Молекуларни путеви повезани са промоцијом дуговечности и когнитивним побољшањем Цистанцхе Тубулоса у Дросопхила

за више информација:ali.ma@wecistanche.com

Веи-Ионг Лин и др

Апстрактан:

Позадина:Сматра се да је процес старења, укључујући физичку дисфункцију и оштећење памћења у вези са узрастом (АМИ), повезан са кумулативним оксидативним оштећењима и сигналним путевима инсулина/ИГФ-1. Сврха: Ова студија је била да разјасни ин виво ефекти на одлагање старења и побољшање АМИ и основних молекуларних механизамаЦистанцхе тубулоса(ЦТ), биљка која се користи у традиционалној кинеској медицини за побољшање сексуалне функције и лечење дисфункције бубрега

Методе:Муве, третиране и нелечене ЦТ-ом(Цистанцхе Тубулоса), примећени су за животни век, отпорност на оксидативни стрес са Х2О2 или паракватом, тест гладовања, когнитивно понашање са Т-лавиринтом и нивои транскрипта циљних гена са квантитативним РТ-ПЦР.

Резултати:Администрирање ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)продужен средњи и максимални животни век и повећана отпорност на оксидативни стрес код мува. ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација је такође побољшала формирање памћења код младих мува и потиснула АМИ након старења. Неколико гена и сигналних путева, укључујући механичку мету рапамицина (мТОР) и Нотцх мреже, идентификовано је као узрок ових фармаколошких ефеката и промена у експресији гена глутаматних рецептора.

Закључак:Наши резултати указују да ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација може допринети успоравању фенотипова старења и ублажавању опадања когнитивног понашања код мува, што указује на потенцијалну применљивост за унапређење здравља људи и смањење осетљивости на поремећаје повезане са старењем.

Кључне речи:старење,Цистанцхе тубулоса,Когнитивно понашање, Херб

Цлицк то Цистанцхе производи од стабљика

Увод

Како старија популација расте широм света, омогућавање здравог старења и дуговечности постаје све важнија брига за јавно здравље за науку, друштво и област медицинске неге. Предложено је да процес старења контролишу сложени механизми, вођени широком интеракцијом генетских фактора и фактора животне средине. Због постепених оштећења на ћелијском и ткивном нивоу, старост је фактор ризика и у великој је корелацији са подложношћу хроничним болестима као што су рак, као и кардиоваскуларним и неуродегенеративним болестима (Кенион, 2005). Старење такође смањује синаптичку активност, синтезу нових протеина и когнитивне функције. Ове функционалне промене доприносе оштећењу памћења у вези са узрастом (АМИ) (Бурке и Барнес, 2010; Сцхимански и Барнес, 2010). Стога би развој лекова за одлагање патологије повезане са старењем и когнитивног старења могао бити од користи за квалитет људског живота. У овој студији, користили смо Дросопхила меланогастер, која је идеалан организам за ин виво студије старења због свог кратког века, да проценимо ефикасност лека и истражимо молекуларне механизме који леже у основи побољшања старења и АМИ.

Хербацистанцхе, такође познат по свом кинеском називу Роу ЦонгРонг, је паразитска биљка која је углавном распрострањена у пустињама северозападне Кине. Две врсте Цистанцхе, Цистанцхе десертицолаИ. Ц. Ма иЦистанцхетубулоса(Сцхренк) Вигхт су укључени у Кинеску фармакопеју (издање 2005.) због сличних хемијских састојака и фармаколошких активности. Њихов екстракт стабљике се нашироко користи хиљадама година као тоник, углавном за лечење различитих симптома, укључујући недостатак функције бубрега, импотенцију, неплодност и за олакшавање катарзе, као што је описано у древним кинеским медицинским књигама. Бројни хемијски састојци, укључујући етерична уља, фенилетаноидне гликозиде (ПхГ), иридоиде, лигнане и сахариде, изоловани су изЦистанцхеврсте, и две главне компоненте ПхГ, актеозид и андехинакозид, обично се бирају као маркери за процену квалитета Херба цистанцхе због њиховог значајног фармаколошког деловања (Ванг ет ал., 2012).

Цистанцхе тубулоса(ЦТ) екстракти поседују различите биолошке функције које укључују модулацију имунолошке активности, побољшање сексуалне функције, промоцију раста косе и друге предности у погледу антиоксидације, хепатопротекције, антиостеопоротске активности и антитумора (Ли ет ал., 2016; Сеок ет ал., 2015. ; Ванг ет ал., 2012). Поред тога, ин витро студија је открила да Хербацистанцхеекстракт може да заштити неуроне сличне допамину од Х2О2-индукованог оксидативног оштећења и значајно повећа нивое нервног фактора раста и неуротрофичног фактора који потиче из мозга (Лин ет ал., 2013). Ехинакозид је спречио смрт допаминског неурона у моделу Паркинсонове болести код миша са МПТП лезијом (Зхао ет ал., 2010). Штавише, ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)екстракт је побољшао когнитивну дисфункцију кроз смањење таложења амилоида и повећање нивоа ацетилхолина и допамина у пацовском моделу Алцхајмерове болести (АД) (Ву ет ал., 2014). Иако терапеутски ефекат Хербацистанцхејош увек је потребно да потврди, као мала величина, не-плацебо контролисано клиничко испитивање на ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)Екстракти гликозида су показали да лек има потенцијал да лечи пацијенте са благим до умереним АД и да има релативно благе нежељене реакције, чак и након дуготрајне примене (Гуо ет ал., 2013). Ови подаци сугеришу да екстракти гликозида у Хербицистанцхеимају неуропротективне и антидеменцијске ефекте. Упркос разним предностима ЦТ-а(Цистанцхе Тубулоса)Његови молекуларни механизми и ефекти на одлагање старења и побољшање АМИ нису разјашњени. У овој студији, ефекти ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)на значајно продужење животног века, побољшана отпорност на стрес из околине, и потиснута когнитивна дисфункција повезана са старењем, испитани су да би се утврдила могућа клиничка корисност ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)у успоравању процеса старења.

Материјали и метода

Биљни лек

Идентификација пореклаЦистанцхе тубулоса(Сцхренк) Вигхт(Оробанцхацеае) (ЦТ) је верификован у Ко Да ПхармацеутицалЦо. Лтд. (Таоиуан, Тајван), где су чувани узорци ваучера (10.603.205) и где се производи ЦТ концентровани биљни лек. Укратко, осушена месната стабљика ЦТ екстрахована је у 12- пута прокуваној води током 1 х, након чега је уследила филтрација. Филтрати су сакупљени и подвргнути вакууму и концентрацији сниженог притиска током 1 х да би се добили екстракти. ЦТ екстракти су помешани са скробом у односу 1:1 (в/в) и подвргнути гранулацији спрејом за добијање ЦТ праха.

Одржавање залиха мува и мерење животног века

Линија дивљег типа коришћена у овој студији била је из ЦантонС-а, добијена од Блоомингтон Дросопхила Стоцк Центра. Муве су узгајане и одржаване у стандардној подлози од кукурузног брашна на 25 степени у 50–60 процената релативне влажности у циклусу од 12- х светло-мрак. Одрасле муве које се појављују су сакупљене у року од 24 х и раздвојене по полу. Од раног одраслог доба, муве су допуњене ЦТ. ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)прах је растворен у води и додат у медијум од кукурузног брашна у концентрацијама од 5,4, 10,8 и 21,6 мг/мл, које су биле пропорционалне ефективној дневној дози за оралну примену код људи. У анализи животног века, двадесет до тридесет мува је узгајано у бочици са храном са или без ЦТ(Цистанцхе Тубулоса); најмање 250 мува је спроведено за сваки третман. Бочице са храном су замењене свака 3 до 4 дана, а мртве муве су тада бројане

Тестови отпорности на стрес

Одрасле муве су сакупљене, а затим претходно третиране контролном исхраном без ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)и експерименталне дијете са додатком 5,4, 10.8 и 21,6 мг/мл ЦТ током 20 дана на 25 степени. За анализу гладовања, муве су држане у бочицама само са мокрим папирима и процењене су њихове издржљивости у односу на оксидативни стрес изазван гладовањем. За тестове оксидативног стреса, муве су пребачене у бочице без хране које су садржавале филтер папир са водоник-пероксидом (Х2О2) (Сигма Алдрицх) у 5-процентном раствору глукозе да би се проценила отпорност мува на Х2О{14}}индуковане хидроксилни радикал (ОХ −) стрес. Слично, мушице су пренете у бочице које садрже филтер папир засићен са 10 мМ параквата (Сигма-Алдрицх), који генерише супероксидне ањоне (О2 −) који изазивају оксидативна оштећења животиња. Морталитет мува је оцењиван најмање три пута дневно док све нису биле мртве. Обављено је најмање 250 мува по третману. За пењање, на пример, муве које су биле изложене параквату током 0 и 16 сати стављане су у пластичну бочицу и лагано ударане по дну. Број мува на врху бочице је пребројан након 18 секунди пењања.

Процена плодности

И невини мушкарци и женке храњене су 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)20 дана служили су као експерименталне групе. Десет експерименталних женки је спарено са једнаким бројем невиних мужјака, који су били стари 9-дан и нису били подвргнути ЦТ. Слично, експериментални мужјаци су парени са невиним женкама у истом стању. Спарене женке мува су затим пребачене у нову бочицу за полагање јаја током 24 х, а укупна јаја положена у бочице су ручно пребројана. Индекс плодности израчунат је као средња дневна производња јаја по женки. Урађено је најмање пет бочица по третману, а укупно мува н=50–80.

Олфакторно асоцијативно учење и памћење

Муве су сакупљене након еклозије и претходно третиране са 5,4, 10,8 и 21,6 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)служиле су као експерименталне групе, а контролне муве нису примиле ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)5 и 20 дана на 25 степени. Према претходној студији (Дубнау ет ал., 2001) изведен је један тренинг тренинг. Укратко, приближно 100 мува је било изложено узастопно два мириса, или 3-октанол (ОЦТ, Сигма-Алдрицх) или 4-метил циклохексанол (МЦХ, Сигма-Алдрицх). Муве изложене првом мирису (условљени стимулус, ЦС плус) су упарене са електричним шоковима од 80 В, а затим су добиле други мирис (ЦС-) без шокова. Способност учења је одређена одмах након тренинга и способности 3- и {{ 12}}х меморија је спровела тестове након тренинга 3 и 24 х, респективно. Да би извршили тест, обучене муве су биле заробљене у тачки избора Т-лабиринта у коме су истовремено биле изложене ОЦТ и МЦХ. Индекс учинка (ПИ) је израчунат да представља условљено избегавање мириса. ПИ од нула је указивао на дистрибуцију 50:50, а АПИ од 100 је показао дистрибуцију 0:100 даље од ЦС плус мириса.

Мерење нивоа транскрипта кроз квантитативни ПЦР (кПЦР) у реалном времену

Муве су сакупљене након еклозије и претходно третиране са 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)током 20 дана на 25 степени служиле су као експерименталне групе, а контролне мушице нису имале ЦТ. Укупна РНК је екстрахована коришћењем РНеаси Мини кита (Киаген), а цДНК је синтетизована из укупне РНК реакцијом реверзне транскрипције коришћењем реверзне транскрипције цДНК високог капацитета (Тхермо Фисхер Сциентифиц). Нивои транскрипта циљних гена су квантификовани квантитативном ланчаном реакцијом полимеразе у реалном времену (Апплиед Биосистемс ВииАТМ 7 Реал-Тиме ПЦР Систем) коришћењем ФастСтарт СИБР Греен Мастер (Роцхе) према упутствима произвођача. Релативна количина транскрипта је нормализована коришћењем методе упоредног прага циклуса са геном за одржавање домаћинства, РпЛП0, као интерним стандардом. Разлике у релативним експресијама циљних гена експерименталних група су нормализоване на оне у контролној групи и представљене као кратка промена. Прајмери ​​за циљне гене су наведени у додатној табели 1.

Изградња и анализа мреже

За анализу функционалне интерпретације и биолошких процеса посредованих диференцијално експримираним генима које смо идентификовали, коришћена је База података за анотацију, визуелизацију и интегрисано откриће (ДАВИД) за означавање и анализу обогаћивања Кјото енциклопедије гена и генома (КЕГГ) пута и гена. Онтологија за ове гене (Јиао ет ал., 2012). Да би се анализирале директне и индиректне интеракције различито експримираних гена, листа гена је такође отпремљена у алатку за претрагу за проналажење интеракцијских гена/протеина (СТРИНГ) да би се преузеле информације о интеракцији и генерисале мреже интеракције протеина (Францесцхини ет ал., 2013).

Статистичка анализа

Сви експерименти су спроведени са најмање три независне реплике, а статистичке анализе су обављене помоћу софтвера СигмаСтат в3.5 (Систат Софтваре, Инц., ИЛ). Подаци за продужење животног века и изазове оксидативног стреса изведени су са укупним бројем мува у распону од 250-350, а тест лог ранга је процењен за различите анализе. Групна поређења за процену плодности и когнитивни тест су процењена једносмерном анализом варијансе (АНОВА), након чега је уследио Дуннетт-ов пост-хоц тест. Остала експериментална поређења су направљена извођењем Студентовог т-теста у поређењу са контролном групом. Подаци су представљени као средња вредност ± СЕМ, а п-вредност од < 0,05="" сматрана="" је="">

Резултати

Додатак ЦТ (Цистанцхе Тубулоса) продужава животни век мува

Да се ​​испита да ли ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација може продужити животни век мува, муве су допуњене са 5,4, 10,8 и 21,6 мг/мл ЦТ одмах након еклозије на 25 степени током експерименталних процедура. Наши подаци су указивали да ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација може продужити животни век и мушких и женских мува. Као што је приказано на сл. 1А, животни век мужјака мува је продужен свим дозама ЦТ(Цистанцхе Тубулоса). Просечан животни век група са додатком 5,4, 10,8 и 21,6 мг/мл ЦТ значајно је повећан за 18,9 процената, 10,3 процената и 9,9 процената, респективно. ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)такође значајно повећао максимални животни век свих ЦТ група у поређењу са контролном групом са 88 на 102, 98 и 102 дана након третмана са 5,4, 10,8 и 21,6 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса), редом. Код жена, ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)значајно повећао средњи животни век ЦТ група у поређењу са контролном групом (слика 1Б). Просечан животни век се повећао на 18,8 процената са 5,4 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)и 5,5 процената и 6,7 процената са 10,8 и 21,6 мг/млоф ЦТ, респективно. Такође смо приметили да је максимални животни век значајно продужен са 91 дана (контрола) на 109, 98 и 102 дана након третмана са 5,4, 10,8 и 21,6 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса), редом; максимална магнитуда повећања максималног животног века била је 19,8 процената при 5,4 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса). Наши резултати сугеришу да ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)додатак исхрани значајно продужава животни век и мушких и женских мува. Куркумин (10 μМ) је коришћен као позитивна контрола и ефикасан у продужењу животног века, као што је приказано на додатној слици 1.

Додатак ЦТ повећава отпорност на гладовање и оксидативни стрес

Продужење животног века је често повезано са повећаном отпорношћу на оксидативни стрес током процеса старења. Процењивали смо да ли је ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација повећава отпорност на оксидативни стрес. Мушке и женке мува су претходно третиране различитим дозама ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)током 20 дана и процењено за њихово преживљавање након гладовања (Слика 2А). Средње време преживљавања и максимални животни век оба пола, у поређењу са онима у контролној групи, показали су значајно повећање у 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ групама, али не и у 21 .6 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)група. Претходно третиране муве су такође процењене на њихов опстанак након изазова са Х2О2 и паракватом, који производе реактивне врсте кисеоника (РОС) да изазову ћелијско старење и ћелијску смрт. Нашли смо тај ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)заштитили и мужјаке и женке мува од токсичности Х2О2 и продужили њихов средњи и максимални животни век (слика 2Б, п < 0.01 и 0,001, при 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса), редом). Такође је примећен сличан тренд који показује повећану отпорност на изазове параквата. Мужјаци су храњени мухама са свим дозама ЦТ, а женке, посебно оне са додатком 5,4 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса) (Цистанцхе Тубулоса), преживео је дуже од контроле (слика 3А, п < 0.001).="" што="" се="" тиче="" способности="" пењања,="" и="" мужјацима="" и="" женкама="" мувама="" је="" дато="" 10,8="" мг/мл="">(Цистанцхе Тубулоса)испољио ослабљену локомоторну дисфункцију изазвану паракватом 16 х након параквачала (слика 3Б, сви п < 0.05).="" ови="" резултати="" откривају="" да="" суплементација="" цт="" побољшава="" отпорност="" на="" неки="" оксидативни="" стрес,="" што="" сугерише="" да="">(Цистанцхе Тубулоса)-индуковано продужење животног века повезано је са повећаном антиоксидативном одбраном.

Ефекти ЦТ (Цистанцхе Тубулоса) на репродуктивни капацитет

Пошто теорија старења указује да процес старења негативно утиче на репродукцију, испитали смо да ли ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)утиче на репродуктивну способност анализирањем способности полагања јаја одраслих мува. Одрасле муве су сакупљене након еклозије, раздвојене по полу, и даване су 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)за 20 дана. Невиним мужјацима или женкама мува примењена ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)били су спарени са 9-дан старим мухама којима није примењена ЦТ(Цистанцхе Тубулоса). Приметили смо повећање дневног броја положених јаја по женки зависно од дозе, односно 30,3 одсто и 57,2 одсто старих мува третираних са 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса), респективно, у поређењу са контролама (слика 4, п < 0.05).="" ови="" подаци="" сугеришу="" да="">(Цистанцхе Тубулоса)суплементација би могла олакшати репродуктивну способност старијих жена, али вероватно не и код старијих мушкараца.

ЦТ (Цистанцхе Тубулоса) суплементација побољшава когнитивне способности

Утврдили смо да ли је ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација благотворно утиче на способност учења и памћења, спроведен је један циклус олфакторно-асоцијативног тренинга. Процењујемо учинак учења, као и 3- и 24-х меморију, за коју се сматра да је средњерочна и дугорочна меморија, респективно. Прво, муве су допуњене различитим дозама ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)за 5 дана. Способност учења била је слична иу ЦТ иу контролној групи (Слика 5А). Што се тиче 3-х меморије, ЦТ од 10,8 мг/мл(Цистанцхе Тубулоса)група је имала тенденцију да има виши индекс учинка (ПИ) од контролне групе (слика 5Б, 51,5 ± 3,2 наспрам 42,6 ± 2,1), иако нема значајне разлике. Штавише, 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)значајно побољшао {{0}}х меморију мува у поређењу са контролама (слика 5Ц, ПИ=41.6 ± 3,6 и 45,9 ± 3.0 у односу на 29,6 ± 2,9, респективно , п < 0.05="" и="" 0.01).="" ови="" резултати="" су="" показали="" да="" цт="" суплементација="" побољшава="" формирање="" памћења="" код="" младих="" мува.="" друго,="" док="">(Цистанцхе Тубулоса)суплементација је повећала дуговечност и оксидативну отпорност мува, даље смо утврдили да ли суплементација такође може побољшати когнитивно понашање код старијих мува. Муве су добијале стандардну храну са или без 5,4, 10,8 и 21,6 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)20 дана да опонаша старење; муве допуњене овим дозама ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)имале значајно веће ПИ учења (67,6 ± 1,9, 72,5 ± 0, 5 и 75,2 ± 1,3, респективно) него контролне групе (58.0 ± 2.0; слика 5Д , п < 0.001), што сугерише да ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)има благотворан ефекат на одлагање опадања учења повезаног са узрастом. Слични резултати су такође открили да 5,4 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)група је имала ефикасније задржавање меморије у {{0}}х (слика 5Е, 47,5 ± 1,9 у односу на контролу37.{{10}} ± 2,9, п < 0,05)="" и="" 24-="" х="" тестови="" памћења="" (слика="" 5ф,="" 31,8="" ±="" 3,8="" у="" односу="" на="" контролу="" 19,3="" ±="" 2,4,="" п="">< 0,01).="" ови="" резултати="" указују="" да="">(Цистанцхе Тубулоса)суплементација не само да побољшава формирање памћења код младих мува, већ и одлаже оштећење когнитивног понашања и одржава ефикасније учење и способност памћења са годинама.

Молекуларни путеви који се односе на промоцију дуговечности и когнитивно побољшање суплементације ЦТ

ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација истовремено потискује АМИ и продужава животни век. Стога смо закључили да се гени који се односе на АМИ и дуговечност могу одредити проценом диференцијалне експресије између контролних и 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ група путем кПЦР. Промене у експресији гена мува третираних ЦТ упоређене су са онима у контролној групи приказане су на слици 6А. Повећана експресија неколико циљних гена, укључујући Сирт6, Сир2, Сод, п38б и Сирт2, може бити укључена у процес старења. Нивои транскрипта С6к, раптора, Псн, Рпд3 и Н такође су се повећали, што сугерише да је ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација мења трансдукцију сигнала њихових ТОР и Нотцх путева. Поред тога, додатак ЦТ значајно је утицао на експресију мРНА Нмдар1, Нмдар2 и СкпА. Да би се истакле интеракције протеина релевантне за ЦТ које продужавају животни век и побољшавају учење и памћење, створена је мрежа за интеракцију протеина заснована на литератури кПЦР скринираних гена (слика 6Б). Сваки чвор представља један протеин, док свака ивица означава једну интеракцију засновану на литератури. Чворови су груписани према КЕГГ путу и ​​биолошком процесу генске онтологије (ГОБП). Као што је приказано на слици 6Б, ГОБП неуроактивна интеракција лиганд-рецептор, која утиче на учење и памћење, и друго старење ГОБПоф, које је у корелацији са животним веком, обоје су повезани са Нотцх сигналним путем. Поред тога, ГОБП старења је под утицајем мТОР сигналног пута. Значај прекомерне експресије гена изазване ЦТ на овим ГОБП-овима и путевима описан је у одељку Дискусија.

Слика 6. Мрежна анализа диференцијално експримираних гена. Муве претходно третиране са 5,4 и 10,8 мг/мл ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)и контролне дијете на 25 степени током 20 дана су сакупљене за квантификацију диференцијалне експресије гена. (А) Релативни нивои транскрипта циљних гена у односу на контроле су квантификовани путем кПЦР. н=4 за сваку групу. (Б) Повећани гени укључени у трансдукцију ћелијског сигнала и њихову мрежу интеракција. Чворови представљају гене. Гени са прекомерном експресијом су заокружени зеленом бојом. Ивице представљају интеракције између генских производа. Типови интеракција су означени различитим бојама на слици. (За тумачење референци на боју у легенди ове слике, читалац се упућује на веб верзију овог чланка.)

Дискусија

Неравнотежа између стварања и елиминације слободних радикала од стране ендогених антиоксидативних одбрамбених система може изазвати оксидативно оштећење ткива са годинама; стога се спекулише да слободни радикали играју кључну улогу у старењу (Дато ет ал., 2013). Овде смо показали тај ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација мувама продужава животни век и резултира високом толеранцијом на оксидативна оштећења изазвана Х2О2 и паракватом код оба пола. Студије, у корелацији са ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)и антиагинг, мање су истражени, али екстракти из Ц. десертицола, могу продужити животни век код мишева 8 (САМ-П8) склоних убрзаном старењу (Зханг ет ал., 2014) и ехинакозида, једног од главних једињења која постоје у ЦТ , има благотворне ефекте на продужење животног века и толеранцију на стрес код Ц. елеганс (Ванг ет ал., 2015).

Недавне студије на животињама показале су да ехинакозид има заштитне ефекте против токсичности тестиса изазване бисфенолом А и појачава биосинтезу тестостерона индукцијом ензима тестисоидних стероида, укључујући ЦИП11А1, 3 -ХСД и ЦИП17А1 (Јианг ет ал., 22). ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)Екстракт етанола такође промовише одрживост и квалитет сперме код пацова (Ванг ет ал., 2016). Иако је корелација између ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)а естроген још треба да се истражи, једна студија је известила да ехинакозид значајно повећава експресију естрогенских рецептора, слично групи која је третирана естрадиолом код пацова са овариектомијом (Ли ет ал., 2013). Пошто се репродуктивни капацитет јавља у негативној корелацији са годинама (Кенион, 2005), испитали смо да ли ЦТ има користи код старијих мува. Репродуктивна способност на коју утиче ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)примећен је само код женки, што сугерише да би женке могле боље реаговати на ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)допуна. Ови резултати откривају да ЦТ може имати ефекат сличан полним хормонима и одложити репродуктивну сенесценцију, у складу са клиничком употребом ЦТ-а(Цистанцхе Тубулоса)за лечење сексуалне дисфункције код људи.

Актеозид може да разјасни заштитне ефекте за смањење апоптозе неурона и губитка памћења код модела старијих мишева изазваних комбинацијом Д-галактозе и АлЦл3, што сугерише да ЦТ може имати потенцијал да има неуропротективна својства и својства побољшања памћења (Гао ет ал., 2015; Пенг ет ал., 2015). Наши подаци су показали да се формирање памћења побољшало код младих мува са ЦТ-ом. Стога смо проценили да ли је ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација је корисна за задржавање памћења након старења јер је познато да когнитивне функције опадају у нормалном старењу. Наши резултати су открили да неколико типова АМИ, укључујући учење, 3- и 24-хмеморију, може побољшати ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација 20 дана.Према наведеним резултатима, ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација може имати корисне ефекте на дуговечност и побољшање формирања памћења, као и довољно одложити АМИ.

Коришћење животињских модела олакшава идентификацију потенцијалних механизама и зависност од путање ЦТ-а(Цистанцхе Тубулоса)да успори старење мозга и одложи АМИ на ћелијском нивоу. Фокусирали смо се на молекуларне механизме који су у основи старења, неуронске трансмисије и оксидативног стреса и закључили да се гени повезани са АМИ и дуговечности могу идентификовати испитивањем диференцијалне експресије између контролне и ЦТ група путем кПЦР. Сигнални пут Нотцх је високо очуван међу врстама од дрозофиле до људи; експресује се у централном нервном систему одраслих за неуралну пластичност и регулише неуралну диференцијацију заједно са својим инхибиторним бројем током развоја (Пресенте ет ал., 2001). Мишеви који носе хетерозиготну мутацију Нотцха немају довољно просторног учења и памћења (Цоста ет ал., 2003). Пресенилин (Псн) је неопходан за активирање цепања Нотцх-а у интрацелуларни домен Нотцх-а и нокаутирање Псн-а узрокује оштећење синаптичке пластичности и формирање меморије (Саура ет ал., 2004). Наши подаци су открили дозно-зависну регулацију Нотцх-а и Псн-а у ЦТ-у(Цистанцхе Тубулоса)допуњене мушице, са непромењеним нивоом експресије утрнулости, што имплицира сигнални пут Нотцх као моћан механизам побољшања памћења суплементацијом ЦТ. Поред Нотцх сигнализације, Н-метил-Д-аспартат рецептор (НМДАР), јонски канал вођен глутаматом и Д-серином у неуронима, контролише синаптичку пластичност и меморијску функцију (Фурукава ет ал., 2005). Геном Дросопхила садржи два НМДАР подјединице, Нмдар1 и Нмдар2, и обе су кључне у функцији памћења. Нокдаун Нмдар1 код Дросопхиле отежава учење и памћење (Ксиа ет ал., 2005), док прекомерна експресија Нмдар2 код мишева побољшава учење и памћење (Танг ет ал., 2001). Наши подаци су показали дозно-зависно повећање регулације Нмдар1 и Нмдар2 код мува са ЦТ-ом, што сугерише још један потенцијални механизам побољшања меморије помоћу ЦТ-а(Цистанцхе Тубулоса)допуна.

Класа О путање транскрипционог фактора (ФокО) је очувана међу врстама и критична је за метаболизам, толеранцију на стрес и продужење животног века (Лехтинен ет ал., 2006). Посттранслационе модификације, укључујући фосфорилацију, ацетилацију и убиквитилацију, регулишу активност ФокОс (ван дер Хорст и Бургеринг, 2007). Регулатор тихе информације 2 (Сир2; хомолог код сисара је познат као СИРТ1) регулише активност ФокО кроз деацетилацију и утиче на животни век животиња повезан са путањом фактора раста сличног инсулину (ИГФ) (Лемиеук ет ал., 2005). Сирт6 дефосфорилише ФокО да изазове продужење животног века код мужјака мишева (Канфи ет ал., 2012). Наши подаци су открили повећање регулације Сир2 и Сирт6 код мува које су додале ЦТ, што имплицира да регулација ФокО од стране мајица може бити моћан механизам продужења животног века помоћу ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)допуна. Слободни радикали који настају током метаболичких процеса узрокују оштећење ДНК и протеина, што доводи до скраћеног животног века. Сир2 је такође ген за одговор на оксидативни стрес (Вхитакер ет ал., 2013), а прекомерно експримирана супероксид дисмутаза (СОД), која претвара О2- у Х2О2 и коначно у Х2О коришћењем каталазе и глутатион пероксидазе, је пријављено да продужава животни век мува ( Ле Боург, 2001). Наши подаци су открили дозу зависну регулацију Сод и Сир2 код мува које су додале ЦТ, што сугерише да антиоксидативни путеви могу бити моћан механизам продужења животног века помоћу ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)допуна.

Други кључни пут у старењу регулисан је мТОР комплексима мТОРЦ1 и мТОРЦ2, од којих оба промовишу формирање организма на еволутивно конзервативан начин. Сигнали са инзулинског рецептора активирају мТОРЦ1 преко пута фосфоинозитид3-киназе–Акт да би се промовисала синтеза протеина и инфламација и инхибирала аутофагија и гликолиза коришћењем различитих низводних протеина (Јохнсон ет ал., 2013). Синтезу протеина активира рибозомална протеин С6 киназа (С6К), која формира негативну повратну спрегу да инхибира сигнализацију инсулинских рецептора (Хандс ет ал., 2009). Инхибициона мета мТОРЦ1 је сличан протеину Дросопхила (сима), чији је хомолог код сисара познат као фактор 1 алфа који изазива хипоксију (ХИФ1). ХИФ1 игра заштитну улогу против оштећења крвних судова и моторних неурона зависних од старости (Оостхуисе ет ал., 2001; Ривард ет ал., 2000). Наши подаци су открили непромењен ниво експресије комплексних подјединица мТОР, укључујући Тор, рицтор и раптор, док ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)суплементација је у зависности од дозе повећала С6К и сима, што имплицира заштитну улогу ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)против мТОР активности.

Закључци

Упркос идентификовању неких имплицираних путева, дуговечност и висока интелигенција доприносе ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)интервенција може бити аполигенска особина на коју утиче интеракција више гена, а други генетски фактори које нисмо разјаснили такође могу модулирати процес старења. За старије особе, одржавање пожељне физичке кондиције и когнитивних способности у циљу одлагања или превенције деменције и хроничних болести требало би да буде кључно стечено на основу студија о старењу. Јер ЦТ(Цистанцхе Тубулоса), познат као "пустињски гинсенг", има изразито лековито дејство на јачање јанга бубрега, који храни све органе и надопуњује виталну суштину традиционалне кинеске медицине, верујемо да наша студија пружа доказе који подржавају клинички третман ЦТ(Цистанцхе Тубулоса)и може пружити драгоцен увид за развој нових лекова или адитива за храну који не само да одлажу старење и болести повезане са старењем, већ и да побољшају квалитет људског живота.

Сукоб интереса

Аутори изјављују да немају сукоб интереса.

Признања

Овај рад је подржао Кинески медицински универзитет (ЦМУ103-С-25); Кинеска медицинска универзитетска болница (ДМР-101-065,ДМР-103-099); Министарство науке и технологије на Тајвану (НСЦ 102-2632-Б-039-001-МИ3, МОСТ 104-2632-Б-039-002), а делимично и од стране Тајванског Министарства здравља и социјалне заштите Клиничко-истраживачки центар изврсности (МОХВ105-ТДУ-Б-212-133019).

Допунски материјали

Додатни материјал повезан са овим чланком може се наћи, у онлајн верзији, на дои:10.1016/ј.пхимед.2017.01.006.

Од: 'Молекуларни путеви који се односе на промоцију дуговечности и когнитивно побољшањеЦистанцхе тубулосау Дросопхила' биВеи-Ионг Лин и др

--В.-И. Лин ет ал. / Фитомедицина 26 (2017) 37–44

Референце

Бурке, СН, Барнес, ЦА, 2010. Сенесцентне синапсе и динамика кола хипокампуса. Трендс Неуросци. 33, 153–161.

Цоста, РМ, Хоњо, Т., Силва, АЈ, 2003. Дефицити учења и памћења код Нотцх мутантних мишева. Цурр. Биол. 13, 1348–1354.

Дато, С., Цроццо, П., Д'Акуила, П., де Ранго, Ф., Беллиззи, Д., Росе, Г., Пассарино, Г., 2013. Истраживање улоге генетске варијабилности и начина живота у оксидативном одговор на стрес за здраво старење и дуговечност. Инт. Ј. Мол. Сци. 14, 16443–16472.

Дубнау, Ј., Гради, Л., Китамото, Т., Тулли, Т., 2001. Поремећај неуротрансмисије у телу гљиве Дросопхила блокира проналажење, али не и стицање памћења. Природа 411, 476–480.

Францесцхини, А., Сзкларцзик, Д., Франкилд, С., Кухн, М., Симоновић, М., Ротх, А., Лин, Ј., Мингуез, П., Борк, П., вон Меринг, Ц. , Јенсен, Љ, 2013. СТРИНГ в9.1: мреже интеракције протеин-протеин, са повећаном покривеношћу и интеграцијом. Нуклеинске киселине Рес. 41, Д808–Д815.

Фурукава, Х., Сингх, СК, Манцуссо, Р., Гоуаук, Е., 2005. Распоред и функција подјединица у НМДА рецепторима. Природа 438, 185–192.
Гао, Л., Пенг, КСМ, Хуо, СКС, Лиу, КСМ, Иан, М., 2015. Побољшање меморије актеозида (вербаскозида) у моделу старијих мишева изазвано комбинацијом Д-гал и АлЦл3. Пхитотхер. Рес. 29, 1131–1136.
Гуо, К., Зхоу, И., Ванг, ЦЈ, Хуанг, ИМ, Лее, ИТ, Су, МХ, Лу, Ј., 2013. Отворена, не-плацебо контролисана студија оЦистанцхе тубулосагликозидне капсуле (Меморегаин((Р))) за лечење умерене Алцхајмерове болести. Сам. Ј. Алцхајмерова болест. Други Демен. 28, 363–370.
Хандс, СЛ, Проуд, ЦГ, Виттенбацх, А., 2009. Улога мТОР-а у старењу: синтеза протеина или аутофагија? Старење (Албани НИ) 1, 586–597.
Јианг, З., Ванг, Ј., Ли, Кс., Зханг, Кс., 2016. Ецхинацосиде иЦистанцхе тубулоса(Сцхенк) Р. Вигхт побољшава оштећење тестиса и сперматозоида изазвано бисфенолом А код пацова путем стероидогених ензима регулисаних осовином гонада. Ј. Етхнопхармацол 193, 321–328.
Јиао, Кс., Схерман, БТ, Хуанг да, В., Степхенс, Р., Баселер, МВ, Лане, ХЦ, Лемпицки, РА, 2012. ДАВИД-ВС: веб сервис са стањем за олакшавање анализе листе гена/протеина. Биоинформатика 28, 1805–1806.
Јохнсон, СЦ, Рабиновитцх, ПС, Каеберлеин, М., 2013. мТОР је кључни модулатор старења и болести повезаних са старењем. Природа 493, 338–345.
Канфи, И., Наиман, С., Амир, Г., Песхти, В., Зинман, Г., Нахум, Л., Бар-Јосепх, З., Цохен, ХИ, 2012. Сиртуин СИРТ6 регулише животни век мушкараца мишеви. Природа 483, 218–221.
Кенион, Ц., 2005. Пластичност старења: увиди дуговечних мутаната. Ћелија 120, 449–460.
Ле Боург, Е., 2001. Оксидативни стрес, старење и дуговечност код Дросопхила меланогастер. ФЕБС Летт. 498, 183–186.
Лехтинен, МК, Иуан, З., Боаг, ПР, Ианг, И., Виллен, Ј., Бецкер, ЕБ, ДиБаццо, С., де ла Иглесиа, Н., Гиги, С., Блацквелл, ТК, Бонни, А., 2006. Очувани МСТ-ФОКСО сигнални пут посредује у одговорима на оксидативни стрес и продужава животни век. Ћелија 125, 987–1001.
Лемиеук, МЕ, Ианг, Кс., Јардине, К., Хе, Кс., Јацобсен, ККС, Стаинес, ВА, Харпер, МЕ, МцБурнеи, МВ, 2005. Сирт1 деацетилаза модулира сигнални пут фактора раста сличан инсулину у сисара. Мецх. Агинг Дев. 126, 1097–1105.
Ли, Ф., Ианг, Кс., Ианг, И., Гуо, Ц., Зханг, Ц., Ианг, З., Ли, П., 2013. Антиостеопоротска активност ехинакозида код пацова са овариектомијом. Фитомедицина 20, 549–557.
Ли, З., Лин, Х., Гу, Л., Гао, Ј., Тзенг, ЦМ, 2016. Херба Цистанцхе (Роу Цонг-Ронг): један од најбољих фармацеутских дарова традиционалне кинеске медицине. Фронт Пхармацол. 7, 41.
Лин, С., Ие, С., Хуанг, Ј., Тиан, И., Ксу, И., Ву, М., Ванг, Ј., Ву, С., Цаи, Ј., 2013. Како кинески лекови који тонизирају бубрег инхибирају апоптозу допаминергичких неурона? Неурал Реген. Рес. 8, 2820–2826.

Оостхуисе, Б., Моонс, Л., Сторкебаум, Е., Бецк, Х., Нуиенс, Д., Брусселманс, К., Ван Дорпе, Ј., Хеллингс, П., Горселинк, М., Хеиманс, С. , Тхеилмеиер, Г., Деверцхин, М., Лауденбацх, В., Вермилен, П., Раат, Х., Ацкер, Т., Влеминцкк, В., Ван Ден Босцх, Л., Цасхман, Н., Фујисава, Х., Дрост, МР, Сциот, Р., Бруининцкк, Ф., Хицклин, ДЈ, Инце, Ц., Грессенс, П., Лупу, Ф., Плате, КХ, Робберецхт, В., Херберт, ЈМ, Цоллен , Д., Цармелиет, П., 2001. Брисање елемента одговора на хипоксију у промотору фактора раста васкуларног ендотела изазива дегенерацију моторних неурона. Нат. Генет. 28, 131–138.

Пенг, КСМ, Гао, Л., Хуо, СКС, Лиу, КСМ, Иан, М., 2015. Механизам побољшања меморије Ацтеосиде (Вербасцосиде) у Старећем моделу миша индукованог комбинацијом Д-гал и АлЦл3. Пхитотхер, Рес. 29, 1137–1144.
Пресенте, А., Андрес, А., Ние, ЈС, 2001. Захтеви Нотцх-а у одраслом добу за неуролошку функцију и дуговечност. Неурорепорт 12, 3321–3325.
Ривард, А., Бертхоу-Соулие, Л., Принципе, Н., Кеарнеи, М., Цурри, Ц., Бранеллец, Д., Семенза, ГЛ, Иснер, ЈМ, 2000. Дефект зависан од старости у расту васкуларног ендотела експресија фактора је повезана са смањеном активношћу фактора 1 изазваном хипоксијом. Ј. Биол. Цхем. 275, 29643–29647.
Саура, ЦА, Цхои, СИ, Беглопоулос, В., Малкани, С., Зханг, Д., Рао, Сханкаранараиана, Цхаттарји, БС, Келлехер, С., 3., РЈ, Кандел, ЕР, Дуфф, К., Кирквоод , А., Схен, Ј., 2004. Губитак функције пресенилина узрокује оштећење памћења и синаптичке пластичности праћено неуродегенерацијом зависном од старости. Неурон 42, 23–36.
Сцхимански, ЛА, Барнес, ЦА, 2010. Неурална синтеза протеина током старења: ефекти на пластичност и памћење. Неуросци предњег старења. 2. Сеок, Ј., Ким, ТС, Квон, ХЈ, Лее, СП, Канг, МХ, Ким, БЈ, Ким, МН, 2015. ЕфикасностЦистанцхе Тубулосаи екстракти Ламинариа Јапоница (МК-Р7) као додатак превенцији опадања косе и унапређењу здравља власишта. Цлин. Нутр. Рес. 4, 124–131.
Танг, ИП, Ванг, Х., Фенг, Р., Киин, М., Тсиен, ЈЗ, 2001. Диференцијални ефекти обогаћивања на учење и функцију памћења код НР2Б трансгених мишева. Неуропхармацологи 41, 779–790.
ван дер Хорст, А, Бургеринг, БМ, 2007. Наглашавање улоге ФокО протеина у животном веку и болести. Нат. Рев. Мол. Ћелија. Биол. 8, 440–450.
Ванг, Т., Чен, Ц., Јанг, М., Денг, Б., Кирби, ГМ, Зханг, Кс., 2016.Цистанцхе тубулосаетанолски екстракт посредује нивое полних хормона пацова индукцијом стероидних ензима тестиса. Пхарм. Биол. 54, 481–487.
Ванг, Т., Зханг, Кс., Ксие, В., 2012.Цистанцхе десертицолаИЦ Ма, "Десерт гинсенг": рецензија. Сам. Ј. Цхин. Мед. 40, 1123–1141.
Ванг, Кс., Зханг, Ј., Лу, Л., Зхоу, Л., 2015. Ефекат дуговечности ехинакозида код Цаенорхабдитис елеганс посредован преко даф-16. Биосци. Биотецхнол. Биоцхем. 79, 1676–1683.
Вхитакер, Р., Фаулкнер, С., Мииокава, Р., Бурхенн, Л., Хенриксен, М., Воод, ЈГ, Хелфанд, СЛ, 2013. Повећана експресија Дросопхила Сир2 продужава животни век на начин који зависи од дозе. Старење (Албани НИ) 5, 682–691.
Ву, ЦР, Лин, ХЦ, Су, МХ, 2014. Преокрет воденим екстрактимаЦистанцхе тубулосаод дефицита понашања у моделу пацова налик Алцхајмеровој болести: релевантност за таложење амилоида и функцију централног неуротрансмитера. БМЦ Цомплемент. Алтерн. Мед. 14, 202.
Ксиа, С., Мииасхита, Т., Фу, ТФ, Лин, ВИ, Ву, ЦЛ, Пизоцха, Л., Лин, ИР, Саитое, М., Тулли, Т., Цхианг, АС, 2005. НМДА рецептори посредују олфакторно учење и памћење код дрозофиле. Цурр. Биол. 15, 603–615.
Зханг, К., Ма, Кс., Хе, В., Ли, Х., Хан, С., Јианг, И., Ву, Х., Хан, Л., Охно, Т., Уотсу, Н., Иамагуцхи, К., Ма, З., Ту, П., 2014. Екстракти Цистанцхе десертицола могу антагонизовати имуносенесценцију и продужити животни век код мишева са убрзаним старењем
Лежећи 8 (САМ-П8) мишеви. Евид. Басед Цомплемент. Алтернат. Мед. 2014, 601383.
Зхао, К., Гао, Ј., Ли, В., Цаи, Д., 2010. Неуротрофни и неуроресцуе ефекти ехинакозида у субакутном МПТП мишјем моделу Паркинсонове болести. Браин Рес. 1346, 224–236.