen werd uitgevoerd door variantie-analyse met één factor. De significantie van verschillen tussen groepen werd geïdentificeerd met ofwel de Least Significant Differences (LSD)-test (homogeniteit van varianties) of Dunnett's t-test (niet-homogeen) voor meerdere vergelijkingen. Als de gegevens niet overeenkwamen met de normale verdeling, werden het mediaan- en kwartielverschil, evenals de niet-parametrische test (Kruskal-Wallis-test), gebruikt. AP-waarde van<0.05 was="" considered="" statistically="">
cistanche mannelijke voordelenvoornier
3. Resultaten
3.1. ECH verbetert de algemene gezondheidstoestand en LI van db/db-muizen
Gedurende het hele experiment waren de muizen uit de db/m-groep gezond en actief en vertoonden ze een glanzende vacht. De muizen van de db/db-groep vertoonden overmatige water- en voeropname, zwaarlijvigheid, lethargie en hurken, en ruw, donker haar. Vergeleken met de db/db-groep muizen, vertoonden de db/db plus ECH-groep muizen verbeterde omstandigheden in alle onderzoeken. Bovendien was hun lichaamsgewicht en leverindex lager dan die van de diabetische modelgroepmuizen (P < 0.05)="" (tabel="">
Tabel 1 RT fluorescentie kwantitatieve PCR-primers.
Tabel 2 Lichaamsgewicht, natgewicht van de lever en de leverindex bij de muizen van elke groep.
3.2. ECH vermindert nuchtere bloedglucose en insulineresistentie en verhoogt de glucosetolerantie en insulinegevoeligheid bij db/db-muizen
Naarmate het experiment vorderde, nam in vergelijking met de db/m-groep de nuchtere bloedglucose in de db/db-groep significant toe (P< 0.01)="" (fig.="" 1a).="" in="" contrast,="" blood="" glucose="" decreased,="" and="" glucose="" tolerance="" and="" insulin="" sensitivity="" improved="" in="" the="" db/db="" +="" ech="" group="" (p="">< 0.01)="" (fig.="" 1b,="">
3.3. ECH verbetert de structurele stoornis van de lever en verlicht pathologische veranderingen zoals lipidenophoping in db/db-muizen
HE-kleuring onthulde dat de grootte en morfologie van de hepatocyten in de db/m-groep normaal waren en dat de structuren van de hepatische lobben en sinusoïden duidelijk waren. Er was uitgebreide degeneratie van hepatocyten in de db/db-groep, verhoogd hepatocytvolume, variërende nucleaire grootte, focale celnecrose en infiltratie van ontstekingscellen in het portaalgebied. In de db / db plus ECH-groep waren er significant verminderde lipidedruppeltjes en ontstekingscellen, de necrotische celbeschadiging werd verlicht (Fig. 2A). Microscopische analyse van het olierood O-kleurende leverweefsel onthulde een nette opstelling van cellen, zonder lipidedruppeltjes of pathologische veranderingen, in de db/m-groep. In de db/db-groep hadden de cellen een wanordelijke rangschikking en was er een groot aantal vetdeeltjes van verschillende groottes in het cytoplasma. Vergeleken met de db/db-groep was het aantal lipidedruppeltjes in de db/db plus ECH-groep significant lager, wat wijst op het mogelijke beschermende effect van ECH op de lever (Fig. 2B, C).
Fig. 1. ECH verbeterde de glucosetolerantie en verminderde insulineresistentie van db/db-muizen.
3.4. ECH verbetert het lipidenmetabolisme en de leverfunctie bij db/db-muizen
Vergeleken met de db/m-groep waren de bloedlipideniveaus van TC, TG en LDL significant verhoogd en was HDL significant verlaagd in de db/db-groep (P < {{0}}.{{4}="" }1).="" de="" tc-,="" tg-="" en="" ldl-spiegels="" waren="" echter="" verlaagd="" en="" de="" hdl-spiegel="" was="" verhoogd="" in="" de="" db/db="" plus="" ech-groep="" vergeleken="" met="" de="" db/db-groep="" (p=""><0.05, p="">< 0.01)="" (fig.="" 3a).="" vergeleken="" met="" de="" db/m-groep="" waren="" de="" alt-="" en="" ast-spiegels="" significant="" verhoogd="" in="" de="" db/db-groep="" (p="">< 0,05,="" p="">< 0,01).="" de="" ast-="" en="" alt-niveaus="" waren="" significant="" lager="" in="" de="" db/db="" plus="" ech-groep="" dan="" in="" de="" db/db-groep="" (p=""><0,05, p=""><0,01) (fig.="" 3b,="">
Fig. 2. ECH verzwakte structurele stoornis van het leverweefsel en ophoping van lipiden bij muizen met NAFLD.
3.5. Het effect van ECH op de activering van de AMPK / SIRT1-route in verschillende groepen muizen
Volgens de Western Blot-resultaten waren de p-AMPK/AMPK-, SIRT1-, PGC-1-, PPAR- en CPT1A-eiwitniveaus in het leverweefsel, vergeleken met de db/m-groep, significant lager in de db/db-groep ( P < 0.01).="" de="" eiwitniveaus="" waren="" echter="" significant="" hoger="" in="" de="" db/db="" plus="" ech-groep="" dan="" in="" de="" db/db-groep="" (p=""><0,01) (fig.="" 4a,="" b).="" bovendien="" toonde="" immunofluorescentiekleuring="" aan="" dat="" de="" expressie="" van="" p-ampk="" en="" sirt1="" duidelijk="" werd="" gevonden="" in="" het="" leverweefsel="" van="" met="" ech="" behandelde="" muizen="" dan="" in="" de="" db="" db-groep="" (fig.="">
3.6. Effect van echinacoside op de expressie van mRNA van de SIRT1-route in de lever van muizen van verschillende groepen
Volgens de RT-PCR-resultaten daalden de SIRT1-, PGC-1-, PPAR- en CPT1A-niveaus significant in de db/db-groep in vergelijking met de db/m-groep. Deze niveaus namen echter significant toe in de db/db plus ECH-groep in vergelijking met de db/db-groep (Fig. 5).
Fig. 3. De serumgerelateerde indexen in de muizen van elke groep.
4. Discussie
Diabetes is een groot medisch probleem in de wereld en het aantal mensen met diabetes zal naar verwachting toenemen tot ongeveer 592 miljoen in 2035 [9]. De prevalentie van diabetes, voornamelijk T2DM, in China vertoont een significant stijgende trend [10,11]. Er is een complexe relatie tussen T2DM en leverziekte, en NAFLD, gekenmerkt door overmatige vetafzetting in de lever, is de meest voorkomende leverbeschadiging veroorzaakt door T2DM en de meest voorkomende chronische leverziekte in de wereld [12,13]. Klinisch genetisch testonderzoek suggereert dat het gen geassocieerd met T2DM geassocieerd is met verhoogde BMI, hypercholesterolemie en verminderde HDL-C, wat een hoger risico op NAFLD geeft [14]. NAFLD is nauw verwant aan insulineresistentie en dyslipidemie en komt dus veel voor bij patiënten met T2DM en/of obesitas. Hoewel verschillende metabole factoren verband lijken te houden met de ontwikkeling van NAFLD, blijft de pathogenese ervan grotendeels onduidelijk en complex [15]. Cistanche deserticola is een meerjarige parasitaire plant die groeit op de wortels van zandbindende planten. Volgens de Chinese Farmacopee wordt Cistanche deserticola gebruikt als een traditioneel medicijn om nierziekte en onvruchtbaarheid te behandelen [16,17]. In de afgelopen jaren hebben onderzoeken bevestigd dat Cistanche deserticola de verhoging van nuchtere en postprandiale bloedglucosespiegels bij diabetische muizen aanzienlijk kan remmen, de insulineresistentie en dyslipidemie kan verbeteren en gewichtsverlies kan bevorderen [18]. Als hoofdbestanddeel van Cistanche deserticola wordt verwacht dat ECH verder zal bijdragen aan het verbeteren van DM-geassocieerde leverbeschadiging. Onze experimentele resultaten onthulden dat obesitas en diabetes leverbeschadiging bij muizen kunnen veroorzaken, gekenmerkt door significante verhogingen van serum ALT- en AST-niveaus en typische histopathologische veranderingen. ECH verminderde significant de LI en bloedglucose, verlaagde TC-, TG- en LDL-niveaus verhoogde HDL-niveaus en verbeterde insulinegevoeligheid. Histopathologisch onderzoek onthulde verminderde degeneratie van hepatocytsteatose en infiltratie van ontstekingscellen bij met ECH behandelde muizen, wat bevestigt dat het middel leverbeschadiging bij obese, diabetische muizen kan verbeteren.
AMPK is een sterk geconserveerd eiwitkinase dat wijdverbreid in organismen wordt verspreid en wordt een receptor voor het energiemetabolisme genoemd. Het speelt een rol bij het verlichten van oxidatieve stress, ontsteking, proliferatie en apoptose [19]. Activering van het enzym door indirecte activatoren trekt wetenschappelijke aandacht voor de behandeling van diabetes, obesitas, kanker en andere gerelateerde stofwisselingsstoornissen [20,21]. Het kan het lipidenmetabolisme reguleren via verschillende benaderingen, zoals het remmen van de vetzuur- en triglyceridesynthese, het remmen van de cholesterolsynthese en het bevorderen van vetzuuroxidatie en -afbraak [22]. In de lever reguleert AMPK het lipidenmetabolisme door fosforylering.
Wanneer de intracellulaire AMP-tot-ATP-verhouding toeneemt, wordt AMPK geactiveerd, waardoor p-AMPK/AMPK en opregulatie van SIRT1-expressie worden verhoogd door cellulaire NAD plus-niveaus [23,24]. Van SIRT1, een NAD-afhankelijke deacetylase, is onlangs aangetoond dat het gerelateerd is aan NAFLD-pathofysiologie [25]. Het enzym is betrokken bij verschillende cellulaire fysiologische processen, zoals lipide- en glucosehomeostase en insulinegevoeligheid, en is een belangrijke regulator van het metabolisme [26]. Zwaarlijvige patiënten, vooral die met insulineresistentie, diabetes en NAFLD, hebben lagere niveaus van SIRT1 [27,28]. Prijs et al. hebben de rol van SIRT1 bij de preventie van leversteatose onderzocht en ontdekten dat de expressie van SIRT1 verminderd is bij patiënten met NAFLD [29]. Andere studies hebben aangetoond dat hepatocyt-specifieke knock-out van SIRT1 vetzuuroxidatie kan verminderen en steatose en ontsteking in de lever kan veroorzaken, terwijl overexpressie van SIRT1 het lipidenmetabolisme kan verbeteren via de PGC-1-route [30]. SIRT1 reguleert de activiteit van PGC-1 en beide zijn cruciaal voor het handhaven van de cellulaire energiehomeostase. Daarom kunnen SIRT1 en stroomafwaartse factoren PGC-1 het belangrijkste doelwit zijn van leverbeschadiging. PGC-coactivator is een eiwit dat kan binden aan transcriptiefactoren of nucleaire receptoren om de transcriptionele activiteit te verhogen [31]. De meeste transcriptiefactoren hebben co-activatoren nodig, vooral PPAR-, voornamelijk in geoxideerde weefsels zoals de lever, het myocardium en de skeletspier. Het kan gentranscriptie activeren die vetzuurtransport en oxidatie, ketonproductie en gluconeogenese bevordert [32,33]. CPT1A is een belangrijk snelheidsbeperkend enzym bij de oxidatie van vetzuren. De expressie ervan wordt gereguleerd door complexe transcriptiemechanismen, waarbij verschillende transcriptiefactoren en co-activatoren betrokken zijn, waaronder SIRT1, PGC-1 en PPAR [34]. In deze studie ontdekten we dat onder de hoge concentratie van bloedglucose in de db/db-groep, de lipidenaccumulatie in hepatocyten toenam met de neerwaartse regulatie van stroomafwaartse factoren van AMPK/SIRT1-signaleringsroute-expressie; in de met ECH behandelde groep waren p AMPK/AMPK-, SIRT1- en PGC-1-expressies significant verhoogd, en de expressies van stroomafwaartse factoren PPAR en CPT1A waren significant verhoogd, wat aangeeft dat de AMPK/SIRT1-signaalas en zijn stroomafwaartse factoren spelen een gunstige rol bij de behandeling van diabetische leverbeschadiging (Fig. 6). De hier verstrekte gegevens waren echter gebaseerd op in-vivo-experimenten; daarom zijn aanvullende in-vitro-onderzoeken nodig om de impact van ECH op de AMPK/SIRT1-signaleringsroutes en effector-eiwitten te bevestigen.
Over het algemeen kan ECH het bloedglucose- en lipidenmetabolisme reguleren door de expressie van AMPK/SIRT1 en zijn stroomafwaartse factoren te reguleren, waardoor diabetische leverbeschadiging wordt verbeterd.
