Gemedieerde anti-verouderingseffecten van Cistanche-extract

Mar 29, 2023

ABSTRACT:Cistancheis een kruid dat veel wordt gebruikt in de traditionele Aziatische geneeskunde als ingrediënt in complexe recepten.Cistanchestaat erom bekendanti-leukemie,anti-oxidatief, Enontstekingsremmende eigenschappen. Het is echterantivasculairde werkzaamheid van endotheelveroudering en de onderliggende mechanismen worden niet volledig begrepen. In deze studie onderzochten we de anti-verouderingseffecten van Cistanche in het hoge glucose (HG) -geïnduceerde endotheelcel (EC) -verouderingsmodel. Behandeling metCistanche(40 μg / ml) verhoogde de migratie van EC's en verhoogde fosforylering van extracellulaire signaalgereguleerde kinasen en p38 op een dosisafhankelijke manier. Na HG-behandeling (30 mM),Cistanche verminderde significant het aantal senescentie-geassocieerde galactosidase-positieve cellen, de biomarkers voor veroudering, op een dosisafhankelijke manier. Op basis van niveaus van fosforylering, Cistanche (40 ug/mL) bleek de expressie van sirtuin1 (Sirt1) en endotheliaal stikstofoxidesynthase (eNOS) met respectievelijk 74,4 procent en 328,2 procent te verhogen. Bovendien verhoogde de behandeling van HG-geïnduceerde senescente EC's met Cistanche (40 µg/ml) de productie van stikstofmonoxide significant (P<0.05). Deze resultaten tonen aan dat Cistanche zowel de EC-migratie verhoogt als de Sirt1/eNOS-route reguleert, wat suggereert dat Cistanche het potentieel heeft om EC's te beschermen tegen HG-geïnduceerde veroudering.


Trefwoorden: anti-veroudering, endotheelcellen,Cistanche, Sirt1/eNOS

Cistanche anti-aing

Klik hier om Cistanche-producten voor anti-veroudering te krijgen

INVOERING
Senescentie van vasculaire endotheelcellen (EC's) kan bijdragen aan de ontwikkeling van atherosclerose bij mensen (Minamino en Komuro, 2007; Wu et al., 2019). Veel
studies hebben aangetoond dat hoge glucose (HG) EC-veroudering kan veroorzaken (Matsui-Hirai et al., 2011; Hayashi et al., 2014; Lin et al., 2019). Bovendien kunnen EC-disfuncties leiden tot
stikstofmonoxide (NO)-tekort (Thoonen et al., 2015). NO wordt gesynthetiseerd uit L-arginine door NO-synthase, waarvan er drie belangrijke isovormen zijn: endotheliaal salpeterzuur

oxidesynthase (eNOS), neuronale NOS en induceerbare NOS (iNOS). Er is bijvoorbeeld aangetoond dat eNOS een vitale rol speelt bij de ontwikkeling van diabetische cardiovasculaire complicaties door oxidatieve stress te verergeren (Kayama et al., 2015). Bovendien is sirtuin1 (Sirt1), een nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD plus)-afhankelijk histondeacetylase, betrokken bij de regulatie van metabolisme, celoverleving, differentiatie en veroudering. Sirt1 is een belangrijke regulator van vasculaire EC-veroudering. Eerdere studies hebben aangetoond dat Sirt1-activering kan beschermen tegen vasculaire endotheliale disfuncties, terwijl het de eNOS-generatie onder controle houdt (Hu et al., 2017).


CistancheThunberg, een lid van de Saururaceae-familie, is een kruid dat wordt gebruikt voor traditionele genezing in Zuidoost-Azië. Onlangs is aangetoond dat Cistanche een rijke bron is van natuurlijk voorkomende polysacchariden en flavonoïden (Lu et al., 2006a). Daarom wordt Cistanche gebruikt voor immuunstimulatie en chemotherapie in de alternatieve geneeskunde. Bovendien vertoont Cistanche verschillende farmacologische eigenschappen, zoals antileukemische (Chang et al., 2001), antioxidatieve (Hsu et al., 2016) en ontstekingsremmende (Luet al., 2006b) eigenschappen. Verschillende onderzoeken hebben Cistanche onderzocht, maar slechts enkele hebben de rol van Cistanche bij het voorkomen van EC-veroudering geëvalueerd. Voor zover wij weten, is dit de eerste studie die de onderdrukkende effecten van Cistanche op veroudering aantoont in een HG-geïnduceerd verouderingsmodel. Dit werd bereikt door EC's van menselijke navelstrengaderen te gebruiken en de onderliggende mechanismen te evalueren.

Cistanche anti-aing


MATERIALEN EN METHODES
Reagentia
Cistanchewerd verkregen van Dr. Park aan de Kyungnam University, waar het werd geëxtraheerd, gescheiden en onderworpen aan kwaliteitscontrole, zoals eerder beschreven (Shon et al., 2014).3-(4,5-Dimethylthiazol{ {4}}yl)-2,5-difenyltetrazoliumbromide (MTT) en gelatine werden gekocht bij Sigma Aldrich Co. (St. Louis, MO, VS). De senescentie-geassocieerde -galactosidase (SA--gal)-kit werd gekocht bij Abcam (Cambridge, VK) en de NO-assaykit werd gekocht bij Thermo Fisher Scientific (Wenen, Oostenrijk). p-p38-, p-Sirt1- en p-eNOS-antilichamen werden gekocht bij Cell Signaling Technology (Danvers, MA, VS), en de -actine- en p-extracellulaire signaalgereguleerde kinasen (p-ERK)-antilichamen werden gekocht bij Santa CruzBiotechnology (Dallas, TX, VS). Mierikswortelperoxidase (HRP)-geconjugeerde anti-muis- en anti-konijnen-antilichamen werden gekocht bij GeneTex Inc. (Irvine, CA, VS).


EG cultuur

Menselijke endotheelcellen van de navelstrengader werden verkregen van de American Type Culture Collection (Manassas VA, VS). Cellen werden gekweekt bij 37°C met 5% C02-endotheliaal groeimedium-2 (EGM-2; Lonza, Walkerville, MD, VS) aangevuld met 10% foetaal runderserum (FBS). EC's werden 48 uur gekweekt bij 37°C met 5 procent CO, in EGM-2 (controle) of HG 30 mM medium, met of zonder toevoeging van verschillende concentraties Cistanche (1040 ug/mL).


Cel-levensvatbaarheidstest

Cellen werden 72 uur gekweekt bij 37°C in een EGM{2}}-medium aangevuld met 2 procent FBS en verschillende concentraties Cistanche, en werden 4 uur behandeld met MTT-oplossing. De resulterende afzettingen van formazan werden opgelost met dimethylsulfoxide, waarbij de absorptie werd gemeten bij 570 nm met behulp van een VersaMax ELISA-microplaatlezer (MolecularDevices, Sunnyvale, CA, VS).


Kraswond-migratietest

Cellen raakten gewond en vervolgens werden kweekmedia vervangen door verse media die verschillende concentraties Cistanche bevatten. Cellen werden 24 tot 48 uur bewaard. Bij volledige migratie werden cellen afgebeeld met behulp van een microscoop (Olympus Optical Co, Ltd., Tokyo, Japan). De gemigreerde cellen werden geteld met behulp van een optische microscoop bij een vergroting van 200x en handmatig gekwantificeerd


SA-P-gal kleuring

To determine the number of senescent cells, SA-B-assays were performed using the SA-P-gal kit (Abcam)according to the manufacturer's instructions. Cells were fixed for 5 min in -gal fixative, washed with PBS, and then stained using -gal fixative solution at 37°C. This process was performed until p-gal staining was visible in either the experimental or control plate. SA-B-gal positive cells were observed via microscopy, with >500 cellen geteld met behulp van drie onafhankelijke velden.


Western blot-analyse

Cellen werden geoogst en gelyseerd in eiwitextractie-oplossing (Intron Biotechnology, Inc, Gyeonggi, Korea) die protease- en fosfataseremmers bevatte (10 min bij 4°C). Totale eiwitconcentraties in de supernatanten werden gemeten met behulp van Bradford-assays. Na 5 minuten verhitten op 95 graden werden eiwitmonsters (30 ug) gescheiden door 8-12 procent natriumdodecylsulfaat-polyacrylamidegelelektroforese. Eiwitten werden vervolgens overgebracht op polyvinylideenfluoridemembranen (MilliporeBedford, MA, VS) bij 100 V gedurende 60 minuten. Membranen werden geïncubeerd in 5 procent runderserumalbumine (BSA) in Tris-gebufferde zoutoplossing (TBS) aangevuld met 0,05 procent TBS met Tween-20 (TBST) (30 min bij kamertemperatuur), vervolgens geïncubeerd in 5 procent BSA in TBST aangevuld met primaire antilichamen (1:200 tot l,000) (overnacht bij 4°C). Vervolgens werden membranen geïnoculeerd met HRP-geconjugeerde geit-anti-konijn- of anti-muis-antilichamen (1:5,000) gedurende h, en eiwitbanden werden gedetecteerd met behulp van een verbeterde chemiluminescentiedetectiekit (Intron Biotechnology, Inc. ) en een LAS-1000 Imager (Fuji Film Corp., Tokyo, Japan). Semi-kwantitatieve analyse van de densitometrieresultaten werd uitgevoerd met behulp van Image J (National Institutes of Health, Bethesda, MD, VS).

Meting van NO-productie NO-concentraties werden bepaald door de concentratie van nitriet te detecteren met behulp van NO-assaykits, volgens de instructies van de fabrikant. Optische dichtheden werden bepaald bij 560 nm met behulp van een microplaatlezer en concentraties werden berekend met behulp van een kalibratiecurve


statistische analyse

Resultaten worden uitgedrukt als gemiddelde plus standaarddeviatie (SD). De statistische significantie werd bepaald door eenwegs variantieanalyse (ANOVA). Post-hoc vergelijkingen tussen groepen werden uitgevoerd met behulp van Bonferroni meervoudige vergelijkingstests. Alle berekeningen zijn uitgevoerd met behulp van SPSS in Windows (v.23.0; IBM Corp, Armonk, NYUSA) en P-waarden<0.05 were considered statistically significant.

Cistanche anti-aing

RESULTATEN EN DISCUSSIE

Cistanche cytotoxiciteit

Om de cytotoxiciteit van Cistanche op EC's te bepalen, werden cellen gedurende 72 uur geïncubeerd met verschillende concentraties Cistanche (0 tot 100 ug/ml). Cistanche vertoonde significante cytotoxiciteit (P<0.05) at concentrations >50 µg/ml op alle tijdstippen van de behandeling (fig. 1). Daarom Cistanche concentraties van<50ug/ml were considered non-toxic to ECs and were used in subsequent experiments.



Cistanche verhoogt de celmigratie.

De mitogeen-geactiveerde proteïnekinase (MAPK)-route reguleert sleutelprocessen die betrokken zijn bij vasculaire EC-ontwikkeling, zoals celproliferatie, invasie, metastase en overleving, en angiogenese (Pišlar et al., 2015). De MAPK omvat ERK, c-Jun N-terminale kinase en p38 (Kim en Choi, 2010). ERK en p38 zijn belangrijke signaaleiwitten die betrokken zijn bij wondgenezing, terwijl ERK een belangrijke rol speelt bij het beheersen van celmigratie, proliferatie, differentiatie en overleving (Roskoski, 2012). In een recente studie werd gesuggereerd dat de p38 MAPK-signaalroute betrokken is bij wondgenezing (Loughlin en Artlett, 2011; Kim et al., 2019; Wang et al., 2019). In de huidige studie hebben we de eiwitexpressie van ERK en p38 onderzocht om de signaalroutes te identificeren die betrokken zijn bij door Cistanche gereguleerde EC-migratie. Cistanche-behandeling (40 µg/ml) verhoogde EC-migratie 1,5-voudig ten opzichte van de controle (P<0.05) (Fig. 2A). Western blot analysis showed that Cistanche treatment (20 to 40 g/mL) significantly increased phosphorylation of ERK in ECs (P<0.05). Furthermore, Cistanche increased phosphorylation of p38 in a concentration-dependent manner; in particular, treatment with 40 g/mL Cistanche, increased activation of p38 >2.5-voudig hoger dan de controle (P<0.01) (Fig. 2B). These results show that 

Cistanche anti-aing

Figuur 1.Effecten vanCistanche(Cistanche) over de levensvatbaarheid van cellen. Cellen werden behandeld met Cistanche (0 tot 100g/ml) gedurende 72 uur. Levensvatbaarheid van de celwerd berekend als het percentage levensvatbare cellen gekweekt in deafwezigheid van Cistanche. Resultaten tonen gemiddelde ± SD. *P<0.05.


Cistanche anti-aing


Fig. 2.Effecten vanCistanche(Cistanche) over celmigratie. (A) Representatieve afbeeldingen tonen de migratie van controle en Cistanche-behandeldcellen. Celmigratie werd uitgedrukt als het percentage migratie waargenomen voor controlecellen. (B) Representatieve blots van niveausvan p-extracellulaire signaalgereguleerde kinasen (p-ERK) en p-p38-fosforylering. Kwantitatieve analyse van p-ERK/-actine en p-p38/-actine. Resultaten tonen gemiddelde ± SD. *P<0.05 and **P<0.01.


Cistanche reguleert de fosforylering van ERK en p38 op een concentratieafhankelijke manier. Uit deze resultaten van ERK- en p38 MAPK-activering concludeerden we dat Cistanche EC-migratie induceert en zijn functie bij wondsluiting verbetert.

Cistanche anti-aing

Cistanche onderdrukt veroudering in HG-geïnduceerde EC's.

Om de remmende effecten van Cistanche op EC-veroudering te onderzoeken, werden cellen behandeld met glucose (30 mM) en verschillende concentraties Cistanche (10 tot 40 µg/ml). Een trend van vertraagde veroudering werd waargenomen na behandeling met toenemende concentraties Cistanche. In het bijzonder verminderde de behandeling met 40 μg/ml Cistanche significant de aanwezigheid van de verouderende biomarker (SA--gal-positieve cellen) met 10,2 procent in vergelijking met cellen in de controlegroep (31,5 procent) (P<0.01) (Fig.3A). To determine if Cistanche regulates expression of Sirt1, a protein that regulates aging, phosphorylation of Sirt1 and eNOS was investigated following treatment with Cistanche. We showed Cistanche (20 and 40 g/mL) significantly increased the expression of Sirt1 by 58.5% and 74.4%, respectively, compared with cells in the control group (P<0.05). Following treatment with 40 g/mL Cistanche, expression of eNOS was also significantly increased by over 3-fold Cistanche compared with the control group (P<0.01) (Fig. 3B). Moreover, treatment with 40 g/mL Cistanche significantly increased NO production (P<0.05) in HG-induced aged ECs (Fig.3C).

Na behandeling met hoge concentraties glucose hebben we een groot aantal EC's waargenomen die de verouderende biomarker SA--gal tot expressie brengen, een belangrijke regulator van HG-in
verminderde veroudering (Sun et al., 2015). In eerdere studies is gemeld dat eNOS-activering NO-gemedieerde vertragingen in celveroudering in menselijke EC's onder controle houdt (Hayashi et al., 2008; Lee et al., 2017). Daarom kan het stimuleren van NO-productie cellen beschermen tegen oxidatieve stress en de hersteltijd verkorten. In deze studie verhoogde de behandeling van met HG behandelde EC's met 40 μg/ml Cistanche de NO-waarden significant, wat suggereert dat Cistanche EC-gemedieerde wondgenezing bevordert, en daarom zou kunnen worden gebruikt om veroudering in HG-geïnduceerde EC's te behandelen door de Sirt1/eNOS-route.


Cistanche anti-aing

Afb. 3.Effecten vanCistanche(Cistanche) over de veroudering van cellengekweekt in hoog glucose (HG) medium (30 mM). (A)Representatieve afbeeldingen van senescentie-geassocieerd-galactosidase
(SA--gal) positieve cellen (blauw) na kweek in media die HG bevatten, of HG en Cistanche (10 tot 40g/ml) gedurende 48 uur. Het aantal SA--gal-positieve cellen worden uitgedrukt als een percentage van die in de controlegroep. (B) Representatieve blots tonenniveaus van p-Sirt1 en p-eNOS fosforylering. fosforyleringwerd gekwantificeerd ten opzichte van-actine. (C) GEEN productie in cellen inelke behandelgroep. Resultaten tonen het gemiddelde ± SD van vijf inchafhankelijke experimenten. *P<0.05 and **P<0.01.

Cistanche anti-aing


DANKBETUIGINGEN

Deze studie werd gefinancierd door de Kyungnam University Foundation Grant, nr. 20170139.


OPENBAARMAKING VAN DE AUTEUR

De auteur verklaart geen belangenverstrengeling.


REFERENTIES
Chang JS, Chiang LC, Chen CC, Liu LT, Wang KC, Lin CC. De antileukemische activiteit van Bidens pilosa L. var. minor (Blume) Sherffand Cistanche Thunb.. Am J Chin Med. 2001? 29:303-312.
Hayashi T, Kotani H, Yamaguchi T, Taguchi K, Iida M, Ina K, et al. Endotheliale cellulaire senescentie wordt geremd door activering van de lever-X-receptor met een bijkomend mechanisme voor zijn andere bescherming bij diabetes. Proc Natl Acad Sci VS. 2014. 111:1168-1173.

Hayashi T, Yano K, Matsui-Hirai H, Yokoo H, Hattori Y, Iguchi A. Stikstofmonoxide en endotheliale cellulaire veroudering. Pharmacol Ther. 2008. 120:333-339.

Hsu CC, Yang HT, Ho JJ, Yin MC, Hsu JY. Cistanche waterig extract verzwakte glycatie en oxidatieve stress in hart en nieren van diabetische muizen. Eur J Nutr. 2016. 55:845-854.

Hu T, Chen Y, Jiang Q, Lin J, Li H, Wang P, et al. Overexpressie van eNOS reguleert SIRT1-expressie en beschermt alvleeskliercellen van de muis tegen apoptose. Exp Ther Med. 14. 2017:1727-1731.
Kayama Y, Raaz U, Jagger A, Adam M, Schellinger IN, Sakamoto M, et al. Diabetische hart- en vaatziekten veroorzaakt door oxidatieve stress. Int J Mol Sci. 16. 2015:25234-25263.
Kim EK, Choi EJ. Pathologische rollen van MAPK-signaalroutes bij ziekten bij de mens. Biochim Biophys Acta. 2010. 1802:396-405.
Kim J, Kim B, Kim SM, Yang CE, Song SY, Lee WJ, et al. Hypoxie-geïnduceerde epitheel-naar-mesenchymale overgang medieert fibroblastafwijkingen via ERK-activering bij huidwondgenezing. Int J Mol Sci. 2019. 20:2546.
Lee HY, Zeeshan HMA, Kim HR, Chae HJ. Nox4 reguleert het NOS-ontkoppelingsproces in verouderende endotheelcellen. Gratis radicaal Biol Med. 2017. 113:26-35.
Lin X, Li S, Wang YJ, Wang Y, Zhong JY, He JY, et al. Exosomale Notch3 van hoge glucose-gestimuleerde endotheelcellen reguleert verkalking / veroudering van vasculaire gladde spiercellen. Levenswetenschappen. 2019. 232:116582.
Loughlin DT, Artlett CM. Modificatie van collageen door 3-deoxyglucose verandert wondgenezing door differentiële regulatie van p38 MAP-kinase. PLoS Een. 2011. 6:e18676.
Lu HM, Liang YZ, Chen S. Identificatie en kwaliteitsbeoordeling van Cistanche-injectie met behulp van GC-MS-vingerafdruk: een standaardisatiebenadering. J Ethnopharmacol. 2006a. 105:436-440.
Lu HM, Liang YZ, Yi LZ, Wu XJ. Ontstekingsremmend effect van Cistanche-injectie. J Ethnopharmacol. 2006b. 104:245-249.

Matsui-Hirai H, Hayashi T, Yamamoto S, Ina K, Maeda M, Kotani H, et al. Dosisafhankelijke modulerende effecten van insuline op door glucose geïnduceerde endotheliale senescentie in vitro en in vivo: een relatie tussen telomeren en stikstofmonoxide. J Pharmacol Exp Ther. 2011. 337:591-599.

Minamino T, Komuro I. Veroudering van vasculaire cellen: bijdrage aan atherosclerose. Circ Res. 2007. 100:15-26.

Pišlar A, Perišić Nanut M, Kos J. Lysosomale cysteïnepeptidasen - moleculen die tumorceldood en overleving signaleren. Semin Kanker Biol. 35. 2015:168-179.

Roskoski R Jr. ERK1/2 MAP-kinases: structuur, functie en regulatie. Pharmacol Res. 2012. 66:105-143.

Shon MS, Lee Y, Song JH, Park T, Lee JK, Kim M, et al. Het antiverouderingspotentieel van extracten bereid uit fruit en geneeskrachtige kruiden gekweekt in het Gyeongnam-gebied van Korea. Vorige Nutr Food Sci.2014. 19:178-186.

Sun Y, Hu X, Hu G, Xu C, Jiang H. Curcumine verzwakt door waterstofperoxide geïnduceerde voortijdige veroudering via de activering van SIRT1 in endotheelcellen van de menselijke navelstrengader. Biol Pharm Bull. 2015. 38:1134-1141.
Thoonen R, Cauwels A, Decaluwe K, Geschka S, Tainsh RE, Delanghe J, et al. Cardiovasculaire en farmacologische implicaties van haem-deficiënte NO-niet-reagerende oplosbare guanylaatcyclase knock-in muizen. Nat gemeenschappelijk. 2015. 6:8482.
Wang T, Li X, Fan L, Chen B, Liu J, Tao Y, et al. Wondtherapie met negatieve druk bevorderde wondgenezing door ontsteking te onderdrukken via een neerwaarts regulerende MAPK-JNK-signaalroute bij diabetische voetpatiënten. Diabetes Res Clin Praktijk. 2019. 150:81-89.

Wu X, Zheng W, Jin P, Hu J, Zhou Q. De rol van IGFBP1 in de veroudering van vasculaire endotheelcellen en de ernst van verouderingsgerelateerde coronaire atherosclerose. Int J Mol Med. 2019. 44:1921-1931.


Vraag voor meer:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plus 86 15292862950












Misschien vind je dit ook leuk