PRAT 2 Cistanches Deserticola PhG-RE kroz inhibiranje ERS mehanizma apoptoze kako bi zaštitio apoptozu ćelija miokarda od H2O2- induciranog stresa endoplazmatskog retikuluma
Mar 02, 2022
Za više informacija kontaktirajte:Joanna.jia@wecistanche.com
Cistanchedeserticola ima mnogo efekata, kliknite ovde da saznate više
4. Diskusija
Kardiovaskularne bolesti, kao što je I/R ozljeda, mogu izazvati ERS kroz oksidativni stres, preopterećenje kalcijem i stvaranje radikala bez kisika. U ovim uslovima, ER ne uspeva da pravilno presavije i obradi proteine, što dovodi do akumulacije pogrešno savijenih ili nesavijenih proteina u endoplazmatskom retikulumu, što onda indukuje nesavijene proteine.
proteinski odgovor (UPR). UPR je ćelijski odgovor na stres koji u početku inhibiraapoptoza, ali ga na kraju i pospješuje.
Studije su potvrdile da ERS dijelom objašnjava zašto ishemija i anoksija mogu pogoršati srčane bolesti [6, 7]. Apoptotički faktori, GRP78, kaspaza 12, CHOP i JNK, važni su učesnici u nastanku bolesti [8–11]. U ovoj studiji smo istraživali antagonizam i povezane mehanizme PhG-RE u H9c2 ćelijiapoptozaERS izazvanog H2O2-. Koristeći 100 μmol mL−1 H2O2 kao induktor, ERS model je uspostavljen u H9c2 ćelijama. Da bi se osigurala valjanost i tačnost modela, korišćen je specifični aktivator stresa endoplazmatskog retikuluma thapsigargin (TG) da bi se utvrdilo da li PhG-RE štiti stanice od ERS-induciranihapoptoza. ERS inhibitor 4-PBA je također korišten da se utvrdi da li PhG-RE proizvodi efekat sličan onom 4-PBA u djelotvornom suzbijanjuapoptozauzrokovano H2O2-indukovanim ERS.
Cistanchemože spriječiti ćelijuapoptoza
U ovoj studiji, i H2O2 i ERS aktivator TG uzrokuju ćelijeapoptozaposredovanjem ERS u ćelijama. LDH, nestabilan enzim prisutan u citoplazmi, napušta ćeliju kada dođe do rupture ćelije. Stoga se oštećenje ćelije može odrediti mjerenjem curenja LDH u mediju. Vijabilnost ćelije i curenje LDH predstavljaju nivo oštećenja ćelija H9c2 i mogu se koristiti za procenu zaštitnog efekta predtretmana PhG-RE na ćelije. Izlaganje PhG-RE efektivno je smanjilo ćelijsku apoptozu izazvanu TG i H2O2, poboljšalo preživljavanje i smanjilo oslobađanje LDH. Ovaj nalaz pokazuje da PhG-RE igra sličnu ulogu 4-PBA u zaštiti ćelija. Ovaj rezultat ukazuje da PhG-RE može zaštititi stanice od ozljeda izazvanih ERS iapoptoza.
U normalnim ćelijama koje nisu pod stresom, GRP78, koji je povezan sa ERS, vezuje se za višestruke ER transmembranske proteine na površini ćelije i nalazi se u neaktivnom i stabilnom stanju. Kada se prvi put pojavi ERS, nesavijeni proteini induciraju UPR, koji potiče disocijaciju transmembranskih proteina od GRP78. Nakon disocijacije, GRP78 se vezuje za nesavijene ili pogrešno savijene proteine kako bi se suprotstavio ERS kroz povećanu ekspresiju proteina [12-14]. Kako ERS napreduje, funkcija endoplazmatskog retikuluma je ozbiljno oštećena,
Osim toga, zbog pro-apoptotičkih efekata UPR-a, oslobađa se prokapaza-12, aapoptozaje pokrenut. Oslobođena pro-kaspaza-12 se cijepa u svoj aktivni oblik, kaspaza-12. Važan razlog da ERS započne apoptozu je taj što je kaspaza-12 aktivirana ERS [17]. JNK, još jedan element koji indukujeapoptoza, aktivira kompleks IRE-1- TRAF2-ASK1, koji se generiše tokom apoptoze. Nizvodna porodica Caspase, koja igra pro-apoptotičku ulogu, također je aktivirana.
Oslanjajući se na tehnologiju detekcije gena i proteina, ova studija je ispitala mehanizam kojim PhG-RE štiti ćelije miokarda. Kada dođe do ER stresa, faktor transkripcije CHOP može uzrokovati oslobađanje Cyt C iapoptoza-inducirajući faktori (AIF), koji rezultiraju ćelijskom apoptozom [18–20]. Štaviše, visoko konzervirani ER membranski protein IRE1 može se fosforilirati i inducirati ćelijsku apoptozu aktiviranjem alternativnog puta kroz TRAF2- iapoptozasignalno-regulirajuća kinaza 1 (ASK1) posredovana transdukcija signala [21]. Prethodni tretman sa PhG-RE smanjio je ekspresiju mRNA GRP78, CHOP i kaspaze-12 tokom ER stresa u H2O2-indukovanim ćelijama, kao i TG-indukovanu ekspresiju mRNA GRP78, JNK, i Kaspaza-12. Predtretman PhG-RE imao je antagonistički efekat na povećanje nivoa ekspresije proteina GRP78, CHOP, p-JNK i Caspase-12 izazvano H2O2- i TG. Ovi rezultati pokazuju da PhG-RE igra sličnu ulogu ERS inhibitora 4-PBA u zaštiti ćelija miokarda i suzbijanju apoptoze izazvane ERS smanjenjem ekspresije mRNA i proteina faktora povezanih sa ERS-indukovanom apoptozom. Iako nije bilo značajnih promjena u JNK proteinu, ovaj nalaz je u skladu s literaturom koja pokazuje da JNK funkcionira putem svog aktiviranog
oblik, p-JNK. Dijagram na slici 7 pokazujesignalizacijaput, koji može jasno objasniti kako PhG-RE djeluje na zaštiti ćelija miokarda od ERS-induciranogapoptoza.
Cistanchemože odoljetioksidacijai spriječitićelijaapoptoza
5. Zaključci
Ishemijsko-reperfuzijska ozljeda miokarda glavni je uzrok pogoršane ozljede miokarda. Kao još jedan faktor koji inducira bolest miokarda, ERS je bio novi fokus istraživanja koji ima za cilj poboljšati efekte i efikasnost liječenja bolesti miokarda. Ova studija dalje je istraživala ulogu PhG-RE u zaštiti ćelija miokarda i pokazala da je PhG-RE posredovana zaštita miokarda snažno povezana s regulacijom apoptoze izazvane ERS. Međutim, kako je bolest miokarda uzrokovana višestrukim faktorima, morat će se provesti daljnja istraživanja o efektima PhG-RE.
Cistanchemože odoljetioksidacijai spriječitićelijaapoptoza
Dostupnost podataka
Podaci koji se koriste kao podrška nalazima ove studije dostupni su od odgovarajućeg autora na zahtjev.
Sukobi interesa
Autori izjavljuju da nemaju sukob interesa.
Priznanja
Ovaj rad je podržan od strane Programa tehnološkog razvoja provincije Jilin (broj granta: 20160101032JC).
Reference
[1] Q. Yu, X. Li i X. Cao, "Kardioprotektivni efekti ekstrakta bogatog feniletanoidnim glikozidima izcistanchedeserticola kod infarkta miokarda izazvanog ishemijom-reperfuzijom kod pacova“, Annals of Vascular Surgery, vol. 34, str. 234–242, 2016.
[2] X. Wang, L. Ni, L. Yang et al., "Epoksieikozatrienske kiseline izvedene iz CYP2J2- supresiraju stres endoplazmatskog retikuluma kod srčane insuficijencije," Molecular Pharmacology, vol. 85, br. 1, str. 105–115, 2014.
[3] J. Guo, Y. Bian, R. Bai, H. Li, M. Fu i C. Xiao, "Globularni adiponektin ublažava ishemiju miokarda/reperfuzijsku ozljedu tako što povećava aktivnost endoplazmatskog retikuluma Ca2 plus -ATPaze i inhibira stres endoplazmatskog retikuluma", Journal of Cardiovascular Pharmacology, vol. 62, br. 2, str. 143–153, 2013.
[4] G.-l. Zhao, L.-m. Yu, W.-l. Gao i saradnici, "Berberin štiti srce štakora od ishemije/reperfuzijske povrede putem aktiviranja JAK2/ STAT3 signalizacije i ublažavanja stresa endoplazmatskog retikuluma", Acta Pharmacologica Sinica, vol. 37, br. 3, str. 354–367, 2016.
[5] T. Luo, JK Kim, B. Chen, A. Abdel-Latif, M. Kitakaze i L. Yan, "Slabljenje stresa ER sprečava rupturu srca izazvanu nakon infarkta i remodeliranje modulacijom i srčane apoptoze i fibroza," Chemico-Biological Interactions, vol. 225, str. 90–98, 2015.
[6] J. Groenendyk, LB Agellon, i M. Michalak, "Suočavanje sa stresom endoplazmatskog retikuluma u kardiovaskularnom sistemu", Annual Review of Physiology, vol. 75, br. 1, str. 49–67, 2013.
[7] M. Boyce i J. Yuan, "Ćelijski odgovor na stres endoplazmatskog retikuluma: pitanje života ili smrti", Cell Death & Differentiation, vol. 13, br. 3, str. 363–373, 2006.
[8] E. Szegezdi, U. Fitzgerald, i A. Samali, "Caspase-12 i ER-stres-posredovana apoptoza," Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1010, br. 1, str. 186–194, 2003.
[9] L.-H. Zhang i X. Zhang, "Uloge GRP78 u fiziologiji i raku", Journal of Cellular Biochemistry, vol. 110, br. 6, str. 1299–1305, 2010.
[10] Y. Yang, L. Liu, I. Naik, et al., "Homologni protein transkripcionog faktora C/EBP u zdravlju i bolestima," Frontiers in Immunology, vol. 8, str. 1612, 2017.
[11] NJ Darling i SJ Cook, "Uloga MAPK signalnih puteva u odgovoru na stres endoplazmatskog retikuluma", Biochimica et Biophysica Acta (BBA)—Molecular Cell Research, vol. 1843, br. 10, str. 2150–2163, 2014.
[12] AM Gorman, SJM Healy, R. Ja¨ger, i A. Samali, "Upravljanje stresom u ER: regulatori apoptoze izazvane stresom ER", Pharmacology & Therapeutics, vol. 134, br. 3, str. 306–316, 2012.
[13] SG de la Cadena, K. Hernandez-Fonseca, I. Camacho-Ar-Royo i L. Massieu, "Deprivacija glukoze izaziva stres retikuluma putem PERK puta i kaspaze-7- i kaspaze posredovane kalpainom{ {6}} aktivacija," Apoptoza, vol. 19, br. 3, str. 414–427, 2014.
[14] W. Chengji i F. Xianjin, "Vježbanje štiti od dijabetičke kardiomiopatije inhibicijom stresnog puta endoplazmatskog retikuluma kod pacova," Journal of Cellular Physiology, vol. 234, br. 2, str. 1682–1688, 2019.
[15] XZ Wang, B. Lawson, JW Brewer, et al., "Signali iz stresnog endoplazmatskog retikuluma induciraju C/EBP-homologni protein (CHOP/GADD153)", Molecular and Cellular Biology, vol. 16, br. 8, str. 4273–4280, 1996.
[16] T.-H. Lu, T.-J. Tseng, C.-C. Su et al., "Arsen inducira apoptozu neuronskih ćelija uzrokovanu reaktivnim vrstama kiseonika kroz JNK/
ERK-posredovani mitohondrijski ovisni i GRP 78/CHOP-regulisani putevi“, Toxicology Letters, vol. 224, br. 1, str. 130–140, 2014.
[17] X. Chen, XS Fu, CP Lin, i HX Zhao, "ER stres i ER stresom izazvana apoptoza se aktiviraju u gastričnim SMC kod dijabetičkih pacova," World Journal of Gastroenterology, vol. 20, br. 25, str. 8260–8267, 2014.
[18] R. Iurlaro i C. Muñoz-Pinedo, "Smrt ćelije izazvana stresom endoplazmatskog retikuluma", Re FEBS Journal, vol. 283, br. 14, str. 2640–2652, 2016.
[19] H. Tsukino, T. Gotoh, M. Endo, et al., "Apoptoza posredovana putem homolognog proteina endoplazmatskog retikuluma - C/EBP putem homolognog proteina u makrofagima doprinosi nestabilnosti aterosklerotskih plakova," arterioskleroza, tromboza i Vascular Biology, vol. 30, br. 10, str. 1925–1932, 2010.
[20] S. Tuzlak, T. Kaufmann i A. Villunger, "Preispitivanje važnosti mitohondrijalne apoptoze za razvoj kralježnjaka i postnatalnu homeostazu tkiva," Genes & Development, vol. 30, br. 19, str. 2133–2151, 2016.
[21] RP Junjappa, P. Patil, KR Bhattarai, HR Kim, i HJ Chae, "IRE1 implikacije u endoplazmatskom retikulumu posredovanom stresom razvoja i patogeneze autoimunih bolesti," Frontiers in Immunology, vol. 9, str. 1289, 2018.
