Studie om mekanismen til Cistanche Deserticola-polysakkarid som regulerer mitofagi-veien for å redusere skjelettmuskelatrofi hos mus

[Abstrakt]Mål: Å utforske mekanismen til Cistanche deserticola-polysakkarider som regulerer mitokondriell autofagi-vei for å lindre skjelettmuskelatrofi hos mus. Metode: Seksti C57BL/6 mus ble tilfeldig delt inn i en kontrollgruppe, en modellgruppe, en lavdosegruppe av Cistanche deserticola polysakkarider, en middels dose gruppe av Cistanche deserticola polysakkarider, en høydose gruppe av Cistanche deserticola polysakkarider, og en høy dose pluss EX-527 gruppe av Cistanche deserticola polysakkarider, med 10 mus i hver gruppe. Bortsett fra kontrollgruppen, ble andre grupper av mus brukt til å etablere museskjelettmuskelatrofimodeller ved haleopphengsmetode. Hver medikamentgruppe ble gitt tilsvarende medikamenter ved sondemating, mens kontrollgruppen og modellgruppen mus ble gitt like volum av fysiologisk saltvann ved sondemating én gang daglig i 7 påfølgende dager. Sammenlign endringene i forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse i hver gruppe mus; Separer tibialis anterior muskelvev, observer atrofi av muskelfibre i hver gruppe mus, og sammenlign det relative tverrsnittsarealet til tibialis anterior muskel; Påvisning av IL-18 og IL-1 i tibialis anterior-muskelen til mus i hver gruppe Horisontal; Observasjon av mitokondrielle strukturelle endringer i tibialis anterior muskel ved bruk av transmisjonselektronmikroskopi; Western blotting ble brukt for å detektere proteinekspresjonen av SIRT1/gaffelboks-transkripsjonsfaktor O3 (FOXO3)/PTEN-induserbart kinaseprotein 1 (PINK1)/E3 ubiquitin-ligase (Park)-veien i tibialis anterior-muskelen til mus i hver gruppe. Resultat: Sammenlignet med kontrollgruppen, forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse, relativ tverrsnittsareal av tibialis anterior muskel, og relative ekspresjonsnivåer av SIRT1, PINK1, FOXO3 og Parkin proteiner i tibialis anterior muskelvev av modellgruppemus ble betydelig redusert (P<0.05). IL-18 and IL-1 in the tibialis anterior muscle tissue were also significantly reduced β The content significantly increased (P<0.05), and the number of skeletal muscle mitochondria decreased, with mitochondrial swelling and disappearance of ridge structure; After intervention with different doses of Cistanche deserticola polysaccharides, mitochondrial autophagy was enhanced, and the ratio of tibialis anterior muscle to body mass, relative cross-sectional area of tibialis anterior muscle, relative expression levels of SIRT1, PINK1, FOXO3, and Parkin proteins were significantly increased (P<0.05). IL-18 and IL-1 in tibialis anterior muscle tissue were also significantly increased (P<0.05) β The content significantly decreased (P<0.05); Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, the addition of EX-527 reversed the improvement effect of Cistanche deserticola polysaccharides on skeletal muscle atrophy in mice. Conclusion: Cistanche deserticola polysaccharides can improve skeletal muscle atrophy in mice, which may be related to the activation of mitochondrial autophagy mediated by the SIRT1/FOXO3/PINK1/Parkin pathway.  

[Søkeord] Skeletal muskelatrofi; Cistanche deserticola polysakkarider; hale suspensjon; SIRT1/FOXO3/PINK1/Parkin signalvei; mus

Ørken levende cistanche

Skjelettmuskler er nøkkelvev for trening, gesthjelp, metabolsk homeostase og varmeproduksjon, og utgjør omtrent 40 prosent av den totale kroppsmassen og 50 prosent av det totale proteinet [1]. Imidlertid vil aldring, muskelmisbruk og enhver alvorlig sykdom eller skade føre til atrofi av skjelettmuskelfibre, som til slutt vil føre til en nedgang i muskelkvalitet. Spesielt hos eldre kan det føre til forsinket bedring og skade av akutte sykdommer, systemisk stoffskifteforstyrrelse, og økt insidensrate og dødelighet forårsaket av kroniske sykdommer, som vil alvorlig skade folks helse og livskvalitet [2]. Foreløpig er det fortsatt mangel på medikamentell behandling for skjelettmuskelatrofi, så det å finne nye medikamenter er fokus for forskeres forskning.Cistanche deserticola tilhører Rubiaceae-familien og er mye dyrket i det sørøstlige Kina. Den har en historie på over 2000 år og brukes til å behandle ulike sykdommer som depresjon, impotens, osteoporose, menstruasjonsforstyrrelser og betennelser.

Cistanche deserticola skive

Morinda Officinalis polysakkarid (MOP) er en av dets bioaktive hovedkomponenter, men det er begrenset forskning på behandling og virkningsmekanisme for skjelettmuskelatrofi. De siste årene har autofagis rolle i skjelettmuskelatrofi fått økende oppmerksomhet. Forskning har funnet at mitokondriell autofagi kan eliminere skadede mitokondrier gjennom spesifikk autofagi. Når mitokondrier er skadet, vil autofaginivåene deres øke betydelig [4]. I følge rapporter er stille informasjonsregulator 1 (SIRT1) mye til stede hos pattedyr og kan være involvert i regulering av autofagiaktivitet ved å aktivere transkripsjonsnivået til transkripsjonsfaktor O3 (FOXO3), som spiller en nøkkelrolle i celleoverlevelse og metabolisme. Den PTEN-induserte kinaseprotein 1 (PINK1)/E3 ubiquitin ligase (Park)-banen er en klassisk vei i mitokondriell autofagi. Denne studien etablerte en museskjelettmuskelatrofimodell ved å bruke halesuspensjonsmetoden for å utforske effekten og relaterte mekanismer til Cistanche deserticola-polysakkarider som regulerer mitokondriell autofagi-vei på museskjelettmuskelatrofi.

1 Materiale og metoder

1.1 Forsøksdyr

60 8-uke gamle C57BL/6 hannmus, som veier 19-25 g, levert av Beijing Huafukang Biotechnology Co., Ltd., med dyreproduksjonslisensnummer SCXK (Beijing) 2021-0009. Fôringsmiljø: temperatur 22-25 grad, 12 timers lys/12 timers mørkesyklus, relativ fuktighet (45 ± 5) prosent. Denne studien er godkjent av Medical Experimental Animal Ethics Committee med godkjenningsnummer IACUC1910621.

1.2 Eksperimentelle legemidler og reagenser

Cistanche deserticola polysakkarider (batchnummer: SH200810) ble kjøpt fra Shaanxi Fuheng Biotechnology Co., Ltd; Interleukin-1 （Interleukin-1, IL-1 ） ELISA-settet (batchnummer: E-EL-M0037c) ble kjøpt fra Wuhan Yilairuite Biotechnology Co., Ltd; Muse-interleukin-18 (IL-18) ​​ELISA-settet (batchnummer: kt21183) ble kjøpt fra Wuhan Mosak Biotechnology Co., Ltd; EX-527 (batchnummer: A4181) kjøpt fra APExBIO i USA; HE-fargesett (batchnummer: G1120) ble kjøpt fra Beijing Solarbio Company; PVDF-film (batchnummer: 1620177) kjøpt fra Bio Rad Company i USA; SIRT1 monoklonalt antistoff (batchnummer: ab110304), FOXO3 monoklonalt antistoff (batchnummer: ab47285), PINK1 monoklonalt antistoff (batchnummer: ab23707) og Parkin monoklonalt antistoff (batchnummer: ab77924) ble alle kjøpt fra Abcam Company; ECL-testreagens (batchnummer: 36208ES60) ble kjøpt fra Yisheng Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd; BCA-proteinkonsentrasjonsbestemmelsessettet (batchnummer: P0012) ble kjøpt fra Shanghai Biyuntian Technology Co., Ltd.

Cistanche deserticola-eksperiment

Klikk her for å se Cistanche-produkter

【Be om mer】 E-post:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

1.3 Hovedinstrumenter

SpectraMax i3 multifunksjonell enzymkoblet immunosorbentanalyse (Molecular Devices); 1645070 elektroforeseinstrument (Bio-Rad, USA); RM2235 roterende vevskjærer (Leika, Tyskland); HT7700 transmisjonselektronmikroskop (Hitachi, Japan); LV-150N optisk mikroskop (Nikon Corporation, Japan).

1.4 Modellering og gruppering

Seksti mus ble tilfeldig delt inn i en kontrollgruppe, en modellgruppe, en lavdosegruppe av Cistanche deserticola polysakkarider, en middels dose gruppe Cistanche deserticola polysakkarider, en høydose gruppe Cistanche deserticola polysakkarider og en høydose pluss. EX-527 gruppe av Cistanche deserticola polysakkarider, med 10 mus i hver gruppe. Bortsett fra kontrollgruppen, etablerte alle andre grupper museskjelettmuskelatrofimodeller. Modelletableringsmetode [7]: Vikle teip rundt halen 1/3 av modellmusene nær kroppssiden, med en vinkel på 30 grader mellom kroppen og burbunnen for å sikre at bakbenene er helt fra bakken. Hver gruppe mus kan fritt drikke og spise fra hodet og ned i totalt 14 dager; Kontrollgruppen fikk ingen behandling. Registrer endringene i kroppsmasse for hver gruppe mus på den 1., 7. og 14. dagen. Kroppsmassen til modellmusene var signifikant lavere enn kontrollgruppens, og tjente som grunnlag for modelletablering [8].

1.5 Eksperimentell administrasjon

Etter vellykket modellering, med henvisning til referanse [9], ble mus i lav-, middels- og høydosegruppene av Cistanche deserticola-polysakkarider gitt sonde med Cistanche deserticola-polysakkaridløsning i doser på henholdsvis 10, 30 og 50 mg/kg; Mus i høydosegruppen av Cistanche deserticola polysaccharides pluss EX-527 ble gitt en intraperitoneal injeksjon av EX-527 (løsningsmiddel 1 prosent DMSO-løsning) i en dose på 7,5 mg/kg [10] på basis av høydosegruppen av Cistanche deserticola polysakkarider; Både kontrollgruppen og modellgruppen mus ble gitt med et likt volum fysiologisk saltvann én gang daglig i 7 påfølgende dager.

De viktigste kjemiske bestanddelene i Cistanche deserticola

1.6 Observasjonsindikatorer

1.6.1 Forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse

Etter intervensjonen registrerer du kroppsmassen til hver gruppe mus, bedøver og halshugger musene, separerer tibialis anterior muskelvev på begge sider, registrerer massen deres og beregner forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse.

1.6.2 Samle prøver

Samle tibialis anterior muskelvev fra de ovennevnte gruppene av mus. En del av tibialis anterior muskelvev ble fiksert i en 4 prosent paraformaldehydløsning for HE-farging og beregning av det relative tverrsnittsarealet til tibialis anterior muskel. Den andre delen ble fiksert i en 2,5 prosent glutaraldehydløsning for transmisjonselektronmikroskopi observasjon av endringer i partikkelmorfologi; Ta en annen del av tibialis anterior muskelvev og oppbevar det i et -80-graders kjøleskap for ELISA- og Western blotting-testing.

1.6.3 HE-farging observasjon av muskelfiberatrofi og relativt tverrsnittsareal av tibialis anterior muskel

Ta tibialis anterior muskelvev fikset med 4 prosent paraformaldehyd og klargjør parafinseksjoner gjennom trinn som alkoholdehydrering, voksneddykking, innstøping og skjæring. Fjern parafinen fra seksjonene med xylen, alkoholdehydrering og hematoxylin-eosinfarging. Velg tilfeldig 5 forskjellige synsfelt, observer fargeresultatene med et bildesystem, og beregn det relative tverrsnittsarealet av tibialis anterior-muskelen ved hjelp av programvaren Bilde 6.0.

1.6.4 Observasjon av mitokondrielle strukturelle endringer ved bruk av transmisjonselektronmikroskopi

Ta det nevnte 2,5 prosent glutaraldehydfikserte tibialis anterior muskelvevet, og etter dehydrering, nedsenking, innebygging, seksjonering, farging og andre trinn, velg tilfeldig 5 synsfelt for observasjon og bildefangst under transmisjonselektronmikroskopi.

1.6.5 ELISA Påvisning av inflammatoriske faktornivåer

Fjern tibialis anterior muskelvev fra kjøleskapet, homogeniser det, sentrifuger supernatanten og bruk et ELISA-sett for å oppdage IL-18- og IL-1-innhold.

1.6.6 Western blotting-deteksjon av mitokondriell autofagi-vei og relaterte proteinekspresjonsnivåer

Fjern tibialis anterior muskelvev fra kjøleskapet, tilsett RIPA-lysat, sentrifuger og ta 2 μ Proteinkonsentrasjonen ble målt ved bruk av BCA-metoden i supernatanten av L-protein. Tilsett proteinprøvebuffer og varm opp for å denaturere proteinet. Ta 30 μ G proteinprøve, separert ved SDS-PAGE-elektroforese, overført til PVDF-membran, forseglet med 5 prosent skummetmelkpulver i 1 time, og deretter tilsatt SIRT1, FOXO3, PINK1, Parkin - Actin første antistoff ble inkubert over natten ved 4 grader , vasket med TBST og deretter tilsatt et 1:500 fortynnet andre antistoff. Inkubert ved 37 grader i 1 time. Etter å ha vasket filmen, legg til fremkaller for fargeutvikling og eksponering, og bruk Image J for å måle gråtoneverdiene til målproteinene SIRT1, FOXO3, PINK1, Park og interne referansebånd.

1.7 Statistiske metoder

Statistisk analyse ble utført ved bruk av SPSS 27.0-programvare, med måledata uttrykt som "gjennomsnitt ± standardavvik" (x ± s). Flere gruppesammenligninger ble utført ved bruk av enveis ANOVA, og ytterligere parvise sammenligninger ble utført ved bruk av SNK-q-testen. P<0.05 indicates a statistically significant difference.  

2 resultater

2.1 Sammenligning av forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse i hver gruppe mus

Sammenlignet med kontrollgruppen var forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse i modellgruppen mus signifikant redusert (P<0.05); The ratio of tibialis anterior muscle to body mass of mice in the low, medium, and high dose groups of Cistanche deserticola polysaccharides was significantly higher than that in the model group (P<0.05), and the difference between the two groups was statistically significant (P<0.05); Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, the ratio of tibialis anterior muscle to body mass in the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides+EX-527 mice was significantly reduced (P<0.05). (See Table 1)

Tabell 1 Sammenligning av forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse i hver gruppe mus (x ± s)

Merk: Sammenlignet med kontrollgruppen, en<0.05; Compared with the model group, b<0.05; Compared with the low-dose group of Morinda officinalis polysaccharides, c<0.05; Compared with the medium dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, d<0.05; Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, e<0.05

2.2 Patologiske endringer av tibialis anterior muskel i hver gruppe mus

Morfologien og strukturen til tibialis anterior muskel i kontrollgruppen mus var normal; Modellgruppen mus viste betydelig atrofi av den fremre tibiale muskelen og økt infiltrasjon av inflammatoriske celler mellom cellene; Lav-, middels- og høydosegruppene av Cistanche deserticola-polysakkarider viste atrofi av tibialis anterior muskel hos mus, med infiltrasjon av inflammatoriske celler synlig mellom cellene. Imidlertid reduserte graden av atrofi og infiltrasjon av inflammatoriske celler på en doseavhengig måte; Høydosekombinasjonen av Cistanche deserticola polysaccharides og EX-527-gruppen viste signifikant atrofi av den fremre tibialmuskelen hos mus, med infiltrasjon av inflammatoriske celler mellom cellene. (Se figur 1)

Sammenlignet med kontrollgruppen var det relative tverrsnittsarealet av tibialis anterior muskel i modellgruppen mus signifikant redusert (P<0.05); Compared with the model group, the relative cross-sectional area of the tibialis anterior muscle in the low, medium, and high dose groups of Cistanche deserticola polysaccharides significantly increased (P<0.05) in a dose-dependent manner; Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides+EX-527 significantly reduced the relative cross-sectional area of the tibialis anterior muscle in mice (P<0.05); There was no statistically significant difference in the relative cross-sectional area of the tibialis anterior muscle between the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides and the EX-527 group and the model group (P>0.05). (Se tabell 2)

Figur 1 Patologiske skiver av tibialis anterior muskel i hver gruppe mus (HE, × 200）

Tabell 2 Sammenligning av relativt tverrsnittsareal av tibialis anterior muskel i hver gruppe mus (x ± s, μ m2)

Merk: Sammenlignet med kontrollgruppen, en<0.05; Compared with the model group, b<0.05, c P>0.05; Sammenlignet med lavdosegruppen av Cistanche deserticola polysakkarider, d<0.05; Compared with the medium dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, e<0.05; Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, f<0.05

2.3 Endringer i mitokondriestrukturen til tibialis anterior muskel i hver gruppe mus

Mitokondriestrukturen til tibialis anterior muskel i kontrollgruppen mus var normal; Sammenlignet med kontrollgruppen var mitokondriene i tibialis anterior muskelen til modellgruppen mus sparsomt arrangert, med hevelse av mitokondrier og forsvinning av ryggstrukturer, og et lite antall autofagosomer var synlige spredt blant dem; Antall mitokondrier i tibialis anterior muskel hos mus i lav-, middels- og høydosegruppene av Cistanche deserticola polysaccharides økte, og graden av mitokondriell hevelse ble signifikant redusert sammenlignet med modellgruppen, på en doseavhengig måte; Den høye dosen av Cistanche deserticola polysaccharide pluss EX-527-gruppen av mus viste sparsom mitokondriell arrangement i tibialis anterior muskel, hevelse av mitokondrier med forsvinningen av ryggstrukturen, og et lite antall autofagosomer spredt blant dem. (Se figur 2)

Figur 2 Elektronmikroskopi av mitokondriestrukturen til tibialis anterior muskel i hver gruppe mus（ × 20 000）

2.4 Sammenligning av nivåer av tibialis anterior myosittfaktorer i hver gruppe mus

Modellgruppe mus tibialis anterior muskel IL-18, IL-1 Innholdet var betydelig høyere enn for kontrollgruppen (P<0.05); Low, medium, and high dose groups of Cistanche deserticola polysaccharides IL-18 and IL-1 in the tibialis anterior muscle of mice β The content was significantly lower than that of the model group (P<0.05), and the difference between the two groups was statistically significant (P<0.05); Compared with the high-dose group of Morinda officinalis polysaccharides, the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides+EX-527 group showed IL-18 and IL-1 in the tibialis anterior muscle of mice β The content significantly increased (P<0.05). (See Table 3)

Tabell 3 Sammenligning av inflammatoriske faktornivåer i hver gruppe mus (x ± s, pg)/μ g）

Merk: Sammenlignet med kontrollgruppen, en<0.05; Compared with the model group, b<0.05; Compared with the low-dose group of Morinda officinalis polysaccharides, c<0.05; Compared with the medium dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, d<0.05; Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, e<0.05

Sammenligning av relative ekspresjonsnivåer av SIRT1-, FOXO3-, PINK1- og Parkin-proteiner i tibialis anterior muskel av 2,5 grupper av mus

De relative ekspresjonsnivåene av SIRT1-, FOXO3-, PINK1- og Parkin-proteiner i tibialis anterior-muskelen til modellgruppemusene var lavere enn for kontrollgruppen (P<0.05); The relative expression levels of SIRT1, FOXO3, PINK1, and Parkin proteins in the tibialis anterior muscle of mice in the low, medium, and high dose groups of Cistanche deserticola polysaccharides were significantly higher than those in the model group (P<0.05); Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, the relative expression levels of SIRT1, FOXO3, PINK1, and Parkin proteins in the tibialis anterior muscle of mice in the high-dose+EX-527 group of Cistanche deserticola polysaccharides were significantly reduced (P<0.05). (See Figure 3 and Table 4)

Merk: A. Kontrollgruppe; B. Modellgruppe; C. Lavdosegruppe av Cistanche deserticola polysakkarider; D. Middeldosegruppe av Morinda officinalis polysakkarider; E. Cistanche deserticola polysakkarid høydosegruppe; F. Cistanche deserticola polysakkarider høydose pluss EX-527 gruppe

Figur 3 Western blotting av SIRT1-, FOXO3-, PINK1- og Park-proteinuttrykk i tibialis anterior-muskelen til mus i hver gruppe

Tabell 4 Sammenligning av relative ekspresjonsnivåer av SIRT1-, FOXO3-, PINK1- og Parkin-proteiner i tibialis anterior-muskelen til mus i hver gruppe (x ± s)

Merk: Sammenlignet med kontrollgruppen, en<0.05; Compared with the model group, b<0.05; Compared with the low-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, c<0.05; Compared with the medium-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, d P<0.05; Compared with the high-dose group of Cistanche deserticola polysaccharides, e<0.05

3 Diskusjon

Aldring, misbruk av lemmer, underernæring og langvarig bruk av legemidler som glukokortikoider er hovedårsakene til skjelettmuskelatrofi [11]. De siste årene har skjelettmuskelatrofi tiltrukket seg verdensomspennende oppmerksomhet som et alvorlig helseproblem. Mekanismen for skjelettmuskelatrofi som er belyst er imidlertid ennå ikke tilstrekkelig, og det er ingen etablert behandlingsmetode for skjelettmuskelatrofi. Dette eksperimentet etablerte en museskjelettmuskelatrofimodell ved bruk av haleopphengsmetoden for studiet av ytterligere behandlingsmetoder.

Cistanche deserticola er en flerårig vinplante som inneholder ulike aktive ingredienser som polysakkarider og eterforbindelser. Den har funksjoner som å regulere immunfunksjonen, anti-fatigue, styrke bein og forbedre hukommelsen [12].

Som en av de effektive komponentene har Cistanche deserticola polysakkarider vist seg å ha hemmende effekter på betennelse og benresorpsjon, fremme beinsyntese og dermed beskytte mot osteoporose i ovariektomiserte rottemodeller [13]. Lai Manxiang et al. [14] fant at Cistanche deserticola-polysakkarider kan fremme osteogen differensiering og spredning av mesenkymale stamceller fra rottebenmarg in vitro. YAN CY et al. [15] fant at Cistanche deserticola polysaccharides kan øke beinmineraltettheten til hele lårbenet, distale femur og proksimale femur hos ovariektomiserte rotter, noe som gir støttende bevis for deres bruk som nøkkelnæringsstoffer i helseprodukter.

Superman urter cistanche

I tillegg er kjennetegn ved skjelettmuskelatrofi en ukontrollert inflammatorisk tilstand som kan akselerere proteinkatabolisme og anses som en nøkkelfaktor i skjelettmuskelatrofi [16]. Denne studien fant at forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse, det relative tverrsnittsarealet av tibialis anterior muskel, og antall mitokondrier i modellgruppen mus ble betydelig redusert. IL-18 og IL-1 Innholdet økte betydelig, med mitokondriell hevelse og forsvinning av cristae-strukturen, noe som indikerer betydelig skjelettmuskelatrofi hos mus; Intervensjon med forskjellige doser av Cistanche deserticola polysaccharides kan betydelig øke forholdet mellom tibialis anterior muskel og kroppsmasse, det relative tverrsnittsarealet av tibialis anterior muskel, og antall mitokondrier, samtidig som det reduserer IL-18 og IL{{ 6}} Innholdet forbedrer mitokondriell autofagi på en doseavhengig måte. Det antydes at Cistanche deserticola polysakkarider kan lindre skjelettmuskelatrofi hos mus ved å redusere nivåene av inflammatoriske faktorer, men den spesifikke mekanismen er fortsatt uklar.

Skjelettmuskulaturen inneholder et stort antall mitokondrier. På den ene siden tjener mitokondrier som energiprosesseringsanlegg, og gir energi for celleoverlevelse; På den annen side fører unormal akkumulering av reaktive oksygenarter under den metabolske prosessen til selvskade. Mitokondriell autofagi retter seg mot irreversibelt skadede mitokondrier, fjerner selektivt uønskede eller skadede mitokondrier, og er assosiert med forekomst og utvikling av mange sykdommer [17]. Rollene til SIRT1, FOXO3, PINK1 og Parkin-veier i mitokondriell autofagi har blitt anerkjent. Wang Suogang et al. [18] fant at SIRT1-, FOXO3-, PINK1- og Parkin-veiene er involvert i prosessen med nyreiskemi-reperfusjonsskade, noe som gir en ny mekanisme for å lindre nyreiskemi-reperfusjonsskade. Ceramidkinase-lignende proteiner kan indusere mitokondriell autofagi ved å aktivere SIRT1-, PINK1- og Parkin-veiene, og lindre iskemi-reperfusjon-indusert nevrologisk skade [19]. Det er verdt å merke seg at i studien av aldersrelatert skjelettmuskelatrofi [20] fant forskere at oppregulering av mitokondriell autofagi og økt ekspresjon av PINK1-, FOXO3a- og Parkin-proteiner kan lindre aldersrelatert muskelatrofi. Denne eksperimentelle studien fant at uttrykket av SIRT1-, PINK1-, FOXO3- og Parkin-proteiner i tibialis anterior muskel av en skjelettmuskelatrofi musemodell ble betydelig redusert, noe som indikerer at uttrykket av pathway proteiner i tibialis anterior muskelvev kan hemmes ved transkripsjonsnivået under skjelettmuskelatrofi, og forhindrer derved induksjon av mitokondriell autofagi; Etter intervensjon med forskjellige doser av Cistanche deserticola-polysakkarider, økte mitokondriell autofagi betydelig, og uttrykket av SIRT1-, PINK1-, FOXO3- og Parkin-proteiner økte betydelig. Dette indikerer at Cistanche deserticola polysakkarider kan indusere mitokondriell autofagi på transkripsjonsnivå, og dermed redusere skjelettmuskelatrofi. For ytterligere å bekrefte denne hypotesen ble SIRT1-hemmeren EX-527 introdusert i dette eksperimentet. Resultatene viste at EX-527 reverserte den lindrende effekten av Cistanche deserticola polysaccharides på skjelettmuskelatrofi, noe som indikerer at Cistanche deserticola polysaccharides kan lindre betennelse og skjelettmuskelatrofi ved å aktivere mitokondriell autofagi mediert av OXOSIRT31/1FARKIN-signalet. vei.

Cistanche pulver helsemessige fordeler

Oppsummert,Cistanche deserticola-polysakkarider kan indusere mitokondriell autofagi ved å aktivere SIRT1/FOXO3/PINK1/Parkin-signalveien, lindre skjelettmuskelatrofi og gi potensielle terapeutiske legemidler for klinisk behandling av skjelettmuskelatrofi. Imidlertid ble denne konklusjonen bare oppnådd i dyremodeller med halesuspensjon-indusert immobiliseringsatrofi, og ytterligere validering av skjelettmuskelatrofimodeller under forskjellige patologiske forhold er nødvendig.

henvisning

[1] YIN L,LI N,JIA WH, et al. Skjelettmuskelatrofi: Fra mekanismer til behandlinger[J]. Pharmacol Res,2021, 172:105807.

[2] EBERT SM,AL -ZOUGBI A,BODINE SC, et al. Skjelettmuskelatrofi: Oppdagelse av mekanismer og potensielle terapier [J]. Physiology (Bethesda),2019,34 (4): 232-239.

[3] ZHU Z, ZHAO XZ, HUANG F, et al. Morinda officinalis polysakkarider demper varicocele-indusert spermato-genisk svekkelse gjennom modulering av angiogenese og relative faktorer [J]. Evid-basert komplement Alternat Med,2019,2019:8453635.

[4] Wang Lianhui, Mi Guoqing, Xue Manzhong. Utforsking av den molekylære mekanismen til Xiaoxuming Tang som regulerer mitokondriell autofagi og effekten av nevronal apoptose etter akutt cerebral iskemi-reperfusjon basert på PINK1/Parkin-banen [J]. Introduksjon til tradisjonell kinesisk medisin, 2022, 28 (1): 36-40, 44

[5] ZHAO XY, LIU YM, ZHU GL, et al. SIRT1-nedregulering mediert Mangan-indusert nevronal apoptose gjennom aktivering av FOXO3a-Bim/PUMA-aksen [J]. Sci Total Environ,2019,646:1047-1055.

[6] NGUYEN TN, PADMAN BS, LAZAROU M. Deci - phering av de molekylære signalene til PINK1/parkin mitofagi[J]. Trender Cell Biol,2016,26(10):733-744.

[7] Ren Chunguang, Pu Rongxi, Hu Die, et al. Hem oksygenase reduserer skjelettmuskelatrofi hos mus ved å hemme aktiveringen av NLRP3-inflammasomer [J]. Journal of the Army Military Medical University,2022,44(2):125-131.

[8] Chen Shengju. Endringer i miRNA-ekspresjonsprofil under halesuspensjon induserte skjelettmuskelatrofi [D]. Beijing: Beijing Sport University, 2017

[9] Liu Ruyin, Yue Zongjin, Bao Deming. Studie på effekten av Cistanche deserticola-polysakkarider på 5-HT, VEGF og mineralinnhold in vivo hos osteoporosemodellrotter [J]. Chinese Journal of Biochemical Medicine, 2015, 35 (4): 59-62

[10] Hu Yan, Wang Suogang, Zhai Qiongyao, et al. Mekanismestudie på reguleringen av SIRT1-FOXO3-ROSA1-Parkinbanemediert mitokondriell autofagi av asiaticoside for å beskytte mot nyreiskemi-reperfusjonsskade [J]. Tianjin Medical Journal, 2021, 49 (11): 1148-1153

[11] SHIRAKAWA T, MIYAWAKI A, KAWAMOTO T, et al. Naturlige forbindelser demper denervasjonsindusert skjelettmuskelatrofi[J]. Int J Mol Sci,2021,22(15):8310.

[12] Lai Manxiang, Feng Juan, Ruan Zhiyan, et al. Effekter av Cistanche deserticola-polysakkaridholdig serum på Cbfa-1 mRNA-ekspresjon under osteogen differensiering av benmargsmesenkymale stamceller [J] Chinese Medical Science, 2017, 7 (15): 27-30

[13] Zhu Mengyong, Wang Caijiao, Hao Changsheng. Studie på effekten av Cistanche deserticola polysaccharides på ekspresjonen av serum osteoprotegerin i osteoporose rotter [J]. Modern Practical Medicine, 2010, 22 (7): 748-749

[14] Lai Manxiang, Feng Juan, Chen Xia, et al. Effekter av Cistanche deserticola-polysakkarider på spredning og osteogen differensiering av mesenkymale stamceller fra rottebenmarg [J]. Chinese Medical Science, 2018, 8 (7): 33-36

[15] YAN CY,HUANG D,SHEN X, et al. Identifikasjon og karakterisering av et polysakkarid fra røttene til Morinda officinalis, som en induser av beindannelse ved oppregulering av målgenekspresjon [J]. Int J Biol Macromol,2019,133:446-456.

[16] BYUN MK,CHO EN,CHANG J,et al. Sarkopeni korrelerer med systemisk betennelse ved KOLS[J]. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis,2017,12:669-675.

[17] Liu Lei, Feng Du, Zhu Yushan, et al. Forskningsfremgang på mitokondriell autofagi [J]. Chinese Journal of Cell Biology, 2012, 34 (10): 959-966

[18] Wang Suogang, Wang Guangce. Forskningsfremgang på nyreiskemi-reperfusjonsskade og mitokondriell autofagi SIRT1 FOXO3 PINK1 Parkin regulatorisk akse [J]. Chinese Medical Journal, 2019, 16 (35): 31-35

[19] HUANG SY,HONG Z,ZHANG LG, et al. CERKL lindrer iskemi-reperfusjon-indusert nervesystemskade ved å modulere SIRT1/PINK1/Parkin-veien og mitofagi-induksjon[J]. Biol Chem, 2022,403(7):691- 701.

[20] Shu Tian. Studie om mekanismen for mitokondriell UPR i aldrende skjelettmuskler indusert av treningsintervensjon [D]. Tianjin: Tianjin Institute of Physical Education, 2020