Alginat oligosaccharide dregur úr D-galaktósa völdum öldrun hjartans með því að stjórna starfsemi hjartahvatbera og heilleika í músum

Vinsamlegast hafðu sambandoscar.xiao@wecistanche.comfyrir meiri upplýsingar

Ágrip

Öldrun er afgerandi áhættuþáttur fyrir þróun aldurstengdra hjarta- og æðasjúkdóma. Þess vegna þarf að rannsaka sameindakerfi öldrunar og nýjar inngrip gegn öldrun djúpt. Alginat oligosaccharide (AOS) hefur mikla lyfjafræðilega virkni og jákvæð áhrif. Rannsókn okkar var gerð til að kanna hvort hægt væri að nota AOS sem öldrunarlyf til að draga úr öldrun bíls. D-galaktósa (D-gal)-framkallaðar C57BL/6J öldrunar mýs voru komnar á fót með inndælingu undir húð af D-gal (200 mg-kg'-d') í 8 vikur. AOS (50.100 og 150 mg;kg'l.d') var gefið í maga síðustu 4 vikurnar. Fyrir vikið kom AOS í veg fyrir truflun á hjartastarfsemi í öldrunarmúsum af völdum D-gal, þar með talið að hluta til varðveitt útfallshlutfall (EF prósent ) og brotalækkun (FS prósent ).cistanche benefíciosAOS hindraði D-gal-framkallaða uppstýringu á natriuretic peptíðum A(ANP), heila natriuretic peptíð (BNP) og öldrunarmerkjum p53 og p21 á skammtaháðan hátt. Til að kanna frekar hugsanlega aðferðir sem stuðla að verndandi áhrifum AOS gegn öldrun, var aldurstengda hvatbera málamiðlunin greind. Gögnin okkar gáfu til kynna að AOS létti á hjartaöldrun af völdum D-gal með því að bæta lífrænni hvatbera, viðhalda heilleika hvatbera og auka skilvirka fjarlægingu á skertum hvatberum. AOS dró einnig úr ROS framleiðslu og oxunarálagi, sem aftur á móti hindraði enn frekar að hjartahvatberar eyðist. Saman sýna þessar niðurstöður fram á að AOS gæti verið áhrifaríkt lækningaefni til að draga úr öldrun hjartans.

LYKILORÐ

algínat fásykra, öldrun hjarta, D-galaktósi, hvatberar, oxunarálag

1|KYNNING

Öldrun má í stórum dráttum skilgreina sem tímaháða uppsöfnun frumuskemmda, sem veldur stigvaxandi hnignun á starfsemi vefja og líffæra.¹ Almennt eru aldurstengdar breytingar á hjarta aðallega ofvöxtur vinstri slegils, aukin bandvefsmyndun í hjartavöðva og hjartabilun.Cistanche Extract Anti RadiationÖldrun er afgerandi áhættuþáttur fyrir þróun aldurstengdra hjarta- og æðasjúkdóma, sem leiðir til verulega aukins tíðni hjarta- og æðasjúkdóma meðal öldrunar íbúa.23 Því er brýn þörf á skilvirkari meðferðaraðferðum til að meðhöndla hjartabilun af völdum öldrunar. .

Vinsamlegast smelltu hér til að vita meira

Alginat er náttúrulegt þangafleitt fjölsykra sem unnið er úr brúnþörungum. Alginat oligosaccharide (AOS) er framleitt með því að affjölliða algínati, sem hefur marga einstaka kosti eins og vatnsleysanlegt, óeitrað, ónæmisvaldandi og lífbrjótanlegt. AOS stundar efnilega líffræðilega starfsemi. Þessi fásykra hefur taugaverndandi, blóðfitulækkandi, andoxunarhemjandi, 'bólgueyðandi,' samloðandi,' æxlishemjandi, 10 bakteríudrepandi og ónæmisstýrandi eiginleika, "ásamt því að bæla offitu¹ og háþróaða virkni lokaafurða glýkingar (AGE). .4 Sérstaklega hafa engar rannsóknir verið kannaðar getu AOS til að vernda gegn öldrun hjartans.

Hvatberar eru tvíhimnu frumulíffæri og þjóna margþættum hlutverkum í frumulíforku og efnaskiptum.14 Hjartað er orkuþörf og líffæri með mikið hvatberainnihald. Hvatberar hjarta mynda 90 prósent af ATP og gegna mikilvægu hlutverki við að viðhalda heilbrigðu hjarta.cistanche herbaTruflun á starfsemi hvatbera, sem getur flýtt fyrir öldrunarferli spendýra, er einn mikilvægasti aðferð öldrunar.15;16 Aldurstengd truflun á starfsemi hvatbera sýnir mismunandi eiginleika, þar á meðal tap á heilleika hvatbera, minni skilvirkni lífmyndunar hvatbera, gölluð gæði stjórn með sjálfsáhrifum, minnkaðri hvatberahimnugetu (MMP), breytingum á gangverki hvatbera, aukin myndun viðbragða súrefnistegunda (ROS) og uppsöfnun stökkbreytinga í DNA hvatbera (mtDNA). sambland af auknum skaða og minni endurnýjun í hvatberum getur að lokum stuðlað að öldrun.18,17 Að auki leiðir versnandi truflun á starfsemi hvatbera í aukinni framleiðslu á ROS og oxunarálagi, sem aftur veldur frekari hrörnun hvatbera og frumuskemmdum og stuðlar að lokum að aukinni framleiðslu á ROS og oxunarálagi. til aldurstengdrar hjartavandamála.20

Cistanche getur gegn öldrun

D-galaktósa (D-gal)-örvuð öldrun dýralíkön hafa verið mikið notuð til að rannsaka öldrunarferli og öldrunaráhrif lyfja.21 Langvarandi gjöf á miklu magni af D-gal veldur truflunum á efnaskiptum frumna og frumuskaða sem flýtir fyrir öldrunarferli og valda að lokum uppbyggingu og starfrænum breytingum á hjarta- og æðakerfi.22 Þess vegna, í núverandi rannsókn, komum við á D-gal-framkallaða öldrunarlíkan músa til að meta kerfisbundið öldrunarvirkni AOS og rannsaka frekar. möguleg undirliggjandi kerfi.

2|EFNI OG AÐFERÐIR

2.1|Lyf og hvarfefni

D-galaktósi var fenginn frá Sigma-Aldrich. AOS var keypt frá Qingdao BZ Oligo Biotech Co., Ltd. Malondialdehyde (MDA) prófunarsett var fengið frá Jiancheng Bioengineering Institute. Kanínu fjölstofna mótefni gegn BNP, PGC-1a, p67-phox og gp91-phox voru fengin frá Abcam Inc. Einstofna mótefni frá kanínu gegn natríuretic peptíð A (ANP) og SIRT3 og einstofna músamótefni gegn p53 voru fengin frá Abcam Inc. Kanínufjölstofna mótefni gegn beclin-1 og p-mTOR voru keypt frá Cell Signaling Technology. Kanínu fjölstofna mótefni gegn p21 og mús einstofna mótefni gegn p47-phox voru fengin frá Santa Cruz Biotechnology, Inc. Kanínu fjölstofna mótefni gegn mTOR voru keypt frá Proteintech Group, Inc. Hvatberaútdráttarsetti og JC{{14} } hvatberahimnugreiningarsett var keypt frá Beijing Solarbio Science &Technology Co., Ltd. TIANamp Genomic DNA Kit var fengið frá Tiangen Biotech (Beijing) CO., LTD.cistanche typpið vöxturMús mtDNA rannsaka PCR sett var keypt frá Beijing Tiandz Gene Technology CO., Ltd. Geita Anti-Rabbit IgG (H＋L) (peroxidasi/HRP samtengd) og Goat Anti-Mouse IgG (H plús L) (peroxidase/HRP samtengd) voru keypt frá Elabscience Biotechnology Co., Ltd. Öll önnur efni og hvarfefni voru keypt frá stöðluðum viðskiptabirgðum nema annað sé tekið fram.

2.2|Dýr

Karlkyns8-vikugamlar C57BL/6J mýs (20±2g líkamsþyngd,n=40) voru fengnar frá Jinan Pengyue Experimental Animal Breeding Co, LTD. Allar mýs voru fóðraðar með venjulegu fæði og hýst í 12-klukkutíma ljós/12-klst. myrkri hringrás við sérstakar sjúkdómsvalda (SPF) aðstæður í rannsóknardýramiðstöð læknadeildar Qingdao háskólans. . Allar aðferðir við dýratilraunir voru í samræmi við „Leiðbeiningar um umönnun og notkun tilraunadýra“ sem gefin er út af bandarísku heilbrigðisstofnuninni og lýðheilsuþjónustunni um mannúðlega umönnun og notkun tilraunadýra. Rannsóknarreglurnar voru samþykktar af nefndinni um siðfræði dýratilrauna Qingdao háskólans (samþykkisnúmer: QYFYWZLL25840).

2.3|D-gal-framkallað öldrunarlíkan og lyfjagjöf

Músunum var skipt af handahófi í fimm hópa (n =8 hver hópur): viðmiðunarhópur, D-gal, D-gal auk lágskammta AOS (D-gal plús AOS-50), D-gal plús miðskammta AOS (D-gal plús AOS-100) og D-gal plús háskammta AOS (D-gal plús AOS-150) hópa. Öldrun var framkölluð í C57BL/6J músum með inndælingu undir húð af D-gal (200 mg/kg, Sigma-Aldrich) í 8 vikur.23,24 Viðmiðunarmúsunum var gefið undir húð með jafngildu dauðhreinsuðu vatni. Fjórum vikum eftir inndælingu D-gal voru D-gal plús AOS-50, D-gal plús AOS-100 og D-gal plús AOS-150 hópar gefin í maga með AOS ( 50, 100 og 150 mg-kg2-d'l) í aðrar 4 vikur, í sömu röð. Samanburðarhópurinn og mýs úr D-gal hópnum fengu samsvarandi saltvatnsgjöf í maga.

2.4|Hjartaómun

Hjartaómun var gerð á svæfðum músum með því að nota Vevo2100(VisualSonics) með 30-MHz transducer í lok tilraunarinnar. Eftirfarandi breytur voru mældar eins og áður hefur verið lýst: útfallsbrot vinstri slegils (EF) og brot stytting vinstri slegils (FS).25

2,5|Vefjafræðileg greining

Hjartasýnin voru fest með 4 prósent paraformaldehýði í 24 klukkustundir og síðan felld í paraffín og skorin í 4-um-þykka hluta. H&E og Masson's trichrome litun voru notuð til að sjá fyrir sér hjartabygginguna og hjartatrefjun, í sömu röð. Sneiðarnar voru skoðaðar undir hvolfi ljóssmásjá (TE 200, Nikon). Samsvarandi gögn voru greind og reiknuð af rannsakendum sem voru blindaðir fyrir úthlutun meðferðarhópa.

2.6|Sendingarrafeindasmásjárskoðun

Ofbygging hvatbera var ákvörðuð með því að nota rafeindasmásjárgreiningu. Í kjölfar fyrri rannsóknarinnar voru 26 ferskir vinstri slegilsvefir skornir í 1 mm³ blokka og festir í 2,5 prósent glútaraldehýð í 2 klukkustundir við 4 gráður. Eftir að hafa verið festur í 1 prósent osmíumtetroxíð í 2 klukkustundir við stofuhita, voru vinstri slegilsvefur þurrkaðir og síðan settir inn í plastefni. Raðþunnir hlutar (30-40 nm) var safnað á koparrist og að lokum litaðir með 0,5 prósent úranýl asetati og síðan 1 prósent blýsítrati. Uppbyggingargreining á lituðum hlutum var ákvörðuð með Tecnai G2 12 rafeindasmásjá (FEI Co.).

2.7|Hvatberahimnugeta (MMP) Ákvörðun

Hvatberahimnugeta var mæld með JC-1 ónæmisflúrljómandi litun og frumuflæðismælingu. Nýtt hjartavef var notað til að útbúa frosna hluta eða draga út hvatbera. Frosnir hlutar voru notaðir fyrir JC-1 ónæmisflúrljómandi litun samkvæmt samskiptareglum framleiðandans.cistanche salsa fríðindiFlúrljómun var ákvörðuð við örvun/losun 485/580 nm (rauð) og örvun/losun 485/530 nm (græn) með því að nota flúrljómunarsmásjá.

Að auki voru hvatberar einangraðir úr ferskum hjartavef með því að nota hvatberaútdráttarbúnaðinn samkvæmt aðferðinni sem Peng o.fl. birti? {2}}. Í stuttu máli voru hvatberar ræktaðir með JC-1 í JC-1 prófunarbuffi í 10 mínútur við stofuhita. Karbónýlsýaníð m-klórfenýlhýdrasóni var borið á til að trufla MMP og þjónaði sem jákvæð eftirlit samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda. Sýnin voru greind við 488 og 575 nm með frumuflæðismælingu með því að nota CellQuest hugbúnaðinn (Becton Dickinson).

2.8|Mæling á mtDNA afritanúmeri

Fjöldi afrita af DNA hvatbera var mældur með magnbundinni rauntíma PCR (qPCR). Í stuttu máli, hjartavefur voru einsleitur og fjarlægður prótein og RNA með því að nota próteinasa K og RNaseA. Heildar DNA var dregið út með TIANamp Genomic DNA setti og síðan magnmælt með QuickDrop litrófsmæli frá Molecular Devices (Holliston, MA). MtDNA rannsaka PCR setti frá músum var notað til að magna mtDNA sýnisins með Fluorescence PCR Detection System (Hangzhou Bioer Technology Co. Ltd). mtDNA afritafjöldi var reiknaður út frá qPCR jákvæðu viðmiðunarferlinu samkvæmt samskiptareglum framleiðanda.

2.9|Uppgötvun á ROS framleiðslu á staðnum

Eins og áður hefur verið lýst var DHE-flúrljómunarlitun gerð til að meta magn ROS-framleiðslu á staðnum.2³ Í stuttu máli var ferskur hjartavefur felldur inn í OCT-efnasamband og síðan frystur strax með því að nota froststati við -20 gráðu. Frosnu hjartavefirnir voru skornir í 6-um-þykkar vefjafræðilegar glærur. Hjartasneiðar voru þvegnar með 1x fosfat-bufferuðu saltvatni (PBS) og síðan ræktaðar með DHE (5 umól/L) lausn í ljósvarinu rakaklefa við 37 gráður í 30 mínútur. Eftir ræktun voru þverlægir hjartahlutar skolaðir með 1×PBS. Að lokum voru myndir fengnar með flúrljómunarsmásjá og styrkleiki flúrljómunar var magnmældur með ImageJ hugbúnaði með blindprófara.

2.10|Fituperoxunarmæling

Sem helstu aukaoxunarafurðir lípíðperoxunar, var styrkur malondialdehýðs (MDA) í sermi og einsleitni hjartans mældur samkvæmt leiðbeiningum MDA prófunarbúnaðarins (Jiancheng Bioengineering Institute).

2.11|Western blot greining

Hjartavefur voru einsleitur í RIPA jafnalausn sem innihélt fosfatasa og próteasahemla og skilinn í skilvindu við 12 00 snúninga á mínútu við 4 gráður í 20 mínútur. Síðan var flotinu safnað fyrir síðari tilraunir. Próteinstyrkur var ákvarðaður með því að nota BCA próteinprófunarsett. Jafnt magn af próteinum var sett í 10 prósent SDS-PAGE hlaup og flutt yfir á PVDF himnur (Roche). Himnurnar voru stíflaðar með þéttingarlausninni í 1 klukkustund og ræktaðar með samsvarandi frummótefnum við 4 gráður yfir nótt. Síðan voru himnur þvegnar í TBS-T og ræktaðar með viðeigandi aukamótefnum. Í kjölfarið voru himnur þvegnar í TBS-T og sýndar með því að nota ECL Western blotting greiningarhvarfefni (Bio-Rad). Próteintjáningin var magngreind með þéttleikagreiningu á böndum með ImageJ hugbúnaði. Húsnæðispróteinið GAPDH var notað sem hleðslustýring. Þynningarhlutfall frummótefna og aukamótefna var sýnt sem hér segir:ANP(1:1000),BNP(1:2000),p53(1:1000),p21 (1:1000),PGC-1 a (1:1000),SIRT3(1:1000),beclin-1(1:1000),p-mTOR(1:1000),mTOR (1:1000),p47-phox( 1:500),p67-phox(1:1000),gp91-phox(1:2000), GAPDH (1:2000), geita-anti-kanínu IgG (H ＋ L)(peroxidasi /HRP samtengd) (1:5000) og geitamótmús lgG (H＋L) (peroxidasi/HRP samtengd) (1:5000).

2.12|tölfræðigreining

Gögn voru gefin upp sem meðaltal ±SEM. Tölfræðilega marktækt var ákvarðað með einstefnu ANOVA fylgt eftir með Student-Newman Keuls (SNK) post hoc prófi.P<.05 was="" considered="" to="" be="" statistically="">

3|NIÐURSTÖÐUR

3.1|Áhrif AOS á hjartastarfsemi og tjáningu öldrunarmerkja í öldrunarmúsum af völdum D-gal

Hjartaómun var notuð til að greina hjartastarfsemi músa. D-gal af völdum öldrunar mýs sýndu marktæka lækkun á EF prósentum og FS prósentum. Hins vegar kom AOS marktækt í veg fyrir truflun á hjartastarfsemi í öldrunarmúsum af völdum D-gal, þar með talið EF prósent og FS prósent að hluta (Mynd 1A-C). Eins og sýnt er á mynd 1D-G var enginn tölfræðilegur munur á hjartslætti milli hvern hóp. D-galaktósa mýs höfðu tilhneigingu til að auka LVEDD (vinstra slegils enda þanbilsþvermál) og LVPWd (aftari veggþykkt vinstri slegils við endaþanbil), en það var enginn tölfræðilega marktækur munur samanborið við viðmiðunarmýsnar. Hins vegar jókst LVESD (end-slagbilsþvermál vinstri slegils) marktækt í öldrunarmúsum af völdum D-gal og AOS lækkaði LVESD hjá skammtaháðum manni. Tjáning ANP og BNP í hjartavef var ákvörðuð með Western blot til að sannreyna enn frekar hjartastarfsemi músa í hverjum hópi. Eins og sést á mynd 1H-I var magn ANP og BNP marktækt aukið í öldrunarmúsum af völdum D-gal og AOS lækkaði marktækt ANP og BNP gildi hjá skammtaháðum manni. Þessar upplýsingar bentu til þess að AOS kom í veg fyrir truflun á hjartastarfsemi í öldrunarmúsum af völdum D-gal. Ennfremur fundum við próteintjáningu öldrunarmerkja p53 og p21. Eins og búist var við var p53 og p21 prótein tjáning marktækt aukin í hjartavef öldrunarmúsa af völdum D-gal og AOS minnkaði marktækt p53 og p21 tjáningu á skammtaháðan hátt (Mynd 1J-K).

3.2|Áhrif AOS á vefjameinafræðilegar breytingar á hjarta í öldrunarmúsum af völdum D-gal

Til að kanna breytingar á arkitektúr hjartavöðva músa voru hjartavefsrennur litaðar með hematoxýlíni og eósíni (H&E). Eins og sýnt er á mynd 2A, samanborið við viðmiðunarmýsnar, sýndu öldrunarmýs af völdum D-gal óeðlilega hjartavöðvabyggingu, aðallega einkennd af röskunlegri uppröðun hjartavöðvafrumna og auknu millifrumurými milli frumna. AOS gjöf dró verulega úr röskuðu fyrirkomulagi og bili milli hjartavöðvafrumna. H&E litun sýndi einnig fram á að svæði hjartavöðvafrumna vinstri slegils var marktækt aukið í öldrunarmúsum af völdum D-gal og AOS meðferð minnkaði marktækt hjartavöðvasvæðið á skammtaháðan hátt (Mynd 2B, D).

Til þess að skýra hversu mikil bandvefsmyndun í hjarta er var gerð þríkróm litun Masson á þversniði hjartans. Eins og sýnt er á mynd 2C,E, jókst uppsöfnun kollagens á millivefs- og æðavöðvasvæðum í hjartavöðva verulega í öldrunarmúsum af völdum D-gal. Hins vegar, samanborið við D-gal hópinn, minnkaði AOS meðferð marktækt hlutfall kollagensvæðis á skammtaháðan hátt (Mynd 2C,E). Þessar upplýsingar bentu til þess að AOS kom í veg fyrir D-gal-framkallaðar formfræðilegar breytingar og bandvefsmyndun í hjarta í C57BL/6J músum.

3.3|Áhrif AOS á útbyggingu hjartahvatbera í öldrunarmúsum af völdum D-gal

Næst notuðum við rafeindasmásjá til að greina breytingar á uppbyggingu hvatbera hjartans. Eins og sýnt er á mynd 3, voru hjartavöðvahvatberar viðmiðunarmúsa eðlilegir í uppbyggingu og sýndu greinilega greinanlegar kristallar og rafeindagljáandi fylki. Hins vegar voru sumir hjartavöðvahvatberar D-gal músa stækkaðir, þroti og að hluta til tap á kristum, og AOS meðferð kom í veg fyrir eyðileggingu á hjartahvatbera ultras-tructure í D-gal völdum öldrunarmúsum.

3.4|Áhrif AOS á hjarta-MMP í öldrunarmúsum af völdum D-gal

Sem mikilvægur ákvörðunaraðili um starfrænt ástand hvatbera var MMP mæld með JC-1 flúrljómunarlitun og flæðismælingu. Almennt, þegar himnugeta hvatbera er mikil, safnast JC-1 saman í hvatberum og gefur frá sér rauða flúrljómun, en JC-1 er til sem einliða í frumu og gefur frá sér græna flúrljómun þegar hvatberar með litla himnugetu.29 Svo hlutfall rauðs flúrljómunar og græns flúrljómunar gæti endurspeglað styrk MMP. Eins og sýnt er á mynd 4A-B, gaf JC-1 flúrljómunarlitun til kynna að magn MMP í hjarta í D-gal-völdum öldrunarmúsum væri verulega lægra en í samanburðarmúsum og AOS gjöf var vernduð gegn D- galaktósamiðlaða lækkun MMP. Í

3,5|Áhrif AOS á lífmyndun hvatbera og sjálfsátaprótíntjáningu í hjörtum öldrunar músa af völdum D-gal

Við notuðum Western blot til að ákvarða próteintjáningu á lífrænni merki PGC-1a. Eins og við var að búast kom fram marktæk minnkun á PGC-1o próteintjáningu í hjartavefjum öldrunar músa af völdum D-gal og AOS jók marktækt PGC-1a tjáningu í skammtaháðri hátt (Mynd 5A-B). Rannsóknir hafa sýnt að SIRT3 gegnir mikilvægu hlutverki við að viðhalda líforku hvatbera. Þess vegna fundum við frekar SIRT3 tjáningu í hjartavef. Niðurstaða okkar sýndi að marktæk lækkun á SIRT3 próteintjáningu í D-gal völdum öldrunarmúsum og AOS jók marktækt SIRT3 prótein tjáningu á skammtaháðan hátt (Mynd 5C-D). Þar að auki sýndu mtDNA rannsaka PCR niðurstöður að mtDNA afritafjöldi var marktækt minnkaður í D-gal völdum öldrunarmúsum og AOS jók verulega mtDNA afritafjölda á skammtaháðan hátt (Mynd 5E). Þessar upplýsingar bentu til þess að AOS uppstýrði lífmyndun mító-kondríu í ​​öldrunarmúsum af völdum D-gal.

Næst notuðum við Western blot til að ákvarða tjáningu og fosfórun mikilvægra sjálfsátsjafnara í hjartavef. Eins og sést á mynd 5F-I sást marktæk minnkun á tjáningu beclin-1 próteina og marktæk aukning á mTOR fosfórun í hjartavef öldrunarmúsa af völdum D-gal. Eins og búist var við jók AOS marktækt beclin-1 tjáningu og minnkaði mTOR fosfórun á skammtaháðan hátt.

3.6|Áhrif AOS á ROS framleiðslu og oxunarálag í hjörtum öldrunar músa af völdum D-gal

Við ákváðum ROS framleiðslu í hjörtum með því að nota DHE fluores-cence litun. Eins og sýnt er á mynd 6A-B, komumst við að því að DHE flúrljómun hjartavöðvafrumna vinstri slegils var verulega aukin í öldrunarmúsum af völdum D-gal og AOS minnkaði marktækt DHE flúrljómun hjartavöðvafrumna vinstri slegils.

Til að kanna áhrif AOS á oxunarálag í hjörtum öldrunarmúsa af völdum D-gal, notuðum við Western blot til að ákvarða próteintjáningu NADPH oxidasa í hjartavef. Tjáning NADPH oxidasa undireiningarinnar p47-phox,p67-phox og gp91-phox var marktækt aukin í öldrunarmúsum af völdum D-gal. Hins vegar minnkaði AOS tjáningu þessara NADPH oxidasa undireininga á skammtaháðan hátt (Mynd 6C-D).

Þar sem MDA er talið líklegt lífmerki fyrir lípíðperoxun í lifandi lífverum, fundum við ennfremur MDA styrk til að meta oxunarálagsstöðu in vivo. Eins og sýnt er á mynd 6E-F, var aukið oxunarálag í D-gal af völdum öldrunar músum staðfest með hærri styrk MDA í sermi og hjarta einsleitum. Gjöf AOS lækkaði MDA gildi á skammtaháðan hátt samanborið við D-gal hópinn. Samanlagt bentu þessi gögn til þess að AOS dró verulega úr ROS framleiðslu og oxunarálagi í öldrunarmúsum af völdum D-gal.

4|UMRÆÐA

Öldrun er langvarandi og fjöllíffæratengd kerfisbreyting á lífveru. Auknir aldurstengdir hjarta- og æðasjúkdómar og þar af leiðandi fjárhagsleg byrði eru orðin ríkjandi áskorun um allan heim.30,31 Þess vegna þarf að rannsaka sameindakerfi öldrunar hjartans djúpt og nýjar aðgerðir gegn öldrun munu hafa mikla þýðingu í bæta heilsufar sem og seinka hjartabilun af völdum öldrunar.

Alginat er línuleg samfjölliða af fjölsykrum unnin úr brúnum sjávarþörungum. Vegna mikillar mólþunga og seigju, er erfitt fyrir algínat að fara yfir frumuhimnur og líffræðilegar hindranir, sem takmarkar nýtingu þess. AOS, sem er unnið úr vatnsrofi algínats, hefur vakið vaxandi athygli vegna minni mólþunga og seigju. AOS er vatnsleysanlegt, óeitrað, ónæmisvaldandi og niðurbrjótanlegt efnasamband og hefur mun betri líffræðilega virkni en algínat.' Vísbendingar benda til þess að AOS, sem andoxunarefni fásykra, hafi hæfileika til að vernda taugahrörnunarsjúkdóma og bráða doxórúbicín hjartaeitrun með því að hamla álagi á netfrumum og oxunarálagi.5 Nýlegar rannsóknir hafa sýnt fram á að AOS af sjávarafurðum sýnir efnilega líffræðilega virkni til að draga úr blóðfituhækkun, blóðsykurshækkun og háþrýsting og bæla offitu.27 Hins vegar hefur ekki verið sýnt fram á getu AOS til að verjast öldrun.

Fyrri rannsóknir benda til þess að öldrun hjarta sýni einstaka his-tological og starfræna eiginleika, þar á meðal framsækna endurmótun hjartans og versnandi hjartaforða.25,32 Innri öldrun hjarta getur að lokum leitt til aukinnar viðkvæmni fyrir ýmsum streituþáttum og stuðlað að þróun hjarta- og æðasjúkdóma. . Ótímabær öldrunarlíkön af völdum D-gal sýna svipaðar svipgerðir hjartabreytinga samanborið við náttúrulega öldrun hjá nagdýrum.*4 Í þessari rannsókn sýndum við fram á að D-gal-framkallaðar öldrunarmýs sýndu óeðlilega uppbyggingu hjartavöðva og aukna kollagenssöfnun í millivefs hjartavöðva og æðasvæði, og AOS gjöf hamlaði endurgerð hjartans sem D-gal framkallaði í C57BL/6J músum. Á sama tíma komumst við að því að AOS kom í veg fyrir truflun á hjartastarfsemi í öldrunarmúsum af völdum D-gal, þar á meðal varðveitt EF prósent og FS prósent að hluta, og minnkaði tjáningu ANP og BNP. Hjartaómun var einnig notuð til að greina breytingar á hjartabyggingu músa. D-galaktósa mýs höfðu tilhneigingu til að auka LVEDD og LVPWd, en það var enginn tölfræðilega marktækur munur samanborið við viðmiðunarmýsnar. Hins vegar jókst LVESD marktækt í öldrunarmúsum af völdum D-gal og AOS lækkaði LVESD á skammtaháðan hátt. Ástæðan fyrir þessu fyrirbæri getur verið sú að líkan D-galaktósa sem líkir eftir hröðun öldrunar hefur tiltölulega stuttan líkanatíma, sem hefur aðallega áhrif á starfsemi hvatbera eins og sýnt er hér að neðan og leiðir til truflunar á hjartastarfsemi. Miklar breytingar á uppbyggingu hjartans áttu sér stað en leiddu ekki til tölfræðilega marktæks muns. Auk þess sýndu gögn okkar einnig að AOS gjöf minnkaði marktækt öldrunarmerki p53 og p21 tjáningu á skammtaháðan hátt. Til að kanna frekar mögulega aðferðir sem stuðla að vörn gegn öldrun AOS, var aldurstengd hvatbera málamiðlun greind.

Hjartað inniheldur fjölda hvatbera sem byggir á óvenjulegri eftirspurn eftir ATP. Hvatberar mynda ATP með oxandi fosfórun fitusýra og kolvetna. Að auki myndast sindurefna stöðugt við þetta ferli. Rétt er að taka fram að hvatberajafnvægi er mikilvægt til að viðhalda virkni og lífvænleika hjartavöðvafrumna.3 gráður Reyndar hafa óháðar rannsóknir á öldruðu hjarta sýnt fram á að hjartavöðvahvatberar skerðast við öldrun.3738 The ultrastructure-tural formómetrísk greining á öldruðum nagdýrum. hjartavöðva sýnir nærveru stækkaðra og bólgna hvatbera, með ma-trix truflun og tapi á cristae." Í þessari rannsókn, samanborið við viðmiðunarmýs, voru sumar hjartavöðvahvatberar D-gal músa stækkaðir, þroti og missti að hluta til cristae. AOS meðferð létti eyðileggingu á útbyggingu hjartahvatbera í öldrunarmúsum af völdum D-gal Samhliða því olli D-gal marktækri lækkun á magni MMP í hjarta og gjöf AOS var vernduð gegn D-gal miðluðu hnignun MMP Þessar niðurstöður bentu til þess að AOS kom í veg fyrir að hjartahvatberar eyðilögðust í öldrunarmúsum af völdum D-gal.

Það hefur verið tekið fram að margvísleg stöðluð ferli í hvatberum eru fólgin í meingerð aldraðs hjarta, þar á meðal breyting á lífmyndun hvatbera og brottnám. Á sama tíma eykur truflun á starfsemi hvatbera og skert fjarlæging eyðilagðra hvatbera aftur á móti viðkvæmni fyrir álagsmeiðslum aldraðs hjarta." Lífmyndun hvatbera er aðallega stjórnað af safni kjarnakóðaðra samvirkja og umritunarþátta. Peroxisome proliferator-activated receptor y coactivator 1a (PGC-1a), sem er mikilvægur til að viðhalda orkujafnvægi, hefur verið sýnt fram á að gegna lykilhlutverki við að stjórna lífveru og virkni hvatbera.4 Minnkuð PGC-1tjáning og virkni hefur verið tengd að öldrun bíls og hjartabilunar."2 Fyrri rannsókn sýnir fram á að aldurstengd p53 virkjun leiðir beint til skerðingar á örverum með því að bæla niður nokkra aðalstjórnendur lífmyndunar hvatbera, þar á meðal PGC-1a. 43 Uppsafnaðar vísbendingar benda einnig til þess að virkjun PGC-1o með lyfjafræðilegri eða erfðafræðilegri inngrip komi í veg fyrir öldrunartengdar breytingar á hjarta." Sirtuins (SIRTs) eru viðurkennd sem ómissandi eftirlitsaðili öldrunarferlisins. SIRT3, staðbundið í hvatbera fylkinu, gegnir mikilvægu hlutverki við að viðhalda líforku hvatbera, móta umbrot hvatbera og stjórna líftíma. Sýnt hefur verið fram á að Sirt3-skortur leiðir til hjartagalla og skerðir líforku hvatbera í músum. 45 Í þessari rannsókn sýndum við fram á að marktæk lækkun á PGC-1a og SIRT3 próteintjáningu sást í hjartavef öldrunar músa af völdum D-gal og AOS jók marktækt PGC-1a og SIRT3 próteintjáning á skammtaháðan hátt. Þar að auki sýndu mtDNA rannsaka PCR niðurstöður að mtDNA afritafjöldi var marktæk minnkun hjá D-gal völdum öldrunarmúsum og AOS jók marktækt mtDNA afritafjölda á skammtaháðan hátt. Samanlagt bentu þessi gögn til þess að AOS uppstýrði lífrænni hvatbera í öldrunarmúsum af völdum D-gal.

Eins og fram kemur hér að ofan er skilvirk fjarlæging á skertum hvatberum mikilvægt til að viðhalda jafnvægi hjartavöðvafrumna. Hinn vel þekkti búnaður þar sem hvatberum er snúið við er í gegnum sjálfsát. Lagt er til að sjálfsát gegni mikilvægu hlutverki við að stjórna hjartajafnvægi í grunnástandi sem og til að bregðast við streitu.46,47 Hins vegar er sjálfsát almennt stjórnað niður í öldrun hjartans. Lægra stig sjálfsáts meðan á öldrun stendur dregur úr niðurbroti eyðilagðra frumulíffæra og eitraðra próteina og veldur uppsöfnun óvirkra og óeðlilegra hvatbera, sem að lokum leiða til truflunar á hjartastarfsemi á heimsvísu. Sýnt hefur verið fram á að örvun sjálfsáts bætir hjartastarfsemi í nagdýralíkönum með því að fjarlægja vanvirka hvatbera, hámarka þar með heildar frumuumhverfi og að lokum draga úr öldrunartengdri meinafræði í hjarta.48 Í þessari rannsókn sýndum við fram á að sjálfsátsstig minnkaði verulega í hjarta. vefi öldrunarmúsa af völdum D-gal og AOS jók marktækt sjálfsátsstig á skammtaháðan hátt. Þessar breytingar leiddu í ljós að AOS jók skilvirka fjarlægingu aldurstengdra skertra hvatbera með uppstýrandi sjálfsát. Eins og áður hefur verið rætt um, kemur meginhluti ROS-framleiðslu, sem myndast úr hvatbera rafeindaflutningskeðju (ETC) fléttum, fram sem aukaafurð oxunar fosfórunar hvatbera.4 Tilraunagögn benda til þess að skemmdir hvatberar yfir öldrun myndu aukið magn af ROS, eykur skaða af völdum sindurefna og að lokum leiða til framsækinnar fram-tilbakaspírals hvatbera rotnunar.4 Þetta veldur aftur meiri ROS með skemmdum á ETC, sem veldur frekari ROS framleiðslu og leiðir að lokum til bilunar í líforku. . Til viðbótar við ETC, er nikótínamíð adenín dínúkleótíð fosfat (NADPH) oxidasi stór utanhvatbera uppspretta ROS, sem gæti verið ábyrgur fyrir oxunarálagi á öldrunarferlinu og aukið oxunarskemmdir á hvatberum. Auk þessara aðferða hefur nýleg rannsókn einnig sýnt að lægri hvatbera ROS myndun stuðlar að því að framleiða lítið magn af mtDNA jafnvægisskemmdum.47 Hærri hvatberabasa excision repair (BER) og lítil hvatberaskemmdir langlífra spendýra í almennt stuðlar að betri endingu þeirra. Nýleg skýrsla sýnir að NADPH oxidasa hemill bælir truflun á mitochon-drial truflun í kviðkuðlakjarna öldrunar rotta af völdum D-gal. MDA er talið líklegt lífmerki fyrir lípíðperoxun í lifandi lífverum og MDA styrk er hægt að nota til að meta oxunarálagsstöðu in vivo. Í þessari rannsókn komumst við að því að gjöf AOS dró úr framleiðslu ROS, minnkaði tjáningu NADPH oxidasa og minnkaði magn MDA í öldrunarmúsum af völdum D-gal. Núverandi niðurstöður okkar bentu til þess að AOS minnkaði oxunarálag á áhrifaríkan hátt í D-gal-völdum öldrunarmúsum, sem gæti verið annar mikilvægur verndarþáttur fyrir AOS til að draga úr hvatberaskemmdum.

Í þessari rannsókn skýrðum við fyrst að AOS dregur úr öldrun hjartans af völdum D-gal með því að bæta lífrænni hvatbera, viðhalda heilleika hvatbera og auka skilvirka fjarlægingu á skertum hvatberum í C57BL/6J músum. Að auki dregur AOS einnig úr ROS framleiðslu og oxunarálagsstöðu, sem aftur á móti hindrar enn frekar í að hjartahvatberar eyðileggist. AOS getur verið áhrifaríkt meðferðarefni til að draga úr öldrun hjartans. Í þessari rannsókn notuðum við aðeins karlkyns mýs og skoðuðum ekki kynjamun á áhrifum AOS. Það er mjög áhugavert að dendritic frumusértæka millifrumuviðloðunarsameind-3-grípur non-integrin (DC-SIGN) bindill 1 (DSCL1, bólgueyðandi lyf) meðferð dregur úr skautun átfrumna og þanbilsvandamáli hjá öldruðu kvenkyns en ekki karlkyns músarhjarta.52 Þessi grein gefur til kynna að það væri mjög mikilvægt að bera saman kynjamun í framtíðarrannsóknum.

Að lokum bentu niðurstöður okkar til þess að AOS létti á hjartaöldrun af völdum D-gal með því að stjórna virkni og heilleika hjartahvatbera í músum. AOS sýnir mikið úrval af efnilegum líffræðilegum virkni og getur verið áhrifaríkt meðferðarefni til að draga úr öldrun hjartans.

Þessi grein er dregin út úr J Cell Mol Med. 2021;25:7157–7168. wileyonlinelibrary.com/journal/jcmm|7157