Sameindaleiðir sem tengjast langlífi og vitsmunalegri framför Cistanche Tubulosa í Drosophila

fyrir frekari upplýsingar:ali.ma@wecistanche.com

Wei-Yong Lin o.fl

Ágrip:

Bakgrunnur:Öldrunarferlið, þ.mt líkamleg truflun og aldurstengd minnisskerðing (AMI), eru talin tengjast uppsöfnuðum oxunarskemmdum og insúlín/IGF-1 merkjaleiðum. Tilgangur: Þessi rannsókn var að útskýra in vivo áhrif á að seinka öldrun og bæta AMI og undirliggjandi sameindakerfiCistanche tubulosa(CT), jurt sem notuð er í hefðbundinni kínverskri læknisfræði til að bæta kynlíf og meðhöndla skerta nýrnastarfsemi

Aðferðir:Flugurnar, meðhöndlaðar og ómeðhöndlaðar með CT(Cistanche Tubulosa), sáust fyrir líftíma, ónæmi fyrir oxunarálagi með H2O2 eða paraquat, sveltigreiningu, vitræna hegðun með T-völundarhús og umritsmagn markgena með magnbundinni RT-PCR.

Niðurstöður:Að gefa CT(Cistanche Tubulosa)lengt meðal- og hámarkslíftíma og aukið viðnám gegn oxunarálagi hjá flugum. CT(Cistanche Tubulosa)viðbót jók einnig minnismyndun hjá ungum flugum og bældi AMIupon öldrun. Nokkrir gen og boðleiðir, þar á meðal vélrænt markmið rapamycin (mTOR) og Notch netkerfa, hafa verið auðkennd sem valda þessum lyfjafræðilegu áhrifum og breytingum á genatjáningu glútamatviðtaka.

Niðurstaða:Niðurstöður okkar benda til þess að CT(Cistanche Tubulosa)viðbót getur stuðlað að því að hægja á svipgerðum öldrunar og draga úr vitrænni-hegðunarlegri hnignun flugna, sem gefur til kynna hugsanlegt notagildi til að auka heilsu manna og draga úr næmi fyrir aldurstengdum kvillum.

Leitarorð:Öldrun,Cistanche tubulosa,Vitsmunaleg hegðun, Herb

Click to Cistanche stilkur vörur

Kynning

Eftir því sem öldruðum íbúum fjölgar um allan heim, er að auðvelda heilbrigða öldrun og langlífi sífellt mikilvægara lýðheilsuáhyggjuefni fyrir vísindi, samfélag og læknisþjónustu. Lagt hefur verið til að öldrunarferlið sé stjórnað af flóknum aðferðum, knúin áfram af víðtæku samspili erfða- og umhverfisþátta. Vegna hægfara skemmda á frumu- og vefjastigi er aldur áhættuþáttur og í mikilli fylgni við næmi fyrir langvinnum sjúkdómum eins og krabbameini sem og hjarta- og æðasjúkdómum og taugahrörnunarsjúkdómum (Kenyon, 2005). Öldrun dregur einnig úr taugamótavirkni, nýmyndun próteina og vitræna virkni. Þessar virknibreytingar stuðla að aldurstengdri minnisskerðingu (AMI) (Burke og Barnes, 2010; Schimanski og Barnes, 2010). Þess vegna gæti þróun lyfja til að seinka aldurstengdri meinafræði og vitrænni öldrun verið gagnleg fyrir lífsgæði mannsins. Í þessari rannsókn notuðum við Drosophila melanogaster, sem er tilvalin lífvera fyrir in vivo öldrunarrannsóknir vegna stutts líftíma hennar, til að meta verkun lyfja og kanna sameindaferla sem liggja að baki bættu öldrun og AMI.

Herbacistanche, einnig þekkt undir kínverska nafninu Rou CongRong, er sníkjudýr planta sem er aðallega dreift í eyðimörkum Norðvestur-Kína. Tvær Cistanche tegundir, Cistanche deserticolaY. C. Ma ogCistanchetubulosa(Schrenk) Wight eru innifalin í kínversku lyfjaskránni (2005 útgáfu) vegna svipaðra efnafræðilegra innihaldsefna og lyfjafræðilegrar virkni. Stofnaþykkni þeirra hefur verið mikið notað í þúsundir ára sem tonic lækning, aðallega til að meðhöndla ýmis einkenni, þar á meðal skerta nýrnastarfsemi, getuleysi, ófrjósemi og til að auðvelda catharsis, eins og lýst er í fornum kínverskum læknabókum. Fjölmargir efnafræðilegir innihaldsefni, þar á meðal ilmkjarnaolíur, fenýletanóíð glýkósíð (PhGs), iridoids, lignans og sykrur, hafa verið einangruð úrCistanchetegundir, og tveir helstu PhG efnisþættir, acteoside, andechinacoside eru venjulega valdir sem merki fyrir gæðamat á Herba cistanche vegna mikilvægra lyfjafræðilegra virkni þeirra (Wang o.fl., 2012).

Cistanche tubulosa(CT) útdrættir búa yfir ýmsum líffræðilegum aðgerðum sem fela í sér að stilla ónæmisvirkni, efla kynlíf, stuðla að hárvexti og öðrum ávinningi varðandi andoxun, lifrarvörn, virkni gegn beinþynningu og æxli (Li o.fl., 2016; Seok o.fl., 2015 ; Wang o.fl., 2012). Að auki leiddi in vitro rannsókn í ljós að Herbacistancheþykkni getur verndað dópamín-líkar taugafrumum gegn H2O2-framkölluðum oxunarskemmdum og aukið marktækt magn taugavaxtarþáttar og heilaafleiddra taugakerfisþáttar (Lin o.fl., 2013). Echinacoside kom í veg fyrir dópamín taugafrumudauða í MPTP-skemmdum múslíkani af Parkinsonsveiki (Zhao o.fl., 2010). Þar að auki, CT(Cistanche Tubulosa)útdráttur bætti vitræna truflunina með því að minnka amyloid útfellingu og auka asetýlkólín- og dópamínmagn í rottumódeli af Alzheimerssjúkdómi (AD) (Wu o.fl., 2014). Þó meðferðaráhrif Herbacistancheer enn nauðsynlegt til að staðfesta, af lítilli stærð, klínískri rannsókn á CT án samanburðar með lyfleysu(Cistanche Tubulosa)Glýkósíð útdrættir sýndu að lyfið hefur tilhneigingu til að meðhöndla sjúklinga með vægt til miðlungs alvarlegt AD og er með tiltölulega vægar aukaverkanir, jafnvel eftir langvarandi gjöf (Guo o.fl., 2013). Þessar upplýsingar benda til þess að glýkósíðþykkni í Herbacistanchehafa taugavarnar- og heilabilunaráhrif. Þrátt fyrir ýmsa kosti CT(Cistanche Tubulosa)Sameindakerfi þess og áhrif þess á að seinka öldrun og bæta AMI hafa ekki verið útskýrð. Í þessari rannsókn, áhrif CT(Cistanche Tubulosa)á marktækri framlengingu á líftíma bætt viðnám gegn streitu í umhverfinu og bæld aldurstengd vitræna truflun voru skoðuð til að ákvarða hugsanlega klíníska gagnsemi CT(Cistanche Tubulosa)við að hægja á öldrunarferlinu.

Efniviður og aðferð

Jurtalyf

Upprunaauðkenning áCistanche tubulosa(Schrenk) Wight(Orobanchaceae) (CT) var staðfest í Ko Da PharmaceuticalCo. Ltd. (Taoyuan, Taívan), þar sem sýnishorn af fylgiskjölum (10.603.205) hafa verið geymd og CT-þétt jurtalyfið er framleitt. Í stuttu máli var þurrkaður holdugur stilkur CT dreginn út í 12-falt soðnu vatni í 1 klst. fylgt eftir með síun. Síuvötnunum var safnað saman og sett í lofttæmi og styrk undir lægri þrýstingi í 1 klst. til að fá útdrætti. CT útdrættinum var blandað saman við sterkju í 1:1 hlutfalli (w/w) og úðað til að fá CT duft.

Viðhald fluga og líftímamælingar

Villiflugnalínan sem notuð var í þessari rannsókn var af CantonS, fengin frá Bloomington Drosophila Stock Center. Flugur voru aldar og viðhaldnar í maísmjöli við 25 gráður í 50–60 prósenta raka undir 12-klst ljós-myrkri lotu. Uppkomnum fullorðnum flugum var safnað innan 24 klst og aðskildar eftir kyni. Frá því snemma á fullorðinsaldri var flugum bætt við CT. CT(Cistanche Tubulosa)duft var leyst upp í vatni og bætt við maísmjöl við 5,4, 10,8 og 21,6 mg/ml styrkleika, sem voru í réttu hlutfalli við virkan dagskammt fyrir inntöku manna. Í lífstímagreiningu voru tuttugu til þrjátíu flugur aldar í matarhettuglasi með eða án CT(Cistanche Tubulosa); að minnsta kosti 250 flugur voru gerðar fyrir hverja meðferð. Skipt var um hettuglös með mat á 3 til 4 daga fresti og dauðar flugur voru taldar á þeim tíma

Streituþolspróf

Fullorðnum flugum var safnað og síðan formeðhöndluð með samanburðarfæði án CT(Cistanche Tubulosa)og tilraunafæði bætt við 5,4, 10,8 og 21,6 mg/ml af CT í 20 daga við 25 gráður. Til sveltigreiningar voru flugur hafðar í hettuglösum með blautum pappírum eingöngu og metið þol þeirra gegn oxunarálagi af völdum hungurs. Fyrir oxunarálagsmælingar voru flugurnar fluttar yfir í matarlaus hettuglös sem innihéldu síupappír með vetnisperoxíði (H2O2) (Sigma Aldrich) í 5 prósenta glúkósalausn til að mæla viðnám fluganna gegn H2O2-framkallað hýdroxýlrót (OH) −) streita. Á sama hátt voru flugur fluttar í hettuglös sem innihéldu síupappír sem var mettaður með 10 mM paraquat (Sigma-Aldrich), sem myndar súperoxíð anjónir (O2 -) sem valda oxunarskemmdum á dýrum. Flugur voru metnar fyrir dánartíðni að minnsta kosti þrisvar á dag þar til allar voru dauðar. Að minnsta kosti 250 flugur voru framkvæmdar í hverri meðferð. Til að klifra, sem sagt, voru flugur sem voru útsettar fyrir paraquat í 0 og 16 klst. settar í plasthettuglas og slegnar varlega í botninn. Fjöldi flugna efst á hettuglasinu var talinn eftir 18 sekúndur af klifri.

Frjósemismat

Bæði meyjar karlar og konur fengu 5,4 og 10,8 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)í 20 daga þjónað sem tilraunahópar. Tíu tilraunakennur voru paraðar við jafnmarga meyjar karldýr, sem voru 9-dagsgamlir og höfðu ekki fengið CT. Að sama skapi voru tilraunakennurnar paraðar við jómfrúar konur í sama ástandi. Pöruðu kvenflugurnar voru síðan fluttar í nýtt hettuglas til eggjavarpa í 24 klst. og heildar eggin sem verpt voru í hettuglösunum voru talin handvirkt. Frjósemisvísitala var reiknaður sem meðaltal daglegrar eggjaframleiðslu á kvendýr. Að minnsta kosti fimm hettuglös í hverri meðferð voru framkvæmd og flugur alls n=50–80.

Lyktarskynsamlegt nám og minni

Flugum var safnað eftir eyðslu og formeðhöndlaðar með 5,4, 10,8 og 21,6 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)þjónað sem tilraunahópar og viðmiðunarflugurnar höfðu ekki fengið CT(Cistanche Tubulosa)í 5 og 20 daga við 25 gráður. Ein þjálfunarrannsókn var gerð samkvæmt fyrri rannsókn (Dubnau o.fl., 2001). Í stuttu máli voru um það bil 100 flugur fyrir tveimur lyktum, annað hvort 3-oktanól (OCT, Sigma-Aldrich) eða 4-metýlsýklóhexanól (MCH, Sigma-Aldrich). Flugur sem urðu fyrir fyrstu lyktinni (skilyrt áreiti, CS plús ) voru paraðar við 80 V raflost og fengu síðan aðra lykt (CS-) án höggs. Námshæfni var ákvörðuð strax eftir þjálfun og hæfileikar 3- og {{ 12}} klst. minni hefur framkvæmt prófin eftir þjálfun í 3 og 24 klst., í sömu röð. Til að framkvæma prófið voru þjálfuðu flugurnar fastar í valpunkti T-völundarhúss þar sem þær voru samtímis útsettar fyrir OCT og MCH. Frammistöðuvísitala (PI) var reiknuð út til að tákna forðast lykt. PI sem er núll gaf til kynna 50:50 dreifingu og PI 100 sýndi 0:100 dreifingu frá CS plús lyktinni.

Mælingar á magni afrita í gegnum rauntíma magn PCR (qPCR)

Flugum var safnað eftir lokun og formeðhöndluð með 5,4 og 10,8 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)í 20 daga við 25 gráður þjónaði sem tilraunahópar og viðmiðunarflugurnar höfðu ekki fengið CT. Heildar RNA var dregið út með því að nota RNeasy Mini Kit (Qiagen) og cDNA var myndað úr heildar RNA með öfugum umritunarviðbrögðum með því að nota High-Capacity cDNA bakrit (Thermo Fisher Scientific). Uppskriftarstig markgena voru magngreind með rauntíma magnbundinni pólýmerasa keðjuverkun (Applied Biosystems ViiATM 7 Real-Time PCR System) með því að nota FastStart SYBR Green Master (Roche) samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda. Hlutfallslegt magn afrita var staðlað með því að nota samanburðarlotuþröskuldsaðferðina með ahousekeeping gen, RpLP0, sem innri staðal. Hlutfallslegur tjáningarmunur á markgenum tilraunahópanna var staðlaður í samanburðarhóp og sýndur sem faltbreyting. Grunnefnin fyrir markgenin eru skráð í viðbótartöflu 1.

Netbygging og greining

Til að greina hagnýta túlkun og líffræðilega ferla sem miðlað er af genum sem við greindum á mismunandi hátt, var Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery (DAVID) notaður til að skrifa athugasemdir og greina auðgun Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome (KEGG) ferli og gen. Verufræði fyrir þessi gen (Jiao o.fl., 2012). Til að greina bein og óbein víxlverkun gena sem tjáð eru á mismunandi hátt var genalistanum einnig hlaðið upp í Leitarverkfæri fyrir endurheimt gagnverkandi gena/próteina (STRING) til að sækja upplýsingar um víxlverkun og búa til próteinvíxlverkunarnet (Franceschini o.fl., 2013).

tölfræðigreining

Allar tilraunir voru gerðar með að minnsta kosti þremur óháðum endurteknum og tölfræðilegar greiningar voru gerðar með SigmaStat v3.5 hugbúnaði (Systat Software, Inc., IL). Gögn um lífslengingu og oxunarálag voru gerðar með heildarfjölda flugna á bilinu 250–350, og log-rank prófið var metið fyrir mismunandi greiningar. Hópsamanburður fyrir frjósemismat og vitsmunapróf var metinn með einhliða breytileikagreiningu (ANOVA), fylgt eftir með Dunnett's post-hoc prófi. Annar tilraunasamanburður var gerður með því að framkvæma t-próf ​​nemenda samanborið við samanburðarhópinn. Gögnin eru sýnd sem meðaltal ± SEM og p-gildi < 0,05="" var="" talið="">

Niðurstöður

CT (Cistanche Tubulosa) viðbót eykur líftíma flugna

Til að kanna hvort CT(Cistanche Tubulosa)viðbót getur lengt líftíma flugna, flugur voru bætt við 5,4, 10,8 og 21,6 mg/ml af CT strax eftir lokun við 25 gráður í gegnum tilraunaaðgerðirnar. Gögn okkar gáfu til kynna að CT(Cistanche Tubulosa)viðbót getur lengt líftíma bæði karl- og kvenflugna. Eins og sýnt er á mynd. 1A var líftími karlflugunnar lengdur um alla skammta af CT(Cistanche Tubulosa). Meðallíftími hópanna sem bætt var við 5,4,10,8 og 21,6 mg/ml af CT jókst marktækt um 18,9 prósent, 10,3 prósent og 9,9 prósent, í sömu röð. CT(Cistanche Tubulosa)jók einnig marktækt hámarkslíftíma allra CT hópanna samanborið við samanburðarhópinn úr 88 til 102, 98 og 102 daga við meðferð með 5,4, 10,8 og 21,6 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa), í sömu röð. Hjá konum, CT(Cistanche Tubulosa)jók marktækt meðallíftíma CT hópanna samanborið við samanburðarhópinn (mynd 1B). Meðallíftími jókst um allt að 18,8 prósent með 5,4 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)og 5,5 prósent og 6,7 prósent með 10,8 og 21,6 mg/mlof CT, í sömu röð. Við sáum einnig að hámarkslíftími lengdist marktækt úr 91 degi (viðmiðunarhópur) í 109, 98 og 102 daga við meðferð með 5,4, 10,8 og 21,6 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa), í sömu röð; hámarksstærð hækkunar á hámarkslíftíma var 19,8 prósent við 5,4 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa). Niðurstöður okkar benda til þess að CT(Cistanche Tubulosa)Fæðubótarefni lengir líftíma bæði karl- og kvenflugna verulega. Curcumin (10 μM) var notað sem jákvæð viðmiðun og árangursrík til að lengja líftíma, eins og sýnt er á viðbótarmynd 1.

CT viðbót eykur viðnám gegn hungri og oxunarálagi

Lífslenging er oft tengd aukinni viðnám gegn oxunarálagi meðan á öldrun stendur. Við metum hvort CT(Cistanche Tubulosa)viðbót eykur viðnám gegn oxunarálagi. Karl- og kvenflugur voru formeðhöndlaðar með mismunandi skömmtum af CT(Cistanche Tubulosa)í 20 daga og metið með tilliti til lifunar þeirra eftir hungursneyð (mynd 2A). Meðallifunartími og hámarkslíftími beggja kynja, samanborið við samanburðarhópinn, sýndi marktæka aukningu í 5,4 og 10,8 mg/ml CT hópunum en ekki í 21 0,6 mg/ml CT(Cistanche Tubulosa)hóp. Formeðhöndluðu flugurnar voru einnig metnar með tilliti til þess að þær lifi af eftir áskoranir með H2O2 og paraquat, sem framleiða hvarfgjarnar súrefnistegundir (ROS) til að koma af stað frumuöldrun og frumudauða. Við fundum að CT(Cistanche Tubulosa)verndaði bæði karl- og kvenflugur gegn H2O2 eiturverkunum og lengdi meðal- og hámarkslíftíma þeirra (Mynd 2B, p < 0.01 og 0,001, við 5,4 og 10,8 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa), í sömu röð). Svipuð tilhneiging sem sýndi aukna mótstöðu gegn paraquat-áskoruninni kom einnig fram. Karldýr fengu alla skammta af CT og kvendýr, sérstaklega þær sem eru með 5,4 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa) (Cistanche Tubulosa), lifði lengur en viðmiðunartækin gerðu (Mynd 3A, p < 0.001).="" varðandi="" klifurhæfileika="" fengu="" bæði="" karl-="" og="" kvenflugur="" 10,8="" mg/ml="" af="">(Cistanche Tubulosa)sýndi veiklaða hreyfitruflun af völdum paraquats 16 klst. eftir paraquat-áskorunina (mynd 3B, allt p < 0.05).="" þessar="" niðurstöður="" sýna="" að="" ct="" viðbót="" bætir="" viðnám="" gegn="" oxunarálagi,="" sem="" bendir="" til="" þess="" að="">(Cistanche Tubulosa)-framkölluð líftímalenging tengist aukinni andoxunarvörn.

Áhrif CT (Cistanche Tubulosa) á æxlunargetu

Vegna þess að öldrunarkenningin gefur til kynna að öldrunin hafi neikvæð áhrif á æxlun, skoðuðum við hvort CT(Cistanche Tubulosa)hafði áhrif á afkastahæfni með því að greina eggjagetu fullorðinna flugna. Fullorðnum flugum var safnað eftir rýrnun, aðgreindar eftir kyni og þeim gefin 5,4 og 10,8 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)í 20 daga. Virgin karlkyns eða kvenflugur gefin CT(Cistanche Tubulosa)voru pöruð við 9-dagsgamlar flugur sem ekki voru gefin CT(Cistanche Tubulosa). Við sáum skammtaháða aukningu á daglegum fjölda eggja sem verpt er á hverja kvendýr, nefnilega 30,3 prósent og 57,2 prósent aldraðra flugna sem fengu meðferð með 5,4 og 10,8 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa), í sömu röð, samanborið við viðmiðin (mynd 4, p < 0.05).="" þessi="" gögn="" benda="" til="" þess="" að="">(Cistanche Tubulosa)viðbót gæti auðveldað æxlunargetu kvenna á aldrinum en gerir það líklega ekki hjá eldri körlum.

CT (Cistanche Tubulosa) viðbót bætir vitræna getu

Við ákváðum hvort CT(Cistanche Tubulosa)fæðubótarefni hefur jákvæð áhrif á náms- og minnishæfileika, ein lotu af lyktarskynjunarþjálfun var gerð. Við metum námsárangur sem og 3- og 24-h minni, sem hefur verið talið vera millitímaminni og langtímaminni, í sömu röð. Í fyrsta lagi var flugum bætt við ýmsum skömmtum af CT(Cistanche Tubulosa)í 5 daga. Námshæfni var svipuð bæði í CT- og samanburðarhópum (mynd 5A). Varðandi 3-klst. minni, 10,8 mg/ml CT(Cistanche Tubulosa)hópurinn hafði tilhneigingu til að hafa hærri frammistöðuvísitölu (PI) en viðmiðunarhópurinn (mynd 5B, 51,5 ± 3,2 á móti 42,6 ± 2,1), þó að það sé enginn marktækur munur. Þar að auki, 5,4 og 10,8 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)bætti verulega {{0}} klst. minni flugna samanborið við viðmiðunarhópa (mynd 5C, PI=41.6 ± 3.6 og 45.9 ± 3.0 á móti 29.6 ± 2.9, í sömu röð , p < 0.05="" og="" 0.01).="" þessar="" niðurstöður="" bentu="" til="" þess="" að="" ct="" viðbót="" bæti="" minnismyndun="" hjá="" ungum="" flugum.="" í="" öðru="" lagi,="" á="" meðan="">(Cistanche Tubulosa)viðbót jók langlífi og oxunarþol flugna, við ákváðum enn frekar hvort viðbótin gæti einnig bætt vitræna hegðun hjá öldruðum flugum. Flugum var gefið venjulegt fóður með eða án 5,4, 10,8 og 21,6 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)í 20 daga til að líkja eftir öldrun; flugunum bætt við þessum skömmtum af CT(Cistanche Tubulosa)var með marktækt hærri PIs af námi (67,6 ± 1,9, 72,5 ± 0,5, og 75,2 ± 1,3, í sömu röð) en viðmiðunarhópurinn (58.0 ± 2.0; mynd 5D , p < 0.001), sem bendir til þess að CT(Cistanche Tubulosa)hefur jákvæð áhrif á að seinka aldurstengdri hnignun í námi. Svipaðar niðurstöður leiddu einnig í ljós að 5,4 mg/ml CT(Cistanche Tubulosa)hópurinn var með skilvirkari minnisvörslu á {{0}} klst. (Mynd 5E, 47,5 ± 1,9 á móti control37.{{10}} ± 2,9, p < 0,05)="" og="" 24-="" h="" minnispróf="" (mynd="" 5f,="" 31,8="" ±="" 3,8="" á="" móti="" samanburði="" 19,3="" ±="" 2,4,="" p="">< 0,01).="" þessar="" niðurstöður="" benda="" til="" þess="" að="">(Cistanche Tubulosa)viðbót eykur ekki aðeins minnismyndun hjá ungum flugum heldur seinkar einnig vitrænni hegðunarskerðingu og viðheldur skilvirkara námi og minnisgetu með aldrinum.

Sameindaleiðir sem tengjast langlífi aukningu og vitsmunalegri framför CT viðbót

CT(Cistanche Tubulosa)viðbót bælir bæði AMI og lengir líftímann. Þess vegna rökstuddum við að AMI- og langlífstengd gen gætu verið ákvörðuð með því að meta mismunatjáningu milli viðmiðunarhópsins og 5,4 og 10,8 mg/ml CT hópa með qPCR. Breytingarnar á genatjáningu flugna sem fengu CT-meðhöndlaðar voru bornar saman við þær í samanburðarhópnum sem sýndar voru á mynd 6A. Uppstýrð tjáning nokkurra markgena, þar á meðal Sirt6, Sir2, Sod,p38b og Sirt2, gæti tekið þátt í öldrunarferlinu. Umritunarstig S6k, raptor, Psn, Rpd3 og N jókst einnig, sem bendir til þess að CT(Cistanche Tubulosa)viðbót breytir merkjaflutningi þeirraTOR og Notch ferla. Að auki hafði CT viðbót marktæk áhrif á mRNA tjáningu Nmdar1, Nmdar2 ogSkpA. Til að varpa ljósi á CT-viðeigandi próteinvíxlverkanir sem lengja líftíma og bæta nám og minni, var búið til bókmenntabundið próteinvíxlverkunarnet af qPCR-skimuðum genum (mynd 6B). Hver hnútur táknar eitt prótein, en hver brún táknar eina víxlverkun sem byggir á bókmenntum. Hnútar eru flokkaðir í samræmi við KEGG ferilinn og genaverufræði líffræðilega ferli (GOBP). Eins og sýnt er á mynd 6B, eru GOBP taugavirki bindill-viðtaka víxlverkunin, sem hefur áhrif á nám og minni, og önnur GOBPof öldrun, sem tengist líftíma, báðir tengdir Notch boðleiðinni. Að auki er GOBP öldrunar undir áhrifum af mTOR merkjaleiðinni. Mikilvægi oftjáningar gena af völdum CT á þessum GOBPs og ferlum er lýst í umræðuhlutanum.

Mynd 6. Netgreining á mismunandi tjáðum genum. Flugur formeðhöndlaðar með 5,4 og 10,8 mg/ml af CT(Cistanche Tubulosa)og samanburðarfæði við 25 gráður í 20 daga var safnað til að mæla mismunandi genatjáningu. (A) Hlutfallslegt umritsmagn markgena til viðmiðanna var magnmælt með qPCR. n=4 fyrir hvern hóp. (B) Uppstýrð gen sem taka þátt í frumumerkjaflutningi og samskiptaneti þeirra. Hnútar tákna gen. Gen með oftjáningu eru hring með grænu. Brúnir tákna samskipti milli genaafurða. Samspilsgerðir eru táknaðar með mismunandi litum á myndinni. (Til að túlka tilvísanir í lit í þessari myndsögu er lesandanum vísað á vefútgáfu þessarar greinar.)

Umræða

Ójafnvægi milli myndun og brotthvarfs sindurefna með innrænum andoxunarvarnarkerfum getur valdið oxunarskemmdum á vefjum með aldrinum; þannig er talið að sindurefni gegni mikilvægu hlutverki í öldrun (Dato o.fl., 2013). Hér sýndum við að CT(Cistanche Tubulosa)viðbót í flugum lengir líftímann og leiðir til mikils þols fyrir oxunarskemmdum af völdum H2O2 og paraquats hjá báðum kynjum. Rannsóknirnar tengdust CT(Cistanche Tubulosa)og öldrun, eru minna könnuð, en útdrættir úr C. deserticola, geta lengt líftíma í öldrunarhraða músum sem hafa tilhneigingu til 8 (SAM-P8) músa (Zhang o.fl., 2014) og echinacoside, eitt af helstu efnasamböndunum sem eru til í CT , hefur jákvæð áhrif á líftímalengingu og streituþol hjá C. elegans (Wang o.fl., 2015).

Nýlegar dýrarannsóknir sýndu að echinacoside hefur verndandi áhrif gegn eiturverkunum á eistum af völdum bisfenól A og eykur nýmyndun testósteróns með því að örva stera ensím í eistum, þar á meðal CYP11A1, 3 -HSD og CYP17A1 (Jiang o.fl., 2016). CT(Cistanche Tubulosa)Etanól þykkni stuðlar einnig að lífvænleika og gæðum sæðisfruma í rottum (Wang o.fl., 2016). Þó að fylgni milli CT(Cistanche Tubulosa)og estrógen þarf enn að kanna, ein rannsókn greindi frá því að echinacoside eykur tjáningu estrógenviðtaka marktækt, svipað og estradíól-meðhöndlaða hópurinn í rottum sem hafa verið gerðar með eggjastokkum (Li o.fl., 2013). Vegna þess að æxlunargeta á sér stað neikvæða fylgni við aldur (Kenyon, 2005), skoðuðum við hvort CT hafi ávinning í öldruðum flugum. Æxlunarhæfni fyrir áhrifum af CT(Cistanche Tubulosa)sást aðeins hjá kvendýrum, sem bendir til þess að kvenflugur gætu svarað betur CT(Cistanche Tubulosa)viðbót. Þessar niðurstöður sýna að CT gæti haft kynhormónalík áhrif og seinka æxlunaröldrun, í samræmi við klíníska notkun CT(Cistanche Tubulosa)til að meðhöndla kynlífsvandamál hjá mönnum.

Acteoside getur útskýrt verndandi áhrif til að draga úr frumudauða taugafrumu og minnistapi í öldruðum músarlíkani sem framkallað er af blöndu af D-galaktósa og AlCl3, sem bendir til þess að CT gæti haft möguleika á að hafa taugaverndandi og minnisbætandi eiginleika (Gao et al., 2015; Peng o.fl., 2015). Gögnin okkar gáfu til kynna að minnismyndun batnaði hjá ungum flugum sem bættust við CT. Þess vegna metum við hvort CT(Cistanche Tubulosa)viðbót er gagnleg til að varðveita minni við öldrun vegna þess að vitað er að vitræna virkni minnkar við eðlilega öldrun. Niðurstöður okkar leiddu í ljós að hægt er að bæta nokkrar gerðir af AMI, þar á meðal nám, 3- og 24-hmeory, með CT(Cistanche Tubulosa)viðbót í 20 daga.Samkvæmt fyrrgreindum niðurstöðum, CT(Cistanche Tubulosa)viðbót getur haft jákvæð áhrif á langlífi og aukið minnismyndun auk þess að seinka AMI nægilega.

Notkun dýralíkana auðveldar auðkenningu á hugsanlegum aðferðum og leiðarfíkn CT(Cistanche Tubulosa)að hægja á öldrun heilans og fresta AMI á frumustigi. Við lögðum áherslu á sameindakerfi sem liggur að baki öldrun, taugafrumum og oxunarálagi og rökstuddum að AMI- og langlífstengd gen gætu verið auðkennd með því að skoða mismunatjáningu milli stjórnunar- og CT-hópa með qPCR. Notch boðleiðin er mjög varðveitt meðal tegunda frá Drosophila til manna; það tjáir í miðtaugakerfi fullorðinna vegna mýktar tauga og stjórnar taugaaðgreiningu ásamt hemlunardeyfingu þess meðan á þroska stendur (Presente o.fl., 2001). Mýs sem bera arfblendna stökkbreytingu á Notch skortir staðbundið nám og minni (Costa o.fl., 2003). Presenilín (Psn) er nauðsynlegt til að virkja klofnun Notch í Notch innanfrumulénið og útsláttur á Psn veldur skerðingu á synapticplasticity og minnismyndun (Saura o.fl., 2004). Gögn okkar leiddu í ljós skammtaháða uppstjórnun á Notch og Psn í CT(Cistanche Tubulosa)flugur í viðbót, með óbreytt tjáningarstig dofi, sem gefur til kynna Notch-boðaleiðina sem öflugan aðferð til að bæta minni með CT viðbót. Auk Notch-merkja, N-metýl-D-aspartat viðtaka (NMDAR), glútamat- og D-serínknúin jónarás í taugafrumum, stjórntaugamótun og minnisvirkni (Furukawa o.fl., 2005). Drosophila erfðamengi inniheldur tvö NMDAR undireiningar, Nmdar1 ogNmdar2, og báðar skipta sköpum í minnisvirkni. Nmdar1 niðurbrot í Drosophila skerðir nám og minni (Xia o.fl., 2005), en Nmdar2 oftjáning í músum eykur nám og minni (Tang o.fl., 2001). Gögnin okkar sýndu skammtaháða aukningu á Nmdar1 og Nmdar2 uppstjórnun hjá CT-bættu flugum, sem bendir til annars hugsanlegs kerfis til að bæta minni með CT(Cistanche Tubulosa)viðbót.

Flokkur O af forkhead box umritunarstuðli (FoxO) ferli er varðveittur meðal tegunda og mikilvægur í efnaskiptum, streituþoli og lengingu líftíma (Lehtinen o.fl., 2006). Breytingar eftir þýðingu, þar á meðal fosfórýlering, asetýlering og ubiquitylering, stjórna virkni FoxOs (van der Horst og Burgering, 2007). Silent information regulator 2 (Sir2; homolog í spendýrum er þekkt sem SIRT1) stjórnar virkni FoxO með afasetýleringu og hefur áhrif á líftíma dýra sem tengist insúlínlíkum vaxtarþáttum (IGF) ferli (Lemieux o.fl., 2005). Sirt6 affosfórar FoxO til að valda lengingu lífstíma hjá karlkyns músum (Kanfi o.fl., 2012). Gögnin okkar leiddu í ljós Sir2 og Sirt6 uppstýringu í flugum með CT viðbót, sem gefur til kynna að FoxO stjórnun með skyrtum gæti verið öflugur aðferð til að lengja líftíma með CT(Cistanche Tubulosa)viðbót. Sindurefni sem myndast við efnaskiptaferli valda skemmdum á DNA og próteinum, sem leiðir til styttingar líftíma. Sir2 er einnig oxandi streituviðbragðsgen (Whitaker o.fl., 2013) og oftjáður súperoxíð dismutasi (SOD), sem breytir O2− í H2O2 og loks í H2O með því að nota katalasa og glútaþíon peroxidasa, hefur verið greint frá því að lengja líftíma flugna ( Le Bourg, 2001). Gögnin okkar leiddu í ljós skammtaháða Sod og Sir2 uppstýringu í flugum með CT viðbót, sem bendir til þess að andoxunarferlar geti verið öflugur aðferð til að lengja líftíma með CT(Cistanche Tubulosa)viðbót.

Önnur lykilleið í öldrun er stjórnað af mTOR fléttunum mTORC1 og mTORC2, sem báðar stuðla að öldrun lífvera á íhaldssaman þróunarlegan hátt. Merki frá insúlínviðtakanum virkja mTORC1 í gegnum fosfóínósítíð3-kínasa-Akt leiðina til að stuðla að próteinmyndun og bólgu og til að hindra sjálfsát og glýkólýsu með því að nota aðskilin prótein í aftanstreymis (Johnson o.fl., 2013). Próteinmyndun er virkjuð af ríbósómal próteini S6 kínasa (S6K), sem myndar neikvæða endurgjöf til að hindra insúlínviðtakaboð (Hands o.fl., 2009). Hindrandi markmið mTORC1 er Drosophila próteinið svipað (sima), en samkynhneigð þess í spendýrum er þekkt sem súrefnisvaldandi þáttur 1 alfa (HIF1). HIF1 gegnir verndarhlutverki gegn aldursháðum skemmdum á æðum og hreyfitaugafrumum (Oosthuyse o.fl., 2001; Rivard o.fl., 2000). Gögnin okkar leiddu í ljós óbreytt tjáningarstig mTOR flókinna undireininga, þar á meðal Tor, rictor og raptor, en CT(Cistanche Tubulosa)viðbót skammtaháð hækkaði S6K og sima, sem gefur til kynna verndandi hlutverk CT(Cistanche Tubulosa)gegn mTOR virkni.

Ályktanir

Þrátt fyrir að nokkrar óljósar leiðir hafi verið auðkenndar, langlífi og mikil greind stuðlaði að CT(Cistanche Tubulosa)inngrip getur verið ófjölgena eiginleiki sem hefur áhrif á samspil margra gena, og aðrir erfðafræðilegir þættir sem við höfum ekki útskýrt geta einnig stýrt öldrunarferlinu. Fyrir aldraða ætti að viðhalda æskilegri líkamlegri hæfni og vitsmunalegum hæfileikum til að fresta eða koma í veg fyrir heilabilun og langvinna sjúkdóma vera afgerandi árangur úr rannsóknum á öldrun. Vegna þess að CT(Cistanche Tubulosa), þekkt sem „ginseng eyðimerkurinnar,“ hefur áberandi læknandi áhrif á styrkingu nýrna yang, sem nærir öll líffæri og endurnýjar lífsnauðsynlegan kjarna í hefðbundinni kínverskri læknisfræði, við teljum að rannsóknin okkar gefi sönnunargögn sem styðja klíníska meðferð á sneiðmyndatöku.(Cistanche Tubulosa)og gæti veitt dýrmæta innsýn til að þróa ný lyf eða aukefni í matvælum til að seinka ekki aðeins öldrun og aldurstengdum sjúkdómum heldur einnig til að bæta lífsgæði mannsins.

Hagsmunaárekstur

Höfundar lýsa því yfir að þeir hafi enga hagsmunaárekstra.

Viðurkenningar

Þessi vinna var studd af China Medical University(CMU103-S-25); China Medical University Hospital (DMR-101-065,DMR-103-099); Vísinda- og tækniráðuneytið í Taívan (NSC 102-2632-B-039-001-MY3, MOST 104-2632-B-039-002), og að hluta af heilbrigðis- og velferðarráðuneyti Taívans klínískrar rannsóknar- og rannsóknarmiðstöðvar framúrskarandi (MOHW105-TDU-B-212-133019).

Viðbótarefni

Viðbótarefni sem tengist þessari grein er að finna, í netútgáfu, á doi:10.1016/j.phymed.2017.01.006.

Úr: 'sameindaleiðir sem tengjast langlífi og vitsmunalegum framförumCistanche tubulosaí Drosophila' eftirWei-Yong Lin o.fl

--W.-Y. Lin o.fl. / Phytomedicine 26 (2017) 37–44

Heimildir

Burke, SN, Barnes, CA, 2010. Senescent synapses og hippocampal hringrás gangverki. Stefna Neurosci. 33, 153–161.

Costa, RM, Honjo, T., Silva, AJ, 2003. Náms- og minnisbrestur hjá Notch stökkbreyttum músum. Curr. Biol. 13, 1348–1354.

Dato, S., Crocco, P., D'Aquila, P., de Rango, F., Bellizzi, D., Rose, G., Passarino, G., 2013. Kanna hlutverk erfðabreytileika og lífsstíls í oxun streituviðbrögð við heilbrigðri öldrun og langlífi. Alþj. J. Mol. Sci. 14, 16443–16472.

Dubnau, J., Grady, L., Kitamoto, T., Tully, T., 2001. Truflun á taugaboðum í líkama Drosophila sveppa hindrar endurheimt en ekki öflun minnis. Náttúra 411, 476–480.

Franceschini, A., Szklarczyk, D., Frankild, S., Kuhn, M., Simonovic, M., Roth, A., Lin, J., Minguez, P., Bork, P., von Mering, C. , Jensen, LJ, 2013. STRING v9.1: prótein-prótein samskipti net, með aukinni umfjöllun og samþættingu. Nucleic Acids Res. 41, D808–D815.

Furukawa, H., Singh, SK, Mancusso, R., Gouaux, E., 2005. Fyrirkomulag undireininga og virkni í NMDA viðtökum. Náttúra 438, 185–192.
Gao, L., Peng, XM, Huo, SX, Liu, XM, Yan, M., 2015. Minnisaukning á Acteoside (Verbascoside) í öldrunarmúslíkani framkallað af blöndu af D-gal og AlCl3. Phytother. Res. 29, 1131–1136.
Guo, Q., Zhou, Y., Wang, CJ, Huang, YM, Lee, YT, Su, MH, Lu, J., 2013. Opin rannsókn á samanburði án lyfleysu áCistanche tubulosaglýkósíðhylki (Memoregain((R))) til að meðhöndla miðlungs alvarlegan Alzheimerssjúkdóm. Am. J. Alzheimer Dis. Aðrir Demen. 28, 363–370.
Hands, SL, Proud, CG, Wyttenbach, A., 2009. Hlutverk mTOR í öldrun: próteinmyndun eða autophagy? Öldrun (Albany NY) 1, 586–597.
Jiang, Z., Wang, J., Li, X., Zhang, X., 2016. Echinacoside ogCistanche tubulosa(Schenk) R. Wight bætir bisfenól A af völdum eistum og sæðisskemmdum hjá rottum í gegnum kynkirtlaásstýrða stera ensím. J. Ethnopharmacol 193, 321-328.
Jiao, X., Sherman, BT, Huang da, W., Stephens, R., Baseler, MW, Lane, HC, Lempicki, RA, 2012. DAVID-WS: staðbundin vefþjónusta til að auðvelda greiningu á gena-/prótínlista. Lífupplýsingafræði 28, 1805–1806.
Johnson, SC, Rabinovitch, PS, Kaeberlein, M., 2013. mTOR er lykilstillir öldrun og aldurstengd sjúkdómur. Náttúra 493, 338–345.
Kanfi, Y., Naiman, S., Amir, G., Peshti, V., Zinman, G., Nahum, L., Bar-Joseph, Z., Cohen, HY, 2012. Sirtuin SIRT6 stjórnar líftíma karlkyns mýs. Náttúra 483, 218–221.
Kenyon, C., 2005. Mýktleiki öldrunar: innsýn frá langlífum stökkbreyttum. Cell 120, 449–460.
Le Bourg, E., 2001. Oxunarálag, öldrun og langlífi í Drosophila melanogaster. FEBS Lett. 498, 183–186.
Lehtinen, MK, Yuan, Z., Boag, PR, Yang, Y., Villen, J., Becker, EB, DiBacco, S., de la Iglesia, N., Gygi, S., Blackwell, TK, Bonni, A., 2006. Varðveitt MST-FOXO merkjaleið miðlar oxunarstreituviðbrögðum og lengir líftíma. Cell 125, 987–1001.
Lemieux, ME, Yang, X., Jardine, K., He, X., Jacobsen, KX, Staines, WA, Harper, ME, McBurney, MW, 2005. Sirt1 deacetylasi mótar insúlínlíka vaxtarþáttaboðaleiðina í spendýra. Mech. Öldrun Dev. 126, 1097–1105.
Li, F., Yang, X., Yang, Y., Guo, C., Zhang, C., Yang, Z., Li, P., 2013. Beinþynningarvirkni echinacoside í rottum sem hafa verið gerðar með eggjastokkum. Phytomedicine 20, 549–557.
Li, Z., Lin, H., Gu, L., Gao, J., Tzeng, CM, 2016. Herba Cistanche (Rou Cong-Rong): ein af bestu lyfjagjöfum hefðbundinnar kínverskrar læknisfræði. Front Pharmacol. 7, 41.
Lin, S., Ye, S., Huang, J., Tian, ​​Y., Xu, Y., Wu, M., Wang, J., Wu, S., Cai, J., 2013. Hvernig gera kínverska lyf sem styrkir nýru hindra dópamínvirka taugafrumu frumudauða? Tauga Regen. Res. 8, 2820–2826.

Oosthuyse, B., Moons, L., Storkebaum, E., Beck, H., Nuyens, D., Brusselmans, K., Van Dorpe, J., Hellings, P., Gorselink, M., Heymans, S. , Theilmeier, G., Dewerchin, M., Laudenbach, V., Vermylen, P., Raat, H., Acker, T., Vleminckx, V., Van Den Bosch, L., Cashman, N., Fujisawa, H., Drost, MR, Sciot, R., Bruyninckx, F., Hicklin, DJ, Ince, C., Gressens, P., Lupu, F., Plate, KH, Robberecht, W., Herbert, JM, Collen , D., Carmeliet, P., 2001. Eyðing á súrefnissvörun frumefnis í æðaþels vaxtarþáttarhvata veldur hrörnun hreyfitaugafruma. Nat. Genet. 28, 131–138.

Peng, XM, Gao, L., Huo, SX, Liu, XM, Yan, M., 2015. Verkunarháttur minnisauka Acteoside (Verbascoside) í Senescent Mouse Model framkallað af blöndu af D-gal og AlCl3. Phytother, Res. 29, 1137–1144.
Presente, A., Andres, A., Nye, JS, 2001. Krafa um Notch á fullorðinsárum fyrir taugastarfsemi og langlífi. Neuroreport 12, 3321–3325.
Rivard, A., Berthou-Soulie, L., Principe, N., Kearney, M., Curry, C., Branellec, D., Semenza, GL, Isner, JM, 2000. Aldursháður galli í vexti æðaþels. þáttatjáning tengist minni virkni þáttar 1 sem veldur súrefnisskorti. J. Biol. Chem. 275, 29643–29647.
Saura, CA, Choi, SY, Beglopoulos, V., Malkani, S., Zhang, D., Rao, Shankaranarayana, Chattarji, BS, Kelleher, S., 3., RJ, Kandel, ER, Duff, K., Kirkwood , A., Shen, J., 2004. Tap á virkni presenilíns veldur skerðingu á minni og mýkt í taugamótum, fylgt eftir með aldursháðri taugahrörnun. Taugafruma 42, 23–36.
Schimanski, LA, Barnes, CA, 2010. Taugapróteinmyndun við öldrun: áhrif á mýkt og minni. Front Aging Neurosci. 2. Seok, J., Kim, TS, Kwon, HJ, Lee, SP, Kang, MH, Kim, BJ, Kim, MN, 2015. Virkni afCistanche Tubulosaog Laminaria Japonica útdrætti (MK-R7) viðbót til að koma í veg fyrir mynstrað hárlos og stuðla að heilsu hársvörðarinnar. Clin. Nutr. Res. 4, 124–131.
Tang, YP, Wang, H., Feng, R., Kyin, M., Tsien, JZ, 2001. Mismunandi áhrif auðgunar á nám og minnisvirkni í NR2B erfðabreyttum músum. Neuropharmacology 41, 779–790.
van der Horst, A, Burgering, BM, 2007. Að leggja áherslu á hlutverk FoxO próteina í líftíma og sjúkdómum. Nat. Séra Mol. Cell. Biol. 8, 440–450.
Wang, T., Chen, C., Yang, M., Deng, B., Kirby, GM, Zhang, X., 2016.Cistanche tubulosaEtanólútdráttur miðlar þéttni kynhormóna hjá rottum með því að örva stera ensím í eistum. Pharm. Biol. 54, 481–487.
Wang, T., Zhang, X., Xie, W., 2012.Cistanche deserticolaYC Ma, "Desert ginseng": umsögn. Am. J. Chin. Med. 40, 1123–1141.
Wang, X., Zhang, J., Lu, L., Zhou, L., 2015. Langlífsáhrif echinacoside í Caenorhabditis elegans miðlað í gegnum daf-16. Biosci. Líftækni. Biochem. 79, 1676–1683.
Whitaker, R., Faulkner, S., Miyokawa, R., Burhenn, L., Henriksen, M., Wood, JG, Helfand, SL, 2013. Aukin tjáning Drosophila Sir2 lengir líftíma á skammtaháðan hátt. Öldrun (Albany NY) 5, 682–691.
Wu, CR, Lin, HC, Su, MH, 2014. Viðsnúningur með vatnskenndum útdrætti afCistanche tubulosafrá hegðunarbrestum í rottumlíkani sem líkist Alzheimerssjúkdómi: mikilvægi fyrir amyloid útfellingu og virkni miðlægra taugaboðefna. BMC viðbót. Varamaður. Med. 14, 202.
Xia, S., Miyashita, T., Fu, TF, Lin, WY, Wu, CL, Pyzocha, L., Lin, IR, Saitoe, M., Tully, T., Chiang, AS, 2005. NMDA viðtakar miðla Lyktarnám og minni í Drosophila. Curr. Biol. 15, 603–615.
Zhang, K., Ma, X., He, W., Li, H., Han, S., Jiang, Y., Wu, H., Han, L., Ohno, T., Uotsu, N., Yamaguchi, K., Ma, Z., Tu, P., 2014. Útdrættir af Cistanche deserticola geta andmælt ónæmissvörun og lengt líftíma í öldrunarhröðuðu músum
Prone 8 (SAM-P8) mýs. Sönn. Byggt viðbót. Varamaður. Med. 2014, 601383.
Zhao, Q., Gao, J., Li, W., Cai, D., 2010. Taugakerfis- og taugabjörgunaráhrif Echinacoside í undirbráðu MPTP músarlíkani Parkinsonsveiki. Brain Res. 1346, 224–236.