Pati 2: Verbascoside Pwoteje Selil Pankreyas Kont ER-Estrès

Kontakte: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Imèl:audrey.hu@wecistanche.com

Alessandra Galli 1, plis , Paola Marciani 1, plis , Algerta Marku 1, Silvia Ghislanzoni 1, Federico Bertuzzi 2, Rafaella Rossi 3, Alessia Di Giancamillo 3 , Michela Castagna 1 ak Carla Perego 1,*

Pls Klike la a tounen nan Pati 1

3.4 Verbascoside Modil - Selil Aktivite Mitokondriyo ak Dinamik

MTT viabilité essais sijere yon enpak posib deverbascosidedirèkteman sou mitokondri ki asire kouple sekresyon ensilin nan eta nitrisyonèl ak siviv selil nan kalite selil sa a. Fòm ak potansyèl manbràn se makè sante mitokondriyo [42]. Nou te premye evalye potansyèl manbràn mitokondriyo lè yo make selil yo ak MitoSpyw Orange CMTMRos, yon lank pèmeyab ki gen konsantrasyon depann sou potansyèl manbràn mitokondriyo anndan an, pandan y ap MitoSpyw Green FM te itilize pou nòmalize done nan mas mitokondriyo a (Figi 4A, B). Potansyèl manbràn mitokondri yo nanverbascoside-selil trete yo te ogmante konpare ak kontwòl nan tou de kondisyon fondamantal ak estrès. Enteresan,verbascosidemetabolit egzèse efè diferan. Kafe asid pa t 'amelyore potansyèl mitokondriyo a, tandiske hydroxytyrosol te lakòz yon andikap fonksyon mitokondriyo depann de dòz, an akò ak done sou viabilite selil, efè sa a te pi evidan apre ekspoze H2O2 (Figi S3).

verbascoside soti nan cistanche

Piske fonksyon an gen rapò ak mòfoloji, nou mezire dyamèt Feret, sipèfisi ak sikilè mitokondri yo. Estrès oksidatif egi ankouraje yon gwo fizyon mitokondriyo, kidonk sa ki lakòz pi piti mitokondri sikilè [42]. Anba kondisyon estrès H2O2, mitokondri nan selil verbascoside trete yo te plis long epi yo te montre ogmante sifas pase sa yo kontwòl (Figi 4C, D ak Figi S4). Sikilarite mitokondriyo te pi ba nan selil ki trete verbascoside pase nan kontwòl ak diferans yo te pi evidan nan selil trete H2O2 (Figi S3), ankò konfime wòl pwoteksyon polifenol la.

Kapasite òganèl sa yo pou modifye fòm yo an repons a eta nitrisyonèl oswa kondisyon estrès se anba kontwòl fizyon ak evènman fizyon epi li mande pou mobilite mitokondriyo [39]. Suivi nan mouvman mitokondri yo te mennen nou kalkile distans kimilatif vwayaje a ak analiz la revele yon ogmantasyon siyifikatif nan dinamik mitokondri yo nan selil trete verbascoside yo lè yo konpare ak kontwòl, ki deja nan kondisyon fondamantal (Figi 4E, F ak Videyo S1-S4). Efè a te plis pwononse apre tretman H2O2, vre pre-tretman verbascoside prèske konplètman refè enpak estrès oksidatif sou dinamik mitokondriyo.

Ansanm done sa yo fòtman sipòte yon wòl kle nan verbascoside nan asire dinamik mitokondri ki enpòtan anpil pou ankouraje adaptasyon rapid òganèl sa a nan kondisyon estrès.

3.5 Enpak Verbascoside sou siviv ak fonksyon moun nan Langerhans

Lè ou konsidere potansyèl la tradiksyon nanverbascosideaplikasyon nan sante moun, nou verifye enpak li sou ilo izole moun nan Langerhans, yon modèl ki pi enpòtan pou etid fizyopatolojik ak famasi sou selil yo. Ilo izole yo te trete ak 16 uM verbascoside pou 5 jou epi yo te evalye potansyèl manbràn mitokondriyo a. Jan yo te rapòte nan Figi 5A, pandan ke potansyèl òganèl yo te konpwomèt nan kontwòl ilo imen apre ekspoze H2O2, potansyèl manbràn enteryè a nan mitokondri nan verbascoside pre-trete ilo pa t 'diminye siyifikativman, sipòte ipotèz la nan yon wòl pwoteksyon nan verbascoside kont ROS-induit - malfonksyònman selilè. Analiz de ekspresyon makè ER-estrès te montre yon rediksyon enpòtan nan fraksyon P-eIF2 nan de preparasyon ilo distenk yo kenbe nan 16 uM verbascoside, ki konfime downregulation nan chemen sa a tou nan echantiyon imen (Figi 5D). Efè benefis tretman polifenol yo te konfime pa ogmante kontni ensilin yo te obsève nan ilo trete verbascoside lè yo konpare ak kontwòl (Figi 5B). Dispèsyon done nan eksperyans nou yo pa t pèmèt yo demontre okenn diferans siyifikatif nan sekresyon ensilin stimul glikoz (GSIS) nan ilo trete verbascoside, byenke yon tandans pozitif sanble nan tou de kondisyon fondamantal ak estrès (Figi 5C).

4. Diskisyon

Estrès oksidatif ak enflamasyon se baz malfonksyònman selil ki fèt pandan T2D [43,44] kòm sa yo, manje fonksyonèl, nutraceuticals, ak fitochimik yo te envestige kòm zouti pou anpeche dyabèt tip 2 [45]. Nan travay sa a, nou te konsantre sou verbascoside, ki konnen pou egzèse aktivite anti-enflamatwa ak antioksidan nan newòn [18]. Malgre gwo konpleksite estriktirèl la, yo te jwenn verbascoside ak isoverbascoside nan plasma san rat ki te manje ak ekstrè Lippia citriodora ansanm ak kèk metabolit [20]. Anplis de sa, yo te detekte akimilasyon selil verbascoside ak se verbascoside nan yon liy selil kansè nan tete SKBR3 [23] ak etid ki fèt sou selil Caco-2 demontre ke kantite modere verbascoside ak isoverbascoside rete entak ak byo aksesib apre dijestif in vitro. pwosesis. Anplis de sa, Caco-2 ka absòbe tou de molekil atravè yon transpò rapid ak lineyè nan 10 a 100 uM [22]. Yo pa rapòte okenn done sou byodisponibilite verbascoside nan imen, e poutan etid yo mansyone anwo yo sijere ke li ka posib pou verbascoside ki pa metabolize travèse baryè entesten an, sikile nan plasma san, epi egzèse efè antioksidan sou selil andokrin yo. pankreyas.

Nou te jwenn yon wòl pwoteksyon verbascoside ki depann de dòz la (0.8–16 uM) sou selil klonal ak imen, tou de nan kondisyon fondamantal ak estrès. Efè sa a se akòz verbascoside tèt li epi li pa metabolit li yo asid kafeyin ak idroksitirosol, ki aktyèlman parèt cytotoxik nan konsantrasyon 16 uM. Konsantrasyon yo pwouve aktif nan eksperyans nou yo an liy ak sa yo dekri nan bèt nouri ak verbascoside [20].

Menmsi nou pa konnen si verbascoside aji yon fason ekstraselilè lè li lye ak yon reseptè manbràn oswa si li entèrnalize pa andositoz epi li travay anndan selilè, done nou yo konfime ke verbascoside gen pwopriyete antioksidan ak anti-enflamatwa, epi li pwoteje selil yo kont malfonksyònman ki asosye ak ER-estrès lè yo diminye. UPR ak pwomosyon dinamik mitokondriyo.

Vreman vre, nou te detekte yon diminisyon siyifikatif nan kontni ROS nan selil ki trete verbascoside ki se plis konfime pa rediksyon nan peroksidasyon lipid mezire atravè HNE ak ekspresyon akrolein. Kontrèman ak pi fò nan polifenol plant yo, verbascoside ROS aktivite scavenging sitou swiv endirèk (via regilasyon nan ROS retire anzim) olye ke chemen dirèk. An reyalite, li ogmante transkripsyon jèn kèk anzim antioksidan atravè aktivasyon Nrf2 (NF-E{3}}faktè ki gen rapò 2) chemen ak atravè mekanis depandan AhR (aryl hydrocarbon receptor) [24,29]. Kòm sa yo, nou te jwenn ekspresyon ogmante nan SOD1 nan selil verbascoside trete.

Omeyostaz ROS trè enpòtan nan patoloji selil yo. Akòz mank de anzim antioksidan, pwodiksyon an wo nan ROS pa ka netralize ak ER estrès pwomouvwa misfolding pwoteyin pwovoke. Estrès ER mennen nan yon rediksyon nan transkripsyon ensilin ak tradiksyon atravè aktivasyon UPR la [44,46]. Chemen sa a gen objektif prensipal pou rekipere fonksyon ER atravè repwogram ekspresyon jèn, sepandan, lè twòp stimulation, li deklannche apoptoz. Done nou yo sijere ke yon aksyon enpòtan nan verbascoside se bese UPR a, ki pèmèt modifikasyon ki nesesè pou repare malfonksyònman ER, san yo pa lakòz apoptoz. Dapre posibilite sa a, ekspresyon pwoteyin BIP, HSP70 ak PERK te diminye nan selil ki trete verbascoside, epi yo te diminye deklanchman nan chemen PERK an repons a estrès ER tunicamycin-induit. Yon aksyon menm jan an te rapòte pou tirosol nan liy selil ensilinom NIT-1 [47].

Patikilyèman enteresan se kapasite verbascoside pou modile aktivasyon branch PERK nan UPR la. Nan -selil yo, chemen sa a oblije kenbe omeyostazi sekretè fondamantal ak siviv -selil, epi li deregleman anpil nan dyabèt [41,48]. Menm plis curieux, varyant komen nan PERK kontribye nan risk pou prediabetes ak mitasyon resesif nan jèn EIF2AK3 (kode PERK) kache sansiblite nan sendwòm Wolcott-Rallison karakterize pa dyabèt pèmanan neonatal ki depann de ensilin [49,50].

Yo te detekte downregulation nan chemen enflamatwa IKB -NFKB tou nan sistèm nou an nan prezans verbascoside. NFKB reprezante prensipal chemen enflamatwa nan selil yo epi deklanchman soutni li yo kòmanse yon kaskad evènman ki fini nan lanmò selil yo. Nan selil ensiste, rediksyon nan ekspresyon NFKB pwoteje selil pankreyas yo kont ajan dyabèt [27,51], plis sipòte aplikasyon verbascoside nan prevansyon dyabèt. Enteresan, siyal PERK aktive faktè transkripsyon NFR2 (enplike nan omeyostaz redox la) ak NFKB, kidonk eksplike efè anti-oksidan ak anti-enflamatwa verbascoside [40,52].

Done nou yo tou revele yon wòl enpòtan nan verbascoside sou aktivite mitokondriyo ak dinamik.

Makè bon jan kalite operasyon mitokondriyo se dinamik yo, yon pwosesis ki karakterize pa sik kowòdone nan evènman fizyon ak fizyon ki kontwole kantite mitokondriyo, distribisyon, mòfoloji ak potansyèl manbràn [39]. Nan liy ak posibilite sa a, verbascoside amelyore potansyèl manbràn mitokondriyo tc3 tou de anba kondisyon fondamantal ak estrès. Yon fwa ankò, efè a se akòz verbascoside epi pa metabolit li yo, kòm asid kafeyin pa amelyore fonksyon mitokondriyo ak idroksitirosol siyifikativman diminye potansyèl la òganèl. Ogmantasyon dinamik mitokondriyo ak chanjman nan mòfoloji yo te obsève pa swiv mouvman mitokondriyo, kidonk sijere ke verbascoside ankouraje yon pwogram mito-mòfoz. Refòmasyon rezo mitokondriyo selilè afekte asanble sipè-konplèks chèn respiratwa yo, kidonk chanje non sèlman metabolis selilè a, men tou eta redox li yo epi pèmèt selil yo pi byen kontrekare estrès oksidatif ak enflamasyon [5,37,39].

Malgre ke mekanis molekilè a toujou enkoni, nou ka ipotèz ke verbascoside, menm jan ak lòt polifenol, pwoteje ADN mitokondriyo nan diminye konsantrasyon ROS [53] ak anpeche ouvèti pò tranzisyon mitokondriyo pèmeyabilite [54], asire aktivite fizyolojik mitokondriyo a. Yon lòt posibilite curieux se ke modifikasyon nan dinamik ak aktivite mitokondri yo ankò medyatè pa aksyon an nan verbascoside sou UPR la. Vreman vre, yon rechèch resan nan jaden mitokondriyo a endike ke sit entèraksyon ER-mitokondriyo jwe yon wòl kle nan kontwòl nan dinamik mitokondriyo ak aktivite an repons a estrès oksidatif ak PERK ki enplike nan fenomèn nan [55]. Pifò etid in vitro ak polifenol yo te fèt nan liy selil yo, souvan ki gen orijin timè, ki diferan de selil orijinal yo an tèm de metabolis ak pwodiksyon ROS. Nou isit la bay prèv ki montre verbascoside egzèse yon efè pwoteksyon tou sou zile izole moun nan Langerhans, sib final la nan entèvansyon nan dyabèt. Enteresan, polifenol la bese aktivasyon siyal PERK deja nan kondisyon fondamantal, kidonk ogmante kontni ensilin la epi anpeche malfonksyònman mitokondriyo oksidatif estrès medyatè. Li rete pou detèmine si efè polifenol sou kontni ensilin la reflete kapasite konpoze an pou anpeche lanmò selil, pou bese estrès ER oswa pou kontwole dirèkteman ekspresyon jèn ensilin, jan yo montre pou lòt konpoze polifenolik [56]. Done sa yo patikilyèman enpòtan lè nou konsidere itilizasyon posib verbascoside kòm yon terapi konplemantè nan tretman dyabèt.

5. Konklizyon

Etid yo in vitro rapòte isit la sou selil klonal ak imen yo endike ke verbascoside egzèse efè pwoteksyon kont malfonksyònman ER-estrès ki asosye, bese aktivasyon nan branch PERK nan UPR la ak amelyore dinamik mitokondri. Kòm dezòd nan omeyostaz ER deklannche selil domaj ak dyabèt, done sa yo bay yon rezon pou itilizasyon posib verbascoside kòm yon nutraceutical nan prevansyon ak tretman maladi. Men, anpil pwoblèm bezwen rezoud pou yon aplikasyon klinik efikas nan verbascoside. Malgre richès etid laboratwa yo, syans klinik serye ki konfime efè verbascoside nan vivo sou sante yo limite. Anplis de sa, ogmante estabilite li yo ak byodisponibilite obligatwa pou aplikasyon an nan lavni nan konpoze sa a nan sante moun. Soti nan pwen sa a, verbascoside se yon molekil enteresan paske echafodaj li yo gen diferan sit reyaktif ki ka modifye pa chimi konbinezon. Nou espere ke enfòmasyon ki soti nan etid sa yo pral louvri avni pou modulation terapetik nan estrès oksidatif ak enflamasyon nan kondisyon patolojik lè l sèvi avèk konpoze natirèl.

Materyèl Siplemantè: Sa ki annapre yo disponib sou Entènèt nan http://www.mdpi.com/2227-9059/8/12/582/s1. Figi S1: Efè asid kafeyin ak idroksitirosol sou viabilite selil yo. Figi S2: Efè verbascoside sou estrès ER tunicamycin-induit. Figi S3: Efè asid kafeyin ak idroksitirosol sou potansyèl manbràn mitokondriyo. Figi S4: Analiz imaj quantitative mitokondri nan selil trete ak asid kafeyin ak idroksitirosol. Videyo S1, S2 Videyo: Dinamik mitokondri yo anrejistre anba kondisyon fondamantal, nan absans (S1) oswa prezans (S2) verbascoside. Videyo S3, S4: Dinamik mitokondri yo anrejistre anba kondisyon estrès oksidatif, nan absans (S3) oswa prezans (S4) verbascoside.

Kontribisyon Otè: Konsepyalizasyon, AG, PM ak CP; gerizon done, AG ak PM; analiz fòmèl, AG ak PM; akizisyon finansman, CP; ankèt, MC; metodoloji, AM ak SG; resous, FB, RR ak ADG; sipèvizyon, CP; validation, AM, SG ak MC; vizyalizasyon, AG ak AM; ekri — bouyon orijinal, AG; ekri—revizyon ak koreksyon, PM, AM, FB, RR, ADG, MC ak CP Tout otè yo te li epi dakò ak vèsyon maniskri a pibliye.

Finansman: Rechèch sa a pa resevwa okenn finansman ekstèn.

Rekonesans: Nou ta renmen remèsye Carlo Corino ak Mario Dell'Agli pou reyaktif yo ak diskisyon itil.

Konfli enterè: Otè yo deklare pa gen okenn konfli enterè.

Referans

1. Cho, NH; Shaw, JE; Karuranga, S.; Huang, Y.; da Rocha Fernandes, JD; Ohlrogge, AW; Malanda, B. IDF Diabetes Atlas: Estimasyon mondyal prévalence dyabèt pou 2017 ak pwojeksyon pou 2045. Diabetes Res. Clin. Pratike. 2018, 138, 271–281. [CrossRef]

2. Leslie, RD; Palmer, J.; Schlott, NC; Lernmark, A. Dyabèt nan kafou: enpòtans klasifikasyon maladi nan fizyopatoloji ak tretman. Diabetologia 2016, 59, 13-20. [CrossRef] [PubMed]

3. Tokarz, VL; MacDonald, PE; Klip, A. Biyoloji selilè nan fonksyon sistemik ensilin. J. Cell Biol. 2018, 217, 2273–2289. [CrossRef] [PubMed]

4. Perego, C.; Da Dalt, L.; Pirillo, A.; Galli, A.; Catapano, AL; Norata, metabolis GD kolestewòl, fonksyon selil pankreyas ak dyabèt. Biochim. et Biophys. Acta (BBA) Mol. Baz Dis. 2019, 1865, 2149–2156. [CrossRef] [PubMed]

5. Galli, A.; Aljeri, M.; Marciani, P.; Schulte, C.; Leonardi, C.; Milani, P.; Mafoli, E.; Tedeschi, G.; Perego, C. Fòmasyon Pankreyas - Selil Diferansyasyon ak Fonksyònman: Enfliyans nan Mechanotransduction. Cells 2020, 9, 413. [CrossRef]

6. Ashcroft, FM; Rorsman, P. Dyabèt melitu ak selil la: dis dènye ane yo. Cell 2012, 148, 1160–1171. [CrossRef] [PubMed]

7. Rosengren, AH; Braun, M.; Mahdi, T.; Andersson, SA; Travers, ME; Shigeto, M.; Zhang, E.; Almgren, P.; Ladenvall, C.; Axelsson, AS; et al. Diminye ekzositoz ensilin nan selil pankreyas imen ak varyasyon jèn ki lye ak dyabèt tip 2. Dyabèt 2012, 61, 1726–1733. [CrossRef] [PubMed]

8. Polonsky, KS Dinamik sekresyon ensilin nan obezite ak dyabèt. Ent. J. Obes. 2000, 24, S29–S31. [CrossRef]

9. Roden, M.; Shulman, GI Byoloji entegre nan dyabèt tip 2. Nature 2019, 576, 51–60. [CrossRef]