ЧАСТ 1 Антиоксидация и цитопротекция на актеозид и неговите производни: Сравнение и механична химия

Xican Li 1,2,*,† ID, Yulu Xie 1,2,†, Ke Li 3,4, Aichi Wu 1,2,*, Hong Xie 1,2, Qian Guo 1,5, Penghui Xue 1, Yerkingul Maleshibek 1, Wei Zhao 6, Jiasong Guo 7 и Dongfeng Chen 3,4

1 училище по китайска билкова медицина, Университет по китайска медицина в Гуанджоу, Гуанджоу 510006, Китай;

2 Лаборатория за иновативни изследвания и развитие на TCM, Университет по китайска медицина в Гуанджоу, Гуанджоу 510006, Китай

3 Училище по основни медицински науки, Университет по китайска медицина в Гуанджоу, Гуанджоу 510006, Китай;

4 Изследователски център по основна интегративна медицина, Университет по китайска медицина в Гуанджоу, Гуанджоу 510006, Китай

5 School of Basic Medical Science, Guangdong Pharmaceutical University, Гуанджоу 510007, Китай

6 Zhongshan School of Medicine, Sun Yat-sen University, No. 74 Zhongshan Road. 2, Гуанджоу 510080, Китай;

7 Катедра по хистология и ембриология, Южен медицински университет, Гуанджоу 510515, Китай;

Получено: 24 януари 2018 г.; Приет: 20 февруари 2018 г.; Публикувано: 23 февруари 2018 г

Резюме:Проучването се опита да проучи ролята на захарните остатъци и механизмите на фенолните фенилпропаноидни антиоксиданти.Актеозид, заедно с неговата противоположна страна на форзитозид В и рамнозид подиум, са сравнително изследвани с помощта на различни антиоксидантни анализи. В три анализа, базирани на пренос на електрони (ET) (FRAP, CUPRAC, PTIO*-почистване при pH 4,5), относителните нива на антиоксиданти грубо се определят катоактеозид>форзитозид B > полиумозид. Такъв ред се наблюдава и в H^плюс-анализ на PTIO*-почистване с включен трансфер при рН 7,4 и в три анализа за почистване на радикали, включващи множество пътища, т.е. ABTS плюс •-почистване, DPPH• -почистване и • O2 - -почистване. В UV-vis спектрите всеки от тях показва червено отместване при 335—364 nm и два слаби пика (480 и 719 nm), когато се смесва с Fe^{2 плюс}; въпреки това,актеозиддава най-слаба абсорбция. При ултра-ефективна течна хроматография, съчетана с електроспрей йонизираща квадруполна времепролетна тандемна масспектрометрия (UPLC—ESI—Q-TOF—MS/MS), не беше открит пик на образуване на радикален аддукт (RAF). Анализът на МТТ разкри, че полиумозидът показва най-висока жизнеспособност на мезенхимни стволови клетки от костен мозък, получени от оксидативен стрес. В заключение,актеозид, форзитозид B и полиумозид могат да бъдат включени в множество пътища за упражняване на антиоксидантно действие, включително ET, H^плюс-трансфер, или Fe^{2 плюс}-хелиране, но не RAF. Прехвърлянето на ЕТ и Н плюсможе да бъде възпрепятстван от рамнозилови и апиозилови части; обаче Fe^{2 плюс}-хелиращият потенциал може да бъде подобрен от два захарни остатъка (особено рамнозилова част). Общият ефект на рамнозил и апиозил части е да подобрят антиоксидантните или цитопротективните ефекти.

Ключови думи:актеозид; апиозил; форзитозид В; фенилпропаноидни гликозиди; полиумозид; рамнозил

За повече информация моля свържете се с:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola има много ефекти, щракнете тук, за да научите повече

1. Въведение

Наскоро,актеозид(вербаскозид, Фигура 1, фенолен фенилпропаноиден гликозид, срещащ се във върбинка и други растения, беше установено, че подобрява ефективността на ядрен трансфер на кучешки соматични клетки (SCNT) по време на процеса на клониране на кучета. В допълнение,актеозидможе да защити клетките на човешкия невробластом SH-SY5Y срещу увреждане, предизвикано от р-амилоид, и фибробластите на човешката кожа срещу увреждане, предизвикано от рентгенови лъчи. Неговият подходящ форзитозид B (Фигура 1) също се разпространява в растенията и е наблюдавано, че упражнява мощни невропротективни ефекти с благоприятен терапевтичен времеви прозорец. Смята се, че тези благоприятни ефекти върху клетките и тъканите са свързани със защитата на някои биомолекули, като липиди и ДНК. Всъщност,актеозиди негов аналогczsтанозидFе доказано, че инхибират митохондриалната липидна пероксидация при плъхове. Известно е, че липидната пероксидация е резултат от клетъчен оксидативен стрес и в крайна сметка от реактивни кислородни видове (ROS).

От гледна точка на защитата на ДНК,актеозиди неговите производни могат бързо да поправят ДНК радикали, като 2'-дезоксиаденозин-5'-монофосфат (dAMP) и 2'-деоксигуанозин-5'-монофосфат (dGMP) [8]. Тези вторични дезоксинуклеотидни радикали могат допълнително да увредят окислително клетките, което води до мутагенеза и карциногенеза [9]. Това показа биофизичното изследванеактеозиди неговите производни биха могли да се прикрепят към малки жлебове на ДНК и бързо да поправят такова окислително увреждане на ДНК [10]. Базираният на преференциална конформация модел на топка предлага (Фигура 1,вдясно), че тези молекули са удължени и могат лесно да достигнат до веригата на ДНК и по този начин те са в състояние бързо да поправят увреждането на ДНК радикалите [8].

Въпреки това, от гледна точка на биохимията, възстановяването по същество се осъществява чрез ROS-почистващ (т.е. антиоксидантен) път. Както бе споменато по-рано, генерирането на дезоксинуклеотидни радикални нации в крайна сметка е от атаката на ROS, включително свободни радикали (напр.・OH радикал 11) и молекули на окислителя (напр. H2O2 [12]). Смята се, че изчистването на ROS ефективно понижава клетъчния окислителен статус [13,14] и подобрява качеството на стволовите клетки [12,15]. Следователно е необходимо да се проучи тяхната антиоксидантна способност и допълнително да се обсъдят възможните механизми.

В това проучване три фенолни фенилпропаноидни гликозида (актеозид, форзитозид В и полиумозид) бяха сравнително изследвани с помощта на различни антиоксидантни анализи, включително 2-фенил-4,4,5,5-тетраметилимидазолин{ Тест за отстраняване на {5}}оксил-3-оксидни радикали (PTIO・), анализ за намаляване на антиоксидантната сила на железни йони (FRAP), анализ за намаляване на антиоксидантния капацитет на медна киселина (CUPRAC), 2,2'-казино-бис({{11 }}етилбензен-тиазолин-6-сулфоново киселинен радикал (ABTS плюс •) тест за отстраняване, 1,1-дифенил-2-пикрил-хидразин (DPPH・)анализ и ・.{{18} }почистващ анализ, както и Fe^{2 плюс}- хелатиращ UV-спектрален анализ. Впоследствие техните реакционни продукти с DPPH・ бяха определени с помощта на ултра-ефективна течна хроматография, съчетана с електроспрей йонизираща квадруполна времепролетна тандемна масспектрометрия (UPLC—ESI—Q-TOF—MS/MS). И накрая, техният цитопротективен ефект спрямо получени от костен мозък мезенхимни стволови клетки (bmMSC) беше оценен с помощта на 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,{{12 }}дифенил (MTT) анализ. Както се вижда на фигура 1,разликата между трите фенолни фенилпропаноидни гликозида (т.е. актеозид, форзитозид В и полиумозид) е гликозидният тип: форзитозид В е аналог на актеозида, докато полиумозидът е рамнозид на актеозида. По този начин това сравнително изследване също помага за разбирането на ролите на апиозил и рамнозил в антиоксидантните ефекти.

2. Резултати

2.1. Анализи за редуциране на метал (FRAP & CUPRAC)

В проучването проведохме два анализа за намаляване на метала, т.е. анализ FRAP и анализ CUPRAC. Както е показано в Suppl. 1, актеозидът и неговите производни повишават относителния FRAP (или Cu^{2 плюс}-редуцираща мощност) проценти при 0-10 昭/L в зависимост от дозата. Техният ред на относителните нива на редуциране на метали грубо намалява в реда на актеозид > форзитозид В > полиумозид (Таблица 1).

2.2. PTIO・- Анализ на прочистване

PTIO*-почистващият анализ беше разработен наскоро от нашата лаборатория [16]. Може да се използва за оценка на нивата на антиоксиданти и за изследване на антиоксидантните пътища. Както е показано в Suppl. 1, актеозидът и неговите производни могат успешно да почистят PTIO* при pH 4,5 и pH 7,4. Въпреки това, според стойностите на IC50 в таблица 1, техните относителни нива на PTIO*-почистване при една и съща стойност на рН са различни едно от друго. Също така, всеки актеозид и неговите производни показват различни нива на PTIO• -почистване между pH 4,5 и pH 7,4. Като цяло нивата на PTIO^-почистване при 7.4 са по-високи от тези при рН 4.5.

2.3. ABTSплюс9-Скавънging и DPPH・- Анализи за почистване

ABTS^плюс—почистване и DPPH—почистване сега се използват широко за изследвания на антиоксиданти на чисти съединения или екстракти. Както се вижда в Suppl. 1, актеозидът и неговите производни в зависимост от концентрацията повишават процентите на ABTS плюс —почистване или DPPH・-почистване. Въпреки това, по отношение на стойностите на IC50 в Таблица 1, техните относителни нива на ABTS плюс ^-почистване бяха открити в реда на актеозид > форзитозид В > полиумозид > Тролокс. Подобен ред може да се наблюдава и в DPPH-тест за почистване.

2.4. UPLC-E SI—Q-TOF—MS/MS Анализ на DPP H Reacционни продукти

Реакционният продукт на DPPH・ с всеки от трите фенилпропаноидни гликозида беше изследван с помощта на UPLC—ESI—Q-TOF—MS/MS анализ. В анализа (Допълнение 2) нито един от трите фенилпропаноидни гликозида не е дал пика на RAF продукта. За сравнение беше установено, че кафеената киселина дава димерен продукт(m/z359-360, Доп. 2).

2.5. UV-Vis-Спектрален анализ на Fe^{2 плюс}-Хелиращи продукти

Тъй като UV-vis-спектрите могат да характеризират метални комплекси, изследването по този начин използва UV-vis-спектри за анализ на възможното Fe^{2 плюс}-хелираща реакция с три фенилпропаноидни гликозида. Както е показано на фигура 2,всеки от тях може да доведе до батохромно изместване (335 nmT364 nm) в UV спектрите. Междувременно всеки от тях може да осигури два слаби пика на видимия спектър във видимия спектър (480 nm и 719 nm)и водят до светлозелен вид. Пиковият интензитет обаче е в низходящ ред на полиумозид > форзитозид В > актеозид.

актеозидвцистанчемогазасилване на паметта

2.6. Тест за автоокисление на пирогалол за супероксиден анион (•O2~) Почистване

Анализът за автоокисляване на пирогалол беше подобрен от нашата лаборатория през 2012 г. [17]. Той беше използван за оценка на потенциала за пречистване на ・O2--в настоящото изследване. Както се вижда в Suppl. 1, целият актеозид и неговите производни биха могли в зависимост от дозата да увеличат процентите на --почистване. Относителната биоактивност обаче намалява в реда на полиумозид > форзитозид В > актеозид, според стойностите на IC50 в таблица 1.

цистанчеdeserticolaактеозидПолзи

2.7. Цитозащитен ефект спрямо bmMSCs подложени на оксидативен стрес (MTT анализ)

За да оценим цитопротективните ефекти на актеозида и неговите производни, направихме МТТ анализ. В анализа bmMSCs бяха повредени от окислителен реагент H₂O₂, увредените bmMSC след това бяха третирани с актеозид и неговите производни. А_{490 nm}стойностите бяха използвани за оценка на относителните цитопротективни ефекти. Както се вижда в таблица 2, всеки актеозид и неговите производни повишават в зависимост от дозата A_{490 nm}стойности. Въпреки това, при същата концентрация, полиумозидът дава най-високите стойности на A490nm.