Partea 2: Acteozidul contracarează procesele catabolice induse de interleukină-1 -prin modularea proteinelor kinazelor activate de mitogen și a căii de semnalizare celulară NFκB

Acteozidul contracarează procesele catabolice induse de interleukină-1 -prin modularea proteinelor kinazelor activate de mitogen și a căii de semnalizare celulară NFκB

HyangI Lim ,1 Do Kyung Kim ,1 Tae-Hyeon Kim ,1 Kyeong-Rok Kang ,1 Jeong-Yeon Seo ,1,2 Seung Sik Cho ,3 Younghee Yun ,4,5 Ye-yong Choi ,4,5 Jungtae Leem ,4,5 Hyoun-Woo Kim ,6 Geon-Ung Jo ,6

Chan-Jin Oh ,6 Deuk-Sil Oh ,6 Hong-Sung Chun ,2 și Jae-Sung Kim 1

A lua legatura:joanna.jia@wecistanche.com

1Institutul de Științe Dentare, Universitatea Chosun, Gwangju 61452, Republica Coreea

2Departamente de Științe Biomedicale, Universitatea Chosun, Gwangju 61452, Republica Coreea

3Departamentul de Biomedicină, Sănătate și Științe de Convergență a Vieții, BK21 Four, Colegiul de Farmacie, Universitatea Națională Mokpo,

Jeonnam 58554, Republica Coreea

4Chung-Yeon Medical Institute, Gwangju 61949, Republica Coreea

5Institutul de cercetare și dezvoltare, CY Pharma Co., Seul 06224, Republica Coreea

6Jeollanamdo Forest Resources Institute, Naju, Jeollanamdo, 58213, Republica Coreea

Corespondența ar trebui să fie adresată lui Jae-Sung Kim; js_kim@chosun.ac.kr

Primit 2 iulie 2020; Revizuit la 15 februarie 2021; Acceptat 6 martie 2021; Publicat 25 martie 2021

Editor academic: Joël R. Drevet

Copyright © 2021 HyangI Lim et al. Acesta este un articol cu ​​acces liber distribuit sub CreativeCommonsAttributionLicense,

care permite utilizarea, distribuirea și reproducerea fără restricții pe orice mediu, cu condiția ca opera originală să fie citată în mod corespunzător.

Osteoartrita (OA) este cea mai frecventă boală degenerativă articulară cu dureri articulare cronice cauzate de degenerarea progresivă a cartilajului articular la nivelul articulațiilor sinoviale.Acteozid, un glicozid cafeoilfeniletanoid, are diverse activități biologice, cum ar fi efect antimicrobian, antiinflamator, anticancer, antioxidant, citoprotector și neuroprotector. În plus, administrarea orală aacteozidla doze mari nu provoacă genotoxicitate. Prin urmare, scopul prezentului studiu este de a verifica efectele anticatabolice aleacteozidîmpotriva osteoartritei și a căii sale de semnalizare anticatabolică.Acteozidnu a scăzut viabilitatea celulelor L929 de fibroblast de șoarece utilizate ca celule normale și condrocite primare de șobolan.Acteozida contracarat pierderea de proteoglican indusă de IL-1 -în condrocite și cartilaj articular prin suprimarea expresiei și activării enzimelor de degradare a cartilajului, cum ar fi metaloproteinaza matriceală (MMP-) 13, MMP-1 și MMP{{ 6}}. Mai mult, actozidul a suprimat expresia mediatorilor inflamatori, cum ar fi sintaza oxid nitric inductibil, ciclooxigenaza-2, oxidul nitric și prostaglandina E2 în condrocitele primare de șobolan tratate cu IL-1. Ulterior, expresia citokinelor proinflamatorii a fost scăzută de actozidă în condrocitele primare de șobolan tratate cu IL{10}}. Mai mult, acteozidul a suprimat nu numai fosforilarea protein kinazelor activate de mitogen în condrocite primare de șobolan tratate cu IL-1, ci și translocarea NFκB din citosol în nucleu prin suprimarea fosforilării acestuia. Administrare orală a 5 și 10 mg/kgacteozida atenuat degenerarea progresivă a cartilajului articular la modelul de șoarece osteoartritic generată de destabilizarea meniscului medial. Descoperirile noastre indică faptul că actozidul este un potențial agent anticatabolic promițător sau supliment pentru a atenua sau preveni degenerarea progresivă a cartilajului articular.

Vă rugăm să faceți clic aici pentru partea 1

Vă rugăm să faceți clic aici pentru partea 3

Cistanche tubulosa are multe efecte, click aici pentru a afla mai multe

3.4. ActeozidSuprimă expresia și producția de mediatori inflamatori catabolici induși de IL-1 - și citokine proinflamatorii în condrocitele primare de șobolan. Pentru a determina dacă actozidul are un efect preventiv împotriva OA, condrocitele primare de șobolan au fost tratate cu 50 și 100 μM de actozidă în prezența sau absența a 10 ng/mL IL-1 timp de 24 de ore. Ulterior, au fost investigate modificările mediatorilor inflamatori, factori catabolici reprezentativi precum iNOS, COX-2 și PGE2. Nivelurile de ARNm de iNOS, COX-2 și PTGS-2 au fost crescute semnificativ de IL-1 în condrocitele primare de șobolan. factor de creștere (NGF) în condrocitele primare de șobolan tratate cu IL-1 în comparație cu IL-1 singur. Luate împreună, aceste date sugerează în mod constant că actozidul previne degenerarea progresivă a cartilajului articular prin suprimarea mediatorilor inflamatori și a citokinelor proinflamatorii împotriva efectelor catabolice induse de IL-1 -în condrocitele primare de șobolan.

3.5. ActeozidSuprimă fosforilarea MAPK și NFkB în condrocitele primare de șobolan tratate cu IL-1. Pentru a investiga căile de semnalizare celulară asociate cu efecte anticatabolice induse de acteozide împotriva alterării citokinei proinflamatorii IL-1 a MAPK și NFκB, condrocitele primare de șobolan au fost tratate cu 50 și 100 μM actozid în prezența sau absența IL{6. }} timp de 24 de ore. După aceea, proteina totală a fost extrasă și electroforezată pe gelul SDS-PAGE pentru a efectua Western blot. După cum se arată în Figura 7, MAPK precum ERK1/2, p38 și JNK au fost fosforilate semnificativ în condrocitele primare de șobolan tratate cu IL-1, în timp ce 50 și 100 μM actozide nu au indus în mod semnificativ fosforilarea MAPK în comparație cu control în condrocitul primar de șobolan. Cu toate acestea, 50 și 100 μM de actozidă au suprimat în funcție de doză fosforilarea MAPK indusă de IL-1 -în condrocitele primare de șobolan. În plus, fosforilarea NFκB în condrocitele primare de șobolan tratate cu 10ng/mL IL-1 a fost redusă treptat de către actozidă într-o manieră dependentă de doză. Aceste date indică faptul că căile de semnalizare celulară MAPK și NFkB sunt strâns implicate cu efectele anticatabolice induse de actozide împotriva IL-1 în condrocitele primare de șobolan.

3.6. Acteozidul suprimă translocarea NFκB din creșterea dependentă deacteozid. Luate împreună, aceste date indică în mod constant că efectele anticatabolice induse de acteozide împotriva IL-1 sunt implicate în suprimarea translocării de la citosol la nucleu pe modularea căii de semnalizare NFκB în condrocitele primare de șobolan.

3.7. ActeozidAtenuează degenerarea progresivă a cartilajului articular la animalele OA ale articulației genunchiului induse de DMM chirurgical. Pentru a elucida efectele anticatabolice induse de acteozide in vivo, animalelor induse de OA generate de DMM chirurgical efectuat pe articulația genunchiului șoarecilor BALB/c li s-au administrat oral 5 și 10mg/kg de acteozid rezolvat în etanol de 5%. în fiecare două zile timp de 8 săptămâni. Ulterior, articulațiile genunchiului au fost evaluate histologic folosind safranină-O și colorare verde rapidă, așa cum se arată în Figura 9. Pierderea de proteoglican și lezarea suprafeței cartilajului articular au fost semnificativ crescute în articulația genunchiului disecată de la animalele OA induse de DMM. Cu toate acestea, administrarea orală de actozidă a suprimat pierderea de proteoglican și o leziune mai mică a cartilajului articular în comparație cu vehiculul numai. În plus, scorul de calificare al lui Mankin a crescut semnificativ în grupul de animale OA (n {{10}}, 3± 0:7) vehicul furnizat doar în comparație cu Naïve (n =5, 0:67 ± 0:5). Cu toate acestea, administrarea orală a 5 și 10 mg/kg actozid în grupul de animale OA (n =5) a scăzut scorul de evaluare Mankin cu 2±0:7 și1:67 ± 0:5, respectiv, în comparație numai cu vehiculul. Luate împreună, aceste date indică faptul că administrarea orală aacteozidatenuează degenerarea progresivă a cartilajului articular în articulațiile sinoviale cu stări catabolice.

4. Discutie

Articulația sinovială (diartroză) este o structură anatomică complexă constând din mai multe tipuri diferite de țesuturi situate la spațiul potențial dintre oase pentru a permite mobilitatea și stabilitatea corpului prin contracararea diferitelor intensități ale încărcării mecanice și controlul mișcărilor fine [16] . Pe măsură ce populația în vârstă este în creștere la nivel mondial, OA devine o boală degenerativă asociată cu probleme psihologice și socioeconomice care urmează să fie rezolvate urgent [17]. Din păcate, încă nu există medicamente eficiente pentru OA; prin urmare, prevenirea degenerării cartilajului articular este cea mai importantă pentru menținerea funcțiilor mecanice articulare asociate cu permisiunea mobilității și stabilității corpului.

În general, articulația sinovială este compusă din două oase pentru a oferi stabilitate și susține mușchiul prin ligamente și tendoane și este înconjurată de o capsulă articulară fibroasă sinovială umplută cu lichid sinovial pentru a reduce frecarea dintre cartilajele articulare situate pe suprafețele articulare ale oaselor unite. [16]. În special, matricea extracelulară (ECM) a cartilajului articular este compusă în principal din colagen de tip II și proteoglicani care sunt sintetizați și reglați de celule specializate numite condrocite. Homeostazia cartilajului articular este precis echilibrată între anabolism (sinteza ECM) și catabolism (degenerarea ECM) în articulațiile sinoviale [18]. În general, factorii catabolici precum citokinele proinflamatorii și mediatorii inflamatorii induc degenerarea progresivă a cartilajului articular prin expresia enzimelor care degradează cartilajul, cum ar fi metaloproteinaza matriceală (MMP) și metaloproteinaza cu motive de trombospondine (ADAMT) din condrocite [18]. Prin urmare, strategiile biochimice recente pentru a preveni sau a atenua degenerarea progresivă a cartilajului articular au vizat suprimarea enzimelor de degradare a cartilajului, citokinelor proinflamatorii și inflamatorii.

mediatori bazați pe siguranța biologică pe termen lung în articulațiile sinoviale [19, 20]. Studii recente demonstrează că produsele naturale, provenite din plante medicinale sau din medicina orientală, posedă siguranțe biologice pe termen lung, proprietăți antiinflamatorii și antioxidante și pot promova sănătatea articulațiilor și gestionarea OA prin suprimarea eliberării de citokine proinflamatorii [21].

Acteozid(numită verbascozidă; C29H36O15) este o glicozidă care este izolată din florile sau frunzele multor plante din plante precum Scrophularia ningpoensis, Cistanche deserticola, Digitalis purpurea și Osmanthus fragrans [22, 23]. Recent, Henn et al. a raportat că concentrația mare (100 ug/mL) de actozidă izolată din frunzele de Plantago australis nu numai că a arătat o citotoxicitate mai mică în celulele de hamster chinezesc V79 utilizate ca celulă normală, dar nici nu a avut activități mutagene sau genotoxice și proprietăți fototoxice [6] . În plus, Perucatti și colab. au raportat că testul citogenetic in vivo care hrănește iepure (Oryctolagus cuniculus) cu 5 mg/kg de actozidă timp de 80 de zile nu a evidențiat nicio toxicitate cu nicio altă activitate mutagenă, rezultând nicio citotoxicitate pentru animale [24]. Aceste studii sugerează că actozidul este un material bio-activ care poate fi utilizat atât în ​​alimentația animală, cât și în cea umană [6, 24]. După cum se arată în Figura 2, similar cu studiile anterioare, actozidă de 100 μM (62,459 ug/mL) nu a afectat conținutul prin contracararea împotriva epuizării proteoglicanilor induse de IL-1 -de citokine proinflamatorii în condrocitele primare de șobolan, dar a suprimat și pierderea de proteoglicani. în țesuturile cartilajului articular tratate cu IL-1 timp de 7 zile. Luate împreună, aceste date indică în mod constant acest lucruacteozidpoate proteja sau atenua degenerarea progresivă a cartilajului articular prin contracararea procesului catabolic proinflamator indus de citokine în cartilajul articular al articulației sinoviale.