Neuroprotekcia N-benzyleikosapentaénamidu u neonatálnych myší po hypoxicko-ischemickom poranení mozgu
Mar 21, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Abstrakt:
Maca(Lepidium meyenii) sa stala populárnou funkčnou rastlinnou potravinou pre svoje liečivé vlastnosti a nutričnú hodnotu.Macamidy, ako výlučne aktívne zložky nachádzajúce sa vmaca, sú unikátnou sériou nepolárnych N-benzylamidov mastných kyselín s dlhým reťazcom s viacerými biologickými aktivitami, ako sú vlastnosti proti únave a zlepšenie reprodukčného zdravia. V tejto štúdii bol identifikovaný nový druh maximalizácie, N-benzyleikosapentaénamid (NB-EPA), zmaca. Ďalej skúmame jeho potenciálnu neuroprotektívnu úlohu pri hypoxicko-ischemickom poškodení mozgu. Naše zistenia ukázali, že liečba biosyntetizovaným NB-EPA významne zmierňuje veľkosť mozgového infarktu a zlepšuje neurobehaviorálne poruchy po hypoxicko-ischemickom poškodení mozgu u neonatálnych myší. NB-EPA inhibovala apoptózu neurónových buniek po ischemickej expozícii. NB-EPA zlepšil prežitie a proliferáciu neurónových buniek prostredníctvom aktivácie fosforylovanej signalizácie AKT. Je potrebné poznamenať, že ochranná vlastnosť NB-EPA proti ischemickému poškodeniu neurónov bola závislá od potlačenia dráhy p53-PUMA. Celkovo tieto zistenia naznačujú, že NB-EPA môže predstavovať nový neuroprotektant pre novorodencov s hypoxicko-ischemickou encefalopatiou.
Kľúčové slová:maca; N-benzyl eikosapentaénamid; neonatálna hypoxicko-ischemická encefalopatia; neuroprotekcia; PUMA
1. Úvod
Neonatálna hypoxicko-ischemická encefalopatia (HIE) je častou príčinou poranenia mozgu v dôsledku nedostatku kyslíka a zníženia prietoku krvi [1,2]. HIE je extrémne averzia voči vývoju mozgu, ktorý je hlavným faktorom spôsobujúcim neurologickú dysfunkciu u detí [3]. Medzi najčastejšie následky HIE patrí detská mozgová obrna, ťažké kognitívne poruchy a motorické a behaviorálne deficity, ktoré každoročne vedú k miliónom úmrtí novorodencov alebo dlhodobým zdravotným postihnutím [4]. Terapeutická hypotermia je klinicky bežnou liečbou u neonatálnych pacientov s HIE a ukázalo sa, že zlepšuje neurologické výsledky u preživších [5]. Samotné použitie hypotermickej liečby však nestačí na zníženie úmrtnosti alebo na vyhnutie sa závažným neurovývinovým poruchám pri ťažkej HIE [6]. Napriek významnému pokroku v modernej medicínskej technológii neexistuje účinná medikamentózna liečba poškodenia nervov spôsobeného HIE [7]. Neuroprotektívna terapia má veľký význam pre dlhodobú obnovu mozgových funkcií [8]. Preto je potrebné vyvinúť bezpečné a účinné neuroprotektívne terapeutiká.
Maca(Lepidium meyenii) je jednoročná alebo dvojročná bylina z čeľade krížokvetých z Južnej Ameriky, ktorá bola v roku 2011 klasifikovaná ako nová surovina [9,10]. V mace boli identifikované rôzne zložky s farmakologickými a nutričnými účinkami, medzi ktoré patria polysacharidy, fytosteroly, alkaloidy, glukozinoláty, macaény amacamides[11,12]. Medzi týmito bioaktívnymi zložkami boli makamidy, skupina nepolárnych, N-benzylamidových zlúčenín mastných kyselín s dlhým reťazcom, uznané za charakteristické zložky, pričom prispeli k hlavným účinkom v maca, ako je proti únave, antiosteoporóza a zlepšenie plodnosti [13] –15]. Nedávno sa uvádza, že makamidy a ich syntetické analógy vykazujú zreteľnú inhibičnú aktivitu voči amidhydroláze mastných kyselín (FAAH), čo znamená, že tieto zlúčeniny majú potenciálne neuroprotektívne a protizápalové účinky [16,17].
cistanche tubulosa
V tejto štúdii bol identifikovaný nový druh maximalizovaného N-benzyleikosapentaénamidu (NB EPA) zmaca. Ďalej skúmame jeho biologické aktivity pri hypoxicko-ischemickom poškodení mozgu. Naše zistenia ukázali, že NB-EPA významne zlepšuje poškodenie mozgu novorodencov sprostredkované HI prostredníctvom zlepšenia mozgového infarktu a porúch správania. Neuroprotektívny účinok NB-EPA na prežitie ischemických neurónov bol závislý od potlačenia signálnej dráhy p53-PUMA.
2. Výsledky
2.1. Identifikácia a syntéza N-benzyleikosapentaénamidu
Macamidysú triedou amidových alkaloidov tvorených benzylamínom a časťou mastnej kyseliny, ktoré sa považujú za charakteristické markerové zlúčeninymaca. Tu sme identifikovali novú maximalizáciu, NB-EPA (molekulárny vzorec C27H37NO), z maca. Ako je znázornené na obrázku 1A, vysokoúčinná kvapalinová chromatografia s elektrosprejovou ionizačnou hmotnostnou spektrometriou (HPLC-ESI-MS/MS) vykazovala dva píky, ktoré boli zaznamenané v celkovom iónovom chromatograme m/z 392,3 s retenčnými časmi 7.{{1 0}} min a 9.{14}} min. MS/MS spektrum demonštrovalo, že informácia o fragmente píku s retenčným časom 7,0 min bola konzistentná s teoretickými fragmentmi NB-EPA (obrázok 1B). Hlavný fragmentový iónový vrchol detegovaný z tohto nového macamidu bol m/z 91,1, čo zodpovedá benzylu [C7H7] plus. Špičky iónov fragmentov MS/MS na strane mastných kyselín boli v súlade s údajmi MS/MS o kyseline eikozapentaénovej vo webovej knihe Chemistry WebBook Národného inštitútu pre štandardy a technológie (NIST) (SRD 69).
Vzhľadom na nízky obsah NB-EPA vmaca, potom sme syntetizovali NB-EPA pomocou karbodiimidovej kondenzačnej metódy. Syntetizovaná zmes sa čistila semipreparatívnou HPLC systémom. Frakcia s retenčným časom od 23,5 do 25,5 min sa odobrala a čistota zozbieranej frakcie dosiahla 98,2 percent (obrázok 1C, D). Analýza HPLC-MS/MS preukázala, že biosyntetizovaný NB-EPA a prírodný NB-EPA mali identické charakteristiky chromatografickej separácie a informácie o fragmentoch sekundárnej hmotnostnej spektrometrie (obrázok 1E–G). Spoločne tieto údaje naznačujú, že novýmakamidNB-EPA bol identifikovaný zmacaa úspešne syntetizované.
2.2. NB-EPA znižuje objemy infarktu a neurobehaviorálne deficity pri poranení mozgu HI u novorodencov
Potom sme skúmali biologickú aktivitu NB-EPA u neonatálnych myší po hypoxicko-ischemickom (HI) poranení mozgu. Obrázky vzhľadu mozgu ukázali, že ischemické mozgové tkanivo zbelelo a opuchlo v skupine s vehikulom v dňoch 1, 3, 7 a 14 po HI (obrázok 2A). Na rozdiel od toho podávanie NB-EPA v dávke 250 ug/deň počas 3 dní významne zmiernilo opuch mozgu a obsah vody v mozgu (obrázok 2A, B). Farbenie 2,3,5-trifenyltetrazoliumchloridom (TTC) ukázalo, že liečba NB-EPA (11,13 ± 2,58 percenta) jasne znížila veľkosť mozgového infarktu 3 dni po HI v porovnaní s vehikulom (37,01 ± 4,68 percenta ) (obrázok 2C). Neurobehaviorálne testy ukázali, že myši v skupine s vehikulom vykazovali významné neurobehaviorálne poruchy 1, 3 a 7 dní po HI (obrázok 2D–F). Naopak, liečba NB-EPA tieto neurologické defekty jednoznačne zlepšila (obrázok 2D–F). Tieto údaje teda naznačujú, že NB-EPA chráni pred ischemickými léziami a neurobehaviorálnymi deficitmi u neonatálnych myší po poranení mozgu HI.
Obrázok 1. Chromatogramy a MS/MS spektrá prírodného NB-EPA a syntetického NB-EPA. (A) Reprezentatívny chromatogram celkového iónového prúdu (TIC) získaný v pozitívne zvolenom režime monitorovania iónov (SIM) pre vzorku extraktu maca. (B)MS/MS spektrá m/z3923([NB-EPA plus H]*) pre vzorku extraktu maca. (C) Polopreparačný HPLC chromatogram syntetických NB-EPA materiálov. (D)HPLC chromatogram frakcií NB-EPA (23.5-25,5 min) získaných zo semipreparatívneho systému HPLC. (E) Reprezentatívny TIC chromatogram získaný v pozitívnom režime SIM pre syntetickú vzorku NB-EPA. (F)MS/MS spektrá m/z 392,3 pre biosyntetickú vzorku NB-EPA (G) Chemická štruktúra NB-EPA.
2.3. NB-EPA znižuje poškodenie mozgu indukované HI potlačením neuronálnej apoptózy
Ďalej sme skúmali, či sa ochrana NB-EPA pri poškodení mozgu HI podieľa na modulácii smrti neurónov. Farbenie hematoxylínom-eozínom (HE) ukázalo, že usporiadanie neurónov v oblasti kôry, hippocampus dentate gyrus (DG), Cornuovho amoniaku (CA) 1 a CA3 bolo narušené. a nervové vlákna boli uvoľnené a vakuolizované v ischemických mozgoch po HI poranení. Avšak liečba NB-EPA jasne zrušila poškodenie neurónových buniek (obrázok 3A). Western blot potvrdil, že NB-EPA výrazne znížila expresiu proapoptotických proteínov, ako sú p53, PUMA a Bax v ischemickom mozgovom tkanive (obrázok 3B, C). Navyše, antigén neurónových jadier (NeuN) a dvojité farbenie TUNEL preukázali významný pokles počtu buniek TUNEL plus NeuN plus 7 dní po HI u myší liečených NB-EPA (5,80 ± 1,35 percenta) v porovnaní s vehikulami (14,39 ± 2,55 percenta). (Obrázok 3D). Spoločne tieto údaje naznačujú, že priaznivý účinok NB-EPA pri HI mozgových inzultoch sa podieľa na inhibícii apoptózy neurónových buniek.
Obrázok 2. Podávanie NB-EPA znižuje mozgový infarkt a defekty správania u neonatálnych myší po poranení mozgu HI. (A) Reprezentatívne obrázky vzhľadu mozgu 1, 3, 7 a 14 dní po HI. (B) Štatistická analýza obsahu vody v mozgu z každej skupiny myší 3 dni po Hl. (C) Reprezentatívne fotografie koronálnych mozgových rezov zafarbených TTC z každej skupiny myší 3 dni po HI a kvantitatívnej analýze objemu infarktu. (DF) Neurobehaviorálne výsledky reflexu geotaxie (D), reakcie vyhýbania sa útesu (E) a testu úchopu (F) 1, 3 a 7 dní po HI. Údaje sú priemer ± štandardná chyba priemeru (SEM) ( n=8 na skupinu).*s<0.05 compared="" to="">
2.4. NB-EPA znižuje poškodenie mozgu vyvolané HI potlačením neuronálnej apoptózy
Farbenie Nissl ukázalo, že veľký počet neurónov vykazoval atrofiu, opuch a jadrovú pyknózu a dokonca zomrel so zmiznutím teliesok Nissl v ischemickom mozgu. Na rozdiel od toho NB-EPA zjavne zlepšila prežitie neurónov a preskupenie neurónov po poranení HI (obrázok 4A, B). Western blot ukázal, že NB-EPA zvýšil hladiny fosforylovaného AKT (p-AKT), pôsobiaceho ako signalizácia prežitia, v ischemickom mozgovom tkanive 7 dní po HI stimulácii (obrázok 4C, D). Doublecortin (DCX) je markerom pre neurónové prekurzory a mladé migrujúce neuróny [18] a Ki-67 je markerom bunkovej proliferácie [19]. Ošetrenie NB-EPA (19,83 ± 1,25 buniek/mm3) pozoruhodne zvýšilo počet Ki-67 plus DCX plus buniek 7 dní po HI v porovnaní s vehikulom (11,83 ± 1,08 buniek/mm3) (obrázok 4E). Tieto údaje teda naznačujú, že NB-EPA uľahčuje prežitie a proliferáciu neurónov u neonatálnych myší po poranení mozgu HI.
Obrázok 3. NB-EPA inhibuje smrť neurónov u neonatálnych myší po poranení mozgu HI. (A) Reprezentatívne fotografie farbenia HE v oblasti kôry, hippocampu DG, CA1 a CA3 z každej skupiny myší 7 dní po HI (mierka, 75 μm). (B) Reprezentatívne obrázky Western blot p53, PUMA, a Bax z každej skupiny myší 7 dní po HI.（C）Denzitometrická analýza údajov je uvedená v (B). (D) Reprezentatívne obrázky NeuN (červená) a TUNEL (zelená) z každej skupiny myší 7 dní po- HI (vľavo, mierka, 25 um) v mozgovej kôre; Kvantifikácia buniek dvojito značených NeuN a TUNEL 7 dní po HI (vpravo). Údaje sú priemer ± SEM (n =8 na skupinu). *p<005 compared="" to="">
cistanche pdf
2.5. NB-EPA znižuje poškodenie mozgu vyvolané HI potlačením neuronálnej apoptózy
Na základe vyššie uvedeného ochranného účinku NB-EPA pri poškodení mozgu u novorodencov HI sme ďalej hodnotili priamy vplyv NB-EPA na prežitie neurónov in vitro. Primárne kortikálne neuróny kultivované 7 dní in vitro boli okrúhle a malé, s bohatými synapsiami a prepojenými sieťami (obrázok 5A). Čistota neurónov bola stanovená prietokovou cytometriou a pozitívna miera bola vyššia ako 95 percent (obrázok 5B). NeuN* neuróny boli tiež identifikované imunofluorescenciou (obrázok 5C). Tieto výsledky ukazujú, že primárne kortikálne neuróny boli úspešne kultivované.
Obrázok 4. NB-EPA zlepšuje prežitie a proliferáciu neurónov u neonatálnych myší po poranení mozgu HI. (A) Reprezentatívne fotografie farbenia Nissl v oblasti kôry, hipokampu DG, CAL a CA3 z každej skupiny myší 7 dní po HI (mierka, 75 μm). (B) Štatistická analýza počtu neurónov je uvedená v (A). (C) Reprezentatívne obrazy Western blot p-AKT a AKT z každej skupiny myší 7 dní po H. (D)Denzitometrická analýza údajov je uvedená v (C). (E) Reprezentatívne obrázky DCX (zelená) a Ki{8}} (červená) z každej skupiny myší 7 dní po HI (vľavo, mierka, 25 um) v oblastiach DG hipokampu; kvantifikácia DCX a Ki{11}} duálne značených buniek 7 dní po HI (vpravo). Údaje sú priemer ± SEM (n=8 na skupinu).*p<0.05 compared="" to="">
Potom boli neuróny podrobené 3 hodinovej deprivácii kyslíka a glukózy (OGD) a ošetrené rôznymi koncentráciami NB-EPA. Hypoxické neuróny sa objavili s atrofiou a jadrovou pyknózou v kultúrach ošetrených PBS vo vehikule. Na rozdiel od toho liečba NB-EPA významne zlepšila prežitie neurónov po OGD (obrázok 5D). Prežitie neurónov sa meralo o 24 hodín neskôr pomocou testu súpravy na počítanie buniek-8(CCK-8). Ako je znázornené na obrázku 5E, liečba NB-EPA zjavne zachránila mieru prežitia neurónov po OGD iniury. Maximálna účinnosť NB-EPA bola dosiahnutá pri 1 μM, ktorý bol použitý pre všetky nasledujúce in vitro experimenty. Analýza prietokovou cytometriou potvrdila, že počet neurónov pozitívnych na anexín v kultúrach ošetrených NB-EPA bol významne znížený v porovnaní s kultúrami ošetrenými vehikulom PBS (obrázok 5F). Medzitým liečba NB-EPA tiež výrazne inhibuje expresiu proteínov súvisiacich s apoptózou, vrátane p53, PUMA a Bax v neurónoch upravených OGD (obrázok 5G, H). Tieto údaje teda naznačujú, že NB-EPA zmierňuje poškodenie neurónov prostredníctvom zvýšenej regulácie prežitia neurónov, pričom inhibuje apoptózu neurónov.
Obrázok 5. NB-EPA znižuje ischemické poškodenie neurónov po výzve OGD. (A) Reprezentatívne obrazy primárnych kortikálnych neurónov kultivovaných po 1, 3 a 7 dňoch (mierka, 25 μm). （B） Percento NeuN plus buniek z primárnych kortikálnych neurónov kultivovaných počas 7 dní in vitro. (C) Reprezentatívne obrázky NeuN (zelené) a 4',6-diamidino-2-fenylindolu (DAPI) ( modrá) z primárnych kortikálnych neurónov kultivovaných počas 7 dní in vitro (mierka, 10 um). (D) Reprezentatívne obrazy primárnych kortikálnych neurónov z každej skupiny pri 24 hof kultúre po 3 hodinách OGD (mierka, 25 μm). （E）CCK-8 test v kultúrach obohatených neutrónmi vystavených 3-hodinovým kontrolným podmienkam OGDor, po ktorých nasleduje ošetrenie s rozsahom koncentrácií NB-EPA počas ďalších 24 hodín.(F) Percento pripojených neurónov po 24 hodinách kultúry po 3 hodinách OGD. (G) Reprezentatívne obrazy Western blot p53, PUMA a Bax z každej skupiny po 24 hodinách kultivácie po 3 hodinách OGD. (H)Denzitometrická analýza údajov je uvedená v (G). Údaje sú priemer ± SEM (n =3 v každej skupine).* str<0.05 compared="" to="">
2.6. NB-EPA chráni neuróny pred apoptózou potlačením p53-PUMA
Signalizácia O dráhe p53–PUMA je známe, že sa zúčastňuje na apoptóze cerebrálnych neurónových buniek indukovanej ischémiou/reperfúziou [20]. Tu sme skúmali, či ochrana NB-EPA proti smrti neurónov súvisí s inhibíciou dráhy p53-PUMA. Ako je znázornené na obrázku 6A, NB-EPA zrušila apoptózu buniek podmienenú OGD, ale nemala žiadny účinok na vzorky vopred ošetrené pififitrinom- (PFT), inhibítorom p53. Medzitým liečba NB-EPA výrazne inhibovala expresiu proapoptotického proteínu Bax v neurónoch upravených OGD, ale nemala žiadny účinok na neuróny vopred ošetrené PFT (obrázok 6B). Expresia PUMA sa výrazne zvýšila v neurónoch po expozícii OGD, zatiaľ čo expresia mRNA a proteínu PUMA sa v neurónoch vopred ošetrených PFT nezmenila, čo naznačuje, že indukcia PUMA v neurónoch je závislá od p53- (obrázok 6C). Ošetrenie NB-EPA inhibovalo OGD-indukovanú expresiu PUMA v neurónoch, ale nemalo žiadny účinok na neuróny vopred ošetrené PFT (obrázok 6C). Mozgové neuróny so špecifickým umlčaním PUMA vykazovali nižšie percento apoptotických buniek (obrázok 6D) a zníženú expresiu proteínu Bax (obrázok 6E) 24 hodín po expozícii OGD v porovnaní s neurónmi exprimujúcimi PUMA. Tieto údaje preto naznačujú, že inhibícia apoptózy neurónov vyvolaná OGD sprostredkovaná NB-EPA je do značnej miery závislá od represie dráhy p53-PUMA.
Obrázok 6. NB-EPA znižuje apoptózu neurónov prostredníctvom inhibície dráhy p53-PUMA. (A) Percento anexínu plus neurónov s alebo bez inhibície p53 po 24 hodinách kultivácie s alebo bez NB-EPA a po 3 hodinách OGD. (B) Reprezentatívne obrazy Western blot Bax s alebo bez inhibície p53 po 24 hodinách kultivácie s alebo bez NB-EPA a po 3 hodinách OGD (vľavo); denzitometrická analýza expresie proteínu Bax (vpravo). Expresia (C)PUMA mRNA v neurónoch po 12 hodinách kultivácie s alebo bez NB-EPA a po 3 hodinách OGD (vľavo); priemerné percentá expresie proteínu PUMA v neurónoch po 24 hodinách kultivácie s alebo bez NB-EPA a po 3 hodinách OGD (vpravo). (D) Percento anexínových neurónov s alebo bez knockdownu PUMA po 24 hodinách kultivácie s alebo bez NB-EPA a po 3 hodinách OD. (E) Reprezentatívne obrázky Western blot Bax s alebo bez knockdownu PUMA po 24 hodinách kultivácie s alebo bez NB-EPA a po 3 hodinách OGD (vľavo); denzitometrická analýza expresie Bax proteínu (vpravo). Údaje sú priemer ± SEM (n=3 na skupinu).*p< 0.05="" compared="" to="" vehicle.="" n.s.="" not="">
3. Diskusia
Novorodenecké hypoxicko-ischemické poškodenie spôsobené perinatálnou asfyxiou je jedným z najčastejších ochorení v novorodeneckom období. Chýbajú účinné farmaceutické terapeutické intervencie, ktoré by redukovali poškodenie mozgu alebo zlepšili neurologické funkcie u dojčiat [21]. V tejto štúdii sme zistili, že liečba novým makamidom NB-EPA významne zmiernila hypoxicko-ischemické poškodenie mozgu u neonatálnych myší. Neuroprotekcia NB-EPA súvisela s upreguláciou prežitia neurónov pri inhibícii smrti neurónov. Pozoruhodné je, že antiapoptotický mechanizmus sprostredkovaný NB-EPA bol závislý od potlačenia signalizácie p53-PUMA. Macamidy, známe ako charakteristické markerové zlúčeniny maca, pozostávajú z benzylamínu a časti mastnej kyseliny s dlhým reťazcom s rôznym stupňom nenasýtenosti [22].
V extrakte z macy bolo hlásených 23 druhov makamidov, medzi ktorými je N-benzylhexadekanamid najrozšírenejšou zlúčeninou v make z Peru, zatiaľ čo N-benzyl-9Z,12Z-oktadekadiénamid je najbohatšou zlúčeninou v make Yunnan [23]. V tejto štúdii sme identifikovali nový macamid NB-EPA v maca z Yunnanu. Makamid NB-EPA sa skladá z benzylamínu a kyseliny eikosapentaénovej (EPA; 20:5, n-3), jednej z hlavných zložiek omega-3 polynenasýtených mastných kyselín (n-3 PUFA ). Uvádza sa, že n-3 PUFA a ich metabolity existujú v centrálnom nervovom systéme a zohrávajú kľúčovú úlohu vo funkcii mozgu a ochoreniach, ako je neurotransmisia, neurogenéza a neurozápal [24]. Je potrebné poznamenať, že niektoré štúdie naznačujú, že EPA namiesto n-3 PUFA a kyseliny dokosahexaénovej (DHA; 22:6, n-3) súvisí s nižším rizikom väčšiny typov ischemickej cievnej mozgovej príhody [25 ]. V súlade s týmito zisteniami sme demonštrovali, že tento nový macamid NB-EPA nielen zmierňuje poškodenie mozgu, ale tiež zlepšuje neurobehaviorálne deficity po poranení HI. Neuróny sú najzákladnejšie štrukturálne a funkčné jednotky nervového systému, ktoré majú za úlohu spájať a integrovať vstupné informácie a odosielať informácie. Keď je mozog poškodený, spôsobený hypoxiou a ischémiou, je poškodený veľký počet neurónov, čo následne spôsobuje neurologickú dysfunkciu. p53, kľúčový regulátor bunkovej stresovej reakcie, môže byť aktivovaný v ischemických oblastiach po poranení mozgu [26]. Môže podporovať apoptózu neurónov a nedostatok p53 alebo aplikácia inhibítorov p53 môže významne zmierniť poškodenie mozgu v rôznych modeloch mŕtvice [27]. Apoptóza sprostredkovaná p53- sa vyskytuje prostredníctvom rôznych molekulárnych mechanizmov, medzi ktoré patrí PUMA, ap{28}} a upregulovaný modulátor apoptózy, čo je silný proapoptotický gén downstream od p53 [28]. Štúdie ukázali, že dráha p53–PUMA sa podieľa na apoptóze neurónov striatum u potkanov indukovanej mitochondriálnymi inhibítormi [29].
poškodenie a ochorenie obličiekcistanche propiedades
Inhibícia aktivácie spätnoväzbovej slučky p53-PUMA inhibítormi p53 a PUMA siRNA môže znížiť apoptózu neurónov a zápal indukovaný ischémiou-reperfúziou [30]. Tu sú naše zistenia v súlade s týmito štúdiami, ktoré ukazujú, že PUMA je silným vykonávateľom p53-sprostredkovanej apoptózy v neurónoch po poranení mozgu HI. Liečba NB-EPA inhibuje HI-indukované zvýšenie PUMA v neurónoch. Okrem toho ochranné účinky NB-EPA na prežitie neurónov do značnej miery závisia od represie signalizácie PUMA. Pribúdajúce dôkazy ukazujú, že n-3 PUFA prispievajú k prežívaniu neurónov a neurogenéze po ischemickom cerebrálnom poškodení [31,32]. Môžu zlepšiť prognózu cievnej mozgovej príhody a obmedziť ďalšie poškodenie neurónov [33]. Hoci ischemická cievna mozgová príhoda indukuje proliferáciu a diferenciáciu nervových progenitorových buniek v subventrikulárnej zóne (SVZ), väčšina novovytvorených neurónov odumrela krátko po cievnej mozgovej príhode [34]. Bolo hlásené, že n-3 PUFA nielen zvyšujú prežitie nezrelých neurónov, ale tiež uľahčujú ich dozrievanie v kortikálnom parenchýme po poškodení mozgovou príhodou [35]. Nedávno viaceré štúdie naznačili aj priaznivý účinok makamidov pri zmierňovaní poškodenia neurónov, čo súvisí so zlepšením mitochondriálnej respiračnej funkcie [36,37].
Dráha prenosu signálu AKT hrá dôležitú úlohu v mechanizme antiapoptózy. Keď je mozog poranený, aktivuje sa dráha AKT a telo iniciuje sebaobranu a opravu poranenia, čo vedie k zvýšeným expresiám p-AKT [38–41]. V súlade s týmito zisteniami sme pozorovali, že liečba NB-EPA chráni prežitie neurónov pred poškodením mozgu sprostredkovaným HI prostredníctvom aktivácie signalizácie AKT pre prežitie, pričom inhibuje proapoptickú dráhu.
Neurobiológovia dlho verili, že nervové kmeňové bunky (NSC) zmizli krátko pred alebo po narodení a neurogenéza sa v tom čase zastavila. Názor, že v zrelom mozgu nie sú žiadne nové neuróny, sa začal meniť v 1960. S rozvojom výskumu sa zistilo, že dospelé NSC existujú hlavne v SVZ a subgranulárnej zóne (SGZ) hipokampálneho dentate gyrus [42–44]. Okrem toho sa neskôr potvrdilo, že NSC existujú aj v iných rozsiahlych oblastiach centrálneho nervového systému (CNS) [45]. Nedávne štúdie ukázali, že endogénne NSC v kôre môžu byť aktivované po poranení mozgu, aby prispeli k oprave hypoxicko-ischemického poškodenia mozgu prostredníctvom sebaobnovy, proliferácie a tvorby nových neurónov, astrocytov a oligodendrocytov [46,47] . DCX prispieva k oprave neurónov stabilizáciou mikrotubulov v neurónových bunkách a predstavuje marker na sledovanie migrácie nových neurónov do poškodených miest mozgu [48]. Hypoxicko-ischemické poškodenie mozgu a ťažké traumatické poškodenie mozgu zvyšujú produkciu nových neurónov striata, ktoré exprimujú DCX [49]. Ki-67 je jadrový antigén spojený s proliferujúcimi bunkami, ktorý pokrýva každý cyklus proliferácie okrem fázy G0. V tejto štúdii podávanie NB-EPA zjavne podporuje neurogenézu, ktorá je spojená s upreguláciou buniek Ki-67 plus DCX plus po poranení mozgu HI. Je však potrebné ďalej skúmať, či zvýšenie počtu buniek Ki-67 plus DCX plus súvisí s proliferáciou a diferenciáciou nervových kmeňových buniek indukovanou NB-EPA.
Referencie
1 Thornton, C.; Rousset, C.; Kichev, A.; Miyakuni, Y.; Vontell, R.; Baburamani, AA; Fleiss, B.; Gressens, P.; Hagberg, H. Molekulárne mechanizmy neonatálneho poškodenia mozgu. Neurol. Res. Int. 2012, 2012, 506320. [CrossRef]
2. Ma, Q.; Zhang, L. Epigenetické programovanie hypoxicko-ischemickej encefalopatie v reakcii na hypoxiu plodu. Prog. Neurobiol. 2015, 124, 28–48. [CrossRef] [PubMed]
3. Conforti M, HD; Deniz, BF; de Almeida, W.; Miguel, PM; Bronaugh, L.; Vieira, MC; de Oliveira, BC; Pereira, LO Neonatálna hypoxia-ischémia spôsobila miernu motorickú dysfunkciu, ktorá sa obnovila akrobatickým tréningom, bez ovplyvnenia morfologických štruktúr zapojených do kontroly motoriky u potkanov. Brain Res. 2019, 1707, 27–44. [CrossRef]
4. Yıldız, EP; Ekici, B.; Tatlı, B. Neonatálna hypoxicko-ischemická encefalopatia: Aktualizácia patogenézy a liečby chorôb. Expert. Rev. Neurother. 2017, 17, 449–459. [CrossRef]
5. Azzopardi, DV; Strohm, B.; Edwards, AD; Dyet, L.; Halliday, HL; Juszczak, E.; Kapellou, O.; Levene, M.; Marlow, N.; Porter, E.; a kol. Stredná hypotermia na liečbu perinatálnej asfyxickej encefalopatie. N. Engl. J. Med. 2009, 361, 1349–1358. [CrossRef] [PubMed]
6. Tagin, MA; Woolcott, CG; Vincer, MJ; Whyte, RK; Stinson, DA Hypotermia pre neonatálnu hypoxicko-ischemickú encefalopatiu: Aktualizovaný systematický prehľad a metaanalýza. Arch. Pediatr. Adolesc. Med. 2012, 166, 558–566. [CrossRef] [PubMed]
7. Thoresen, M.; Sabir, H. Epilepsia: Novorodeneckým záchvatom stále chýba bezpečná a účinná liečba. Nat Rev Neurol. 2015, 11, 311–312. [CrossRef] [PubMed]
8. Nair, J.; Kumar, Súčasné a vznikajúce terapie VHS v manažmente hypoxickej ischemickej encefalopatie u novorodencov. Deti 2018, 5, 99. [CrossRef] [PubMed]
9. Gonzales, GF; Gonzales, C.; Gonzales-Castañeda, C. Lepidium meyenii (Maca): Rastlina z horských oblastí Peru – od tradície k vede. Forsch. Doplnené. 2009, 16, 373–380. [CrossRef]
10. Chen, L.; Li, J.; Fan, L. Nutričné zloženie macy v hypokotyloch (Lepidium meyenii Walp.) pestovaných v rôznych oblastiach Číny. J. Food Quality 2017, 2017, 3749627. [CrossRef]
11. Balick, MJ; Lee, R. Maca: Od tradičnej potravinárskej plodiny k stimulantu energie a libida. Altern. Ther. Health Med. 2002, 8, 96.
12. Chen, SX; Li, KK; Pub, D.; Jiang, SP; Chen, B.; Chen, LR; Yang, Z.; Ma, C.; Gong, XJ Optimalizácia ultrazvukom asistovanej extrakcie, HPLC a UHPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS Analýza hlavných makamidov a macaénov z Maca (kultivary Lepidium meyenii Walp). Molekuly 2017, 22, 2196. [CrossRef]
13. Yang, Q.; Jin, W.; Lv, X.; Dai, P.; Ao, Y.; Wu, M.; Deng, W.; Yu, L. Účinky makamidov na vytrvalostnú kapacitu a vlastnosti proti únave u myší s predĺženým plávaním. Pharm. Biol. 2016, 54, 827–834. [CrossRef] [PubMed]
14. Wang, T.; Sun, CH; Zhong, HB; Gong, Y.; Cui, ZK; Xie, J.; Wang, YP; Liang, C.; Cao, HH; Chen, XR; a kol. N-(3-metoxybenzyl)-(9Z,12Z,15Z)-oktadekatriénamid podporuje tvorbu kostí prostredníctvom kanonickej Wnt/-katenínovej signálnej dráhy. Phytother. Res. 2019, 33, 1074–1083. [CrossRef]
15. Uchiyama, F.; Jikyo, T.; Takeda, R.; Ogata, M. Lepidium meyenii (Maca) zvyšuje hladiny luteinizačného hormónu v sére u samíc potkanov. J. Ethnopharmacol. 2014, 151, 897–902. [CrossRef] [PubMed]
16. Alasmari, M.; Böhlke, M.; Kelley, C.; Maher, T.; Pino-Figueroa, A. Inhibícia hydrolázy amidu mastných kyselín (FAAH) makamidmi. Mol. Neurobiol. 2019, 56, 1770–1781. [CrossRef]
17. Huang, YJ; Peng, XR; Qiu, MH Pokrok v oblasti chemických zložiek odvodených z glukozinolátov v Maca (Lepidium meyenii). Nat. Prod. Bioprospect. 2018, 8, 405–412. [CrossRef] [PubMed]
18. Piens, M.; Muller, M.; Bodson, M.; Baudouin, G.; Plumier, JC Krátka upstream promótorová oblasť sprostredkuje transkripčnú reguláciu myšacieho génu doublekortínu v diferencujúcich neurónoch. BMC. Neurosci. 2010, 11, 64. [CrossRef]
19. Rahmanzadeh, R.; Hüttmann, G.; Gerdes, J.; Scholzen, T. Svetelná inaktivácia PKI-67 pomocou chromofóru vedie k inhibícii syntézy ribozomálnej RNA. Cell Prolif. 2007, 40, 422–430. [CrossRef]
20. Hong, LZ; Zhao, XY; Zhang, HL p53-sprostredkoval smrť neurónových buniek pri ischemickom poškodení mozgu. Neurosci Bull. 2010, 26, 232–240. [CrossRef]
21. Wachtel, EV; Verma, S.; Mally, PV Aktualizácia súčasného manažmentu novorodencov s neonatálnou encefalopatiou. Curr Probl Pediatr. Adolesc. Zdravotná starostlivosť 2019, 49, 100636. [CrossRef] [PubMed]
22. Wang, S.; Zhu, F. Chemické zloženie a zdravotné účinky macy (Lepidium meyenii). Food Chem. 2019, 288, 422–443. [CrossRef]
23. Carvalho, FV; Ribeiro, PR Štrukturálna diverzita, biosyntetické aspekty a kompilácia údajov LC-HRMS na identifikáciu bioaktívnych zlúčenín Lepidium meyenii. Food Res. Int. 2019, 125, 108615. [CrossRef]
24. Bazinet, RP; Layé, S. Polynenasýtené mastné kyseliny a ich metabolity vo funkcii a chorobách mozgu. Nat. Neurosci. 2014, 15, 771–785. [CrossRef] [PubMed]
25. Venø, SK; Bork, CS; Jakobsen, MU; Lundbye-Christensen, S.; McLennan, PL; Bach, FW; Overvad, K.; Schmidt, EB Morské n{2}} polynenasýtené mastné kyseliny a riziko ischemickej mŕtvice. Mŕtvica 2019, 50, 274–282. [CrossRef]
26. Yonekura, I.; Takai, K.; Asai, A.; Kawahara, N.; Kirino, T. p53 potencuje hipokampálnu neurónovú smrť spôsobenú globálnou ischémiou. J. Cereb. Prietok krvi. Metab. 2006, 26, 1332–1340. [CrossRef] [PubMed]
27. Xie, YL; Zhang, B.; Jing, L. MiR-125b blokuje apoptotickú signálnu dráhu Bax/cytochróm C/kaspáza-3 v potkaních modeloch cerebrálneho ischemicko-reperfúzneho poškodenia zacielením. Neurol. Res. 2018, 40, 828–837. [CrossRef] [PubMed] 28. Chen, H.; Tian, M.; Jin, L.; Jia, H.; Jin, Y. PUMA sa podieľa na ischémiou/reperfúziou indukovanej apoptóze myších cerebrálnych astrocytov. Neuroveda 2015, 284, 824–832. [CrossRef] [PubMed]
29. Zhang, XD; Wang, Y.; Wang, Y.; Zhang, X.; Han, R.; Wu, JC; Liang, ZQ; Gu, ZL; Han, F.; Fukunaga, K.; a kol. p53 sprostredkováva aktiváciu autofágie spustenú dysfunkciou mitochondrií a bunkovú smrť v striate potkanov. Autofágia 2009, 5, 339–350. [CrossRef] [PubMed]
30. Li, XQ; Yu, Q.; Chen, FS; Tan, WF; Zhang, ZL; Ma, H. Inhibícia aberantnej aktivácie spätnoväzbovej slučky p53-PUMA zoslabuje neuroapoptózu a neurozápal vyvolanú ischémiou reperfúziou u potkanov znížením regulácie kaspázy 3 a cytokínovej dráhy NF-KB. J. Neuroinflflamm. 2018, 15, 250. [CrossRef] [PubMed]
31. Shi, Z.; Ren, H.; Luo, C.; Yao, X.; Li, P.; On, C.; Kang, JX; Wan, JB; Yuan, TF; Su, H. Enriched Endogenous Omega-3 Polynenasýtené mastné kyseliny chránia kortikálne neuróny pred experimentálnym ischemickým poškodením. Mol. Neurobiol. 2016, 53, 6482–6488. [CrossRef] [PubMed]
32. Belajev, L.; Hong, SH; Menghani, H.; Marcell, SJ; Obenaus, A.; Freitas, RS; Khoutorová, Ľ.; Balaszczuk, V.; Jun, B.; Oriá, RB; a kol. Dokosanoidy podporujú neurogenézu a angiogenézu, integritu hematoencefalickej bariéry, ochranu penumbry a neurobehaviorálnu obnovu po experimentálnej ischemickej mŕtvici. Mol. Neurobiol. 2018, 55, 7090–7106. [CrossRef]
33. Zendel, A.; Habib, P.; Dang, J.; Lammerding, L.; Hoffmann, S.; Beyer, C.; Slowik, A. Omega-3 polynenasýtené mastné kyseliny zlepšujú neurozápal a zmierňujú poškodenie ischemickou mozgovou príhodou prostredníctvom interakcií s astrocytmi a mikrogliami. J. Neuroimmunol. 2015, 278, 200–211. [CrossRef]
34. Ohab, JJ; Fleming, S.; Blesch, A.; Carmichael, ST Neurovaskulárna nika pre neurogenézu po mŕtvici. J. Neurosci. 2006, 26, 13007–13016. [CrossRef] [PubMed]
35. Zhang, W.; Wang, H.; Zhang, H.; Únik, RK; Shi, Y.; Hu, X.; Gao, Y.; Chen, J. Doplnok stravy s omega-3 polynenasýtenými mastnými kyselinami výrazne podporuje neurovaskulárnu regeneračnú dynamiku a zlepšuje neurologické funkcie po mŕtvici. Exp. Neurol. 2015, 272, 170–180. [CrossRef]
36. Gugnani, KS; Vu, N.; Rondón-Ortiz, AN; Böhlke, M.; Maher, TJ; Pino-Figueroa, AJ Neuroprotektívna aktivita makamidov na mangánom indukovanú mitochondriálnu disrupciu v U-87 MG glioblastómových bunkách. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2018, 340, 67–76. [CrossRef]
37. Zhou, Y.; Wang, H.; Guo, F.; Si, N.; Brantner, A.; Yang, J.; Han, L.; Wei, X.; Zhao, H.; Bian, B. Integrovaná proteomika a lipidomika Skúmanie mechanizmu, ktorý je základom neuroprotektívneho účinku N-benzylhexadekanamidu. Molekuly 2018, 23, 2929. [CrossRef] [PubMed]
38. Liu, Y.; Liu, Y.; Jin, H.; Cong, P.; Zhang, Y.; Tong, C.; Shi, X.; Liu, X.; Tong, Z.; Shi, L.; a kol. Poranenie mozgu vyvolané chladným stresom reguluje kanály TRPV1 a signálnu dráhu PI3K / AKT. Brain Res. 2017, 1670, 201–207. [CrossRef]
39. Xu, W.; Li, T.; Gao, L.; Lenahan, C.; Zheng, J.; Yan, J.; Shao, A.; Zhang, J. Benzoát sodný zmierňuje sekundárne poranenie mozgu inhibíciou neuronálnej apoptózy a redukciou mitochondriou sprostredkovaného oxidačného stresu u potkanieho modelu intracerebrálneho krvácania: Možné zapojenie DJ-1/Akt/IKK/NFκB dráhy. Predné. Mol. Neurosci. 2019, 12, 105. [CrossRef]
40. Li, J.; Akýkoľvek.; Wang, JN; Yin, XP; Zhou, H.; Wang, YS Curcumin sa zameriava na vaskulárne endotelové rastové faktory prostredníctvom aktivácie signálnej dráhy PI3K / Akt a zlepšuje hypoxicko-ischemické poškodenie mozgu u novorodených potkanov. kórejský. J. Physiol. Pharmacol. 2020, 24, 423–431. [CrossRef]
41. Li, T.; Xu, W.; Gao, L.; Guan, G.; Zhang, Z.; On, P.; Xu, H.; Fan, L.; Yan, F.; Chen, G. Neurotrofický faktor odvodený od mesencefalických astrocytov poskytuje neuroprotekciu skorému poraneniu mozgu vyvolanému subarachnoidálnym krvácaním prostredníctvom aktivácie Akt-dependentnej dráhy prežitia a ochrany integrity hematoencefalickej bariéry. FASEB J. 2019, 33, 1727–1741. [CrossRef]
42. Morshead, CM; Reynolds, BA; Craig, CG; McBurney, MW; Staines, WA; Morassutti, D.; Weiss, S.; van der Kooy, D. Nervové kmeňové bunky v prednom mozgu dospelých cicavcov: Relatívne pokojná subpopulácia subependymálnych buniek. Neuron 1994, 13, 1071-1082. [CrossRef]
43. Chiasson, BJ; Tropepe, V.; Morshead, CM; van der Kooy, D. Ependymálne a subependymálne bunky predného mozgu dospelých cicavcov vykazujú proliferatívny potenciál, ale iba subependymálne bunky majú charakteristiky nervových kmeňových buniek. J. Neurosci. 1999, 19, 4462-4471. [CrossRef] 44. Alvarez-Buylla, A.; Lim, DA Z dlhodobého hľadiska: Udržiavanie zárodočných výklenkov v mozgu dospelých. Neuron 2004, 41, 683-686. [CrossRef]
45. Vescovi, AL; Snyder, EY Založenie a vlastnosti klonov nervových kmeňových buniek: Plasticita in vitro a in vivo. Mozgový patol. 1999, 9, 569-598. [CrossRef] [PubMed] 46. Buffo, A.; Rite, I.; Tripathi, P.; Leiper, A.; Colak, D.; Horn, AP; Mori, T.; Götz, M. Pôvod a potomstvo reaktívnej gliózy: Zdroj multipotentných buniek v poranenom mozgu. Proc. Natl. Akad. Sci. USA 2008, 105, 3581–3586. [CrossRef]
47. Ahmed, AI; Shtaya, AB; Zaben, MJ; Owens, EV; Kiecker, C.; Gray, WP Endogénne GFAP-pozitívne nervové kmeňové/progenitorové bunky v postnatálnom myšom kortexe sú aktivované po traumatickom poranení mozgu. J. Neurotrauma 2012, 29, 828–842. [CrossRef] [PubMed] 48. Horesh, D.; Sapir, T.; Francis, F.; Wolf, SG; Caspi, M.; Elbaum, M.; Chelly, J.; Reiner, O. Doublecortin, stabilizátor mikrotubulov. Hum. Mol. Genet. 1999, 8, 1599–1610. [CrossRef] [PubMed]
49. Ong, J.; Lietadlo, JM; Rodič, JM; Silverstein, FS Hypoxicko-ischemické poškodenie stimuluje proliferáciu subventrikulárnej zóny a neurogenézu u novorodených potkanov. Pediatr. Res. 2005, 58, 600-606. [CrossRef] [PubMed]
50. Shao, Y.; Li, Y.; Liu, T. Štúdia o optimalizácii procesu extrakcie hlavných makamidov z Macy (Lepidium meyenii Walp.). Jedlo. Res. Dev. 2017, 38, 35–39.
51. Skorupskaite, V.; Makareviciene, V.; Gumbyte, M. Príležitosti pre simultánnu ťažbu ropy a transesterifikáciu pri výrobe bionafty z mikrorias: Prehľad. Palivo. Proces. Technol. 2016, 150, 78–87. [CrossRef]
52. Rice, JE, 3.; Vannucci, RC; Brierley, JB Vplyv nezrelosti na hypoxicko-ischemické poškodenie mozgu u potkanov. Ann. Neurol. 1981, 9, 131-141. [CrossRef] [PubMed]
53. Xiao, AJ; Chen, W.; Xu, B.; Liu, R.; Turlová, E.; Barszczyk, A.; Sun, CL; Liu, L.; Deurloo, M.; Wang, GL; a kol. Morská zlúčenina xyloketal B znižuje neonatálne hypoxicko-ischemické poškodenie mozgu. Mar. Drogy 2014, 13, 29–47. [CrossRef] [PubMed]
54. Jiao, M.; Li, X.; Chen, L.; Wang, X.; Yuan, B.; Liu, T.; Dong, Q.; Mei, H.; Yin, H. Neuroprotektívny účinok IL odvodeného od astrocytov -33 pri neonatálnom hypoxicko-ischemickom poškodení mozgu. J. Neuroinflflamm. 2020, 17, 251. [CrossRef] [PubMed]
