Galactan chráni kvasinkové bunky pred apoptotickou bunkovou smrťou.

Ak chcete skontrolovať, či má galactanantiapoptotickévlastnosti,ošetrili sme kvasinkové antiapoptotické génovo deficitné mutanty (fs1∆ a pep4∆) galaktánom a vystavili sme ich induktoru apoptózy, H2O2. Zatiaľ čo kvasinky Fis1 sú mitochondriálny fúzny proteín azabraňuje apoptóze, kvasinky Pep4 je vakuolárna aspartylproteáza achráni bunky pred apoptózou vyvolanou kyselinou octovou80,81. Počty CFU ukázali asi 25–30 percentné zvýšenie prežitia oboch buniek pep4∆ a fs1∆ pri liečbe galaktánom v porovnaní s bunkami pod apoptotickým stresom vyvolaným 1 mM H2O2 (obr. 5A). Výsledky bodového testu tiež ukázali zhodu s počtom CFU, ktorý ukázal lepšie prežívanie galaktánom ošetrených kvasinkových antiapoptotických mutantov pod apoptotickým stresom (obr. 5B). Naše výsledky ukazujú, že galaktán chráni kvasinkové bunky pred apoptotickou bunkovou smrťou vyvolanou H2O2.

Kliknite na Kúpiť Cistanche Rich In Galactan

Doprava zadarmo, globálne doručenie.

Galactan znižuje kondenzáciu chromatínu. V tejto štúdii sme uskutočnili farbenie AO/EB kvasinkových buniek vopred ošetrených galaktánom. Bunky Te pep4∆ a fs1∆ so samotnou H2O2 sa väčšinou javili ako žlto-oranžové v porovnaní s WT a výrazné zníženie počtu žlto-oranžových buniek bolo pozorované v bunkách vopred ošetrených galaktánom a potom vystavených H2O2. To ukazuje, že počet apoptotických buniek sa významne znížil pri redukcii pep4∆ a kondenzácii chromatínu. Farbenie AO/EB je metóda používaná na detekciu apoptózy v bunkách kvasiniek aj cicavcov. Akridínová oranž je bunkovo ​​priepustné farbivo, ktoré ľahko farbí nukleové kyseliny v životaschopných aj neživotaschopných bunkách, zatiaľ čo etídium bromid je interkalačné farbivo do DNA, ktoré vstupuje len vtedy, keď sú bunky dezintegrované, apoptotické alebo mŕtve. Táto selektivita farbenia AO/EB umožňuje detekciu buniek v troch rôznych fázach, tj životaschopné bunky s jednotnou zelenou farbou v jadre aj cytoplazme, skoré apoptotické bunky so svetlozeleným sfarbeným jadrom v dôsledku kondenzácie chromatínu, ktorá vyniká v cytoplazme a neskoré apoptotické bunky, ktoré vykazujú žltú až oranžovú/svetločervenú farbu v dôsledku vstupu etídiumbromidu do buniek50,51.

Galactan znižuje jadrovú fragmentáciu.

Kvasinkové WT a antiapoptotické deficientné mutanty (pep4∆ a fs1∆) vopred ošetrené galaktánom alebo bez neho boli vystavené H2O2 a podrobené farbeniu DAPI. Kvasinkové antiapoptotické deficientné mutantné bunky vopred ošetrené galaktánom vykazovali menšiu jadrovú fragmentáciu a nízku intenzitu DAPI, zatiaľ čo bunky bez predbežného ošetrenia galaktánom vykazovali výrazne vyššiu fluorescenciu a zvýšenú jadrovú fragmentáciu (obr. 5D)52. To naznačuje, že galaktán môže účinne zmierniť jadrovú fragmentáciu vyvolanú oxidačným stresom vedúcu k bunkovej dezintegrácii. Predtým sa u transgénnych myší ukázalo, že Bifidobacterium breve znižuje apoptotické vlastnosti, ako je vypadávanie buniek v črevných epiteliálnych bunkách, ktoré je sprostredkované EPS prítomným na povrchu termínu Bifdobac. Správa ukazuje významné od dávky závislé zníženie bunkového vylučovania a hladín expresie apoptotických markerov. Bifidobacterium EPS chránilo bunky pred apoptotickou bunkovou smrťou moduláciou vnútorných aj vonkajších apoptotických signálnych dráh 82. Naše výsledky v súlade s predchádzajúcimi výsledkami naznačujú, že galaktánový EPS chráni kvasinkové mutanty pep4∆ a fs1∆ s deficitom antiapoptotického génu. z apoptotického stresu vyvolaného H2O2.

Galactan predlžuje CLS S. cerevisiae.

Na posúdenie aktivity galaktánu proti starnutiu sme vykonali test CLS s WT a kvasinkovými mutantmi (sod2∆, tsa1∆ a ctt1∆) s ošetrením galaktánom. SOD2 je mangán SOD, lokalizovaný v mitochondriálnej matrici. Delécia SOD2 robí bunky vysoko citlivými na oxidačný stres a vysokú mieru mutácií, pretože mtDNA je prístupnejšia pre ROS generované v mitochondriách83 a je jedným z génov spojených s chronologickou dĺžkou života kvasiniek. TSA1 je tioredoxín peroxidáza (antioxidant špecifický pre tiol), ktorá je spojená s cytoplazmou aj s ribozómami. TSA1 sa podieľa na udeľovaní odolnosti bunky proti oxidačnému stresu vyvolanému peroxidom vodíka a je známe, že nedostatok TSA1 ovplyvňuje životnosť kvasinkových buniek. Iný antioxidačný mutant ctt1∆ použitý v experimente CLS nemá CTT1, cytosolickú katalázu zapojenú do detoxikácie peroxidu vodíka.

Obrázok 6 ukazuje účinok galaktánu na CLS kvasinkových mutantných kmeňov, ktorým chýbajú antioxidačné gény. Zatiaľ čo bunky WT ošetrené galaktánovým EPS vykazovali ~ 10-percentné zvýšenie životaschopnosti, sod2∆, tsa1∆ a ctt1∆ vykazovali 15–20-percentné zvýšenie životaschopnosti (obr. 6). Mitochondriálny ROS vedie k starnutiu a poškodeniu jadrovej DNA a SOD2 sa podieľa na zachytávaní akumulácie ROS v mitochondriách. TSA1 a CTT1 sa podieľajú na detoxikácii peroxidu nahromadeného v cytoplazme, ktorý je výrazne vyšší u starnúcich buniek. Výsledky nášho testu CLS naznačujú, že EPS zachytáva mitochondriálne aj cytoplazmatické nahromadenie ROS, zabraňuje starnutiu alebo vlastnostiam podobným bunkovej smrti a rozširuje CLS v kvasinkových bunkách, ktorým chýba SOD2, TSA1 a CTT154 .

Bunkový oxidačný stres je úzko spätý s procesom starnutia a vo veľkej miere ovplyvňuje vznik viacerých s vekom spojených ľudských chorôb ako napr.cukrovka, srdcovo-cievne ochorenies,neurodegeneratívne poruchya rakoviny. Oxidačný stres a zápal sú dve vzájomne prepojené udalosti, ktoré hrajú hlavnú úlohu v patológii mnohých chronických ochorení. Nedávne správy naznačujú úzku súvislosť medzi účinkom črevnej mikroflóry na tieto poruchy súvisiace s vekom. Črevný mikrobióm chráni črevnú epiteliálnu výstelku pred poškodením buniek vyvolaným zápalovými cestami vyvolanými oxidačným stresom. Komplexná črevná mikroflóra interaguje s ROS a antioxidačným obranným systémom, čím pomáha zachytávať voľné radikály a predchádzať zápalom. a môže tiež regulovať oxidačný stav centrálneho nervového systému prostredníctvom produkcie neurotransmiterov, ako je GABA, dopamín a serotonín. Mikrobióm má tiež imunomodulačnú aktivitu, zabraňuje rozsiahlej kolonizácii patogénnych mikróbov a poskytuje imunitu proti mnohým mikrobiálnym infekciám83. Mnohé mikrobiálne polysacharidy boli testované na rôznych modeloch a uvádza sa, že majú vysoký antioxidačný potenciál, protizápalovú aktivitu a ochranné funkcie buniek, čo dokazuje modulácia príslušných hladín biomarkerov sprostredkovaných týmito exopolysacharidmi82,84. Zistilo sa, že tieto molekuly majú neuroprotektívny účinok tým, že bránia amyloidným plakom a smrti neurónov v experimentálnych modeloch Alzheimerovej choroby. Ukázalo sa tiež, že niektoré z nich zvyšujú aktivitu SOD, znižujú hladiny neurotoxických markerov a inhibujú smrť dopaminergných neurónov v experimentálnych modeloch Parkinsonovej choroby.

Theproces starnutiasa vyznačuje zvýšenou bunkovou oxidatívnosťou, ktorá vedie k zvýšenej akumulácii poškodenia DNA, zvýšenej rýchlosti mutácií a zníženiu životaschopnosti buniek. Už skôr sa ukázalo, že ROS indukuje apoptotickú bunkovú smrť v chronologicky starnúcich kvasinkových bunkách a doplnenie buniek prírodnými zlúčeninami môže predĺžiť životnosť starnúcich buniek47,85. Naše výsledky o účinku proti starnutiu, ktorý má galaktánový EPS z W. confusa, na kvasinky sod2∆, tsa1∆ a ctt1∆ ukazujú, že galaktánový EPS chráni kvasinkové bunky pred starnutím vyvolanými ROS a apoptózou a zvyšuje ich životaschopnosť. Ľudské homológy týchto génov sa podieľajú na poskytovaní ochrany proti neurodegeneratívnym poruchám a rakovinám súvisiacim s vekom. Naše výsledky naznačujú, že suplementácia galaktánového EPS môže zachrániť bunky, ktorým chýbajú tieto antioxidačné obranné gény, pred bunkovou smrťou súvisiacou s vekom a znížiť riziko vzniku chorôb súvisiacich s vekom.

Záver

Oxidačný stresje príčinou mnohých nepriaznivých procesov vo vnútri buniek, ktoré vedú k rôznym chorobám a poruchám. Galactan z W. confusa KR780676 Weissella confusa KR780676 vystav.antioxidačné vlastnostiv štúdiách in vitro aj in vivo. Táto štúdia jasne ukázala, že galaktán chráni kvasinkové antioxidačné mutanty pred extracelulárnym oxidačným stresom. Galactan tiež chránil antiapoptoticky deficitné mutantné bunky pred oxidačne sprostredkovaným apoptotickým stresom, čo dokazuje znížená jadrová fragmentácia. Galactan znížil hladiny ROS, predĺžil ich životnosť a chránil bunky pred oxidačným stresom. Celkovo výsledky dokazujú, že galaktan má schopnosť zmierniť oxidačný stres v médiu vychytávaním voľných radikálov. Bolo by zaujímavé otestovať antioxidačný a anti-agingový potenciál galaktánu na modeloch vyšších eukaryotických buniek, ako sú cicavčie bunkové línie, ako aj zvieracie modely. Galactanu sa pripisuje silná prebiotická aktivita a antioxidačná aktivita môže okrem udržiavania črevnej homeostázy zohrávať významnú úlohu pri znižovaní oxidačného stresu v črevách. S rôznymi technologickými vlastnosťami pripisovanými galaktánu, ako sú silné emulgačné vlastnosti, by našiel obrovské uplatnenie v potravinárskom a farmaceutickom priemysle ako prírodná funkčná zložka.

Referencie

1. Blokhina, O., Virolainen, E. & Fagerstedt, KV Antioxidanty, oxidačné poškodenie a stres nedostatku kyslíka: Prehľad. Ann. Bot. 91(2), 179-194 (2003).

2. Finkel, T. & Holbrook, NJ Oxidanty, oxidačný stres a biológia starnutia. Nature 408 (6809), 239 (2000).

3. Seifried, HE, Anderson, DE, Fisher, EI & Milner, JA Prehľad interakcie medzi potravinovými antioxidantmi a reaktívnymi formami kyslíka. J. Nutr. Biochem. 18(9), 567-579 (2007).

4. Stief, TW Te fyziológia a farmakológia singletového kyslíka. Med. Hypotézy. 60(4), 567-572 (2003).

5. Valko, M. a kol. Voľné radikály a antioxidanty pri normálnych fyziologických funkciách a ľudských chorobách. Int. J. Biochem. Cell Biol. 39(1), 44-84 (2007).

6. Wickens, AP starnutie a teória voľných radikálov. Respir. Physiol. 128(3), 379-391 (2001).

7. Aruoma, OI Voľné radikály, antioxidanty a medzinárodná výživa. Asia Pac. J. Clin. Nutr. 8(1), 53-63 (1999).

8. Wade, ČR, Jackson, PG, Highton, J. & van Rij, AM Lipidová peroxidácia a malondialdehyd v synoviálnej tekutine a plazme pacientov s reumatoidnou artritídou. Clin. Chim. Acta. 164(3), 245-250 (1987).

9. Ye, S., Liu, F., Wang, J., Wang, H. & Zhang, M. Antioxidačné aktivity exopolysacharidu izolovaného a purifikovaného z morského Pseudomonas PF-6. Sacharid. Polym. 87(1), 764-770 (2012).

10. Liu, F., Ooi, VEC & Chang, ST Aktivita lapania voľných radikálov výťažkov hubových polysacharidov. Life Sci. 60(10), 763-771 (1997).

11. Aruoma, OI Voľné radikály, oxidačný stres a antioxidanty v ľudskom zdraví a chorobách. J. Am. Oil Chem. Soc. 75(2), 199-212 (1998).

12. Cai, L., Zou, S., Liang, D. & Luan, L. Štrukturálna charakterizácia, antioxidačné a hepatoprotektívne aktivity polysacharidov zo Sophorae tonkinensis Radix. Sacharid. Polym. 184, 354 – 365 (2018).

13. Chanda, S. & Dave, R. Modely in vitro na hodnotenie antioxidačnej aktivity a niektoré liečivé rastliny s antioxidačnými vlastnosťami: Prehľad. Afr. J. Microbiol. Res. 3(13), 981-996 (2009).

14. Fan, J. a kol. Antioxidačné aktivity polysacharidov Chuanminshen violaceum. Sacharid. Polym. 157, 629 – 636 (2017).

15. Huang, L. a kol. Vplyv vysokotlakového mikrofluidizačného spracovania na fyzikálno-chemické vlastnosti a antioxidačné aktivity polysacharidu z Mesona chinensis Benth. Sacharid. Polym. 200, 191 – 199 (2018).

16. Li, C. a kol. Flavonoidné zloženie a antioxidačná aktivita žltých kvetov stromovej pivonky (Paeonia section Moutan). J. Agric. Food Chem. 57(18), 8496-8503 (2009).

17. Maity, P. a kol. Štrukturálne, imunologické a antioxidačné štúdie -glukánu z jedlej huby Entoloma vivid album. Sacharid. Polym. 123, 350 – 358 (2015).

18. Mau, JL, Lin, HC & Chen, CC Antioxidačné vlastnosti niekoľkých liečivých húb. J. Agric. Food Chem. 50(21), 6072-6077 (2002).