Zijn Cistanche-extracten nuttig voor de behandeling van PD (de ziekte van Parkinson)?

Contact:joanna.jia@wecistanche.com

Inleiding: DJ-1-mutatie is een oorzakelijke reden voor familialeziekte van Parkinson(PD). Leucine166Proline (L166P) en C106S zijn twee belangrijke DJ-1-mutaties. In deze studie hebben we waterstofperoxide (H, O) geïnduceerde L166P en C106S DJ-1-getransfecteerde neuroblastoom (SH-SY5Y) cellulaire modellen van PD(ziekte van Parkinson) en onderzochten de effecten vanCistanche-extractenen belangrijke bioactieve verbindingen, waaronder acteoside, echinacoside, cafeïnezuur en totale glycosiden van Cistanche op deze twee modellen. Methoden: Na het tot expressie brengen van FLAG-gelabelde L166P- en C106S DJ-1-plasmiden in Escherichia coli, werden de tot expressie gebrachte plasmiden verzameld, behandeld met een restrictie-enzym en geïdentificeerd met behulp van DNA-elektroforese. Na zuivering werden de plasmiden L166P DJ-1 en C106S DJ-1 afzonderlijk getransfecteerd in SH-SY5Y-cellen met behulp van liposomen. Getransfecteerde SH-SY5Y-cellen werden gedetecteerd door western blotting en immunocytochemie. De levensvatbaarheid van de cellen werd bepaald met behulp van een MTT-assay.

Resultaten: Zowel western blotting als immunocytochemie toonden aan dat L166P en C106S DJ-1 in hoge mate tot expressie werden gebracht in de getransfecteerde SH-SY5Y-cellen. MTT-assays toonden aan dat transfectie met L166P of C106S DJ-1 de levensvatbaarheid verminderde van SH-SY5Y-cellen die waren blootgesteld aan H,O, in vergelijking met niet-getransfecteerde SH-SY5Y-cellen. In aanvulling,Cistanche-extractenen belangrijke bioactieve verbindingen, waaronder acteoside, echinacoside, cafeïnezuur en totaal-glycosiden van Cistanche, remden significant de afname van de levensvatbaarheid van de cellen veroorzaakt door H, O, inL166P en C106S DJ-1-getransfecteerde SH-SY5Y-cellen. Conclusies: Deze bevindingen suggereren dat we met succes gevoelige en stabiele H, O,-geïnduceerde L166P DJ-1-en C106S DJ-1-getransfecteerde SH-SY5Y-celmodellen van PD hebben vastgesteld.(ziekte van Parkinson)enCistanche-extractenkan dus nuttig zijn voor de behandeling van PD(ziekte van Parkinson).

Cistancheextract heeft veel voordelen

KLIK HIER VOOR DEEL 1

DISCUSSIE

Mutaties van DJ‐1 zijn nauw geassocieerd met autosomaal recessieve vroeg optredende PD(ziekte van Parkinson)(Bonifati et al., 2003; Park et al., 2015). In één Italiaanse familie is de oorzaak een missense mutatie in DJ‐1 (L166P) (Bonifati et al., 2003). Leu‐166 lokaliseert in het midden van de C-terminale helix (Bonifati et al., 2003). De aanwezigheid van Pro, een sterke helixbreker, destabiliseert waarschijnlijk de terminale helix in de DJ‐1-mutant (Bonifati et al., 2003), wat leidt tot de ontvouwing van het C-terminale deel van het eiwit, wat de homo- oligomerisatie (Bonifati et al., 2003). In getransfecteerde cellen is L166P DJ‐1 onstabiel vanwege overmatige afbraak (Bonifati et al., 2003; Gorner et al., 2004; Moore, Zhang, Dawson, & Dawson, 2003). Bonifati et al. (2003) suggereerden dat L166P-mutatie de homodimerisatie en normale functie van DJ-1 schaadt, en dus leidt tot het vroege begin van PD(ziekte van Parkinson).

In deze studie hebben we gevonden dat L166P DJ-1 aanwezig is in een polymeer/complex met een molecuulmassa van 70 kDa in getransfecteerde SH-SY5Y-cellen. De structuur van DJ-1 werd verondersteld dezelfde a/sandwichstructuur aan te nemen als protease PH1704 (Bonifati et al., 2003). Vanwege de vergelijkbare structuren van DJ-1 en PH1704, gingen we ervan uit dat DJ-1, net als PH1704, hogere aggregaten vormt (trimeren van dimmers). Gorner et al. (2004) toonden aan dat binnen getransfecteerde cellen en de lymfocyten van PD(ziekte van Parkinson)patiënten, monomeer L166P DJ-1 is aanwezig in de hogere structuren in getransfecteerde cellen en lymfocyten van PD(ziekte van Parkinson)patiënten. Dit kan een direct gevolg zijn van het verkeerd vouwen van L166P DJ-1-eiwit of de vorming van complexen tussen monomere L166P DJ-1 en andere eiwitten. Bovendien veranderde, naast de structuur van het eiwit, de L166P DJ-1-mutatie ook de antioxidatieve functie van DJ-1 (Macedo et al., 2003; Taira et al, 2004). Dit is opmerkelijk, aangezien oxidatieve stress een belangrijke factor is bij PD(ziekte van Parkinson), en SH-SY5Y-cellen getransfecteerd met L166P DJ-1 waren gevoeliger voor H, O, dan niet-getransfecteerde cellen. Gecombineerd met het eerdere onderzoek dat wildtype DJ-1 getransfecteerde SH-SY5Y-cellen met succes werden vastgesteld in ons laboratorium (Zhang, Wang, & Pu, 2007), suggereren we dat H, O, L166P DJ heeft geïnduceerd{{10 }}getransfecteerde SH-SY5Y-cellen zijn een nuttig nieuw cellulair model van PD(ziekte van Parkinson).

Cistancheextract kan voorkomenziekte van Parkinson

Van DJ-1 is gemeld dat het oxidatieve stress vermindert (Taira et al, 2004; Zhou & Freed, 2005). Een van de mechanismen is de oxidatie van het eiwit zelf (Taira et al., 2004). Van de drie Cys-residuen van DJ-1 is Cys-106 het meest gevoelig voor oxidatieve stress. Bovendien is de

antioxidatieve functie van DJ-1wordt gereguleerd door oxidatie van Cys-106 (Freed &Zhou,2006), en mutatie van Cys-106 leidt tot verlies van de antioxidatieve functie van DJ-1 (Blackinton et al, 2009; Kinumi, Kimata, Taira, Ariga, & Niki, 2004). DJ-1 werkt ook als een moleculaire chaperonne die de vorming van -synucleïne-aggregaten remt (Shendelman et al., 2004) wanneer Cys-106 wordt geoxideerd tot sulfinezuur (Zhou & Freed, 2005). Deze bevindingen geven aan dat Cys-106 een belangrijke bijdrage levert aan een goede DJ-1-functie. Zoals weergegeven in Tabel 1 waren SH-SY5Y-cellen die waren getransfecteerd met C106S DJ-1 gevoeliger voor H, O dan niet-getransfecteerde cellen. Op basis van het eerdere onderzoek (Zhang et al., 2007), suggereert dit ook dat H, O, geïnduceerde C106S DJ-1-getransfecteerde SH-SY5Y-cellen ook een nuttig cellulair model van PD kunnen zijn(ziekte van Parkinson).

Met behulp van SH-SY5Y-cellen die zijn getransfecteerd met L166P DJ-1 of C106S DJ-1, hebben we deeffect van Cistanche-extractenen belangrijke bioactieve verbindingen, waaronder acteoside, echinacoside, cafeïnezuur en totale glycosiden van Cistanche op H O, veroorzaakten een vermindering van de levensvatbaarheid van de cellen. De huidige resultaten laten zien dat acteoside, echinacoside, cafeïnezuur en totale glycosiden van Cistanche allemaal de levensvatbaarheid van de cellen verhoogden op een concentratie-afhankelijke manier, wat wijst op een stabiele en lineaire relatie tussen L166P DJ-1en C106S DJ-1 niveaus en levensvatbaarheid van SH-SY5Y-cellen.

Kortom, we hebben met succes gevoelige en stabiele H, O2-geïnduceerde L166P DJ-1-en C106S DJ-1-getransfecteerde SH-SY5Y-celmodellen van PD ontwikkeld.(ziekte van Parkinson)en bevestigde datCistanche-extractenverbeterde de neurotoxiciteit veroorzaakt door H, O, in deze twee modellen. We verwachten dat deze twee cellulaire modellen effectief zullen worden gebruikt voor PD(ziekte van Parkinson)onderzoek enCistanche-extractenkan dus nuttig zijn voor de behandeling van PD(ziekte van Parkinson)in de toekomst.

Voordelen van Cistanche-extracten: anti-ziekte van Parkinson

REFERENTIES

1. Abou-Sleiman, PM, Healy, DG, Quinn, N., Lees, AJ, & Wood, NW (2003). De rol van pathogene DJ‐1-mutaties bij de ziekte van Parkinson. Annalen van Neurologie, 54, 283-286. https://doi.org/10.1002/ (ISSN)1531-8249

2. Andres-Mateos, E., Perier, C., Zhang, L., Blanchard-Fillion, B., Greco, TM, Thomas, B., … Dawson, VL (2007). Deletie van het DJ‐1-gen onthult dat DJ‐1 een atypisch peroxiredoxine-achtig peroxidase is. Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika, 104, 14807-14812. https://doi.org/10.1073/pnas.0703219104

3. Biosa, A., Sandrelli, F., Beltramini, M., Greggio, E., Bubacco, L., & Bisaglia, M. (2017). Recente bevindingen over de fysiologische functie van DJ‐1: Beyondziekte van Parkinson. Neurobiologie van ziekten, 108, 65-72. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2017.08.005

4. Blackinton, J., Lakshminarasimhan, M., Thomas, KJ, Ahmad, R., Greggio, E., Raza, AS, Wilson, MA (2009). De vorming van een gestabiliseerd cysteïnesulfinezuur is van cruciaal belang voor de mitochondriale functie van het parkinsonisme-eiwit DJ‐1. Tijdschrift voor biologische chemie, 84, 6476-6485. https://doi.org/10.1074/jbc.M806599200

5. Bonifati, V., Rizzu, P., Squitieri, F., Krieger, E., Vanacore, N., van Swieten; JC, … Heutink, P. (2003). DJ‐1 (DJ‐1), is een nieuw gen voor autosomaal recessief, vroeg beginnend parkinsonisme. Neurologische Wetenschappen, 24, 159-160. https://doi.org/10.1007/s10072‐003‐0108‐0

6. Bonifati, V., Rizzu, P., van Baren, MJ, Schaap, O., Breedveld, GJ, Krieger, E., … van Swieten, JC, et al. (2003). Mutaties in het DJ‐1-gen geassocieerd met autosomaal recessief vroeg beginnend parkinsonisme. Wetenschap, 299, 256-259.

7. Burke, RE, & O'Malley, K. (2013). Axondegeneratie bij de ziekte van Parkinson. Experimentele neurologie, 246, 72-83. https://doi.org/10.1016/j. expneurol.2012.01.011

8. Dexter, DT, Carter, C., Wells, FR, Javoy-Agid, FJ, Agid, Y., Lees, AJ, Marsden, CD (1989). Basale lipideperoxidatie in substantia nigra is verhoogd inziekte van Parkinson. Journal of Neurochemistry, 52, 381- 389. https://doi.org/10.1111/j.1471

9. Dexter, DT, Holley, AE, Flitter, WD, Slater, TF, Wells, FR, Daniel, SE, ... Marsden, CD (1994). Verhoogde niveaus van lipide hydroperoxiden in de Parkinson substantia nigra: een HPLC- en ESR-onderzoek. Bewegingsstoornissen, 9, 92-97.

10. Bevrijd, CR, & Zhou, W. (2006). DJ‐1 beschermt dopamine-neuronen door selectieve activering van glutathion of heat shock-eiwit. Experimentele neurologie, 198, 558-597.

11. Glizer, D., & MacDonald, PA (2016). Cognitieve training inParkinsonziekte: Een overzicht van onderzoeken van 2000 tot 2014.ParkinsonZiekte, 2016, 9291713. https://doi.org/10.1155/2016/9291713

12. Gorner, K., Holtorf, E., Odoy, S., Nuscher, B., Yamamoto, A., Regula, JT, Kahle, PJ (2004). Differentiële effecten vanParkinsonziektegeassocieerde mutaties op stabiliteit en vouwing van DJ‐1. Tijdschrift voor biologische chemie, 279, 6943-6951. https://doi.org/10.1074/jbc.M3092

13. Hague, S., Rogaeva, E., Hernandez, D., Gulick, C., Singleton, A., Hanson, M., ... St George-Hyslop, PH, et al. (2003). Vroeg beginnendParkinsonziekteveroorzaakt door een samengestelde heterozygote DJ‐1-mutatie. Annals of Neurology, 54, 271-274. https://doi.org/10.1002/(ISSN)1531-8249

14. Kim, RH, Peter, M., Jang, YJ, Shi, W., Pintilie, M., Fletcher, GC, … Bray, MR, et al. (2005). DJ‐1, een nieuwe regulator van de tumorsuppressor PTEN. Kankercel, 7, 263-273. https://doi.org/10.1016/j. ccr.2005.02.010

15. Kinumi, T., Kimata, J., Taira, T., Ariga, H., & Niki, E. (2004). Cysteïne‐106 van DJ‐1 is het meest gevoelige cysteïneresidu voor waterstofperoxide-gemedieerde oxidatie in vivo in humane endotheelcellen van de navelstrengader. Biochemische en biofysische onderzoekscommunicatie, 317, 722-728. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2004.03.110

16. Kitada, T., Asakawa, S., Hattori, N., Matsumine, H., Yamamura, Y., Minoshima, S., ... Shimizu, N. (1998). Mutaties in het parkin-gen veroorzaken autosomaal recessief juveniel parkinsonisme. Natuur, 392, 605– 608. https://doi.org/10.1038/33416

17. Macedo, MG, Anar, B., Bronner, IF, Cannella, M., Squitieri, F., Bonifati, V., ... Rizzu, P. (2003). Het DJ‐1 L166P-mutante eiwit geassocieerd met early-onsetParkinsonziekteis onstabiel en vormt eiwitcomplexen van hogere orde. Menselijke moleculaire genetica, 12, 2807-2816.

18. Moore, DJ, Zhang, L., Dawson, TM, & Dawson, VL (2003). Een missense mutatie (L166P) in DJ‐1, gekoppeld aan familialeParkinsonziekte, zorgt voor verminderde eiwitstabiliteit en schaadt homo-oligomerisatie. Journal of Neurochemistry, 87, 1558-1567. https://doi.org/10.1111/ (ISSN)1471‐4159

19. Mullard, A. (2017). Diabetesmedicijn toont belofte inParkinsonziekte. Natuur beoordelingen. Drugsontdekking, 16, 593.

20. Nagakubo, D., Taika, T., Kitaura, H., Ikeda, M., Tamai, K., Iguchi-Ariga, SMM, & Agria, H. (1997). , Een nieuw oncogen dat NIH3T3-cellen van muizen transformeert in samenwerking met ras. Biochemische en biofysische onderzoekscommunicatie, 231, 509-513. https://doi. org/10.1006/bbrc.1997.6132

21. Nikam, S., Nikam, P., Ahaley, SK, & Sontakke, AV (2009). Oxidatieve stress bijParkinsonziekte. Indian Journal of Clinical Biochemistry, 24, 98-101. https://doi.org/10.1007/s12291‐009‐0017‐y

22. Niki, T., Takahashi-Niki, T., Taira, T., Iguchi-Ariga, SMM, & Agria, H. (2003). DJBP: Een nieuw DJ‐1-bindend eiwit, reguleert de androgeenreceptor negatief door histondeacetylasecomplex te rekruteren, en DJ‐1 antagoniseert deze remming door opheffing van dit complex. Moleculair kankeronderzoek, 1, 247-261.

Voordelen vanCistancheextracten: behandelenParkinsonziekte