Isolering og oprensning af moskuspeptider og undersøgelse af deres antiinflammatoriske mekanismer Akut lungeskade (ALI)/akut luftvejssyndrom (ARDS) er en alvorlig og kompleks luftvejssygdom, der er kendetegnet ved skader på alveolære epitelceller og vaskulære endotelceller, hypotension og alveolært ødem, hvilket i sidste ende fører til akut hypoxisk respirationssvigt. Patogenesen af ALI/ARDS er kompleks, med dysregulering af inflammatorisk respons, øget permeabilitet af pulmonale endotelceller og epitel, der fører til forstyrrelse af den pulmonale mikrovaskulære barriere, der er kernen i de patofysiologiske lidelser i ALI/ARDS. Wu et al. rapporterede, at makrofag-pyroptose er involveret i patogenesen af lipopolysaccharid-induceret ALI/ARDS, og den Caspase-1-specifikke inhibitor Ac YVADCMK kan lindre lungevævsskader og reducere produktionen af pro-inflammatoriske cytokiner.

Moskus (Moschus) er et tørt sekret fra den modne hanpose fra hjortefamiliens dyr Moschus berezovskii Flerov, Moschus sifanicus Przewalski eller Moschus moschiferus Linnaeus. Moskus er varm af natur, skarp i smagen og hører til hjerte- og miltmeridianerne. Den har den virkning, at den åbner kropsåbningerne, vækker sindet, fremmer blodcirkulationen, fjerner blokeringer i blodbanerne, reducerer hævelser og lindrer smerter. Moderne medicinsk forskning har vist, at moskus har komplekse kemiske komponenter og farmakologiske virkninger som antiinflammatorisk, antidemens, antitumor, anti cerebral iskæmi, immunregulering og hormonregulering. Zhu et al. har påvist stærk antiinflammatorisk aktivitet af moskuspeptider i forskellige in vivo-betændelsesmodeller som f.eks. ørebetændelse med crotonolie hos mus, gær- og agarartritis hos rotter og skoldningsbetændelse hos rotter, men den antiinflammatoriske mekanisme er stadig uklar. Denne undersøgelse har til formål at udvinde og rense moskuspeptider fra naturlig moskus, undersøge den antiinflammatoriske aktivitet af moskuspeptider i lipopolysaccharidinducerede THP-1 in vitro-cellemodeller og musemodeller med akut lungeskade og udforske deres potentielle molekylære virkningsmekanismer for at give reference til yderligere forskning, udvikling og klinisk anvendelse af den dyrebare kinesiske lægeurt moskus.

 

 

Bioaktive peptider har på grund af deres høje selektivitet, forudsigelige metabolisme in vivo, lave toksicitet og lette syntese tiltrukket sig stor opmærksomhed fra forskere både nationalt og internationalt som potentielle terapeutiske lægemidler til forskellige sygdomme. Ifølge rapporter er moskuspeptider en af de antiinflammatoriske aktive ingredienser i naturlig moskus. Japanske forskere som Masayasu Kimura og andre har for første gang isoleret et peptid med en molekylvægt på ca. 1000 fra moskus, som har stærk antiinflammatorisk aktivitet og kan hæmme migrationen af hvide blodlegemer fra marsvin betydeligt. Dets virkning er ca. 40 gange stærkere end hydrokortison. Zhu et al. bekræftede i en museørehævelsesmodel induceret af crotonolie, at den antiinflammatoriske effekt af moskus 21 er tre gange så stor som hydrokortison, den antiinflammatoriske effekt af moskus 65 er omkring seks gange så stor som hydrokortison, og den antiinflammatoriske styrke af moskus 1 er 36 gange så stor som hydrokortison. Liu et al. adskilt Mua-1 med en molekylvægt på ca. 200000 gennem gelfiltreringsmetode, som har en signifikant hæmmende virkning på ørebetændelse hos crotonoliemus med en inflammationshæmning på 72,3%. THP-1-monocytter kan differentieres til makrofager induceret af PMA og udviser en fænotype og funktion, der ligner den hos humane primære makrofager. THP-1-cellelinjen er i vid udstrækning blevet brugt som en in vitro-model for humane monocytter og makrofager til undersøgelse af mekanismerne bag inflammatoriske sygdomme. LPS er den aktive ingrediens i cellevæggen hos gramnegative bakterier, som kan forårsage stærke betændelsesreaktioner og ofte bruges som en inducer til in vivo- og in vitro-betændelsesmodeller. I denne undersøgelse brugte forfatteren en ionbytningskromatografikolonne til at adskille og rense fem fraktioner fra naturligt moskusekstrakt, nemlig SXP1 SXP2、SXP3、 SXP4、SXP5。 I den LPS-inducerede THP-1-makrofagmodel viste det sig, at SXP4 signifikant hæmmede produktionen af TNF - α og IL-1 β, hvilket demonstrerer stærk antiinflammatorisk aktivitet. Derudover afslørede SDS-PAGE-analyse, at molekylvægten af peptidproteiner i SXP4 hovedsageligt varierer fra 10 til 26 kDa.

Akut lungeskade og mere alvorligt akut respiratorisk nødsyndrom har en høj dødelighed, der er kendetegnet ved lungebetændelse forårsaget af infektion, traume, lungevævskontusion eller aspiration af maveindhold. Denne undersøgelse viste, at SXP4 kan forbedre den patologiske skade på musens lungevæv betydeligt, reducere udtrykket af TNF - α, IL-6 i serum og IL-1 β, IL-18 i lungevæv hos mus med lipopolysakkarid-induceret akut lungeskade. Pyroptose er en programmeret celledødsform, der er afhængig af den enzymatiske aktivitet hos medlemmer af Caspase-familien til at formidle dannelsen af transmembranporer på cellemembranen af proteiner fra Gasdermin-familien, hvilket forårsager cellehævelse og -brud samt frigivelse af inflammatoriske mediatorer som IL-1 β, IL-18, HMGB1 og fremmer den inflammatoriske reaktion. Forskning har vist, at alveolær makrofag-pyroptose spiller en vigtig rolle i akut lungeskade. Derfor er hæmning af cellepyroptose et potentielt terapeutisk mål for akut lungeskade.

Der er to aktiveringsveje for cellepyroptose, nemlig den klassiske vej, der er afhængig af Caspase-1, og den ikke-klassiske vej, der er afhængig af Caspase-4, -5/-11, som begge ledsages af Gasdermin D (GSDMD)-lysis og frigivelse af IL-1 β og IL-18. Den klassiske vej til cellepyroptose er medieret af inflammasomer. Inflammatoriske legemer er store molekylære komplekser i celler, der består af sensor NOD-lignende receptorer (NLR'er), adaptorprotein apoptoserelateret spotlignende protein (ASC) og effektor Caspase-1 precursor (ProCaspase-1). Blandt dem er NLRP3 det mest undersøgte medlem af NLR-familien. Grailer et al. fandt, at NLRP3-inflammasomet og Caspase-1 spiller en afgørende rolle i patogenesen af akut lungeskade. I LPS-inducerede mus med akut lungeskade var lungevævsskader og inflammatorisk respons signifikant reduceret i NLRP3-/- mus og Caspase-1-/- mus. Aktiveret NLRP3 rekrutterer ASC og ProCaspase-1 til at samles i NLRP3-inflammasomet, og Pro-Caspase-1 spaltes til den aktive form Caspase-1. Caspase-1 spalter GSDMD, eksponerer dets aminosyreendedomæne og fremkalder perforering af cellemembranen, hvilket fører til cellehævelse og lysis. Samtidig behandler Caspase-1 også IL-1 β- og IL-18-forstadier (Pro-IL-1 β, Pro-IL-18) og frigiver moden IL-1 β og IL-18 gennem porer i cellemembranen. De immunhistokemiske resultater af denne undersøgelse viste, at SXP4 kan reducere ekspressionsniveauerne af NLRP3, ASC, Caspase-1 og GSDMD i lungevæv fra mus med akut lungeskade betydeligt (se figur 13).

Sammenfattende kan moskuspeptid SXP4 reducere produktionen af proinflammatoriske cytokiner, lindre den inflammatoriske reaktion hos mus med akut lungeskade og lindre patologiske skader på lungevæv ved at hæmme den NLRP3/Caspase-1-medierede celleapoptosevej.