DEL 1 Antioksidasjon og cytobeskyttelse av akteosid og dets derivater: sammenligning og mekanistisk kjemi

Xican Li 1,2,*,† ID, Yulu Xie 1,2,†, Ke Li 3,4, Aichi Wu 1,2,*, Hong Xie 1,2, Qian Guo 1,5, Penghui Xue 1, Yerkingul Maleshibek 1, Wei Zhao 6, Jiasong Guo 7 og Dongfeng Chen 3,4

1 School of Chinese Herbal Medicine, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Kina;

2 Innovativt forsknings- og utviklingslaboratorium ved TCM, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Kina

3 School of Basic Medical Science, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Kina;

4 Forskningssenteret for grunnleggende integrativ medisin, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Kina

5 School of Basic Medical Science, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510007, Kina

6 Zhongshan School of Medicine, Sun Yat-sen University, nr. 74 Zhongshan Road. 2, Guangzhou 510080, Kina;

7 Institutt for histologi og embryologi, Southern Medical University, Guangzhou 510515, Kina;

Mottatt: 24. januar 2018; Godkjent: 20. februar 2018; Publisert: 23. februar 2018

Abstrakt:Studien prøvde å utforske rollen til sukkerrester og mekanismer til fenoliske fenylpropanoid-antioksidanter.Acteosid, sammen med dens motsatte forsythoside B og rhamnoside podium side, ble sammenlignet undersøkt ved bruk av forskjellige antioksidantanalyser. I tre elektronoverføring (ET)-baserte analyser (FRAP, CUPRAC, PTIO*-fjerning ved pH 4,5), regjerte de relative antioksidantnivåene grovt som somakteosid>forsythoside B > poliumosid. Slik rekkefølge ble også observert i H^{i tillegg til}-transfer-involvered PTIO*-scavenging assay ved pH 7,4, og i tre multiple-pathway-involverede radikal-scavenging assays, dvs. ABTS pluss •-scavenging, DPPH• -scavenging og • O2 - -scavenging. I UV-vis spektra viste hver av dem en rødforskyvning ved 335–364 nm og to svake topper (480 og 719 nm), når de ble blandet med Fe^{2 pluss}; men,akteosidga den svakeste absorpsjonen. I Ultra-performance væskekromatografi kombinert med elektrospray ionisering kvadrupol time-of-flight tandem massespektrometri (UPLC—ESI—Q-TOF—MS/MS)-analyse, ble det ikke funnet noen topp for radikal adduktdannelse (RAF). MTT-analyse avslørte at poliumosid viste den høyeste levedyktigheten av oksidativt stressede benmargsavledede mesenkymale stamceller. For å konkludere,akteosid, forsythoside B og poliumosid kan være involvert i flere veier for å utøve antioksidantvirkningen, inkludert ET, H^{i tillegg til}-overføring, eller Fe^{2 pluss}-chelatering, men ikke RAF. ET og H pluss-overføringenkan være hindret av rhamnosyl- og apiosyl-deler; imidlertid Fe^{2 pluss}-chelateringspotensial kan forsterkes av to sukkerrester (spesielt rhamnosyl-delen). Den generelle effekten av rhamnosyl- og apiosyl-deler er å forbedre antioksidant- eller cytobeskyttende effekter.

Nøkkelord:akteosid; apiosyl; forsytoside B; fenylpropanoidglykosider; poliumosid; rhamnosyl

For mer informasjon vennligst kontakt:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola har mange effekter, klikk her for å vite mer

1. Introduksjon

Nylig,akteosid(verbascoside, figur 1, et fenolisk fenylpropanoid glykosid som forekommer i vervain og andre planter, ble funnet å forbedre effektiviteten av somatisk cellekjerneoverføring hos hunder (SCNT) under hundekloningsprosessen.akteosidkunne beskytte humane neuroblastom SH-SY5Y-celler mot p-amyloid-indusert skade og humane hudfibroblaster mot røntgen-indusert skade. Dets motsatte forsythoside B (figur 1) er også distribuert i planter og har blitt observert å utøve potente nevrobeskyttende effekter med et gunstig terapeutisk tidsvindu. Disse gunstige effektene på celler og vev antas å være assosiert med beskyttelse av enkelte biomolekyler, som lipider og DNA. Faktisk,akteosidog dens analogeczstanosideFhar vist seg å hemme mitokondriell lipidperoksidasjon hos rotter. Lipidperoksidasjon er kjent for å være et resultat av cellulært oksidativt stress og til slutt fra reaktive oksygenarter (ROS).

Fra et DNA-beskyttelsesaspekt,akteosidog dets derivater kan raskt reparere DNA-radikaler, slik som 2'-deoksyadenosin-5'-monofosfat (dAMP) og 2'-deoksyguanosin-5'-monofosfat (dGMP) [8]. Disse sekundære deoksynukleotidradikalene kan ytterligere oksidativt skade celler som fører til mutagenese og karsinogenese [9]. Den biofysiske studien indikerte detakteosidog dens derivater kunne dokke inn i DNA-minerspor og raskt reparere slike oksidative DNA-skader [10]. Den preferanse-konformasjonsbaserte ball-stick-modellen foreslår (Figur 1,høyre) at disse molekylene er prolate og lett kan nå løkken av DNA, og dermed er de i stand til raskt å reparere skaden av DNA-radikaler [8].

Men fra et biokjemisynspunkt utføres reparasjonen i hovedsak via en ROS-rensende (dvs. antioksidant) vei. Som tidligere nevnt, er generasjonen av deoksynukleotidradikalnasjoner til slutt fra angrepet av ROS, inkludert frie radikaler (f.eks. OH-radikal 11) og oksidantmolekyler (f.eks. H2O2 [12]). ROS-rensing antas å effektivt senke cellulær oksidativ status [13,14] og forbedre kvaliteten på stamceller [12,15]. Derfor er det nødvendig å studere deres antioksidantevne og videre diskutere mulige mekanismer.

I denne studien ble tre fenoliske fenylpropanoidglykosider (acteosid, forsythoside B og poliumosid) sammenlignet undersøkt ved bruk av forskjellige antioksidantanalyser, inkludert 2-fenyl-4,4,5,5-tetrametylimidazolin{ {5}}oksyl-3-oksydradikal (PTIO・)-rensende analyse, jernionreduserende antioksidantkraft (FRAP)-analyse, koppersyrereduserende antioksidantkapasitet (CUPRAC)-analyse, 2,2'-casino-bis({{11 }}etylbenzen-tiazolin-6-sulfonsyreradikal (ABTS pluss •) fjerningsanalyse, 1,1-difenyl-2-pikrylhydrazin (DPPH・)analyse og ・.{{18} }fjerningsanalyse samt Fe^{2 pluss}-chelaterende UV-spektraanalyse. Deretter ble reaksjonsproduktene deres med DPPH・ bestemt ved bruk av ultra-ytelses væskekromatografi kombinert med elektrosprayioniserings-quadrupol time-of-flight tandem massespektrometri (UPLC—ESI—Q-TOF—MS/MS) analyse. Til slutt ble deres cytobeskyttende effekt mot benmargsavledede mesenkymale stamceller (bmMSCs) estimert ved å bruke 3-(4,5-dimetyltiazol-2-yl)-2,{{12 }}difenyl (MTT) analyse. Som vist i figur 1,forskjellen mellom de tre fenoliske fenylpropanoidglykosidene (dvs. akteosid, forsytosid B og poliumosid) er glykosidtypen: forsytosid B er en motsetning til akteosid, mens poliumosid er et rhamnosid av akteosid. Dermed hjelper denne sammenlignende studien også med å forstå rollene til apiosyl og rhamnosyl i antioksidanteffekter.

2. Resultater

2.1. Metallreduserende analyser (FRAP & CUPRAC)

I studien utførte vi to metallreduserende analyser, dvs. FRAP-analyse og CUPRAC-analyse. Som illustrert i Suppl. 1, økte akteosid og dets derivater den relative FRAP (eller Cu^{2 pluss}-reduserende kraft) prosenter ved 0-10 昭/L på en doseavhengig måte. Deres rekkefølge av relative metallreduserende nivåer sank grovt sett i størrelsesorden akteosid > forsythoside B > poliumosid (tabell 1).

2.2. PTIO・-Scavenging Assay

PTIO*-renseanalysen ble nylig utviklet av vårt laboratorium [16]. Den kan brukes til å evaluere antioksidantnivåene og utforske antioksidantveiene. Som vist i Suppl. 1, kunne akteosid og dets derivater med hell rense PTIO* ved pH 4,5 og pH 7,4. Imidlertid, i henhold til IC50-verdiene i tabell 1, var deres relative PTIO*-fjernende nivåer ved samme pH-verdi forskjellige fra hverandre. Hvert akteosid og dets derivater viste også forskjellige PTIO•-fjernende nivåer mellom pH 4,5 og pH 7,4. Generelt var PTIO^-fjerningsnivåene ved 7,4 høyere enn ved pH 4,5.

2.3. ABTSi tillegg til9-Scavenging og DPPH・-Scavenging Assays

ABTS^{i tillegg til}—Scavenging og DPPH — Scavenging er nå mye brukt for antioksidantstudier av rene forbindelser eller ekstrakter. Som vist i Suppl. 1, økte akteosid og dets derivater konsentrasjonsavhengige ABTS pluss-rensende eller DPPH・-fjernende prosenter. Når det gjelder IC50-verdiene i tabell 1, ble imidlertid deres relative ABTS pluss ^-fjernende nivåer funnet i rekkefølgen akteosid > forsytosid B > poliumosid > Trolox. En lignende rekkefølge kan også observeres i DPPH-renseanalysen.

2.4. UPLC-E SI—Q-TOF—MS/MS Analyse av DPP H Reacsjon produkter

Reaksjonsproduktet til DPPH・ med hver av tre fenylpropanoidglykosider ble utforsket ved bruk av UPLC—ESI—Q-TOF—MS/MS-analyse. I analysen (Suppl. 2) produserte ingen av de tre fenylpropanoidglykosidene RAF-produkttoppen. Til sammenligning ble det funnet at koffeinsyre ga et dimerprodukt(m/z359-360, Suppl. 2).

2.5. UV-Vis-Spectra Analyse av Fe^{2 pluss}- Chelaterende produkter

Siden UV-vis-spektra kan karakterisere metallkomplekser, brukte studien dermed UV-vis-spektra for å analysere mulig Fe^{2 pluss}-chelaterende reaksjon med tre fenylpropanoidglykosider. Som vist i figur 2,hver av dem kunne produsere et badokromisk skift (335 nmT364 nm) i UV-spektrene. I mellomtiden kan hver av dem gi to svake vis-spektra-topper i de synlige spektrene (480 nm og 719 nm)og føre til et lysegrønt utseende. Toppintensiteten var imidlertid i synkende rekkefølge etter poliumosid > forsytosid B > akteosid.

akteosidicistanchekanforbedre hukommelsen

2.6. Pyrogallol autooksidasjonsanalyse for superoksidanion (•O2~) Rensing

Pyrogallol-autooksidasjonsanalysen ble forbedret av laboratoriet vårt i 2012 [17]. Den ble brukt til å estimere ・O2--fjerningspotensialet i denne studien. Som vist i Suppl. 1, kan alt akteosid og dets derivater doseavhengig øke --fjerningsprosentene. Imidlertid reduserte den relative bioaktiviteten i størrelsesorden poliumosid > forsytosid B > akteosid, i henhold til IC50-verdiene i tabell 1.

cistanchedeserticolaakteosidfordeler

2.7. Cytobeskyttende effekt mot oksidativt stressede bmMSCs (MTT-analyse)

For å vurdere de cytobeskyttende effektene av acteosid og dets derivater, utførte vi en MTT-analyse. I analysen ble bmMSC-er skadet av oksidativt reagens H₂O₂, ble de skadede bmMSC-ene deretter behandlet med acteosid og dets derivater. A-en_490nmverdier ble brukt for å vurdere de relative cytobeskyttende effektene. Som vist i tabell 2, økte hvert akteosid og dets derivater doseavhengig A_490nmverdier. Imidlertid ga poliumosid ved samme konsentrasjon de høyeste A490nm-verdiene.