Isolierung und Reinigung von Moschuspeptiden und Untersuchung ihrer entzündungshemmenden Mechanismen Akute Lungenverletzung (ALI)/Akutes Atemnotsyndrom (ARDS) ist eine schwere und komplexe Atemwegserkrankung, die durch eine Schädigung der Alveolarepithelzellen und der vaskulären Endothelzellen, Hypotonie und ein alveoläres Ödem gekennzeichnet ist und schließlich zu einem akuten hypoxischen Atemversagen führt. Die Pathogenese von ALI/ARDS ist komplex, wobei eine Dysregulation der Entzündungsreaktion, eine erhöhte Permeabilität der pulmonalen Endothelzellen und des Epithels, die zu einer Störung der pulmonalen mikrovaskulären Barriere führt, den Kern der pathophysiologischen Störungen von ALI/ARDS bilden. Wu et al. berichteten, dass die Makrophagen-Pyroptose an der Pathogenese der Lipopolysaccharid-induzierten ALI/ARDS beteiligt ist und dass der Caspase-1-spezifische Inhibitor Ac YVADCMK die Schädigung des Lungengewebes lindern und die Produktion von pro-inflammatorischen Zytokinen verringern kann.

Moschus (Moschus) ist ein trockenes Sekret aus dem reifen männlichen Beutel der Hirschartigen Moschus berezovskii Flerov, Moschus sifanicus Przewalski, oder Moschus moschiferus Linnaeus. Moschus ist von Natur aus warm, hat einen scharfen Geschmack und gehört zu den Herz- und Milzmeridianen. Er hat die Wirkung, die Körperöffnungen zu öffnen, den Geist zu wecken, die Blutzirkulation zu fördern, die Kollateralen zu entstauen, Schwellungen zu reduzieren und Schmerzen zu lindern. Die moderne medizinische Forschung hat herausgefunden, dass Moschus komplexe chemische Komponenten und pharmakologische Wirkungen hat, wie z. B. entzündungshemmend, demenzhemmend, tumorhemmend, gegen zerebrale Ischämie, immunregulierend und hormonregulierend. Zhu et al. haben eine starke entzündungshemmende Wirkung von Moschuspeptiden in verschiedenen In-vivo-Entzündungsmodellen nachgewiesen, wie z.B. Crotonöl-Ohrenentzündung bei Mäusen, Hefe- und Agar-Arthritis bei Ratten und Verbrühungsentzündung bei Ratten, aber der entzündungshemmende Mechanismus ist noch unklar. Diese Studie zielt darauf ab, Moschuspeptide aus natürlichem Moschus zu extrahieren und zu reinigen, die entzündungshemmende Aktivität von Moschuspeptiden in Lipopolysaccharid-induzierten THP-1-In-vitro-Zellmodellen und akuten Lungenverletzungsmodellen von Mäusen zu untersuchen und ihre potenziellen molekularen Wirkmechanismen zu erforschen, um Referenzen für die weitere Forschung, Entwicklung und klinische Anwendung der wertvollen chinesischen Heilpflanze Moschus zu liefern.

 

 

Bioaktive Peptide haben aufgrund ihrer hohen Selektivität, ihres vorhersehbaren Stoffwechsels in vivo, ihrer geringen Toxizität und ihrer einfachen Synthese die Aufmerksamkeit von Forschern im In- und Ausland als potenzielle Therapeutika für verschiedene Krankheiten auf sich gezogen. Berichten zufolge sind Moschuspeptide einer der entzündungshemmenden Wirkstoffe im natürlichen Moschus. Die japanischen Wissenschaftler Masayasu Kimura und andere haben zum ersten Mal ein Peptid mit einem Molekulargewicht von etwa 1000 aus Moschus isoliert, das eine starke entzündungshemmende Wirkung hat und die Wanderung der weißen Blutkörperchen von Meerschweinchen erheblich hemmen kann. Seine Wirkungsstärke ist etwa 40-mal so hoch wie die von Hydrocortison. Zhu et al. bestätigten in einem durch Crotonöl induzierten Ohrschwellungsmodell bei Mäusen, dass die entzündungshemmende Wirkung von Moschus 21 dreimal so hoch ist wie die von Hydrocortison, die entzündungshemmende Wirkung von Moschus 65 etwa sechsmal so hoch wie die von Hydrocortison und die entzündungshemmende Wirkung von Moschus 1 36-mal so hoch wie die von Hydrocortison. Liu et al. trennten Mua-1 mit einem Molekulargewicht von etwa 200000 durch die Gelfiltrationsmethode ab, das eine signifikante hemmende Wirkung auf die Ohrentzündung von Crotonöl-Mäusen hat, mit einer Entzündungshemmungsrate von 72,3%. THP-1-Monozyten können sich in Makrophagen differenzieren, die durch PMA induziert werden, und weisen einen Phänotyp und eine Funktion auf, die denen der menschlichen primären Makrophagen ähneln. Die THP-1-Zelllinie wird häufig als In-vitro-Modell für menschliche Monozyten und Makrophagen zur Untersuchung der Mechanismen von Entzündungskrankheiten verwendet. LPS ist der Wirkstoff in der Zellwand gramnegativer Bakterien, der starke Entzündungsreaktionen hervorrufen kann und häufig als Auslöser für In-vivo- und In-vitro-Entzündungsmodelle verwendet wird. In dieser Studie verwendete der Autor eine Ionenaustausch-Chromatographiesäule, um fünf Fraktionen aus natürlichem Moschus-Extrakt zu trennen und zu reinigen, nämlich SXP1, SXP2, SXP3, SXP4, SXP5 und SXP3002. Im LPS-induzierten THP-1-Makrophagenmodell wurde festgestellt, dass SXP4 die Produktion von TNF-α und IL-1-β signifikant hemmt, was eine starke entzündungshemmende Wirkung zeigt. Darüber hinaus ergab die SDS-PAGE-Analyse, dass das Molekulargewicht der Peptidproteine in SXP4 hauptsächlich zwischen 10 und 26 kDa liegt.

Akute Lungenverletzungen und schwerere akute Atemnotsyndrome haben eine hohe Sterblichkeitsrate und sind durch Lungenentzündungen gekennzeichnet, die durch eine Infektion, ein Trauma, eine Kontusion des Lungengewebes oder die Aspiration von Mageninhalt verursacht werden. In dieser Studie wurde festgestellt, dass SXP4 die pathologische Schädigung des Lungengewebes von Mäusen signifikant verbessern, die Expression von TNF-α, IL-6 im Serum und IL-1-β, IL-18 im Lungengewebe von Mäusen mit Lipopolysaccharid-induzierter akuter Lungenverletzung reduzieren kann. Die Pyroptose ist eine Form des programmierten Zelltods, die auf der enzymatischen Aktivität von Mitgliedern der Caspase-Familie beruht, um die Bildung von Transmembranporen auf der Zellmembran durch Proteine der Gasdermin-Familie zu vermitteln, was zu einer Zellschwellung und -ruptur sowie zur Freisetzung von Entzündungsmediatoren wie IL-1 β, IL-18, HMGB1 führt und die Entzündungsreaktion fördert. Die Forschung hat gezeigt, dass die Pyroptose der alveolären Makrophagen eine wichtige Rolle bei der akuten Lungenverletzung spielt. Daher ist die Hemmung der Zellpyroptose ein potenzielles therapeutisches Ziel für akute Lungenverletzungen.

Es gibt zwei Aktivierungswege für die Zellpyroptose, nämlich den klassischen Weg, der von Caspase-1 abhängt, und den nicht klassischen Weg, der von Caspase-4, -5/-11 abhängt, die beide von der Lyse von Gasdermin D (GSDMD) und der Freisetzung von IL-1 β und IL-18 begleitet werden. Der klassische Weg der Zellpyroptose wird durch Inflammasomen vermittelt. Inflammasome sind große Molekülkomplexe innerhalb von Zellen, die aus Sensor-NOD-ähnlichen Rezeptoren (NLRs), dem Adaptorprotein Apoptosis Related Spot Like Protein (ASC) und dem Effektor Caspase-1 Precursor (ProCaspase-1) bestehen. Unter ihnen ist NLRP3 das am besten untersuchte Mitglied der NLRs-Familie. Grailer et al. fanden heraus, dass das NLRP3-Inflammasom und Caspase-1 eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese der akuten Lungenverletzung spielen. Bei Mäusen mit LPS-induzierter akuter Lungenverletzung waren die Schädigung des Lungengewebes und die Entzündungsreaktion bei NLRP3-/--Mäusen und Caspase-1-/--Mäusen deutlich reduziert. Aktiviertes NLRP3 rekrutiert ASC und Pro-Caspase-1, um sich zu einem NLRP3-Inflammasom zusammenzuschließen, und Pro-Caspase-1 wird in die aktive Form Caspase-1 gespalten. Caspase-1 spaltet GSDMD, wodurch dessen Aminosäureenddomäne freigelegt und eine Perforation der Zellmembran ausgelöst wird, was zu einer Zellschwellung und Lyse führt. Gleichzeitig verarbeitet Caspase-1 auch IL-1 β- und IL-18-Vorstufen (Pro-IL-1 β, Pro-IL-18) und setzt reifes IL-1 β und IL-18 durch Poren in der Zellmembran frei. Die immunhistochemischen Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass SXP4 die Expressionsniveaus von NLRP3, ASC, Caspase-1 und GSDMD im Lungengewebe von Mäusen mit akuter Lungenverletzung signifikant reduzieren kann (siehe Abbildung 13).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Moschuspeptid SXP4 die Produktion von entzündungsfördernden Zytokinen verringern, die Entzündungsreaktion bei Mäusen mit akuter Lungenverletzung lindern und pathologische Schäden am Lungengewebe durch Hemmung des NLRP3/Caspase-1-vermittelten Zellapoptosewegs lindern kann.