PRAT 2 Cistanches Deserticola PhG-RE Gjennom inhibering av ERS-apoptosemekanisme for å beskytte myokardcelleapoptose fra H2O2--indusert endoplasmatisk retikulumstress
Mar 02, 2022
For mer informasjon vennligst kontakt:Joanna.jia@wecistanche.com
Cistanchedeserticola har mange effekter, klikk her for å vite mer
4. Diskusjon
Kardiovaskulære sykdommer, som I/R-skade, kan indusere ERS gjennom oksidativt stress, kalsiumoverbelastning og dannelse av oksygenfrie radikaler. Under disse forholdene klarer ikke ER å folde og behandle proteiner korrekt, noe som fører til akkumulering av feilfoldede eller utfoldede proteiner i det endoplasmatiske retikulumet, som deretter induserer det utfoldede
proteinrespons (UPR). UPR er en cellulær stressrespons som i utgangspunktet hemmerapoptose, men til slutt feirer det.
Studier har bekreftet at ERS delvis forklarer hvorfor iskemi og anoksi kan forverre hjertesykdom [6, 7]. De apoptotiske faktorene, GRP78, Caspase 12, CHOP og JNK, er viktige deltakere i forekomsten av sykdom [8–11]. I denne studien undersøkte vi antagonismen og relaterte mekanismer til PhG-RE i H9c2-cellerapoptoseav H2O2--indusert ERS. Ved å bruke 100 μmol mL−1 H2O2 som induktor ble det etablert en ERS-modell i H9c2-celler. For å sikre gyldighet og nøyaktighet av modellen, ble den spesifikke endoplasmatiske retikulumstressaktivatoren thapsigargin (TG) brukt for å bestemme om PhG-RE beskytter celler mot ERS-indusertapoptose. ERS-hemmeren 4-PBA ble også brukt til å bestemme om PhG-RE produserer en effekt som ligner på den til 4-PBA ved å effektivt motvirkeapoptoseforårsaket av H2O2-indusert ERS.
Cistanchekan forhindre celleapoptose
I denne studien forårsaket både H2O2 og ERS-aktivatoren TG celleapoptoseved å formidle ERS i celler. LDH, et astabilt enzym som er tilstede i cytoplasmaet, forlater cellen når cellebrudd oppstår. Derfor kan cellulær skade bestemmes ved å måle LDH-lekkasje i mediet. Cellelevedyktigheten og LDH-lekkasjen representerer nivået av skade på H9c2-celler og kan brukes til å evaluere den beskyttende effekten av PhG-RE-forbehandling på celler. Eksponering for PhG-RE reduserte effektivt celleapoptose indusert av TG og H2O2, forbedret overlevelse og redusert LDH-frigjøring. Dette funnet viser at PhG-RE spiller en rolle som ligner på 4-PBA når det gjelder å beskytte celler. Dette resultatet indikerer at PhG-RE kan beskytte celler mot ERS-indusert skade ogapoptose.
I normale celler som ikke er under stress, binder GRP78, som er assosiert med ERS, seg med flere ER-transmembranproteiner på celleoverflaten og er i en inaktiv og stabil tilstand. Når ERS først oppstår, induserer utfoldede proteiner UPR, som fremmer dissosiasjonen av transmembranproteiner fra GRP78. Etter dissosiasjon binder GRP78 seg til utfoldede eller feilfoldede proteiner for å motvirke ERS gjennom økt proteinuttrykk [12–14]. Etter hvert som ERS utvikler seg, blir funksjonen til det endoplasmatiske retikulumet alvorlig skadet,
I tillegg, på grunn av de pro-apoptotiske effektene av UPR, blir prokaspase-12 utgitt, ogapoptoseer igangsatt. Den frigitte pro-kaspasen-12 spaltes til sin aktive form, Caspase-12. En viktig årsak til at ERS starter apoptose er at Caspase-12 aktiveres av ERS [17]. JNK, et annet element som indusererapoptose, aktiveres av IRE-1- TRAF2-ASK1-komplekset, som genereres under apoptose. Nedstrøms Caspase-familien, som spiller en pro-apoptotisk rolle, aktiveres også.
Med utgangspunkt i gen- og proteindeteksjonsteknologi undersøkte denne studien mekanismen som PhG-RE beskytter myokardcellene med. Når ER-stress oppstår, kan transkripsjonsfaktoren CHOP forårsake frigjøring av Cyt C ogapoptose-induserende faktorer (AIF), som resulterer i cellulær apoptose [18–20]. Dessuten kan det svært konserverte ER-membranproteinet IRE1 fosforyleres og indusere celleapoptose ved å aktivere en alternativ vei gjennom TRAF2- ogapoptosesignalregulerende kinase 1 (ASK1)-mediert signaltransduksjon [21]. Forbehandling med PhG-RE reduserte mRNA-ekspresjonen av GRP78, CHOP og Caspase-12 under ER-stress i H2O2-induserte celler, så vel som TG-indusert mRNA-ekspresjon av GRP78, JNK, og Caspase-12. PhG-RE-forbehandling hadde en antagonistisk effekt på H2O2- og TG-induserte økninger i GRP78, CHOP, p-JNK og Caspase-12 proteinekspresjonsnivåer. Disse resultatene viser at PhG-RE spiller en rolle som ligner på ERS-hemmeren 4-PBA i å beskytte myokardceller og motvirke ERS-indusert apoptose ved å redusere mRNA og proteinekspresjon av faktorer assosiert med ERS-indusert apoptose. Selv om det ikke var noen signifikant endring i JNK-proteinet, er dette funnet i samsvar med litteraturen som viser at JNK fungerer gjennom dets aktiverte
form, p-JNK. Diagrammet i figur 7 visersignaliseringvei, som tydelig kan forklare hvordan PhG-RE fungerer for å beskytte myokardcellene mot ERS-indusertapoptose.
Cistanchekan motståoksidasjonog forebyggecelleapoptose
5. Konklusjoner
Myokardiskemi-reperfusjonsskade er hovedårsaken til forverret myokardskade. Som en annen faktor som induserer hjertesykdom, har ERS vært et nytt fokus for forskning som tar sikte på å forbedre effektene og effekten av behandling av hjertesykdom. Denne studien undersøkte videre rollen til PhG-RE i å beskytte myokardceller og viste at PhG-RE-mediert myokardbeskyttelse var sterkt relatert til reguleringen av ERS-indusert apoptose. Men siden hjertesykdommen er forårsaket av flere faktorer, må ytterligere studier utføres på effektene av PhG-RE.
Cistanchekan motståoksidasjonog forebyggecelleapoptose
Datatilgjengelighet
Dataene som brukes for å støtte funnene i denne studien er tilgjengelig fra den tilsvarende forfatteren på forespørsel.
Interessekonflikter
Forfatterne erklærer at de ikke har noen interessekonflikter.
Anerkjennelser
Dette arbeidet ble støttet av Jilin Provincial Technological Development Program (tilskuddsnummer: 20160101032JC).
Referanser
[1] Q. Yu, X. Li og X. Cao, "Kardiobeskyttende effekter av fenyletanoidglykosidrikt ekstrakt fracistanchedeserticola i iskemi-reperfusjon-indusert hjerteinfarkt hos rotter," Annals of Vascular Surgery, vol. 34, s. 234–242, 2016.
[2] X. Wang, L. Ni, L. Yang et al., "CYP2J2-avledede epoxyeicosatrienoic syrer undertrykker endoplasmatisk retikulumstress ved hjertesvikt," Molecular Pharmacology, vol. 85, nei. 1, s. 105–115, 2014.
[3] J. Guo, Y. Bian, R. Bai, H. Li, M. Fu og C. Xiao, "Globulært adiponectin demper myokardiskemi/reperfusjonsskade ved å oppregulere endoplasmatisk retikulum Ca2 pluss -ATPase-aktivitet og hemming endoplasmatisk retikulum stress," Journal of Cardiovascular Pharmacology, vol. 62, nei. 2, s. 143–153, 2013.
[4] G.-l. Zhao, L.-m. Yu, W.-l. Gao et al., "Berberine beskytter rottehjerte fra iskemi/reperfusjonsskade via aktivering av JAK2/STAT3-signalering og demping av endoplasmatisk retikulumstress," Acta Pharmacologica Sinica, vol. 37, nei. 3, s. 354–367, 2016.
[5] T. Luo, JK Kim, B. Chen, A. Abdel-Latif, M. Kitakaze og L. Yan, "Attenuering av ER-stress forhindrer post-infarkt-indusert hjerteruptur og ombygging ved å modulere både hjerteapoptose og fibrose," Chemico-Biological Interactions, vol. 225, s. 90–98, 2015.
[6] J. Groenendyk, LB Agellon og M. Michalak, "Coping with endoplasmic reticulum stress in the cardiovascular system," Annual Review of Physiology, vol. 75, nei. 1, s. 49–67, 2013.
[7] M. Boyce og J. Yuan, "Cellular response to endoplasmic reticulum stress: a matter of life or death," Cell Death & Differentiation, vol. 13, nei. 3, s. 363–373, 2006.
[8] E. Szegezdi, U. Fitzgerald og A. Samali, "Caspase-12 and ER- stress-mediated apoptosis," Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1010, nr. 1, s. 186–194, 2003.
[9] L.-H. Zhang og X. Zhang, "Roles of GRP78 in physiology and cancer," Journal of Cellular Biochemistry, vol. 110, nei. 6, s. 1299–1305, 2010.
[10] Y. Yang, L. Liu, I. Naik, et al., "Transkripsjonsfaktor C/EBP homologt protein i helse og sykdommer," Frontiers in Immunology, vol. 8 poeng. 1612, 2017.
[11] NJ Darling og SJ Cook, "Rollen til MAPK-signalveier i responsen på endoplasmatisk retikulumstress," Biochimica et Biophysica Acta (BBA)—Molecular Cell Research, vol. 1843, nr. 10, s. 2150–2163, 2014.
[12] AM Gorman, SJM Healy, R. Ja¨ger og A. Samali, "Stresshåndtering ved akuttmottaket: regulatorer av ER stressindusert apoptose," Pharmacology & Therapeutics, vol. 134, nr. 3, s. 306–316, 2012.
[13] SG de la Cadena, K. Hernandez-Fonseca, I. Camacho-Ar-Royo og L. Massieu, "Glukosemangel induserer retikulumstress av PERK-banen og caspase-7- og calpain-mediert caspase{ {6}} aktivering," Apoptosis, vol. 19, nei. 3, s. 414–427, 2014.
[14] W. Chengji og F. Xianjin, "Trening beskytter mot diabetisk kardiomyopati ved inhibering av den endoplasmatiske retikulumstressbanen hos rotter," Journal of Cellular Physiology, vol. 234, nr. 2, s. 1682–1688, 2019.
[15] XZ Wang, B. Lawson, JW Brewer, et al., "Signaler fra det stressede endoplasmatiske retikulum induserer C/EBP-homologt protein (CHOP/GADD153)," Molecular and Cellular Biology, vol. 16, nei. 8, s. 4273–4280, 1996.
[16] T.-H. Lu, T.-J. Tseng, C.-C. Su et al., "Arsenikk induserer reaktive oksygenarter-forårsaket neuronal celle apoptose gjennom JNK /
ERK-mediert mitokondrieavhengige og GRP 78/CHOP-regulerte veier," Toxicology Letters, vol. 224, nr. 1, s. 130–140, 2014.
[17] X. Chen, XS Fu, CP Lin og HX Zhao, "ER-stress og ER-stressindusert apoptose aktiveres i gastriske SMC-er hos diabetiske rotter," World Journal of Gastroenterology, vol. 20, nei. 25, s. 8260–8267, 2014.
[18] R. Iurlaro og C. Muñoz-Pinedo, "Celledød indusert av endoplasmatisk retikulumstress," Re FEBS Journal, vol. 283, nr. 14, s. 2640–2652, 2016.
[19] H. Tsukino, T. Gotoh, M. Endo, et al., "Den endoplasmatiske retikulumstress-C/EBP homologe proteinvei-mediert apoptose i makrofager bidrar til ustabiliteten til aterosklerotiske plakk," arteriosklerose, trombose og Vascular Biology, vol. 30, nei. 10, s. 1925–1932, 2010.
[20] S. Tuzlak, T. Kaufmann og A. Villunger, "Avhøre relevansen av mitokondriell apoptose for vertebratutvikling og postnatal vevshomeostase," Genes & Development, vol. 30, nei. 19, s. 2133–2151, 2016.
[21] RP Junjappa, P. Patil, KR Bhattarai, HR Kim og HJ Chae, "IRE1 implikasjoner i endoplasmatisk retikulum stress-mediert utvikling og patogenesen av autoimmune sykdommer," Frontiers in Immunology, vol. 9, s. 1289, 2018.