Dio 2:Akteozid djeluje protiv interleukina-1 -indukovanih kataboličkih procesa kroz modulaciju proteinskih kinaza aktiviranih mitogenom i NFκB ćelijskog signalnog puta

Acteoside suzbija kataboličke procese izazvane interleukinom-1 - kroz modulaciju proteinskih kinaza aktiviranih mitogenom i NFκB ćelijskog signalnog puta

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 i Jae-Sung Kim 1

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

1 Institut za stomatološke nauke, Univerzitet Chosun, Gwangju 61452, Republika Koreja

2Odsjek za biomedicinske nauke, Univerzitet Chosun, Gwangju 61452, Republika Koreja

3Odsek za biomedicinu, nauke o zdravlju i konvergenciji života, BK21 Four, Farmaceutski fakultet, Nacionalni univerzitet Mokpo,

Jeonnam 58554, Republika Koreja

4Chung-Yeon Medical Institute, Gwangju 61949, Republika Koreja

5 Institut za istraživanje i razvoj, CY Pharma Co., Seul 06224, Republika Koreja

6Jeollanamdo Forest Resources Institute, Naju, Jeollanamdo, 58213, Republika Koreja

Prepisku treba uputiti Jae-Sung Kimu; js_kim@chosun.ac.kr

Primljeno 2. jula 2020.; Revidirano 15. februara 2021.; Prihvaćeno 6. marta 2021.; Objavljeno 25. marta 2021

Akademski urednik: Joël R. Drevet

Copyright © 2021 HyangI Lim et al. Ovo je članak otvorenog pristupa koji se distribuira pod CreativeCommonsAttributionLicense,

koji dozvoljava neograničenu upotrebu, distribuciju i reprodukciju u bilo kom mediju, pod uslovom da je originalno delo pravilno citirano.

Osteoartritis (OA) je najčešća degenerativna bolest zglobova s ​​kroničnim bolom u zglobovima uzrokovana progresivnom degeneracijom zglobne hrskavice na sinovijalnim zglobovima.Acteoside, kafeoilfeniletanoidni glikozid, ima različite biološke aktivnosti kao što su antimikrobni, protuupalni, antikancerogeni, antioksidativni, citoprotektivni i neuroprotektivni efekti. Nadalje, oralna primjenaacteosidepri visokim dozama ne izaziva genotoksičnost. Stoga je cilj ove studije provjeriti antikataboličke efekteacteosideprotiv osteoartritisa i njegovog antikataboličkog signalnog puta.Acteosidenije smanjio vitalnost ćelija L929 mišjih fibroblasta koje se koriste kao normalne ćelije i primarni hondrociti štakora.Acteosidesuzbija IL-1 -induciran gubitak proteoglikana u hondrocitima i zglobnoj hrskavici potiskivanjem i aktivacijom enzima koji razgrađuju hrskavicu kao što su matriks metaloproteinaza- (MMP-) 13, MMP-1 i MMP{{ 6}}. Nadalje, akteozid je potisnuo ekspresiju inflamatornih medijatora kao što su inducibilna sintaza dušikovog oksida, ciklooksigenaza-2, dušikov oksid i prostaglandin E2 u primarnim hondrocitima pacova tretiranim IL-1. Nakon toga, ekspresija proinflamatornih citokina je smanjena akteozidom u primarnim hondrocitima pacova tretiranim IL-1. Štaviše, akteozid je potisnuo ne samo fosforilaciju protein kinaza aktiviranih mitogenom u primarnim hondrocitima pacova tretiranim IL-1, već i translokaciju NFκB iz citosola u jezgro kroz supresiju njegove fosforilacije. Oralna primjena 5 i 10 mg/kgacteosideublažio progresivnu degeneraciju zglobne hrskavice u mišjem modelu osteoartritisa uzrokovanu destabilizacijom medijalnog meniskusa. Naši nalazi pokazuju da je akteozid obećavajući potencijalni antikatabolički agens ili dodatak za ublažavanje ili prevenciju progresivne degeneracije zglobne hrskavice.

Kliknite ovdje do 1. dijela

Molimo kliknite ovdje za dio 3

Cistanche tubulosa ima mnogo efekata, kliknite ovde da saznate više

3.4. ActeosideSuzbija ekspresiju i proizvodnju IL-1 -indukovanih kataboličkih inflamatornih medijatora i proinflamatornih citokina u primarnim hondrocitima pacova. Da bi se utvrdilo da li akteozid ima preventivni učinak na OA, primarni hondrociti štakora su tretirani sa 50 i 100 μM akteozida u prisustvu ili odsustvu 10 ng/mL IL-1 tokom 24 sata. Nakon toga, istražene su promjene u inflamatornim medijatorima, reprezentativnim kataboličkim faktorima kao što su iNOS, COX{6}} i PGE2. Nivoi mRNA iNOS, COX-2 i PTGS-2 su značajno povećani za IL-1 u primarnim hondrocitima pacova. faktor rasta (NGF) u primarnim hondrocitima pacova tretiranih IL-1 u poređenju sa samo IL-1. Uzeti zajedno, ovi podaci dosljedno sugeriraju da akteozid sprječava progresivnu degeneraciju zglobne hrskavice supresijom upalnih medijatora i proinflamatornih citokina protiv IL{13}}indukovanih kataboličkih efekata u primarnim hondrocitima štakora.

3.5. ActeosideSuzbija fosforilaciju MAPK i NFκB u primarnim hondrocitima pacova tretiranim IL-1. Da bi se istražili ćelijski signalni putevi povezani s antikataboličkim efektima izazvanim akteozidima protiv proinflamatornih citokinskih IL-1 promjena MAPK i NFκB, primarni hondrociti štakora tretirani su sa 50 i 100 μM IL-a u prisustvu IL{6 }} tokom 24h. Nakon toga, ukupni protein je ekstrahovan i podvrgnut elektroforezi na SDS-PAGE gelu da bi se izvršio western blot. Kao što je prikazano na slici 7, MAPK kao što su ERK1/2, p38 i JNK bili su značajno fosforilirani u primarnim hondrocitima pacova tretiranim IL-1 , dok 50 i 100 μM akteozida nisu značajno inducirali MAPK fosfor u poređenju sa kontrola u primarnim hondrocitima štakora. Međutim, 50 i 100 μM akteozida, ovisno o dozi, potisnuli su IL-1 -indukovanu MAPK fosforilaciju u primarnim hondrocitima pacova. Nadalje, fosforilacija NFκB u primarnim hondrocitima pacova tretiranih sa 10 ng/mL IL-1 postepeno je smanjena akteozidom na način ovisan o dozi. Ovi podaci ukazuju da su MAPK i NFκB ćelijski signalni putevi usko povezani sa antikataboličkim efektima izazvanim akteozidima protiv IL-1 u primarnim hondrocitima štakora.

3.6. Acteoside potiskuje translokaciju NFκB iz zavisno povećane zaacteoside. Uzeti zajedno, ovi podaci dosljedno ukazuju da su antikatabolički efekti izazvani akteozidima protiv IL-1 uključeni u supresiju translokacije iz citosola u jezgro na modulaciju NFκB signalnog puta u primarnim hondrocitima štakora.

3.7. ActeosideSmanjuje progresivnu degeneraciju zglobne hrskavice kod OA životinja izazvanih kirurškim DMM-om kolenskog zgloba. Da bi se razjasnili antikatabolički efekti izazvani akteozidima in vivo, životinje izazvane OA generiranim kirurškim DMM-om izvedenim na kolenskom zglobu BALB/c miševa oralno su davane 5 i 1{12}}mg/kg akteozida rastvorenog u 5 posto etanola svaki drugi dan tokom 8 sedmica. Nakon toga, zglobovi koljena su histološki procijenjeni korištenjem safranina-O i brzog zelenog bojenja kao što je prikazano na slici 9. Gubitak proteoglikana i ozljeda površine zglobne hrskavice značajno su povećani u zglobu koljena seciranom od DMM-indukovanih OA životinja. Međutim, oralna primjena akteozida potisnula je gubitak proteoglikana i manje ozljede zglobne hrskavice u usporedbi samo sa nosačem. Nadalje, Mankinov rezultat je značajno povećan u grupi životinja OA (n {{10}}, 3± 0:7) samo vozilom u poređenju sa Naivnim (n =5, 0:67 ± 0:5). Međutim, oralna primjena 5 i 10 mg/kg akteozida u grupi životinja sa OA (n =5) smanjila je Mankin ocjenu za 2±0:7 i1:67 ± 0:5, respektivno, u poređenju samo sa vozilom. Uzeti zajedno, ovi podaci ukazuju da je oralna primjenaacteosideublažava progresivnu degeneraciju zglobne hrskavice u sinovijalnim zglobovima sa kataboličkim stanjima.

4. Diskusija

Sinovijalni (diartrozni) zglob je složena anatomska struktura koja se sastoji od nekoliko različitih tipova tkiva smještenih na potencijalnom prostoru između kostiju kako bi se omogućila pokretljivost i stabilnost tijela kroz suprotstavljanje različitim intenzitetima mehaničkog opterećenja i kontrolu finih pokreta [16] . Kako starija populacija u svijetu raste, OA se pojavljuje kao degenerativna bolest povezana s psihološkim i socioekonomskim problemima koje je potrebno hitno riješiti [17]. Nažalost, još uvijek nema djelotvornih lijekova za OA; stoga je prevencija degeneracije zglobne hrskavice najvažnija za održavanje mehaničkih funkcija zglobova povezanih s dozvolom pokretljivosti i stabilnosti tijela.

Općenito, sinovijalni zglob se sastoji od dvije kosti koje pružaju stabilnost i podržavaju mišić ligamentom i tetivama i okružen je sinovijalnom fibroznom zglobnom kapsulom ispunjenom sinovijalnom tekućinom kako bi se smanjilo trenje između zglobnih hrskavica koje se nalaze na zglobnim površinama spojenih kostiju. [16]. Posebno, ekstracelularni matriks (ECM) zglobne hrskavice sastoji se uglavnom od kolagena tipa II i proteoglikana koji se sintetiziraju i regulišu od strane specijalizovanih ćelija zvanih hondrociti. Homeostaza zglobne hrskavice je precizno izbalansirana između anabolizma (sinteza ECM) i katabolizma (degeneracija ECM) u sinovijalnim zglobovima [18]. Generalno, katabolički faktori kao što su proinflamatorni citokini i inflamatorni medijatori izazivaju progresivnu degeneraciju zglobne hrskavice kroz ekspresiju enzima koji razgrađuju hrskavicu, kao što su matriksna metaloproteinaza (MMP) i metaloproteinaza sa motivima trombospondina1chodrotesa (DAMT8). Stoga su nedavne biohemijske strategije za sprječavanje ili ublažavanje progresivne degeneracije zglobne hrskavice usmjerene na supresiju enzima koji razgrađuju hrskavicu, proinflamatornih citokina i inflamatornih

medijatori zasnovani na dugotrajnoj biološkoj sigurnosti u sinovijalnim zglobovima [19, 20]. Nedavne studije pokazuju da prirodni proizvodi, koji potiču iz biljne ili orijentalne medicine, posjeduju dugoročnu biološku sigurnost, protuupalna i antioksidativna svojstva i mogu promovirati zdravlje zglobova i upravljanje OA kroz supresiju oslobađanja proinflamatornih citokina [21].

Acteoside(nazvan verbaskozid; C29H36O15) je glikozid koji je izoliran iz cvjetova ili listova mnogih biljnih biljaka kao što su Scrophularia ningpoensis, Cistanche deserticola, Digitalis purpurea i Osmanthus fragrans [22, 23]. Nedavno su Henn et al. izvijestili su da visoka koncentracija (100 ug/mL) akteozida izoliranog iz listova Plantago australis ne samo da pokazuje manju citotoksičnost u ćelijama kineskog hrčka V79 koje se koriste kao normalne ćelije, već također nemaju mutagene ili genotoksične aktivnosti i fototoksična svojstva [6] . Nadalje, Perucatti et al. izvijestili su da in vivo citogenetski test kojim se kunić hrani 5mg/kg akteozida (Oryctolagus cuniculus) tokom 80 dana nije otkrio nikakvu toksičnost s bilo kojom drugom mutagenom aktivnošću, što je rezultiralo bez citotoksičnosti za životinje [24]. Ove studije sugeriraju da je akteozid bioaktivan materijal koji se može koristiti u ishrani životinja i ljudi [6, 24]. Kao što je prikazano na slici 2, slično prethodnim studijama, akteozid od 100 μM (62,459 ug/mL) nije uticao na sadržaj kroz suprotstavljanje protiv proinflamatornog citokina IL-1 -induciranog proteoglikana u primarnim hondrocitima štakora, ali također suzbija gubitak proteoglikana. u tkivima zglobne hrskavice tretirane IL-1 tokom 7 dana. Uzeti zajedno, ovi podaci dosljedno ukazuju na toacteosidemože zaštititi ili ublažiti progresivnu degeneraciju zglobne hrskavice putem suprotstavljanja proinflamatornim citokinima izazvanim kataboličkim procesima u zglobnoj hrskavici sinovijalnog zgloba.