Pinocembrin forbedrer hjertesvikt etter infarkt gjennom aktivering av Nrf2/HO-1 signalvei del 2

Vær så snill og kontaktoscar.xiao@wecistanche.comfor mer informasjon

Statistisk analyse

variabler ble representert som gjennomsnitt±standardfeil mens proporsjonale variabler ble vist i prosent. Sammenligninger i alle grupper ble utført ved å bruke enveis variansanalyse (ANOVA) korrigert med en Tukey post hoc-test bortsett fra de i ekkokardiografidata som ble analysert med toveis ANOVA korrigert med Fisher minste signifikante forskjellstest. En p-verdi<0.5 was="" defined="" as="" statistical="">

Resultater Pino forbedret HF-indusert forverring av hjertefunksjoner. Vi implementerte først ekkokardiografi for å bestemme etableringen av HF-fenotype indusert av LAD-ligering og effektene utøvet av Pino på hjertefunksjoner. Representative todimensjonale M-modus ekkokardiogrammer i alle gruppene ble illustrert i fig. 2A. 6-ukers avhendingsfri fôring etter LAD-ligering ga signifikante HF-manifestasjoner, bevist ved en reduksjon i LVEF og FS, og økning i LVIDs, LVIDd, LVESV, LVEDV ved henholdsvis 6. og 8. uke versus falsk gruppe, i tillegg til økt serum BNP-konsentrasjon og hjertevekt/tibialengde ved 8. uke som demonstrerte hjertedysfunksjon og hypertrofi (fig.2B, C), med de spesifikke parameterne , ble illustrert i tabell 1). Imidlertid ble alle manifestasjonene delvis reversert ved bruk av Pino versus HF-gruppen ved 8. uke, noe som tyder på den velgjørende rollen for Pino på hjertefunksjoner

etter PIHF. Videre var det merkbart at selv om Pino endret baseline-hjertefunksjonene ved 6. uke i retning av forbedring, oppnådde ikke endringene betydning. Derfor ble det fremsatt en antagelse om at hvorvidt langsiktig bruk av Pino var i stand til å føre til fremtredende forbedringer, som krever ytterligere forskning.

Klikk her for å vite mer

Pino svekket ombyggingen av PIHF Gitt at den regenerative kapasiteten til kardiomyocytter var sparsom eller fraværende, ble forbedringene av hjertefunksjonene mer tilskrevet forbedring av de levende kardiomyocyttene og vevet ved Pino i stedet for kardiomyocytter-regenerering. Dermed evaluerte vi ytterligere 3 nøkkelfaktorer i PIHF-remodellering: fibrose, neovaskularisering og apoptose, som tidligere foreslått (Wang et al 2010). Pino reduserte dramatisk avsetningen av kollagenfibre i MI-grensesonen med omtrent 2 ganger (Fig.3A). I ​​tillegg, for å unngå den kunstige skjevheten i infarktgrensesone-dommen, etablerte vi en identisk modell som en positiv kontroll, der Pino ble erstattet av enalapril, en angiotensin-konverterende enzymhemmer (ACEI) kjent for reverseringen av HF-remodellering. Vi observerte omfanget av fibrose i HF- og ACEI-grupper.

nådd omtrentlig prosentandel i forhold til forhåndsetablerte modeller. Vi markerte også infarktregionen der stort avsatt kollagen erstattet myokard (tilleggsfil 1: figur S1). Dessuten oppveide Pino kronisk HF-indusert sjeldenhet av VEGFR2-distribusjon og uttrykk (fig.3B). Tidligere studier har avslørt at p53-proteinet, som kan aktivere mangfoldet av pro-apoptotiske gener, spilte en nøkkelrolle i anti-angiogenese via hemming av hypoksi-induserbar faktor-l (HIF-la) (Gogirajuet al.2019; Guo et al. .2015). Vi observerte deretter overekspresjon av p53-protein i HF-gruppen, som ble motvirket av Pino (fig.3C), som delvis sto for endringen av VEGFR2. Vi utførte også et western blot-eksperiment der administrering av Pino oppregulerte uttrykket av antiapoptotisk protein BCL-2 og, i motsetning, nedregulerte de pro-apoptotiske proteinene inkludert p53, Bax og spaltet caspase-3, sammen med et økt bcl-2/bax-forhold i forhold til HF-gruppen, noe som indikerer aktivering av apoptoseprosedyren, noe som også ble bekreftet av TUNEL-analysen der Pino demonstrerte en reversert effekt på apoptotisk rate (fig.3D). I en konklusjon ble Pino forbedret remodelleringen etter MI ved dens velkjente effekter inkludert anti-fibrose, angiogenese og anti-apoptose.

Cistanche kan forbedre immuniteten

Pino lindret OS ved modulering av Nrf2/HO-1-veier. Likevel forble mekanismene som Pino resulterte i slike endringer udefinerte med. Akkumulerende studier har vist at OS som modifiserte et bredt utvalg av molekyler og utløste uønskede remodelleringssignalveier var i stand til å føre til apoptose og fibrose i HF-modeller (Dubois-Deruy et al.2020; Bubb et al.2017; Wang et al.2010 ; Chen et al.2020b), antok vi derfor at Pino forbedret PIHF via reduksjon av OS. Vi undersøkte først ROS-generasjonen i hjertevev samt SOD og MDA i serum ved henholdsvis fluorescens og biokjemiske tester, for å bestemme antioksidantrollene for Pino i HF. I forventning fjernet Pino delvis ROS generert av kroniske

HF, manifestert ved en reduksjon av fluorescensintensiteten til DHE (fig. 4A, B). Dessuten ble antioksidantenzymet SOD oppregulert ved påføring av Pino, mens MDA, som tyder på lipidperoksidasjon, ble redusert (fig.4B). Dataene ovenfor vitnet om antioksidantrollen for Pino i en gnagermodell av PIHF.

Selv om den ROS-rensende effekten av Pino var sikker, nødvendiggjorde mekanismene som lå til grunn for forbedringen av antioksidantforsvaret fortsatt belysning. Nrf2 er en dominerende komponent av endogent antioksidantforsvar som dissosierer med dets hemmer Kelch-lick ECH-assosiert protein 1(Keapl) ved stress/stimuli og translokerer til kjernen for å binde seg til promotorregionen til antioksidantresponselementet (ARE), noe som letter uttrykket av en mengde antioksidantgener og enzymer, blant dem HO-1 var det representative enzymet og har en viktig rolle (Ma et al. 2019; Bubb et al. 2017; Habtemariam 2019; Velusamy et al. 2020 ; Tian et al.2019). HO-1, kodet av HMOX1, katalyserer hem til nedbrytning til 3 antioksidantmolekyler, inkludert biliverdin, bilirubin og karbonmonoksid(CO) (Wang et al.2010; Kishimoto et al.2019). Tidligere studier har vist at spesifikk aktivering eller overuttrykk av Nrf2 eller HO-1 forbedret PIHF(Ma et al.2019; Bubb et al.2017; Wang et al.2010), og på den annen side kunne Pino fokusere på Nrf2/ARE-veien for å utøve beskyttende effekter på depresjon (Wang et al.2020), nevrotoksisitet (Jin et al. 2015), etc., med interaksjonen udefinert i en PIHF-modell. Vi undersøkte videre denne interaksjonen med western blot. PIHF bidro til reduksjon av uttrykk for den samlede Nrf2 og HO-1 versus falsk gruppe. Og Pino reverserte signifikant denne skadelige effekten ved oppregulering av Nrf2 i tillegg til en kapasitet til å øke HO-1-uttrykket i en sterk disposisjon, selv om forskjellen ikke nådde en signifikans (p=0.0845; Fig.4C ). Resultatene indikerte en rolle for Pino i aktivering av Nrf2/HO-1-veien som er ansvarlig for forbedring av hjertefunksjoner og remodellering i PIHF.

In vitro blokade av Nrf2 eliminerte effekten av Pino i H9c2 kardiomyocytter

For ytterligere å vitne om at effekten av Pino var Nrf2/HO-1-veiavhengig i stedet for en integrert forbedring av HF-patologisk status, dyrket vi H9c2-kardiomyocytter som metodene rapportert tidligere, og brukte en spesifikk Nrf2-hemmer, ML385 in vitro. Pino dempet ISO-indusert ROS-akkumulering sammen med en økning av SOD og en reduksjon av MDA i mediet i et lignende responsmønster som de in vivo (fig. 5). Imidlertid ble alle effekter nesten opphevet ved administrering av ML385, noe som tyder på at antioksidanteffekten til Pino hovedsakelig ble presentert ved aktivering av Nrf2. Dessuten er denne Nrf2/HO-1 veiavhengig

effekten ble videre bestemt på grunn av reduksjonen av ekspresjon av Nrf2 og HO-1 i ISO pluss Pino pluss ML385-gruppen (fig.6). Det var også bemerkelsesverdig at evnen til ROS-rensing av Pino ble redusert siden effekten av Nrf2 hovedsakelig ble presentert av oksidantforsvar. En mulig forklaring på dette fenomenet var at en ubalanse av redokshomeostase genererte overdreven ROS utover den maksimale renseevnen på 25 uM Pino.

Vi utførte deretter H9c2 kardiomyocytter western blot for å undersøke ubalansen til redoks

homeostase som følge av ML385 var ansvarlig for en økt mottakelighet for ombygging. Administrering av Pino viste parallelle effekter i anti-fibrose, anti-apoptose, bevist ved en reduksjon av kollagen I,p53, Bax, spaltet kaspase-3 samt en økning av BCL-2 (fig.6A) , B). Videre foreslo CCK-8 inhibering av aktiviteten til CMFer av Pino, med reduksjon av kollagensekresjon overvåking som ble undersøkt av CMFs western blot. I tillegg viste reverseringen av alle disse presentasjonene av ML385 in vitro ytterligere at Nrf2/HO-1 var hovedmålet til Pino i forbedringen av PIHE.

Diskusjon

I denne studien slo vi fast at Pino-behandlingen var gunstig for PIHF gjennom antioksidanteffektene. Pino forbedret hjertefunksjoner og remodellering som følge av PIHF ved ROS-rensing og Nrf2/HO-1-veiaktivering som ytterligere svekket nøkkelfaktorene ved ventrikulær remodellering inkludert kollagenfiberavsetning og apoptose, og lettet neovaskularisering i en p53-proteinnedregulering avhengig måte.

Antioksidanter OG HF

Det presenteres en konsensus om at OS forverret dysfunksjon og remodellering i HF (Galli og Lombardi 2016; Dubois-Deruy et al. 2020; Velusamy et al., 2020; Tian et al. 2019; Kishimoto et al. 2019), det er også en rekke av eksperimenter og forsøk implementert for effekten av antioksidanter som flere og flere molekylære mål og nye medisiner har blitt oppdaget og studert med. Men i tillegg til flere antioksidanter testet i kliniske studier som var predisponert for å vise invaliditet eller til og med økt risiko for HF (Lee et al. 2005; Made et al. 2015; Olesen et al. 2014; Lonn et al. 2005), mange molekylære mål, som kinaser, mikroRNA (Tian et al. 2020; Vagnozziet al. 2013; Pfister et al. 2014), etc., har store problemer med å overføre ring fra grunnleggende eksperimenter til forsøk, og til og med klinisk anvendelse pga. til produksjon og sikkerhet.

I motsetning til dette har Pino følgende fordeler som lover å være en hjelpeantioksidant i behandlingen av HF: (i) betydelig antioksidanteffekt som har blitt vitnet i tidligere studier og vår nåværende forskning; (ii) Pino kan utvinnes fra en rekke naturlige planter, honning og propolis eller være kunstig syntetisert som sikret tilstrekkelig for produksjon og en relativt billig pris; (ii) rikdom av Pino i honning og propolis indikerte et kosttilskudd for enkelhets skyld. Faktisk har en nylig fase-I klinisk studie blitt utført for å gi Pino til friske forsøkspersoner der Pino viste god toleranse og sikkerhet (Cao et al. 2015). I tillegg har Pino blitt godkjent i terapi av iskemisk hjerneslag av China Food and Drug Administration med en fase-II klinisk studie som implementeres (Shen et al. 2019). Disse oppnådde fremskritt gjør at vi ser frem til videre anvendelse av Pinon i flere og flere sykdommer med involvering av PIHF.

Rollene til Pino på HF

Så vidt vi vet, var denne nåværende studien den første forskningen som undersøkte rollene til Pino på en gnagermodell av PIHF. Selv om effektene av Pino ble mye utforsket i en mengde modeller, la bare noen få studier vekt på sammenhengen mellom Pino og kardiovaskulære sykdommer, inkludert hjerteinfarkt, iskemi/reperfusjonsskade og arytmier (Ye et al. 2019; Zheng et al. 2020), noe som begrenset vår forståelse av hjertebeskyttelsen gitt av Pino. I tillegg, som tidligere demonstrert, viste Pino anti-fibrose, -apoptose, -betennelse og antioksidanteffekter som også var de vitale målene for terapi i PIHF. Siden en av betennelsesveiene, kjernefaktor-kappa B/tumornekrosefaktor- (NF-KB/TNF-)-veien har blitt undersøkt i vår gruppe (Ye et al.2019), og derfor fokuserte vi i denne studien på flere faktorer som forverret hjertefunksjoner og remodellering sammensatt av apoptose, oksidativt stress, fibrose og sjeldenhet av neovaskularisering. Som forventet dempet Pino postkondisjonering, som var av stor betydning, apoptose og fibrose på en antioksidantavhengig måte. Vi observerte også VEGFR2-avhengig angiogenese som ga oksygen og næringsstoffer for kardiomyocytter for å lette overlevelse, analogt med det som ble fremkalt av Pino i en modell av Alzheimers sykdom (Liu et al. 2014). Det gjensto imidlertid en kontrovers om at Pino ble autentisert for å undertrykke VEGFR2-binding, kapillærmigrasjon og spiring (Cuevas et al.2015; Tian et al.2014) der Pino kunne brukes til å hindre spredning av kreft som et latent nytt medikament. Derfor var neovaskularisering i infarktgrensesonen sannsynligvis på grunn av gjenoppretting av andre faktorer i stedet for direkte påvirkning fra Pino. P53-protein oppregulert i PIHF kan delvis forklare endringen. Hvorvidt Pino påvirket noen andre faktorer som kunne modulere angiogenese, for eksempel proteinkinase B(AKT), var også ukjent. Dermed trengte de underliggende mekanismene for neovaskularisering gitt av Pino i PIHF ytterligere forskning for å bli belyst.

Pino modulert hovedsakelig Nrf2/HO-1-vei i PIHF

Nrf2/HO-1-veien var en dominerende mekanisme for å motstå skadene forårsaket av OS. Det er godt etablert at Pino kunne forbedre OS ved å fremme det generelle Nrf2- og HO-1-uttrykk og Nrf2-translokasjon fra plasma til kjernen, som også var grunnen til at vi valgte denne veien som kandidat. Effekten som ble utøvd av Pino på Nrf2/HO-1-banen skyldtes imidlertid direkte aktivering eller indirekte modulering etter forbedring av den generelle statusen forble udefinert. Derfor, i denne forskningen, bestemte vi Nrf som hovedmålet for Pino gjennom hemming av Nrf2 av ML385 som nesten reverserte de helsebringende effektene av Pino på fibrose, apoptose og angiogenese. Ikke desto mindre trengte denne assosiasjonen som ble utført in vitro ytterligere undersøkelser der Nrf2-hemmer eller siRNA eller virus transfektert for genstillhet var nødvendig for å bli brukt in vivo. Videre observerte vi også at ROS-oppfangingen ble undertrykt av ML385, som vi la frem en antagelse om at ubalansert redokshomeostase utløste overdreven ROS-generering utover kapasiteten til Pino ved en konsentrasjon på 25 μM. For å vitne om denne antakelsen ble det foreslått å arrangere en konsentrasjonsgradient for å oppdage om tilstrekkelig Pino var i stand til å motvirke ROS-produksjonen forårsaket av blokkering av Nrf2/HO-1-banen. Siden ROS-generering generelt tilskrives elektronisk lekkasje fra mitokondriell, aktivert nikotinamidadenindinukleotidfosfatoksygenase, frakobling av nitrogenoksidsyntase og akkumulering av avanserte glykosyleringsprodukter, kan det utføres mer dyptgående studier for å utforske de detaljerte mekanismene som Pino hindret ROS med. generasjon og eliminert ROS-akkumulering.

Studiebegrensninger

Denne studien har flere begrensninger. Vi må erkjenne at det var en subjektiv skjevhet i definisjonen av infarktgrensesone som kan påvirke nøyaktigheten av resultatene intenst. For å løse denne begrensningen ble de patologiske seksjonene valgt av 3 personer som imidlertid ikke helt kunne dispensere for skjevheten. Videre viste få western blot-bilder flere bånd tilskrevet de polyklonale primære antistoffene som hadde negativ innvirkning på kvaliteten på figurene. Det var også merkbart at vi brukte Nrf2-hemmer, ML385, i stedet for Nrf2 siRNA eller adenovirustransfeksjon, noe som resulterte i mindre overtalelse. Sist, men ikke minst, var antioksidantmekanismene til Pino kompliserte, noe som nødvendiggjorde mer forskning for å belyse ytterligere.

Konklusjon

Som konklusjon, administrasjon av Pino forbedret hjerteinfarkt-indusert hjertesvikt, dokumentert ved forbedring av hjertefunksjoner og strukturell remodellering inkludert fibrose, apoptose og neovaskularisering, delvis gjennom demping av OS, i en Nrf2/HO-1-vei- avhengig måte.

Denne artikkelen er hentet fra Chen et al. Mol Med (2021) 27:100 https://doi.org/10.1186/s10020-021-00363-7