Surové polysacharidy z Cistanche Deserticola YC Ma ako imunoregulátor a adjuvans

Pre viac prosím kontaktujteoscar.xiao@wecistanche.compre viac

Abstrakt:Cistanche deserticola YC Ma (CD) sú ideálne bylinné prostriedky na zdravotné problémy. V tejto štúdii modulátorové aktivity CPCD na aktiváciudendritické bunky(DCs) a adjuvantný potenciál pre vakcínu proti slintačke a krívačke (FMDV). CPCD bezcytotoxicitaindukovala aktiváciu DC prostredníctvom upregulácie fenotypových markerov a absorpcie antigénu. Protilátky TLR-2 alebo TLR-4 potláčali hladiny CD40 a CD86 sprostredkovaných CPCD, ako aj IL-6 a IL-1 v DC. CPCD indukoval fosforyláciu molekúl súvisiacich s MAPK a NF-KB. Pri súbežnej intramuskulárnej injekcii s FMDV u myší CPCD zvýšilo špecifickú protilátku FMDV, proliferáciu lymfocytov, efektorové T-bunky. Špecificky, CPCD vyvolal Th1 reakciu, ako je indikované vyššími expresiami CD4 plus IFN-, CD8 plus IFN- a CTL reakciou. CPCD zvýšila expresiu MHC-II, CD80, CD86 a CD40 v DC a znížila frekvenciu Tregs. Preto by CPCD mohla účinne stimulovať silnejšie humorálne a bunkové reakcie moduláciou aktivácie DC prostredníctvom MAPK a dráh NF-KB súvisiacich s TLR-2/TLR-4.

Ak chcete vedieť viac, kliknite sem

1. Úvod

Väčšina zpolysacharidyodvodené z liečivých bylín priťahujú rastúci záujem v oblasti adjuvans kvôli ich nízkej toxicite a širokospektrálnemu posilňovaču imunity (Chen & Huang, 2018; He et al., 2020). Mnoho výskumníkov úspešne použilo liečivé byliny ako adjuvantných kandidátov pre mnohé vakcíny. Typické polysacharidy vrátane Astragalus polysacharid, Panax ginseng polysacharid, Poria cocos polysacharid a lentinan sa široko používajú ako adjuvans pre vakcíny proti niekoľkým infekčným chorobám (P. Li & Wang, 2015; Rey Ladino, Ross, Cripps, McManus a Quinn 2011; B. Sun a kol., 2018). Cistanche deserticola YC Ma (C. deserticola, v čínštine "Rou Cong-Rong") sa tradične po stáročia používa ako tonizujúci bylinný doplnok na liečbu chorôb v tradičnej čínskej medicíne (TCM) podľa Čínskeho liekopisu (S. Li, Wu, & Le, 2021; Yong & Tu, 2009). In vivo a in vitro štúdie odhalili, že extrakty C. deserticola vykazovali mnohéfarmakologické funkcievrátane zmiernenia únavy aprotizápalovéneuroprotektívne, antivírusové a imunomodulačné funkcie (Fu, Fan, Wang, & Gao, 2018; Tian Wang, 2012). Ukázalo sa, že polysacharidy z C. deserticola, aktívne zložky C. deserticola, majú široké spektrum biologických aktivít vrátane modulácie imunitnej odpovede a antioxidačných protizápalových a protiúnavových funkcií (Dong, Yao, Fang a Ding , 2007; W. Zhang a kol., 2016). V rokoch 2018 a 2019 sme preukázali, že surové polysacharidy C. deserticola (CPCD) pôsobili ako adjuvans pre OVA antigén podporujúci imunitné reakcie Th1/Th2. CPCD by mohla indukovať aktiváciu DC prostredníctvom Toll-like receptora 4 (TLR-4) (Zhang et al., 2018). Zistilo sa tiež, že CPCD vyvoláva imunitné reakcie Th1, vrátane sekrécie IFN- a generovania IgG2a proti chrípkovej vakcíne u myší (Zhao, Lian, Wang, Li a Zhang, 2019). Preto je potrebné odhaliť základný mechanizmus imunitnej odpovede vyvolanej CPCD a imunitný zosilňujúci účinok CPCD na inaktivovaný FMDV.

Slintačka a krívačka (FMD) je dôležité vírusové ochorenie zvierat, pretože môže viesť k vysokým ekonomickým stratám a sociálnym dôsledkom. Inaktivované vakcíny slintačky a krívačky (FMDV) sú najúčinnejšie opatrenia na kontrolu slintačky a krívačky. Súčasné inaktivované FMDV sú bezpečné, ale slabo imunogénne v dôsledku nízkej produkcie protilátok, krátkeho trvania pretrvávania protilátok, ako aj slabých imunitných reakcií u ošípaných (Y. Cao, Lu a Liu, 2016; Doel, 2003). Vyššie dávky vakcín alebo dlhší čas liečby, rôzne injekčné cesty (intramuskulárne verzus intradermálne očkovanie) a programy zrýchleného dávkovania sa použili ako dôležité stratégie na zlepšenie ochrannej účinnosti vakcín. Čoraz viac dôkazov preukázalo, že adjuvanty môžu zvýšiť účinnosť vakcín proti infekčným chorobám (Steven G. Reed, Orr, & Fox, 2013; N. Zhang et al., 2010). Nové adjuvans a ich začlenenie do FMDV môže zvýšiť imunogenicitu a dokonca zlepšiť trvanie ochrany (Y. Cao, 2014; Dar, Kalaivanan, Sied, Mamo, & Kondabattula, 2013). V súčasnosti sa veľa úsilia venuje vývoju bezpečných a účinných adjuvans, ktoré môžu maximalizovať imunogenicitu s prispôsobenou imunitnou odpoveďou (Pulendran & O'Hagan, 2021). Pre vakcíny sú potrebné rôzne adjuvans. V porovnaní s tradičnými adjuvans, polysacharidové adjuvans z TCM môžu byť užitočné pri uplatňovaní imunitných potencujúcich účinkov na FMDV moduláciou lymfocytov, cytokínov a hladín protilátok a vytváraním silnejších bunkových a humorálnych imunitných reakcií.

Ukázalo sa, že aktivácia dendritických buniek (DC) iniciuje adaptívne imunitné reakcie a reguluje imunitnú rovnováhu Th1/Th2 (Kapsenberg, 2003). Je potrebné objasniť účinok nových adjuvans na DCS. Polysacharidy TCM by mohli zlepšiť expresiu povrchových molekúl na DC, vrátane MHC II, CD80, CD86 a CD40, a zvýšiť hladinu prozápalových cytokínov, ako sú IL-6 a IL{{ 8}} (J. Li, Li a Zhang, 2015). Imunomodulačné aktivity polysacharidov TCM sa dosahujú prostredníctvom priamej väzby membránových receptorov na DC (Jiang, Zhu a Jiang, 2010). Inými slovami, imunoadjuvantná aktivita CPCD je spojená s imunomodulačnými účinkami na DC. Okrem toho sú TLR sentinelové receptory podporujúce aktiváciu a nábor DC a spúšťajúce reakcie B buniek a T buniek. Dráhy mitogénom aktivovanej proteínkinázy (MAPK) a nukleárneho faktora kappa-B (NF-κB) sú kritickými následnými dráhami TLR a aktivácia týchto dráh môže indukovať produkciu prozápalových cytokínov vrátane IL-6 a IL{{15} } (Akira & Takeda, 2004). Preto je potrebné skúmať downstream dráhy súvisiace s TLR za účelom pochopenia reakcií imunitných buniek na infekciu. V tejto štúdii bola myš ICR zvyčajne vybraná ako modelové zviera v laboratóriu pre FMDV na určenie vzťahu medzi adjuvans a účinnosťou vakcíny z dôvodu nepohodlného použitia cieľových zvierat a CPCD ako adjuvans FMDV sa skúmal in vitro a in vivo. preskúmať jeho úlohu pri aktivácii DC pomocou následných MAPK a dráh NF-κB súvisiacich s TLR-2/TLR{19}}. Táto štúdia poskytuje základ pre pochopenie indukčných mechanizmov imunomodulačných aktivít pomocou CPCD, ako aj potenciálu CPCD ako polysacharidového adjuvans pre FMDV u cieľových zvierat.

2: Materiál a metódy

Identifikáciu C. deserticola (č. CD17042001) poskytol profesor Jiang He. Inaktivovaný antigén O-sérotypu 146S vírusu FMD a adjuvans ISA-206 láskavo ponúkla spoločnosť Tecon Biology Co., Ltd. (Čína). Fetálne bovinné sérum (FBS) bolo od Biological Industries. Médium RPMI 1640 bolo zakúpené od GIBCO (USA). polymyxín B (PMB), lipopolysacharid (LPS), 3-(4,5-dimetyltiazol-2-yl)-2,5- difenyltetrazóliumbromid (MTT) boli Produkt Sigma. Súprava na počítanie buniek-8 (CCK-8) bola od spoločnosti Biosharp (Čína). Myší faktor stimulujúci kolónie granulocytov a makrofágov (GM-CSF) bol od PeproTech (USA). Súpravy IL-6 a IL{17}} boli od spoločnosti Boster (Čína).

Golgistop, Cytofix/Cytoperm, Perm/Wash pufor a protilátky proti CD3, CD4, CD8, CD44, CD11c, MHC-II, CD80, CD86, CD40 boli od BD Biosciences (USA). Súpravy na nukleárnu a cytoplazmatickú extrakciu a súpravy na kvantifikáciu proteínu BCA boli od Cwbiotech (Čína). Protilátky anti-TLR{10}} a anti-TLR{12}} boli zakúpené od spoločnosti Novus Biologicals (USA). MAPK a súpravy NF-KB dráhy boli od Cell Signaling Technology (USA). Anti-myšie/králičie protilátky značené chrenovou peroxidázou (IgG/IgG1/IgG2a) od Southern Biotech (USA). Súprava na farbenie Tregs od eBiosciences (USA).

3: výsledok

Obsah neutrálnych sacharidov bol stanovený na 50,53 percent ± 1,28 percent a obsah kyslých sacharidov bol 17,81 ± 0,51 percent. Priemerná molekulová hmotnosť (Mw) CPCD bola vypočítaná na 46,77 kDa s retenčným časom (obr. 1A). Monosacharidové zloženie CPCD ukazuje, že hlavnými cukrovými zložkami CPCD sú Glc, Ara, Gal, Rha, GlaA a Man v molárnych percentách 33,17 percenta, 28,98 percenta, 16,39 percenta, 10,97 percenta, 8,05 percenta, 2,42 percenta (obr. 1B). Obr. 1C ukazuje FT-IR spektrum CPCD. Značky pri 3383,64 cm−1 boli spôsobené hydroxylovou skupinou. Absorpčné pásy alkylovej skupiny boli pozorované pri 2926,97 cm−1 a 1417,99 cm−1.karbonylskupiny boli pozorované pri 1635,56 cm-1. Signály od 1257,06 do 1032,02 cm-1 indikovali prítomnosť pyranózových kruhov. Aby sa ďalej preskúmalo, či boli dráhy MAPK a NF-KB aktivované liečbou CPCD, DC boli stimulované CPCD v inom čase a skúmali sa expresie kľúčových proteínov zapojených do týchto dvoch dráh. CPCD indukoval fosforyláciu JNK, ERK a p38 časovo závislým spôsobom a hladiny fosforylácie JNK, ERK a p38 boli najvyššie po 15–30 minútach (obr. 5AD). Okrem toho bola fosforylácia cytoplazmatického NF-KB p65, IKB, IKK/ a jadrového NF-KB p65 tiež indukovaná spôsobom závislým od času. Hladiny fosforylácie cytoplazmatického p65, IκB a IKK / a podiel p65 v jadre boli najvyššie po rôznych časoch: 15–30 minút pre p65, 30 minút pre IκB, 60 minút pre IKK / a 20 minút pre podiel p65 v jadre (obr. 5E-5J).

Tento článok je prevzatý z domovskej stránky časopisu Journal of Functional Foods 87 (2021) 104800: www.elsevier.com/locate/jff