Oprensning og neurobeskyttende aktivitet af MIP-16, et peptid fra Morchella edulis
\nParkinsons sygdom (PD) er den n\u00e6stst\u00f8rste neurodegenerative sygdom hos mennesker med en pr\u00e6valens p\u00e5 2% til 3% blandt personer p\u00e5 65 \u00e5r og derover. De patologiske karakteristika ved PD kan sammenfattes som tabet af et stort antal dopaminerge neuroner i substantia nigra pars compacta, hvilket f\u00f8rer til et fald i dopaminbiosyntesen i substantia nigra og striatum. Den patogene mekanisme bag PD er endnu ikke klarlagt. Unders\u00f8gelser har bekr\u00e6ftet, at milj\u00f8faktorer, genetiske faktorer, oxidativ stress og andre faktorer kan v\u00e6re involveret i degeneration og d\u00f8d af dopaminerge neuroner ved PD. Blandt dem er oxidativ stress en vigtig \u00e5rsag til neuronal degeneration og degeneration. P\u00e5 den ene side er hjernen det organ, der har det h\u00f8jeste iltforbrug i normale fysiologiske aktiviteter hos mennesker, men den relative mangel p\u00e5 antioxidantenzymer i hjernen g\u00f8r den meget modtagelig for oxidativ stressskade; P\u00e5 den anden side har tidlige unders\u00f8gelser vist, at en stigning i mitokondrielt oxidativt stress i dopaminerge neuroner i substantia nigra pars compacta kan udl\u00f8se en dopaminafh\u00e6ngig toksisk kaskade, der f\u00f8rer til lysosomal dysfunktion og ophobning af alfa-synuclein, som er de to vigtigste patologiske tr\u00e6k ved Parkinsons sygdom. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt bruges klassisk dopaminerstatningsterapi mest i medicin til behandling af PD, f.eks. tilskud af L-3,4-dihydroxyphenylalanin (L-DOPA). Men flere og flere unders\u00f8gelser har vist, at denne klassiske behandling har betydelige bivirkninger. Kliniske observationer har vist, at langvarig L-DOPA-behandling har en vis sandsynlighed for at for\u00e5rsage bev\u00e6gelsesforstyrrelser hos PD-patienter. Derfor er en af de potentielle m\u00e5der at forebygge og behandle PD p\u00e5 at starte med at reducere oxidativt stress og s\u00f8ge nye neurobeskyttende midler.
\nI de senere \u00e5r har udvinding og oprensning af neurobeskyttende stoffer med antioxidantaktivitet fra naturlige produkter f\u00e5et stor opm\u00e6rksomhed, og der er gjort betydelige fremskridt. Salidrosid udvundet fra r\u00f8dderne af Rhodiola rosea L., en plante i Sedaceae-familien, kan h\u00e6mme oxidativ stress og inflammation for at beskytte apoptotiske PC12-celler. Paeoniflorin lindrer 6-hydroxydopamin-induceret apoptose i PC12-celler ved at h\u00e6mme aktiveringen af NF - \u03ba B. Sammenlignet med planter er der dog relativt mindre forskning i neuroprotektive midler fra svampe. Nogle svampepolysaccharider kan udvise god aktivitet til fjernelse af frie radikaler og ud\u00f8ve neurobeskyttende virkninger. Svampepolysaccharider har dog en stor molekylv\u00e6gt, kompleks struktur og er vanskelige at tr\u00e6nge igennem blod-hjerne-barrieren, hvilket begr\u00e6nser deres anvendelse som neurobeskyttende midler. Ethanol- eller vandekstrakter af visse svampe indeholder neurobeskyttende faktorer, men sammens\u00e6tningen af ekstrakterne er stadig uklar, og strukturen af de funktionelle stoffer skal identificeres.
\nMorchella spp. er en v\u00e6rdifuld spiselig og medicinsk svamp, som i Compendium of Materia Medica er registreret som \"s\u00f8d og kold, ugiftig, sliml\u00f8sende og qi-regulerende og gavnlig for mave-tarmkanalen\". Morchella importuna M. Kuo. er en meget dyrket sort i Kina. I vores tidligere forskning blev det bekr\u00e6ftet, at vandekstraktet af Morchella importuna indeholder et stof, der ligner nervev\u00e6kstfaktor (NGF), som kan fremme differentieringen af PC12-celler og danne neurale netv\u00e6rk. P\u00e5 baggrund af dette har vi i denne unders\u00f8gelse yderligere oprenset og identificeret de funktionelle komponenter i frugtlegemet af Morchella prolifera, konstrueret en PC12-cellemodel, der er beskadiget af 6-OHDA, verificeret den neurobeskyttende aktivitet af de funktionelle komponenter i frugtlegemet af Morchella prolifera, tilvejebragt data til udvikling af de sundhedsm\u00e6ssige fordele ved kunstigt dyrket Morchella prolifera og tilvejebragt alternative ressourcer til screening af neurobeskyttende midler, der stammer fra svampe.<\/p>\n
Nogle store svampe har ekstremt h\u00f8j f\u00f8devare- og medicinsk v\u00e6rdi og er rige p\u00e5 protein, hvilket g\u00f8r dem til ideelle r\u00e5materialer til fremstilling af naturlige peptider. Cordymin er et peptid udvundet af Cordyceps sinensis, som kan h\u00e6mme inflammation og lindre hjerneskade for\u00e5rsaget af isk\u00e6mi og hypoxi hos rotter. Peptidet PEMP, der er isoleret fra myceliet af Pleurotus eryngii, har antioxidant-, antitumor- og immunforst\u00e6rkende funktioner. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt er de aktive ingredienser i svampe hovedsageligt fokuseret p\u00e5 forskning i polysaccharider. Sammenlignet med svampepolysaccharider har peptider en enkel struktur, lav immunogenicitet og er nemme at syntetisere kunstigt, hvilket g\u00f8r dem til en meget lovende del af den moderne l\u00e6gemiddeludvikling. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt bruges der ofte kromatografiske s\u00f8jlemetoder til at adskille og rense polypeptider fra proteinhydrolysater, herunder ionbytningskromatografi og\/eller gelfiltreringskromatografi. F\u00f8rstn\u00e6vnte kan adskilles i henhold til ladningen af ioner og pol\u00e6re molekyler, mens sidstn\u00e6vnte kan adskilles i henhold til molekylst\u00f8rrelsen. Der er dog i \u00f8jeblikket ingen rapporter om standardmetoder til ekstraktion af svampepeptider, og pH-v\u00e6rdien i ekstraktionsbufferen, og om proteasehydrolyse er p\u00e5kr\u00e6vet under ekstraktionsprocessen, er ikke blevet udforsket. Desuden svarer udvinding af peptider fra forskellige typer svampe ofte til forskellige udvindingsmetoder, hvilket ikke er befordrende for fremme og anvendelse af svampepeptider. Sammenlignet med standardekstraktionsmetoden for svampepolysaccharidmodning er der behov for yderligere udforskning af ekstraktionsmetoden for svampepeptider. I denne unders\u00f8gelse blev MIP-16 oprenset ved hj\u00e6lp af en kombination af molekyl\u00e6r eksklusionskromatografi og omvendt h\u00f8jtydende v\u00e6skekromatografi. Metoden opdelte f\u00f8rst molekylerne groft ud fra deres st\u00f8rrelse og underopdelte dem derefter ud fra deres polaritet. Eksperimentet viste, at denne metode har god skelneevne, men den kr\u00e6vede eksperimentelle tid er relativt lang, og der er behov for yderligere forbedringer.
\nDegeneration og celled\u00f8d af dopaminerge neuroner i substantia nigra striatum f\u00f8rer til dopaminmangel, som er den vigtigste \u00e5rsag til Parkinsons sygdom. Derfor er dopaminerstatningsterapi (som f.eks. tilskud af L-DOPA) i \u00f8jeblikket en af de bedste metoder til behandling af idiopatisk Parkinsons sygdom, som lindrer symptomerne gennem tilskud af eksogent dopamin. Men efter den f\u00f8rste optimale behandlingsperiode medf\u00f8rer langvarig L-DOPA-behandling ofte bivirkninger som f.eks. tab af motorisk funktion. Desuden har forskere p\u00e5vist 6-OHDA i urinen hos patienter med Parkinsons sygdom, der har taget L-DOPA i lang tid. Derfor behandlede vi i denne unders\u00f8gelse PC12-celler med 6-OHDA for at simulere den tidlige forekomst af PD og s\u00f8ge efter nye neurobeskyttende midler. I vores unders\u00f8gelse fandt vi, at behandling med 6-OHDA \u00f8ger niveauet af ROS i PC12-celler, hvilket igen udl\u00f8ser celleapoptose. Vi spekulerer i, at langvarig L-DOPA-behandling kan producere mere 6-OHDA, hvilket kan have en negativ feedback-regulerende effekt p\u00e5 behandlingen af PD. Baseret p\u00e5 ovenst\u00e5ende analyse forventes det at screene for effektive og sikre neurobeskyttende midler ud fra reduktion af oxidativt tryk og minimering af oxidativ skade. Og polysaccharider, peptider, triterpener og andre komponenter i h\u00f8jere svampe har god antioxidantaktivitet. Derfor s\u00f8ger vi efter neurobeskyttende stoffer fra svampe for at skaffe ressourcer til screening af l\u00e6gemidler til PD.
\nOxidationsreaktioner kan give energi til menneskets livsaktiviteter, men de superoxidanionradikaler og hydroxylradikaler, der genereres under reaktionen, kan for\u00e5rsage oxidativ skade. Tilstedev\u00e6relsen af endogene antioxidantenzymer og andre antioxidanter har en tendens til at afbalancere produktionen og forbruget af ROS og opretholde en stabil tilstand under normale forhold. Unders\u00f8gelser har dog vist, at antioxidantsystemets effektivitet gradvist falder med alderen. Hos \u00e6ldre overstiger stigningen i reaktive iltarter antioxidantsystemets clearancekapacitet, hvilket f\u00f8rer til oxidativ stress og potentielt kan for\u00e5rsage neurodegenerative sygdomme som Parkinsons sygdom. Endogene antioxidantenzymer, herunder superoxiddismutase (SOD), katalase (CAT), glutathionperoxidase (GSH Px) osv. er kroppens naturlige forsvarssystem mod oxidativ stress. Efter behandling med 6-OHDA faldt den intracellul\u00e6re antioxidante enzymaktivitet markant. Det kan udledes, at det intracellul\u00e6re antioxidantenzymsystem p\u00e5 dette tidspunkt v\u00e6sentligt overstiger den normale belastning. Forbehandling med MIP-16 i 6 timer \u00f8gede signifikant den endogene antioxidante enzymaktivitet i PC12-celler. SOD-niveauer afspejler belastningen af det intracellul\u00e6re antioxidantenzymsystem og afspejler indirekte niveauet af intracellul\u00e6re frie radikaler. Dette resultat kan tyde p\u00e5, at dannelsen af anionisk superoxid blev reduceret efter forbehandling med MIP-16. Desuden er GSH Px en kernekomponent i det cellul\u00e6re antioxidantforsvar og en elektrondonor for ROS, hvilket tyder p\u00e5, at MIP-16, som et andet afgiftningssystem, kan p\u00e5virke GSH-metabolismen og undg\u00e5 6-OHDA-induceret celled\u00f8d.
\nN\u00e5r det endogene antioxidante enzymsystem ikke kan fjerne ROS i tide, kan ROS let skade biomolekyler og i sidste ende f\u00f8re til celleapoptose. Bcl-2 og Bax er de mest repr\u00e6sentative apoptoseh\u00e6mmende gener og apoptosefremmende gener i henholdsvis Bcl-2-proteinfamilien. Bax-proteinet, der kodes af Bax-genet, kan danne heterodimerer med Bcl-2 og h\u00e6mme udtrykket af Bcl-2. Forskning har vist, at forholdet mellem Bax\/Bcl-2-proteiner er en n\u00f8glefaktor, der bestemmer styrken af celleapoptoseh\u00e6mning, og Bax\/Bcl-2 kan ogs\u00e5 betragtes som en molekyl\u00e6r switch for apoptose. Mekanismen for Bax-induceret celleapoptose er, at Bax kommer ind i mitokondrier under p\u00e5virkning af tBid, \u00f8ger mitokondriemembranens permeabilitet og derefter frigiver cytokrom C. Frigivelsen af cytokrom C er et vigtigt trin i den endogene vej til celleapoptose, som opst\u00e5r ved at m\u00e5lrette og aktivere Caspase-9, hvilket f\u00f8rer til aktivering af effektorcaspaser (s\u00e5som Caspase-3). Derfor unders\u00f8gte denne unders\u00f8gelse den beskyttende virkning af MIP-16 p\u00e5 6-OHDA-induceret celleapoptose ved at detektere ekspressionsniveauerne af Bcl-2 og Bax samt aktiviteten af Caspase (Caspase-3 og Caspase-9). Fra vores forskning observerede vi, at forbehandling af 6-OHDA med MIP-16 signifikant \u00f8gede Bcl-2-niveauer og reducerede Bax-niveauer, mens de h\u00e6mmede Caspase-3 og Caspase-9-aktivitet. Disse resultater tyder p\u00e5, at MIP-16 kan ud\u00f8ve antiapoptotiske virkninger ved at regulere Bcl-2\/Bax-forholdet og h\u00e6mme Caspase-3\/-9-aktiviteten.
\nForskningsresultaterne indikerer, at MIP-16 har en signifikant h\u00e6mmende effekt p\u00e5 6-OHDA-induceret apoptose i PC12-celler: omformning af endogen antioxidant enzymaktivitet, herunder SOD, CAT og GSH Px, som en endogen antioxidantpromotor. Reducerer ROS-niveauer og MDA-produktion og s\u00e6nker derved cellul\u00e6re oxidationsniveauer og h\u00e6mmer initieringen af apoptose. Regulere Bax\/BCl-2-forholdet, h\u00e6mme ekspressionen af Caspase-9 og Caspase-3 og derved blokere den mitokondrielle apoptosevej i celler. MIP-16 har en enkel struktur og er let at syntetisere kunstigt, hvilket forventes at blive udviklet og brugt som et l\u00e6gemiddel til at lindre og hj\u00e6lpe med behandlingen af PD.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Purification and neuroprotective activity of MIP-16, a peptide derived from Morchella edulis Parkinson’s disease (PD) is the second largest neurodegenerative disease in humans, with a prevalence rate of 2% to 3% among individuals aged 65 and above. The pathological characteristics of PD can be summarized as the loss of a large number of dopaminergic neurons […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n