Компаративна студија својстава и механизама против старења: ресвератрол и калоријска рестрикција

АПСТРАКТАН

Ресвератрол и ограничење калорија (ЦР) су моћне терапијске опције запротив старења. Овде је њихов упоредни ефекат наген везан за дуговечностРегулатор информација о утишавању (СИРТ1) је процењен ин витро и ин виво. ИМР-90 ћелије третиране 2,2'-азобис (2-амидинопропан) дихидрохлоридом (ААПХ) су примењене да би се успоставио модел ћелијског старења, а коришћени су пацови третирани Д-галактозом (Д-гал) као анживотињски модел старења. Ресвератрол и ЦР су показали сличноактивности против старења, о чему сведочиинхибирање старења и апоптозе и обнављање когнитивног оштећења и оксидативног оштећења. Штавише, могли супојачано регулишу теломеразу(ТЕ) активност,повећати експресије СИРТ1, форкхеад бок 3а (Фоко3а), активни регулатор СИРТ1 (АРОС) и Ху антигена Р (ХуР), али смањује п53 и делетед у нивоима рака дојке 1 (ДБЦ1). Међутим, 10 μМ ресвератрола ин витро и група са високом дозом ин виво показали су серелативно јаче активности против старења и стимулисања нивоа СИРТ1 од ЦР. У закључку, ресвератрол и ЦР су показали сличноактивности против старењана СИРТ1 сигнализацији,имплицирајући потенцијал ресвератрола као ЦР миметика.

Кликните овде да бисте сазнали Цистанцхе биљни третман против старења

УВОД

Побољшања у здравственој заштити су помогла да се повећа очекивани животни век људи последњих деценија, а старија популација се тако значајно повећава. Нажалост, ово и даље значи све већи период лошег здравља или инвалидитета. Тренутно се разне болести повезане са старењем појављују као највећа претња по здравље у већини развијених земаља. Иако још увек није могуће модификовати нашу генетску позадину, тренутно се појављују различите стратегије против старења као здрави стилови живота и терапеутске интервенције, са циљем да се смање инциденца фактора ризика од лошег здравља [1].

ЦР, смањени унос калорија без потхрањености, једна је од најснажнијих интервенција које продужавају животни век моделних организама од квасца до примата [2]. Могао би да заштити од погоршања биолошких функција, смањујући учесталост и одлажући појаву више болести повезаних са старењем. Механизам којим ЦР продужава животни век укључује успоравање раста, смањење телесне масти, одлагање неуроендокриних или имунолошких промена, повећање капацитета за поправку ДНК, измењену експресију гена, појачану апоптозу, смањење телесне температуре и депресију метаболизма и побољшање оксидативног деловања. стрес [3]. Ефекат против старења ЦР-а је снажно повезан са повећаним нивоом и активацијом чланова породице сиртуина, а такође је повезан са другим путевима молекуларне сигнализације, укључујући коактиватор Г рецептора активираног пролифератором пероксизома- 1 (ПГЦ{{ 6}}), протеин киназа активирана аденозин монофосфатом (АМПК), инсулин/инсулин фактор раста-1 и мета рапамицина [1, 4]. Међутим, већина људи се не би придржавала тако ригорозног програма исхране, посебно на дужи рок. Стога су новија истраживања све више усмерена на утврђивање изводљивости и ефикасности природних и/или фармаколошких ЦР миметичких молекула/третмана без смањења потрошње хране [5].

Ресвератрол је биљни полифенол који се обично налази у разним биљкама, укључујући кожицу грожђа, бобичасто воће и кикирики. Занимљиво је да уградња ресвератрола у дијететске суплементе или храну може бити моћна терапијска опција против старења, а неколико извештаја указује да третман ресвератролом производи корисне ефекте сличне онима код ЦР [6], што имплицира потенцијал ресвератрола као ЦР миметика [4]. Недавно је показано да ресвератрол продужава животни век кроз значајно повећање активности СИРТ1, што резултира повећањем афинитета СИРТ1 и за НАД плус и за ацетиловани супстрат [7, 8], који је такође одговоран за дуговечност изазвану ЦР. Иако су ресвератрол и ЦР нашироко проучавани због својих потенцијалних здравствених користи, мало се зна о њиховим упоредним ефектима. У овој студији смо упоредили ефекат против старења ресвератрола и ЦР ин виво и ин витро откривањем СИРТ1 пута.

РЕЗУЛТАТИ

Ресвератрол и ЦР су смањили бојење -галактозидазом (СА -гал) повезано са старењем у ИМР-90 ћелијама третираним ААПХ

Користећи предност модела старења ћелија ИМР-90 изазваног ААПХ, тестирали смо могући ефекат на СА- -гал бојење. Као што је приказано на слици 1, ћелије третиране ААПХ су показале шире и јаче позитивно бојење него у контролним ћелијама, а позитивно бојење у контролним ћелијама је било релативно мало. Утврђено је да ресвератрол (5 μМ, 10 μМ и 20 μМ) или ЦР третман пружа значајну заштиту у старењу изазваном ААПХ. Штавише, упоређујући ефекат ресвератрола са ЦР, ћелије третиране са 10 μМ ресвератрола су показивале релативно ређе СА- -Гал позитивно бојење него ЦР третман. Дакле, ови резултати сугеришу да 10 μМ ресвератрол ефикасније инхибира старење изазвано ААПХ од ЦР.

Анализа ИМР{0}} ћелија помоћу скенирајуће електронске микроскопије

Истраживање скенирајућим електронским микроскопом дало је неке нове детаље о структури ћелија третираних ААПХ (слика 2). Нормални ИМР-90 се појавио као потпуно раширене ћелије са типичним веретаним обликом. Већина ћелија је садржала два сужавајућа процеса и показивала је неколико мехурића. Ћелије третиране ААПХ показале су увећану и спљоштену морфологију са бројним мехурицима. Насупрот томе, посматрање скенирајућим електронским микроскопом узорака ИМР-90 третираних ресвератролом или ЦР након примене ААПХ јасно је показало да, иако су неке мехуриће могле да се открију, нормалан фузиформни облик се генерално одржава заједно са потпуно раширеним.

Ресвератрол и ЦР су смањили апоптозу у ИМР-90 ћелијама третираним ААПХ

Фосфатидилсерин на површини ћелија, који се сматра заштитним знаком апоптозе у раној фази, одређен је тестом бојења ПИ/Анексином В (Слика 3). Апоптотичне ћелије се састоје од раних апоптотичких ћелија обојених Анексином-В-ФИТЦ и касних апоптотичких или некротичних ћелија обојених Анексином-В-ФИТЦ и ПИ. Популација апоптотичких ћелија значајно се повећавала у ААПХ групи (34,54 процента), у поређењу са негативном групом (7,32 процента). Док је откривено да ресвератрол (5 μМ, 10 μМ и 20 μМ) или ЦР третман смањује апоптозу у ћелијама ИМР-90 изазваних ААПХ. Поред тога, третман са 10 μМ ресвератролом (11,58 процената) ефикасније је смањио апоптозу изазвану ААПХ него третман ЦР (16,78 процената).

Промена општег изгледа и телесне тежине

Током читавог експерименталног процеса, пацови модела који су стари добијали су Д-гал у дози од 200 мг/кг сваког дана и примећен је општи изглед. У поређењу са нормалним контролним пацовима, пацови у групи Д-гал модела су постепено постали апатични, тупи и спори у одговору; коса модела групе постепено је изгубила еластичност и постала ломљива; кожа је постала танка, нееластична и мало по мало опуштена. Међутим, истовремени третман ресвератролом или ЦР са Д-гал код пацова показао је преокрет горе наведених промена, у поређењу са Д-гал групом. Није било разлике у телесној тежини између експерименталних група у периоду лечења, осим ЦР групе која скоро да није имала повећање тежине током експеримента (Слика 4).

Ресвератрол и ЦР су побољшали просторно учење и памћење СД пацова

Процењивали смо просторно учење и способност памћења пацова извођењем Морисовог теста воденог лавиринта. Као што је приказано на слици 5, свих пет група је било у стању да успешно науче задатак, што је доказано постепено смањењем латенције бекства и повећаном брзином пливања у 4 дана фазе навигације по месту. Анализирано двосмерном АНОВА методом, показане су значајне разлике и у средњој латенцији бекства и брзини пливања између дана тренинга (Ф(3,138)=41.660, П < 0. 01; Ф(3,138)=10.013, П < 0.01, респективно) и између третмана (Ф(4,46 )=36.762, П < {{40}}.01; Ф(4,46)=20.102, П < 0.01, респективно) али нема интеракције између фактора дана и третмана (Ф(12,138)=0.846, П > 0,05; Ф(12,138)=1.084, П > 0,05, респективно). Латенција бекства у групи Д-гал била је знатно дужа од оне у контролној групи (П <0,01) (Пост-хоц анализа, слика 5А). У међувремену, пацови у групи са ресвератролом плус Д-гал или ЦР плус Д-гал групи показали су преокрет горе поменутих промена у латенцији бекства у поређењу са Д-гал групом (П <0,01) (Слика 5А), и значајно су скратили бекство латенција до сличних нивоа са контролном групом. Слични резултати су добијени за брзину пливања пацова (Слика 5Б), а пацови у групи ресвератрол плус Д-гал и ЦР плус Д-гал групи показали су значајно повећање брзине пливања у поређењу са Д-гал групом (П < 0,01 ). Међутим, пацови са високом дозом ресвератрола плус Д-гал групом су показали релативно дужу латенцију бекства и нижу брзину пливања у поређењу са групом ЦР плус Д-гал.

Слика 1: Ресвератрол и ограничење калорија смањују СА- -гал бојење у ИМР-90 ћелијама третираним ААПХ. ААПХ-индуковане ИМР- 90 ћелије су третиране са ограничењем калорија (ЦР) или ресвератролом (РЕС) у назначеној концентрацији током 2 дана. Увећање је било 20×.

Слика 2: Анализа ИМР-90 ћелија помоћу скенирајуће електронске микроскопије. ААПХ-индуковане ИМР-90 ћелије су третиране са ограничењем калорија (ЦР) или ресвератролом (РЕС) у назначеној концентрацији током 2 дана. Увећање је било 6000×.

Слика 3: Ресвератрол (РЕС) и ограничење калорија (ЦР) су смањили апоптозу у ИМР-90 ћелијама третираним ААПХ. Ћелије су обојене Анексином В-ФИТЦ/ПИ и анализиране проточном цитометријом. ФЛ1 канал је коришћен за откривање анексин-В-ФИТЦ бојења, а ФЛ2 канал је био за ПИ бојење

У фази просторне сонде (Слике 5Ц и 5Д), могло се видети да је дошло до значајног смањења укрштања платформи у Д-гал групи у поређењу са оним у контролној групи (П < 0.{{6} }1). Занимљиво је да је средњи број пута када су пацови прешли платформу значајно побољшан након давања ресвератрола или ЦР, у поређењу са оним из Д-гал групе (П <0,01). Међутим, пацови са високим дозама ресвератрола плус Д-гал групе су прелазили преко платформе чешће него они у групи ЦР плус Д-гал.

Ови резултати су показали да су пацови модела старења имали оштећења у просторном учењу и памћењу, док би третман ресвератрола или ЦР могао да поврати когнитивно оштећење повезано са старењем узроковано давањем Д-гал. Штавише, пацови модела старења третирани високом дозом ресвератрола показали су релативно ефикасније понашање од оних третираних ЦР.

Утицај ресвератрола и ЦР на нивое СОД, Т-АОЦ, МДА и липофусцина код пацова који старе

Нивои СОД, Т-АОЦ, МДА и липофусцина код пацова су процењени да би се потврдило да ли су ефекти против старења ресвератрола и ЦР посредовани ублажавањем оксидативног стреса изазваног применом Д-гал. Табела 1 приказује нивое СОД, Т-АОЦ и МДА у серуму, јетри и мозгу код нормалних и старијих пацова. Излагање Д-гал значајно је смањило нивое СОД и Т-АОЦ, али је повећало ниво МДА у серуму, јетри и мозгу у поређењу са контролном групом (П < 0.05). Истовремена примена ресвератрола или ЦР са Д-гал код пацова изазвала је смањење активности нивоа МДА, али је повећала нивое СОД и Т-АОЦ у поређењу са Д-гал групом. Међутим, у поређењу са третманом ЦР, резултати су показали да је примена високе дозе ресвератрола била релативно боља.

Слика 4: Ефекат ресвератрола и калоријске рестрикције на телесну тежину пацова третираних Д-гал током експеримента. Све вредности су изражене као средња вредност ± СД. НГ, негативна контролна група; МГ, контролна група модела; РЕСЛ, ниска доза ресвератролне групе; РЕСХ, висока доза ресвератролне групе; ЦР, група за ограничење калорија.

Слика 5: Ефекат ресвератрола и калоријских ограничења на понашање пацова третираних Д-гал са Моррисовим воденим лавиринтом. (А) Поређење кашњења са платформом током 4 дана обуке. Сваки миш је подвргнут 4 испитивања дневно. (Б) Поређење брзине пливања током 4 дана тренинга. (Ц) Поређење броја платформи за прелаз преко којих је платформа уклоњена ради испитивања сонде. (Д) Типична стаза за пливање у испитивању сонде. Све вредности су изражене као средња вредност ± СД. * П < 0.05, **П < {{10}}.01 у поређењу са негативном контролном групом; # П < 0,05, ##П < 0,01 у поређењу са моделом контролне групе. НГ, негативна контролна група; МГ, контролна група модела; РЕСЛ, ниска доза ресвератролне групе; РЕСХ, висока доза ресвератролне групе; ЦР, група за ограничење калорија.

Табела 1: Статус антиоксиданса у ткиву и крви пацова у свакој групи

Напомена: Вредности су биле средња вредност ± СД. * П < {{0}}.05, **П < 0.01 у поређењу са контролном групом (све групе); # П < 0.05, ##П < 0,01 у поређењу са моделном групом (ЦР група и РЕС група); ∆П < 0,05, ∆∆П ​​< 0,01 у поређењу са ЦР групом (РЕС група). НГ, негативна контролна група; МГ, контролна група модела; РЕСЛ, ниска доза ресвератролне групе; РЕСХ, висока доза ресвератролне групе; ЦР, група за ограничење калорија.

је релативно супериоран. Акумулација липофусцина је једна од најконзистентнијих карактеристика старења мозга. Као што је приказано на слици 6, пацови третирани Д-гал показали су значајно повећање нивоа липофусцина у поређењу са контролном групом (П < 0.01). Међутим, третман ресвератролом и ЦР смањио је акумулацију липофусцина у можданој кори код старијих пацова у поређењу са пацовима који су третирани Д-гал (П < 0.01). Штавише, није било разлика између ресвератрола плус Д-гал групе и ЦР плус Д-гал групе (П > 0,05).

Ресвератрол и ЦР су регулисали активност теломеразе код старијих пацова

Процењивали смо ефекат ресвератрола и ЦР на активност теломеразе у ткивима јетре и мозга (Слика 7). Наши резултати су показали да третман није имао значајан утицај на активност теломеразе у ткивима јетре (П > 0.05). Међутим, активност теломеразе је смањена у групи која је примала Д-гал у поређењу са контролном (П < 0.05). У међувремену, ресвератрол или ЦР би могли да повећају активност теломеразе у групи која се примењује на Д-гал плус ресвератрол или ЦР. Штавише, није било разлика између ресвератролне групе и ЦР групе (П > 0,05).

Слика 6: Ефекат ресвератрола и ограничења калорија на ниво липофусцина код старијих пацова. Све вредности су изражене као средња вредност ± СД. * П < 0.05 у поређењу са негативном контролном групом; # П < 0,05 у поређењу са моделом контролне групе. НГ, негативна контролна група; МГ, контролна група модела; РЕСЛ, ниска доза ресвератролне групе; РЕСХ, висока доза ресвератролне групе; ЦР, група за ограничење калорија.

Ресвератрол и ЦР повећавају експресију СИРТ1 мРНА изазване ААПХ Да би се истражила улога СИРТ1 у ефектима третмана ресвератрола и ЦР, нивои експресије СИРТ1 мРНА у ИМР-90 ћелијама и ткивима су испитивани квантитативним РТ-ом у реалном времену. ПЦР. Резултати су показали да је експресија СИРТ1 мРНА у ИМР-90 ћелијама значајно смањена ААПХ. Ресвератрол и ЦР би могли ефикасно да поврате нивое експресије СИРТ1 мРНА у ћелијама третираним ААПХ, а 10 μМ ресвератрола је била оптимална концентрација за стимулисање експресије СИРТ1 мРНА у ИМР-90 ћелијама (П < 0,01; слика; слика). 8)