Del 1: Echinacoside isolert fra Cistanche Tubulosa stimulerer antatt veksthormonsekresjon via aktivering av ghrelinreseptoren

Echinacoside isolert fra Cistanche tubulosa stimulerer antatt veksthormonsekresjon via aktivering av ghrelinreseptoren

Chieh-Ju Wu 1, Mei-Yin Chien 2, Nan-Hei Lin 1, Yi-Chiao Lin 1, Wen-Ying Chen 3, Chao-Hsiang Chen 2,4,* og Jason TC Tzen 1,*

1 Graduate Institute of Biotechnology, National Chung-Hsing University, Taichung 402, Taiwan; baby159357520@gmail.com (C.-JW); CMNHEI@mohw.gov.tw (N.-HL); s9755702@gmail.com (Y.-CL)

2 Ko Da Pharmaceutical Co. Ltd., Taoyuan 324, Taiwan; rd1@koda.com.tw

3 Institutt for veterinærmedisin, National Chung-Hsing University, Taichung 402, Taiwan; wychen@dragon.nchu.edu.tw

4 Graduate Institute of Pharmacognosy, Taipei Medical University, Taipei 110, Taiwan

* Korrespondanse: gm@koda.com.tw (C.-HC); TCTZEN@dragon.nchu.edu.tw (JTCT); Tlf.: pluss 886-4-22840328 (ekst. 776) (JTCT); Faks: pluss 886-4-22853527 (JTCT)

Akademisk redaktør: Pinarosa Avato

Mottatt: 22. januar 2019; Godkjent: 14. februar 2019; Publisert: 17. februar 2019

Ta kontakt med:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstrakt:Cistanchearter, ørkenens ginseng, har blitt registrert å ha mange biologiske aktiviteter i tradisjonell kinesisk farmakope og har blitt brukt som anti-aldringsmedisin. Tre fenyletanoidglykosider—echinacoside, tubulosid A og acteosid - ble påvist i vannekstraktet avCistanchetubulosa(Schenk) R. Wight og hovedbestanddelen,echinacoside, ble ytterligere renset.Echinacosidemed en konsentrasjon høyere enn 10_6 M viste signifikant aktivitet for å stimulere veksthormonsekresjon av rottehypofyseceller. I likhet med veksthormonfrigjørende hormon-6, en syntetisk analog av ghrelin, ble stimuleringen av veksthormonsekresjon av echinakosid hemmet av [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-substans P , en invers agonist av ghrelinreseptoren. Molekylær modellering viste at alle de tre fenyletanoidglykosidene interagerte tilstrekkelig med bindingslommen til ghrelinreseptoren, og echinakosid viste en litt bedre interaksjon med reseptoren enn tubulosid A og acteosid. Resultatene tyder på at fenyletanoidglykosider, spesieltechinacoside, er aktive bestanddeler antatt ansvarlige for antialdringseffektene av C. tubulosa og kan anses å utvikle seg som ikke-peptidylanaloger av ghrelin.

Nøkkelord: cistanchetubulosa;echinacoside; ghrelin; veksthormonsekresjon; fenyletanoidglykosider

Vennligst klikk her til del 2

Echinacosidei cistanche kan forbedreimmunforsvar

1. Introduksjon

Cistancheart (Orobanchaceae), den såkalte ginsengen i ørkenen, er en holoparasitisk plante som finnes i ørkenregionen nordvest i Kina. Denne urtemedisinen har blitt registrert å ha flere biologiske aktiviteter som forstoppelse, lang levetid og afrodisiakumegenskaper i tradisjonell kinesisk farmakope [1]. Ulike arter av Cistanche er ofte navngitt etter deres verter og vekstmiljøer, for eksempel Cistanche deserticola YC Ma ogCistanchetubulosa(Schenk) R. Wight. C. deserticola, hostet av Haloxylon ammodendron hovedsakelig funnet i indre Mongolia, ble opprinnelig sett på som standard Cistanche-kilde i kinesisk farmakopé, men har vært oppført som en truet planteart i Kina siden 1984. C. tubulosa, vert av Tamarix ramosissima dyrket i Xinjiang Hetian, har en tendens til å ha en rask vekstrate, og dermed landbruksdyrking av denne Molecules 2019, 24, 720; doi:10.3390/molecules24040720 arter fører til mye bedre utbytte enn den tradisjonelle C. deserticola. I dag er begge de to ovennevnte artene samlet i den kinesiske farmakopéen [2].

C. deserticolaogC. tubulosaer funnet å ha lignende kjemiske bestanddeler og farmakologiske aktiviteter, og begge anses derfor å være potensielle urtemedisiner for aldringsrelaterte sykdommer [3–5]. Fenyletanolglykosider er vanlige aktive ingredienser som finnes i disse to artene, og echinacoside er identifisert som det viktigste fenyletanolglykosidet i C. tubulosa [6]. I det siste tiåret har echinakosid og ekstraktet av C. tubulosa rik på echinakosid vist seg å ha mange farmakologiske aktiviteter, som antialdring, nevrobeskyttelse, forbedring av læring og hukommelse, forbedring av hjertefunksjon, reduksjon av hyperlipidemi og hyperglykemi, og forebygging av fedme-indusert diabetes og metabolsk syndrom [7–12].

Kjent som "sulthormonet", er ghrelin et peptidhormon som består av 28 aminosyrerester der den tredje serinresten er acylert med en n-oktanoylgruppe som er essensiell for dens biologiske funksjoner [13]. Ghrelin har vist seg å være en endogen ligand for en G-proteinkoblet reseptor kalt veksthormonsekretagoge-1en reseptor (GHS-R1a), som hovedsakelig uttrykkes i hypothalamus og hypofysen [14]. Aktivering av GHS-R1a av ghrelin resulterer i stimulering av veksthormonsekresjon og regulering av flere fysiologiske reaksjoner [15]. Kliniske studier viser at eksogent tilskudd med veksthormoner kan lindre symptomene på aldringsrelaterte sykdommer hos eldre, som å øke muskelstyrke og bentetthet og forbedre søvnkvalitet og kognitiv evne [16,17]. Imidlertid har bekymringer for alvorlige bivirkninger (f.eks. prostatakreft, leddsmerter, insulinresistens, væskeretensjon, karpaltunnelsyndrom og gynekomasti) blitt tatt opp for behandling med eksogene veksthormoner [18,19]. Derfor har stimulering av veksthormonsekresjon av ghrelin via GHS-R1a-aktivering blitt vurdert som en alternativ terapeutisk tilnærming for aldringsrelaterte sykdommer hos eldre, og dens terapeutiske effekt antas å være overlegen eksogent tilskudd av veksthormon.

Nylig ble teaghreliner og ginkgoghreliner, unike acylerte flavonoidglykosider funnet i Chin-shin oolong te og Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae) blader, demonstrert å indusere veksthormonsekresjon av primære fremre hypofyseceller fra rotter via binding til ghrelinreseptoren [20–22] ]. Tatt i betraktning de terapeutiske effektene av Cistanche spp. på aldringsrelaterte sykdommer var lik antialdringseffektene av Chin-shin oolong te og Ginkgo biloba blader, lurte vi på om de farmakologiske aktivitetene til fenyletanolglykosider kunne utføres via samme vei som teaghreliner og ginkgoghreliner ved å binde seg til ghrelin reseptor. For det første ble tre fenyletanoidglykosider – echinakosid, tubulosid A og acteosid – identifisert i vannekstraktet av C. tubulosa. Hovedbestanddelen, echinacoside, ble ytterligere renset og undersøkt for sin evne til å stimulere veksthormonfrigjøring av rottehypofyseceller via aktivering av ghrelinreseptoren. Molekylær modellering av echinacosid, tubulosid A og acteosid-dokking til ghrelinreseptoren ble utført og sammenlignet for mulige interaksjoner i bindingslommen.

2. Resultater

2.1. Separasjon og identifisering av tre store fenyletanolglykosider i vannekstraktet av to cistanche-arter

I HPLC-analysen av to Cistanche-arter ble C. tubulosa funnet å ha mye høyere innhold av fenyletanolglykosider enn C. deserticola (figur 1A,B). Tre hovedfenyletanolglykosider ble observert i C. tubulosa og identifisert som echinacosid, tubulosid A og acteosid ved massespektrometrisk analyse (figur 2) sammenlignet med HPLC-profilene og MS-data for kjente forbindelser publisert tidligere [23,24]. I følge den molekylære fragmenteringen 785 m/z i MS1 og 623 m/z i MS2, ble hovedtoppen i vannekstraktet av C. tubulosa identifisert som echinacoside (Figur 2A). Tilsvarende ble tubulosid A ved sin molekylære fragmentering tildelt 827 m/z i MS1 og 665, 623 og 782 m/z i MS2 (Figur 2B); acteosid ble bekreftet av molekylær fragmentering 623 m/z i MS1 og 461 m/z i MS2 (Figur 2C). Echinakosid ble ytterligere renset til nesten homogenitet (figur 1C) og brukt i følgende biologiske analyser.

Figur 2. Forts.

Figur 2. Massespektrometriske analyser av echinacoside (A), tubulosid A (B) og acteosid (C) i MS1 (venstre paneler) og MS2 (høyre paneler) fragmentering.

2.2. Effekt av Echinacosideom induksjon av veksthormonsekresjon i rottehypofyseceller

For å evaluere om echinakosid kunne være en agonist av veksthormonsekretagogreseptor (GHSR), ble det undersøkt induksjonen av veksthormonsekresjon fra primære rottehypofyseceller. I likhet med GHRP-6, en syntetisk GHSR-agonist, var echinacoside i stand til å stimulere utskillelsen av veksthormoner fra rottehypofyseceller (figur 3). Signifikant økning i veksthormonsekresjon ble oppdaget når rottehypofyseceller ble behandlet med echinacosid med en konsentrasjon høyere enn 10_6 M i 15 og 30 minutter. Behandlingen av echinacosid (fra 10_8 til 10_5 M) i 15 og 30 minutter ble funnet å stimulere veksthormonsekresjon av rottehypofysecellene på en doseavhengig måte. Dessuten hemmet en GHSR invers agonist, [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-substans P, åpenbart de stimulerende effektene av GHRP-6 og echinacoside på induksjon av veksthormonsekresjon fra rottehypofyseceller (figur 4). Resultatene tyder på at echinacoside er en potensiell agonist av GHSR.

Figur 3. Effekt av echinacosideadministrering på veksthormonsekresjon av hypofyseceller. Utskillelse av veksthormon (GH) fra primære hypofyseceller fra rotter ble målt

etter inkubering med medium (kontroll), GHRP-6 (GHSR-agonist, 10_7 M), og ulike konsentrasjoner (fra 10_8 til10_5 M) echinacoside (ECH) i 15 (A) og 30 min (B),

hhv. Data ble presentert som middel o SD med n=6. Signifikansnivåer sett avT-testen var * p < 0.05 og ** p < 0,005 versus kontrollen.