ČASŤ 1 Antioxidácia a cytoprotekcia acteozidu a jeho derivátov: Porovnanie a mechanistická chémia

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 a Dongfeng Chen 3,4

1 Škola čínskej bylinnej medicíny, Univerzita čínskej medicíny Guangzhou, Guangzhou 510006, Čína;

2 Inovatívne výskumné a vývojové laboratórium TCM, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, Čína

3 Škola základnej lekárskej vedy, Univerzita čínskej medicíny v Guangzhou, Guangzhou 510006, Čína;

Výskumné centrum základnej integratívnej medicíny, Univerzita čínskej medicíny Guangzhou, Guangzhou 510006, Čína

5 School of Basic Medical Science, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510007, Čína

6 Zhongshan School of Medicine, Sun Yat-sen University, č. 74 Zhongshan Road. 2, Guangzhou 510080, Čína;

7 Katedra histológie a embryológie, Southern Medical University, Guangzhou 510515, Čína;

Prijaté: 24. januára 2018; Prijaté: 20. februára 2018; Publikované: 23. februára 2018

Abstraktný:Štúdia sa pokúsila preskúmať úlohu zvyškov cukru a mechanizmov fenolových fenylpropanoidných antioxidantov.Acteoside, spolu s jeho opačným forsythoside B a rhamnoside pódiovou stranou, boli porovnávane skúmané pomocou rôznych antioxidačných testov. V troch testoch na báze elektróntransferov (ET) (FRAP, CUPRAC, PTIO*-zachytávanie pri pH 4,5) relatívne hladiny antioxidantov zhruba vládli akoacteoside>forsythoside B > poliumoside. Takéto poradie bolo dodržané aj v H⁺-test ptio*-scavenging zahŕňajúci prenos pri pH 7.4 a v troch testoch s radikálnym zachytávaním s viacerými cestami, t. j. ABTS+ •-scavenging, DPPH• -zachytávanie a • O2 - -zachytávanie. V SPEKTRÁCH UV-vis každý z nich vykazoval červený posun pri 335 – 364 nm a dva slabé vrcholy (480 a 719 nm), keď sa zmiešal s Fe.²⁺; všakacteosidePoskytuje najslabšiu absorpciu. V ultravýkonnej kvapalinovej chromatografii spojenej s elektrosprajnou ionizačnou štvornožou času letu tandemová hmotnostná spektrometria (UPLC - ESI - Q-TOF - MS / MS) analýza nebola zistená žiadna špička radikálnej tvorby aduktu (RAF). Test MTT odhalil, že poliumozid vykazoval najvyššiu životaschopnosť mezenchýmových kmeňových buniek odvodených z oxidačne namáhanej kostnej drene. Na záver,acteoside, forsythozid B a poliumozid sa môžu podieľať na viacerých cestách na vykonávanie antioxidačného účinku, vrátane ET, H⁺-transfer, alebo Fe²⁺-chelating, ale nie RAF. Prevod ET a H+môže im brániť rhamnosyl a apiosyl moieties; Napriek tomu, že Fe²⁺Chelatačný potenciál môže byť posilnený dvoma zvyškami cukru (najmä rhamnosyl moiety). Všeobecný účinok rhamnosylu a apiosyl moieties je zlepšenie antioxidačných alebo cytoprotektívnych účinkov.

Kľúčové slová:acteoside; apiosyl; forsythoside B; fenylpropanoidné glykozidy; poliumozid; rhamnosyl

Pre viac informácií kontaktujte:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola má mnoho účinkov, kliknite sem a dozviete sa viac

1. Úvod

Nedávnoacteoside(verbascoside, obrázok1, fenolový fenylpropanoid glykozid vyskytujúci sa v železníkoch a iných rastlinách, zistilo sa, že zlepšuje účinnosť jadrového prenosu psích somatických buniek (SCNT) počas procesu klonovania psov . Okrem tohoacteosidemohli by chrániť bunky ľudského neuroblastómu SH-SY5Y pred poškodením vyvolaným p-amyloidom a fibroblastmi ľudskej kože pred poškodením spôsobeným röntgenom. Jeho vhodný forsythoside B (obrázok 1) je tiež distribuovaný v rastlinách a bolo pozorované, že má silné neuroprotektívne účinky s priaznivým terapeutickým časovým oknom. Predpokladá sa, že tieto priaznivé účinky na bunky a tkanivá sú spojené s ochranou niektorých biomolekúl, ako sú lipidy a DNA. V skutočnostiacteosidea jeho analógovéczstanozidFpreukázalo sa, že inhibujú peroxidáciu mitochondriálnych lipidov u potkanov. Je známe, že peroxidácia lipidov je výsledkom bunkového oxidačného stresu a nakoniec reaktívnych druhov kyslíka (ROS).

z hľadiska ochrany DNA,acteosidea jeho deriváty môžu rýchlo opraviť radikály DNA, ako je 2'-deoxyadenosín-5'-monofosfát (dAMP) a 2'-deoxyguanosín-5'-monofosfát (dGMP) [8]. Tieto sekundárne deoxynukleotidové radikály môžu ďalej oxidačne poškodiť bunky vedúce k mutagenéze a karcinogenéze [9]. Biofyzikálna štúdia naznačila, žeacteosidea jeho deriváty by mohli zakotviť do menších drážok DNA a rýchlo opraviť takéto oxidačné poškodenie DNA [10]. Navrhuje sa model guľovej palice založenej na preferenčnej konformite (obrázok 1,správne), že tieto molekuly sú prolátové a môžu ľahko dosiahnuť slučku DNA, a tak sú schopné rýchlo opraviť poškodenie radikálov DNA [8].

Z hľadiska biochémie je však oprava v podstate naplnená ros-scavengingovou (tj antioxidačnou) cestou. Ako už bolo spomenuté, tvorba deoxynukleotidových radikálnych národov je v konečnom dôsledku z útoku ROS, vrátane voľných radikálov (napr.,・OH radical 11) a oxidačných molekúl (napr. H2O2 [12]). Predpokladá sa, že zachytávanie ROS účinne znižuje bunkový oxidačný stav [13,14] a zlepšuje kvalitu kmeňových buniek [12,15]. Preto je potrebné študovať ich antioxidačnú schopnosť a ďalej diskutovať o možných mechanizmoch.

V tejto štúdii boli tri fenolové fenylpropanoidné glykozidy (acteozid, forsythozid B a poliumozid) porovnávané pomocou rôznych antioxidačných testov, vrátane 2-fenyl-4,4,5,5-tetrametyl-oxylimidazolín-1-oxyl-3-oxidového radikálu (PTIO・)zachytávajúceho sa, 2,2'-casino-bis(3-ety etylimidazolín-1-oxyl-3-sulfonic acid radical (ABTS+ •) scavenging assay, 1,1- test difenylu-2-picryl-hydrazínu (DPPH・)a ・。 2 --scavenging testy, rovnako ako Fe²⁺-chelatácia UV-spektrálnej analýzy. Následne boli ich reakčné produkty s DPPH・ stanovené pomocou ultraúčinnej kvapalinovej chromatografie spojenej s elektrosprajnou ionizačnou štvornožkou času letu tandemovou hmotnostnou spektrometriou (ANALÝZA UPLC – ESI – Q-TOF – MS/MS). Nakoniec sa ich cytoprotektívny účinok na mezenchýmové kmeňové bunky odvodené z kostnej drene (bmMSC) odhadol pomocou testu 3-(4,5-dimetylthiazol-2-yl)-2,5-difenylu (MTT). Ako je vidieť na obrázku1,rozdiel medzi tromi fenylpropanoidnými glykozidmi (t. j. acteozid, forsytozid B a poliumozid) je glykozidový typ: forsythozid B je vhodný pre acteozid, zatiaľ čo poliumozid je rhamnozid acteozidu. Táto porovnávacia štúdia teda tiež pomáha pochopiť úlohy apiosylu a rhamnosylu v antioxidačných účinkoch.

2. Výsledky

2.1.Testy na redukciu kovov (FRAP & CUPRAC)

V štúdii sme vykonali dva testy na zníženie kovov, t.j. test FRAP a test CUPRAC. Ako je znázornené v Suppl. 1, acteoside a jeho deriváty zvýšili relatívny FRAP (alebo Cu²⁺-zníženie výkonu) percentá pri 0-10 昭/l spôsobom závislým od dávky. Ich poradie relatívnych hladín redukcie kovov sa zhruba znížilo v poradí acteozidu > forsythoside B > poliumoside (tabuľka 1).

2.2.PTIO・-ScavengingAssay

Ptio*-scavenging test bol nedávno vyvinutý naším laboratóriom [16]. Môže sa použiť na vyhodnotenie hladiny antioxidantov a na preskúmanie antioxidačných ciest. Ako je znázornené v Suppl. 1, acteozid a jeho deriváty by mohli úspešne zachytávať PTIO* pri pH 4,5 a pH 7,4. Podľa hodnôt IC50 v tabuľke 1 sa však ich relatívne úrovne PTIO*-zachytávania v rovnakej hodnote pH navzájom líšili. Každý acteozid a jeho deriváty vykazovali tiež rôzne ptio• -zachytávacie úrovne medzi pH 4,5 a pH 7,4. Vo všeobecnosti boli hladiny PTIO^-scavenging na úrovni 7,4 vyššie ako hladiny pri pH 4,5.

2.3.ABTS+9-Scavenging alebo DPPH・-Scavenging Assays

The ABTS⁺- scavenging a DPPH - zachytávanie sú teraz široko používané pre antioxidačné štúdie čistých zlúčenín alebo extraktov. Ako je vidieť v Suppl. 1, koncentrácia acteozidu a jeho derivátov v závislosti od zvýšenia ABTS+ – scavenging alebo DPPH・-scavenging percent. Pokiaľ však ide o hodnoty IC50 v tabuľke 1, ich relatívne hladiny ABTS+ ^-scavenging boli zistené v poradí acteozidu > forsythoside B > poliumoside > Trolox. Podobné poradie by sa dalo pozorovať aj v DPPH - scavenging test.

2.4.UPLC-E SI—Q-TOF—MS/MSAnalýza DPP H Reaction Produkty

Reakčný produkt DPPH・ s každým z troch fenylpropanoidných glykozidov bol skúmaný pomocou analýzy UPLC - ESI - Q-TOF - MS / MS. V analýze (Suppl. 2) žiadny z troch fenylpropanoidných glykozidov nevytvoril vrchol produktu RAF. Pre porovnanie, zistilo sa, že kyselina kávová prináša dimérový produkt(m/z359-360, Suppl. 2).

2.5.UV-Vis-Spectra AnalýzaFe²⁺-Chelating produkty

Keďže UV-vis-spektrá môžu charakterizovať kovové komplexy, štúdia preto použila UV-vis-spektrá na analýzu možných Fe²⁺-chelatačná reakcia s tromi fenylpropanoidnými glykozidmi. Ako je znázornené na obrázku 2,každý z nich by mohol vytvoriť bathochromický posun (335 nmT364 nm) v UV spektrách. Medzitým by každý z nich mohol poskytnúť dva slabé vrcholy vis-spectra vo viditeľných spektrách (480 nm a 719 nm).)a vedie k svetlo zelenému vzhľadu. Maximálna intenzita však bola v zostupnom poradí poliumozidu > forsythoside B > acteozidu.

acteosidevcistanchemôcťzlepšite pamäť

2.6.Pyrogallol Autooxidačný test pre Superoxid Anion (•O2~) Scavenging

Pyrogallol autooxidačný test bol vylepšený naším laboratóriom v roku 2012 [17]. V tejto štúdii bol použitý na odhad potenciálu ・O2-zachytávania. Ako je vidieť v Suppl. 1, všetky acteozidy a jeho deriváty by mohli v závislosti od dávky zvýšiť percento --scavenging. Relatívna bioaktivita sa však podľa hodnôt IC50 v tabuľke1 znížila v poradí poliumozidu > forsytozidu B > acteozidu.

cistanchedeserticolaacteosideVýhody

2.7.Cytoprotektívny účinok na oxidačne stresované bmMSC (MTT Testsay)

Na posúdenie cytoprotektívnych účinkov acteozidu a jeho derivátov sme vykonali test MTT. Pri skúške boli bmMSC poškodené oxidačným činidlom H₂O₂, poškodené bmMSC boli potom ošetrené poistno-offidom a jeho derivátmi. The A_490nmhodnoty sa použili na posúdenie relatívnych cytoprotektívnych účinkov. Ako je uvedené v tabuľke 2, každý akteozid a jeho deriváty v závislosti od dávky zvýšili A_490nmhodnoty. V rovnakej koncentrácii však poliumoside dával najvyššie hodnoty A490nm.