Partea 1: Echinacozidul izolat din Cistanche Tubulosa stimulează în mod presupus secreția de hormon de creștere prin activarea receptorului de grelină

Echinacozidul izolat din Cistanche tubulosa stimulează în mod presupus secreția de hormon de creștere prin activarea receptorului de grelină

Chieh-Ju Wu 1, Mei-Yin Chien 2, Nan-Hei Lin 1, Yi-Chiao Lin 1, Wen-Ying Chen 3, Chao-Hsiang Chen 2,4* și Jason TC Tzen 1,*

1 Institutul Absolvent de Biotehnologie, Universitatea Națională Chung-Hsing, Taichung 402, Taiwan; baby159357520@gmail.com (C.-JW); CMNHEI@mohw.gov.tw (N.-HL); s9755702@gmail.com (Y.-CL)

2 Ko Da Pharmaceutical Co. Ltd., Taoyuan 324, Taiwan; rd1@koda.com.tw

3 Departamentul de Medicină Veterinară, Universitatea Națională Chung-Hsing, Taichung 402, Taiwan; wychen@dragon.nchu.edu.tw

4 Institutul Absolvent de Farmacognozie, Universitatea Medicală Taipei, Taipei 110, Taiwan

* Corespondenta: gm@koda.com.tw (C.-HC); TCTZEN@dragon.nchu.edu.tw (JTCT); Tel.: plus 886-4-22840328 (ext. 776) (JTCT); Fax: plus 886-4-22853527 (JTCT)

Editor academic: Pinarosa Avato

Primit: 22 ianuarie 2019; Acceptat: 14 februarie 2019; Publicat: 17 februarie 2019

A lua legatura:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstract:Cistanchespecia, ginsengul din deșert, a fost înregistrată ca posedă multe activități biologice în farmacopeea tradițională chineză și a fost folosită ca medicament anti-îmbătrânire. Trei glicozide feniletanoide -echinacozid, tubulozidă A și acteozidă — au fost detectate în extractul apos alCistanchetubuloasa(Schenk) R. Wight și constituentul major,echinacozid, a fost purificat în continuare.Echinacozidulcu o concentrație mai mare de 10_6 M a afișat o activitate semnificativă pentru a stimula secreția de hormon de creștere a celulelor pituitare de șobolan. Similar hormonului de eliberare a hormonului de creștere-6, un analog sintetic al grelinei, stimularea secreției de hormon de creștere de către echinacozidă a fost inhibată de substanța P [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11] , un agonist invers al receptorului de grelină. Modelarea moleculară a arătat că toate cele trei glicozide feniletanoide au interacționat în mod adecvat cu buzunarul de legare al receptorului de grelină, iar echinacozidul a afișat o interacțiune puțin mai bună cu receptorul decât tubulozida A și actozida. Rezultatele sugerează că glicozidele feniletanoide, în specialechinacozid, sunt constituenți activi presupus responsabili pentru efectele anti-îmbătrânire ale C. tubulosa și se poate considera că se dezvoltă ca analogi non-peptidici ai grelinei.

Cuvinte cheie: cistanchetubulosa;echinacozid; grelină; secreția de hormon de creștere; glicozide feniletanoide

Vă rugăm să faceți clic aici pentru partea 2

Echinacozidulîn cistanche poate îmbunătățisistem imunitar

1. Introducere

Cistanchespecie (Orobanchaceae), așa-numitul ginseng al deșertului, este o plantă holoparazită găsită în regiunea deșertică din nord-vestul Chinei. S-a dovedit că acest medicament pe bază de plante posedă mai multe activități biologice, cum ar fi ameliorarea constipației, longevitatea și proprietăți afrodisiace în farmacopeea tradițională chineză [1]. Diferite specii de Cistanche sunt denumite în mod obișnuit în funcție de gazdele și mediile de creștere, cum ar fi Cistanche deserticola YC Ma șiCistanchetubuloasa(Schenk) R. Wight. C. deserticola, găzduit de Haloxylon ammodendron, găsit în principal în Mongolia Interioară, a fost inițial considerată sursa standard de Cistanche în Farmacopeea Chineză, dar a fost listată ca specie de plante pe cale de dispariție în China din 1984. C. tubulosa, găzduită de Tamarix ramosissima cultivată în Xinjiang Hetian, tinde să posede o rată de creștere rapidă, și astfel cultivarea agricolă a acestui Molecule 2019, 24, 720; doi:10.3390/molecules24040720 specia duce la un randament mult mai bun decât tradiționalul C. deserticola. În prezent, ambele specii de mai sus sunt colectate în Farmacopeea Chineză [2].

C. deserticolașiC. tubuloasase găsesc că posedă constituenți chimici și activități farmacologice similare, astfel încât ambele sunt considerate a fi un potențial medicament pe bază de plante pentru bolile legate de îmbătrânire [3–5]. Glicozidele de feniletanol sunt ingrediente active comune găsite în aceste două specii, iar echinacozidul este identificat ca fiind principala glicozidă de feniletanol în C. tubulosa [6]. În ultimul deceniu, s-a demonstrat că echinacozidul și extractul de C. tubulosa bogat în echinacozid posedă multe activități farmacologice, cum ar fi anti-îmbătrânire, neuroprotecție, îmbunătățirea învățării și memoriei, îmbunătățirea funcției cardiace, reducerea hiperlipidemiei și hiperglicemiei și prevenirea diabetului indus de obezitate și a sindromului metabolic [7–12].

Cunoscut ca „hormonul foamei”, grelina este un hormon peptidic compus din 28 de resturi de aminoacizi în care al treilea reziduu de serină este acilat cu o grupare n-octanoil esențială pentru funcțiile sale biologice [13]. S-a demonstrat că grelina este un ligand endogen pentru un receptor cuplat cu proteina G numit receptor secretagog-1a hormonului de creștere (GHS-R1a), care este exprimat în principal în hipotalamus și glanda pituitară [14]. Activarea GHS-R1a de către grelină are ca rezultat stimularea secreției de hormon de creștere și reglarea mai multor reacții fiziologice [15]. Studiile clinice arată că suplimentarea exogenă cu hormoni de creștere ar putea atenua simptomele bolilor legate de îmbătrânire la vârstnici, cum ar fi creșterea forței musculare și a densității osoase și îmbunătățirea calității somnului și a capacității cognitive [16,17]. Cu toate acestea, preocupările privind efectele secundare grave (de exemplu, cancer de prostată, dureri articulare, rezistență la insulină, retenție de lichide, sindrom de tunel carpian și ginecomastie) au fost aduse în discuție pentru tratamentul cu hormoni de creștere exogeni [18,19]. Prin urmare, stimularea secreției de hormon de creștere de către grelină prin activarea GHS-R1a a fost considerată o abordare terapeutică alternativă pentru bolile legate de îmbătrânire ale vârstnicilor și se presupune că efectul său terapeutic este superior suplimentării exogene cu hormon de creștere.

Recent, teaghrelins și ginkgoghrelins, glicozide flavonoide acilate unice găsite în ceaiul Chin-shin oolong și frunzele de Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae), s-a demonstrat că induc secreția de hormon de creștere a celulelor pituitare anterioare primare de șobolan prin legarea la receptorul 20-22220gh-relină. ]. Având în vedere efectele terapeutice ale Cistanche spp. pe bolile legate de îmbătrânire au fost similare cu efectele anti-îmbătrânire ale ceaiului Chin-shin oolong și ale frunzelor de Ginkgo biloba, ne-am întrebat dacă activitățile farmacologice ale glicozidelor feniletanol ar putea fi executate pe aceeași cale ca și cele ale teaghrelins și ginkgoghrelins prin legarea de receptor de grelină. În primul rând, trei glicozide feniletanoide - echinacozidă, tubulozidă A și actozidă - au fost identificate în extractul apos de C. tubulosa. Constituentul principal, echinacozidul, a fost purificat în continuare și examinat pentru capacitatea sa de a stimula eliberarea hormonului de creștere a celulelor pituitare de șobolan prin activarea receptorului de grelină. Modelarea moleculară a echinacozidei, tubulozidei A și actozidei de andocare la receptorul de grelină a fost efectuată și comparată pentru posibilele interacțiuni din buzunarul de legare.

2. Rezultate

2.1. Separarea și identificarea a trei glicozide majore de feniletanol în extractul de apă a două specii de Cistanche

În analiza HPLC a două specii de Cistanche, s-a descoperit că C. tubulosa posedă un conținut mult mai mare de glicozide feniletanol decât C. deserticola (Figura 1A, B). Trei glicozide feniletanol majore au fost observate în C. tubulosa și identificate ca echinacozidă, tubulozidă A și acteozidă prin analiza spectrometrică de masă (Figura 2) în comparație cu profilele HPLC și datele MS ale compușilor cunoscuți publicate anterior [23,24]. Conform fragmentării moleculare 785 m/z în MS1 ​​și 623 m/z în MS2, vârful major din extractul apos de C. tubulosa a fost identificat ca echinacozidă (Figura 2A). În mod similar, tubulozida A a fost atribuită prin fragmentarea sa moleculară 827 m/z în MS1 ​​și 665, 623 și 782 m/z în MS2 (Figura 2B); actozidul a fost confirmat de fragmentarea moleculară 623 m/z în MS1 ​​și 461 m/z în MS2 (Figura 2C). Echinacozidul a fost purificat în continuare până la aproape omogenitate (Figura 1C) și utilizat în următoarele teste biologice.

Figura 2. Cont.

Figura 2. Analize spectrometrice de masă ale echinacozidei (A), tubulozidei A (B) și acteozidei (C) în fragmentarea MS1 (panourile din stânga) și MS2 (panourile din dreapta).

2.2. Efectul echinacoziduluiprivind inducerea secreției de hormon de creștere în celulele pituitare de șobolan

Pentru a evalua dacă echinacozidul ar putea fi un agonist al receptorului secretagog al hormonului de creștere (GHSR), a fost supus examinării inducerii secreției de hormon de creștere din celulele pituitare anterioare ale șobolanului primar. Similar cu GHRP-6, un agonist sintetic al GHSR, echinacozidul a fost capabil să stimuleze secreția de hormoni de creștere din celulele pituitare de șobolan (Figura 3). Au fost detectate creșteri semnificative ale secreției de hormon de creștere atunci când celulele pituitare de șobolan au fost tratate cu echinacozidă cu o concentrație mai mare de 10_6 M timp de 15 și 30 de minute. S-a descoperit că tratamentul echinacozidei (de la 10_8 la 10_5 M) timp de 15 și 30 de minute stimulează secreția de hormon de creștere a celulelor pituitare de șobolan într-o manieră dependentă de doză. Mai mult, un agonist invers al GHSR, [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-substanța P, a inhibat în mod evident efectele stimulatoare ale GHRP-6 și echinacozidei asupra inducerii secreției de hormon de creștere din celule pituitare de șobolan (Figura 4). Rezultatele sugerează că echinacozidul este un potențial agonist al GHSR.

Figura 3. Efectul echinacoziduluiadministrare pe secreţia de hormon de creştere a celulelor hipofizare. A fost măsurată secreția de hormon de creștere (GH) din celulele hipofizare primare de șobolan

după incubare cu mediu (martor), GHRP-6 (agonist GHSR, 10_7 M) și diferite concentrații (de la 10_8 la10_5 M) de echinacozidă (ECH) timp de 15 (A) și 30 de minute (B),

respectiv. Datele au fost prezentate ca medie o SD cu n=6. Niveluri de semnificație văzute deTestul T au fost * p < 0.05 și ** p < 0,005 față de control.