PRAT 2 Cistanches Deserticola PhG-RE door remming van ERS-apoptosemechanisme om myocardiale celapoptose te beschermen tegen H2O2--geïnduceerde endoplasmatisch reticulumstress

KLIK HIER VOOR DEEL 1

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

Cistanchedeserticola heeft veel effecten, klik hier voor meer informatie

4. Discussie

Hart- en vaatziekten, zoals I/R-letsel, kunnen ERS veroorzaken door oxidatieve stress, calciumoverbelasting en de vorming van zuurstofvrije radicalen. Onder deze omstandigheden slaagt het ER er niet in om eiwitten correct te vouwen en te verwerken, wat leidt tot de accumulatie van verkeerd gevouwen of ongevouwen eiwitten in het endoplasmatisch reticulum, dat vervolgens de ongevouwen

eiwitrespons (UPR). De UPR is een cellulaire stressreactie die aanvankelijk remtapoptose, maar viert het uiteindelijk.

Studies hebben bevestigd dat ERS gedeeltelijk verklaart waarom ischemie en anoxie hartaandoeningen kunnen verergeren [6, 7]. De apoptotische factoren, GRP78, Caspase 12, CHOP en JNK, zijn belangrijke deelnemers aan het ontstaan ​​van ziekte [8-11]. In deze studie hebben we het antagonisme en gerelateerde mechanismen van PhG-RE in H9c2-cellen onderzochtapoptosevan H2O2--geïnduceerde ERS. Met 100 μmol mL-1 H2O2 als inductor werd een ERS-model opgezet in H9c2-cellen. Om de validiteit en nauwkeurigheid van het model te garanderen, werd de specifieke endoplasmatisch reticulum stressactivator thapsigargin (TG) gebruikt om te bepalen of PhG-RE cellen beschermt tegen ERS-geïnduceerdeapoptose. De ERS-remmer 4-PBA werd ook gebruikt om te bepalen of PhG-RE een effect heeft dat vergelijkbaar is met dat van 4-PBA bij het effectief tegengaan van deapoptoseveroorzaakt door de H2O2-geïnduceerde ERS.

Cistanchekan cel voorkomenapoptose

In deze studie veroorzaakten zowel H2O2 als de ERS-activator TG celapoptosedoor ERS in cellen te mediëren. LDH, een astabiel enzym dat aanwezig is in het cytoplasma, verlaat de cel wanneer celruptuur optreedt. Daarom kan cellulaire schade worden bepaald door LDH-lekkage in het medium te meten. De levensvatbaarheid van de cellen en LDH-lekkage vertegenwoordigen het niveau van schade aan H9c2-cellen en kunnen worden gebruikt om het beschermende effect van PhG-RE-voorbehandeling op cellen te evalueren. Blootstelling aan PhG-RE verminderde effectief celapoptose veroorzaakt door TG en H2O2, verbeterde overleving en verminderde LDH-afgifte. Deze bevinding laat zien dat PhG-RE een rol speelt die vergelijkbaar is met die van 4-PBA bij het beschermen van cellen. Dit resultaat geeft aan dat PhG-RE cellen kan beschermen tegen ERS-geïnduceerde schade enapoptose.

In normale cellen die niet onder stress staan, bindt GRP78, dat is geassocieerd met ERS, aan meerdere ER-transmembraaneiwitten op het celoppervlak en is in een inactieve en stabiele toestand. Wanneer ERS voor het eerst optreedt, induceren ongevouwen eiwitten de UPR, die de dissociatie van transmembraaneiwitten van GRP78 bevordert. Na dissociatie bindt GRP78 met ongevouwen of verkeerd gevouwen eiwitten om ERS tegen te gaan door een verhoogde eiwitexpressie [12-14]. Naarmate ERS vordert, wordt de functie van het endoplasmatisch reticulum ernstig beschadigd,

bovendien wordt, vanwege de pro-apoptotische effecten van de UPR, procaspase-12 vrijgegeven, enapoptosewordt gestart. De vrijgekomen pro-caspase-12 wordt gesplitst in zijn actieve vorm, Caspase-12. Een belangrijke reden waarom ERS apoptose initieert, is dat Caspase-12 wordt geactiveerd door ERS [17]. JNK, een ander element dat induceertapoptose, wordt geactiveerd door het IRE-1- TRAF2-ASK1-complex, dat wordt gegenereerd tijdens apoptose. De stroomafwaartse Caspase-familie, die een pro-apoptotische rol speelt, wordt ook geactiveerd.

Deze studie, gebaseerd op gen- en eiwitdetectietechnologie, onderzocht het mechanisme waarmee PhG-RE de myocardcellen beschermt. Wanneer ER-stress optreedt, kan de transcriptiefactor CHOP de afgifte van Cyt C en . veroorzakenapoptose-inducerende factoren (AIF's), wat resulteert in cellulaire apoptose [18-20]. Bovendien kan het sterk geconserveerde ER-membraaneiwit IRE1 worden gefosforyleerd en celapoptose induceren door een alternatieve route via TRAF2- enapoptosesignaalregulerende kinase 1 (ASK1)-gemedieerde signaaltransductie [21]. Voorbehandeling met PhG-RE verminderde de mRNA-expressie van GRP78, CHOP en Caspase-12 tijdens ER-stress in H2O2--geïnduceerde cellen, evenals de TG-geïnduceerde mRNA-expressie van GRP78, JNK, en Caspase-12. PhG-RE-voorbehandeling had een antagonistisch effect op de H2O2- en TG-geïnduceerde verhogingen in GRP78-, CHOP-, p-JNK- en Caspase-12-eiwitexpressieniveaus. Deze resultaten tonen aan dat PhG-RE een rol speelt die vergelijkbaar is met die van de ERS-remmer 4-PBA bij het beschermen van myocardcellen en het tegengaan van door ERS geïnduceerde apoptose door het verminderen van de mRNA- en eiwitexpressie van factoren die geassocieerd zijn met ERS-geïnduceerde apoptose. Hoewel er geen significante verandering was in het JNK-eiwit, komt deze bevinding overeen met de literatuur die aantoont dat JNK functioneert door zijn geactiveerde

vorm, p-JNK. Het diagram in figuur 7 toont designaleringroute, die duidelijk kan verklaren hoe PhG-RE werkt om de myocardcellen te beschermen tegen ERS-geïnduceerdeapoptose.

Cistanchekan weerstaanoxidatieen voorkomencelapoptose

5. Conclusies

Myocardischemie-reperfusieletsel is de belangrijkste oorzaak van verergerd myocardletsel. Als een andere factor die myocardziekte induceert, is ERS een nieuwe focus van onderzoek geweest dat tot doel heeft de effecten en doeltreffendheid van de behandeling van myocardziekte te verbeteren. Deze studie onderzocht verder de rol van PhG-RE in de bescherming van myocardcellen en toonde aan dat PhG-RE-gemedieerde myocardiale bescherming sterk gerelateerd was aan de regulatie van ERS-geïnduceerde apoptose. Aangezien de myocardziekte echter door meerdere factoren wordt veroorzaakt, zal er verder onderzoek moeten worden gedaan naar de effecten van PhG-RE.

Cistanchekan weerstaanoxidatieen voorkomencelapoptose

Beschikbaarheid van data

De gegevens die worden gebruikt om de bevindingen van deze studie te ondersteunen, zijn op verzoek verkrijgbaar bij de corresponderende auteur.

Belangenverstrengeling

De auteurs verklaren dat ze geen belangenconflicten hebben.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door het Jilin Provincial Technological Development Program (subsidienummer: 20160101032JC).

Referenties

[1] Q. Yu, X. Li en X. Cao, "Cardioprotectieve effecten van fenylethanoïde glycoside-rijk extract vancistanchedeserticola bij ischemie-reperfusie-geïnduceerd myocardinfarct bij ratten," Annals of Vascular Surgery, vol. 34, pp. 234–242, 2016.

[2] X. Wang, L. Ni, L. Yang et al., "van CYP2J2-afgeleide epoxyeicosatrieenzuren onderdrukken endoplasmatisch reticulumstress bij hartfalen," Molecular Pharmacology, vol. 85, nee. 1, blz. 105-115, 2014.

[3] J. Guo, Y. Bian, R. Bai, H. Li, M. Fu en C. Xiao, "Globulaire adiponectine verzwakt myocardischemie/reperfusiebeschadiging door endoplasmatisch reticulum Ca2 plus -ATPase-activiteit te verhogen en te remmen endoplasmatisch reticulum stress," Journal of Cardiovascular Pharmacology, vol. 62, nee. 2, blz. 143-153, 2013.

[4] G.-l. Zhao, L.-m. Yu, W.-l. Gao et al., "Berberine beschermt het rattenhart tegen ischemie/reperfusieschade via het activeren van JAK2/STAT3-signalering en het verzwakken van endoplasmatisch reticulumstress", Acta Pharmacologica Sinica, vol. 37, nee. 3, blz. 354-367, 2016.

[5] T. Luo, JK Kim, B. Chen, A. Abdel-Latif, M. Kitakaze en L. Yan, "Verzwakking van ER-stress voorkomt post-infarct-geïnduceerde hartruptuur en hermodellering door zowel cardiale apoptose als fibrose," Chemico-Biological Interactions, vol. 225, blz. 90-98, 2015.

[6] J. Groenendyk, LB Agellon en M. Michalak, "Omgaan met endoplasmatisch reticulumstress in het cardiovasculaire systeem", Annual Review of Physiology, vol. 75, nee. 1, blz. 49-67, 2013.

[7] M. Boyce en J. Yuan, "Cellulaire respons op endoplasmatisch reticulumstress: een kwestie van leven of dood", Cell Death & Differentiation, vol. 13, nee. 3, blz. 363-373, 2006.

[8] E. Szegezdi, U. Fitzgerald en A. Samali, "Caspase-12 en ER-stress-gemedieerde apoptose," Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1010, nee. 1, blz. 186-194, 2003.

[9] L.-H. Zhang en X. Zhang, "Rollen van GRP78 in fysiologie en kanker," Journal of Cellular Biochemistry, vol. 110, nee. 6, blz. 1299-1305, 2010.

[10] Y. Yang, L. Liu, I. Naik, et al., "Transcriptiefactor C/EBP homoloog eiwit in gezondheid en ziekten," Frontiers in Immunology, vol. 8, blz. 1612, 2017.

[11] NJ Darling en SJ Cook, "De rol van MAPK-signaleringsroutes in de reactie op endoplasmatisch reticulumstress", Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -Molecular Cell Research, vol. 1843, nee. 10, blz. 2150-2163, 2014.

[12] AM Gorman, SJM Healy, R. Ja¨ger en A. Samali, "Stressmanagement op de ER: regulatoren van ER-stress-geïnduceerde apoptose," Pharmacology & Therapeutics, vol. 134, nee. 3, blz. 306-316, 2012.

[13] SG de la Cadena, K. Hernandez-Fonseca, I. Camacho-Ar-Royo en L. Massieu, "Glucosedeprivatie induceert reticulumstress door de PERK-route en caspase-7- en calpaïne-gemedieerde caspase{ {6}} activering," Apoptosis, vol. 19, nee. 3, blz. 414-427, 2014.

[14] W. Chengji en F. Xianjin, "Oefening beschermt tegen diabetische cardiomyopathie door remming van de stressroute van het endoplasmatisch reticulum bij ratten," Journal of Cellular Physiology, vol. 234, nee. 2, blz. 1682-1688, 2019.

[15] XZ Wang, B. Lawson, JW Brewer, et al., "Signalen van het gestresste endoplasmatisch reticulum induceren C/EBP-homoloog eiwit (CHOP/GADD153)," Molecular and Cellular Biology, vol. 16, nee. 8, blz. 4273-4280, 1996.

[16] T.-H. Lu, T.-J. Tseng, C.-C. Su et al., "Arseen induceert door reactieve zuurstofspecies veroorzaakte apoptose van neuronale cellen via JNK/

ERK-gemedieerde mitochondriën-afhankelijke en GRP 78/CHOP-gereguleerde routes," Toxicology Letters, vol. 224, nr. 1, blz. 130-140, 2014.

[17] X. Chen, XS Fu, CP Lin en HX Zhao, "ER-stress en ER-stress-geïnduceerde apoptose worden geactiveerd in maag-SMC's bij diabetische ratten," World Journal of Gastroenterology, vol. 20, nee. 25, blz. 8260-8267, 2014.

[18] R. Iurlaro en C. Muñoz-Pinedo, "Celdood veroorzaakt door endoplasmatisch reticulum stress," Re FEBS Journal, vol. 283, nee. 14, blz. 2640-2652, 2016.

[19] H. Tsukino, T. Gotoh, M. Endo, et al., "De endoplasmatisch reticulum stress-C/EBP homologe eiwitroute-gemedieerde apoptose in macrofagen draagt ​​bij aan de instabiliteit van atherosclerotische plaques," Arteriosclerose, Trombose en Vasculaire Biologie, vol. 30, nee. 10, blz. 1925-1932, 2010.

[20] S. Tuzlak, T. Kaufmann en A. Villunger, "Ondervragen van de relevantie van mitochondriale apoptose voor de ontwikkeling van gewervelde dieren en postnatale weefselhomeostase," Genes & Development, vol. 30, nee. 19, blz. 2133–2151, 2016.

[21] RP Junjappa, P. Patil, KR Bhattarai, HR Kim en HJ Chae, "IRE1-implicaties in endoplasmatisch reticulum stress-gemedieerde ontwikkeling en pathogenese van auto-immuunziekten," Frontiers in Immunology, vol. 9, blz. 1289, 2018.