DEEL 1 Antioxidatie en cytoprotectie van acteoside en zijn derivaten: vergelijking en mechanistische 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 en Dongfeng Chen 3,4

1 School of Chinese Herbal Medicine, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 51006, China;

2 Innovatief onderzoeks- en ontwikkelingslaboratorium van TCM, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 51006, China

3 School of Basic Medical Science, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 51006, China;

4 Het onderzoekscentrum voor fundamentele integratieve geneeskunde, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 51006, China

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

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

7 Afdeling Histologie en Embryologie, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China;

Ontvangen: 24 januari 2018; Geaccepteerd: 20 februari 2018; Gepubliceerd: 23 februari 2018

Abstract:De studie probeerde de rol van suikerresiduen en mechanismen van fenolische fenylpropanoïde antioxidanten te onderzoeken.Acteoside, samen met de tegenoverliggende forsythoside B en rhamnoside podiumzijde, werden vergelijkend onderzocht met behulp van verschillende antioxidantassays. In drie op elektronenoverdracht (ET) gebaseerde testen (FRAP, CUPRAC, PTIO*-scavenging bij pH 4,5), kwamen de relatieve antioxidantniveaus ruwweg overeen alsacteoside>forsythoside B > poliumoside. Een dergelijke volgorde werd ook waargenomen in H^plus-overdracht-betrokken PTIO*-wegvangende test bij pH 7,4, en in drie meervoudige-pathway-betrokken radicaal wegvangende testen, dwz ABTS plus •-wegvangen, DPPH• - wegvangen en • O2 - - wegvangen. In UV-vis-spectra vertoonden ze elk een roodverschuiving bij 335-364 nm en twee zwakke pieken (480 en 719 nm), wanneer gemengd met Fe^{2 plus}; echter,acteosidegaf de zwakste absorptie. In Ultra-performance vloeistofchromatografie in combinatie met electrospray ionisatie quadrupool time-of-flight tandem massaspectrometrie (UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS) analyse werd geen radicale adduct-formatie (RAF) piek gevonden. MTT-assay onthulde dat poliumoside de hoogste levensvatbaarheid vertoonde van mesenchymale stamcellen met oxidatieve stress. Tot slot,acteoside, forsythoside B en poliumoside kunnen betrokken zijn bij meerdere routes om de antioxiderende werking uit te oefenen, waaronder ET, H^plus-overdracht, of Fe^{2 plus}-chelerend, maar niet RAF. De ET en H plus overdrachtkan worden gehinderd door rhamnosyl- en apiosyl-resten; echter, de Fe^{2 plus}-chelaatvormend vermogen kan worden versterkt door twee suikerresiduen (vooral rhamnosylgroep). Het algemene effect van rhamnosyl- en apiosyl-resten is het verbeteren van de antioxiderende of cytoprotectieve effecten.

trefwoorden:acteoside; apiosyl; forsythoside B; fenylpropanoïde glycosiden; polioside; rhamnosyl

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola heeft veel effecten, klik hier voor meer informatie

1. Inleiding

Sinds kort,acteoside(verbascoside, figuur 1, een fenolisch fenylpropanoïde glycoside dat voorkomt in ijzerhard en andere planten, bleek de efficiëntie van somatische celkernoverdracht bij honden (SCNT) tijdens het kloneringsproces van honden te verbeteren.)acteosidezou menselijke neuroblastoom SH-SY5Y-cellen kunnen beschermen tegen p-amyloïde-geïnduceerde schade en menselijke huidfibroblasten tegen door röntgenstraling veroorzaakte schade. Het bijbehorende forsythoside B (Figuur 1) wordt ook gedistribueerd in planten en er is waargenomen dat het krachtige neuroprotectieve effecten uitoefent met een gunstig therapeutisch tijdvenster. Men denkt dat deze gunstige effecten op cellen en weefsels verband houden met de bescherming van sommige biomoleculen, zoals lipiden en DNA. In werkelijkheid,acteosideen zijn analoogczstanosideFhet is aangetoond dat het mitochondriele lipideperoxidatie bij ratten remt. Van lipidenperoxidatie is bekend dat het een gevolg is van cellulaire oxidatieve stress en uiteindelijk van reactieve zuurstofsoorten (ROS).

Vanuit een DNA-beschermingsaspect,acteosideen zijn derivaten kunnen snel DNA-radicalen repareren, zoals 2'-deoxyadenosine-5'-monofosfaat (dAMP) en 2'-deoxyguanosine-5'-monofosfaat (dGMP) [8]. Deze secundaire deoxynucleotideradicalen kunnen cellen verder oxidatief beschadigen, wat leidt tot mutagenese en carcinogenese [9]. De biofysische studie gaf aan dat:acteosideen zijn derivaten zouden kunnen aanmeren in kleine DNA-groeven en dergelijke oxidatieve DNA-schade snel herstellen [10]. Het op preferentiële conformatie gebaseerde ball-stick-model stelt voor (Figuur 1),rechts) dat deze moleculen prolateraal zijn en gemakkelijk de lus van DNA kunnen bereiken, en dus in staat zijn om snel de schade van DNA-radicalen te herstellen [8].

Vanuit het oogpunt van biochemie wordt de reparatie echter in wezen vervuld via een ROS-wegvangende (dwz antioxidant) route. Zoals eerder vermeld, is het ontstaan ​​van deoxynucleotide-radicalen uiteindelijk het gevolg van de aanval van ROS, inclusief vrije radicalen (bijv. ・OH-radicaal 11) en oxiderende moleculen (bijv. H2O2 [12]). Aangenomen wordt dat ROS-scavenging de cellulaire oxidatieve status [13,14] efficiënt verlaagt en de kwaliteit van stamcellen verbetert [12,15]. Daarom is het noodzakelijk om hun antioxidantvermogen te bestuderen en mogelijke mechanismen verder te bespreken.

In deze studie werden drie fenolische fenylpropanoïde glycosiden (acteoside, forsythoside B en poliumoside) vergelijkend onderzocht met behulp van verschillende antioxidantassays, waaronder de 2-fenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline{ {5}}oxyl-3-oxide-radicaal (PTIO・)-scavenging-test, ferri-ion-reducerende antioxidantkracht (FRAP)-test, cupri-reducerende antioxidantcapaciteit (CUPRAC)-test, 2,2'-casino-bis({{11 }}ethylbenzeen-thiazoline-6-sulfonzuurradicaal (ABTS plus •) wegvangende test, 1,1-difenyl-2-picryl-hydrazine (DPPH・)-test, en ・.{{18} }scavenging assay evenals Fe^{2 plus}-chelaterende UV-spectra analyse. Vervolgens werden hun reactieproducten met DPPH・ bepaald met behulp van ultra-performance vloeistofchromatografie in combinatie met elektrospray-ionisatie quadrupool time-of-flight tandem massaspectrometrie (UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS) analyse. Ten slotte werd hun cytoprotectieve effect op van beenmerg afgeleide mesenchymale stamcellen (bmMSC's) geschat met behulp van de 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,{{12 }}difenyl (MTT) test. Zoals te zien in figuur 1,het verschil tussen de drie fenolische fenylpropanoïde glycosiden (dwz acteoside, forsythoside B en poliumoside) is het glycosidetype: forsythoside B is een substituut van acteoside, terwijl poliumoside een rhamnoside van acteoside is. Deze vergelijkende studie helpt dus ook bij het begrijpen van de rol van apiosyl en rhamnosyl bij antioxiderende effecten.

2. Resultaten

2.1. Metaalreducerende testen (FRAP & CUPRAC)

In de studie hebben we twee metaalreducerende assays uitgevoerd, namelijk de FRAP-assay en CUPRAC-assay. Zoals geïllustreerd in Suppl. 1, acteoside en zijn derivaten verhoogden de relatieve FRAP (of Cu^{2 plus}-reducerend vermogen) percentages bij 0-10 昭/L op een dosisafhankelijke manier. Hun volgorde van relatieve metaalreducerende niveaus nam ruwweg af in de volgorde van acteoside > forsythoside B > poliumoside (tabel 1).

2.2. PTIO・-ScavengingAssay

De PTIO*-scavenging-assay is onlangs ontwikkeld door ons laboratorium [16]. Het kan worden gebruikt om de antioxidantniveaus te evalueren en om de antioxidantroutes te verkennen. Zoals getoond in suppl. 1, kunnen acteoside en zijn derivaten met succes PTIO* vangen bij pH 4,5 en pH 7,4. Volgens de IC50-waarden in tabel 1 waren hun relatieve PTIO*-wegvangende niveaus bij dezelfde pH-waarde echter verschillend van elkaar. Ook vertoonden elk acteoside en zijn derivaten verschillende PTIO•-scavenging-niveaus tussen pH 4,5 en pH 7,4. Over het algemeen waren de PTIO^-scavenging-niveaus bij 7,4 hoger dan die bij pH 4,5.

2.3. ABTSplus9-Scavenging en DPPH・-Scavenging-assays

De ABTS^plus-scavenging en DPPH-scavenging worden nu veel gebruikt voor de antioxidantstudies van zuivere verbindingen of extracten. Zoals te zien in suppl. 1, verhoogden acteoside en zijn derivaten concentratie-afhankelijk de ABTS plus-scavenging- of DPPH-cavenging-percentages. In termen van de IC50-waarden in tabel 1 werden hun relatieve ABTS plus ^-scavenging-niveaus echter gevonden in de volgorde acteoside > forsythoside B > poliumoside > Trolox. Een vergelijkbare volgorde kon ook worden waargenomen in de DPPH-scavenging-assay.

2.4. UPLC-E SI—Q-TOF—MS/MS Analyse van DPP H Reaction Producten

Het reactieproduct van DPPH・ met elk van de drie fenylpropanoïde glycosiden werd onderzocht met behulp van UPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS-analyse. In de analyse (suppl. 2) produceerde geen van de drie fenylpropanoïde glycosiden de RAF-productpiek. Ter vergelijking: cafeïnezuur bleek een dimeerproduct op te leveren(m/z359-360, suppl. 2).

2.5. UV-Vis-spectra-analyse van Fe^{2 plus}-Chelerende producten

Omdat UV-vis-spectra metaalcomplexen kunnen karakteriseren, gebruikte de studie dus UV-vis-spectra om de mogelijke Fe te analyseren^{2 plus}-chelerende reactie met drie fenylpropanoïde glycosiden. Zoals weergegeven in figuur 2,elk van hen zou een bathochrome verschuiving (335 nmT364 nm) in de UV-spectra kunnen produceren. Ondertussen zou elk van hen twee zwakke vis-spectra pieken kunnen leveren in de zichtbare spectra (480 nm en 719 nm)en leiden tot een lichtgroen uiterlijk. De piekintensiteit was echter in afnemende volgorde van poliumoside > forsythoside B > acteoside.

acteosideincistanchekangeheugen verbeteren

2.6. Pyrogallol auto-oxidatietest voor superoxide-anion (•O2~) Opruimen

De pyrogallol-auto-oxidatietest is in 2012 door ons laboratorium verbeterd [17]. Het werd gebruikt om het ・O2--opruimingspotentieel in de huidige studie te schatten. Zoals te zien in suppl. 1, kunnen alle acteoside en zijn derivaten dosisafhankelijk de --opruimingspercentages verhogen. De relatieve biologische activiteit nam echter af in de volgorde van poliumoside > forsythoside B > acteoside, volgens de IC50-waarden in Tabel 1.

cistanchedeserticolaacteosideeen uitkering

2.7. Cytoprotectief effect op oxidatief gestresste bmMSC's (MTT-assay)

Om de cytoprotectieve effecten van acteoside en zijn derivaten te beoordelen, hebben we een MTT-assay uitgevoerd. In de test werden bmMSC's beschadigd door oxidatieve reagens H₂O₂, werden de beschadigde bmMSC's vervolgens behandeld met acteoside en zijn derivaten. De A_490nmwaarden werden gebruikt om de relatieve cytoprotectieve effecten te beoordelen. Zoals te zien is in Tabel 2, verhoogden elk acteoside en zijn derivaten dosisafhankelijk de A_490nmwaarden. Bij dezelfde concentratie gaf poliumoside echter de hoogste A490nm-waarden.