Das Polysaccharid GiP-B1 von Glycyrrhiza uralensis aktiviert Makrophagen RAW264.7 über den TLR4/MyD88/NF - κ B-Signalweg
Das angeborene Immunsystem ist eine wichtige Verteidigungslinie des Körpers gegen die Invasion von Krankheitserregern, und Toll-like-Rezeptoren (TLRs) sowie Antigen-präsentierende Zellen wie Makrophagen und dendritische Zellen, die TLRs exprimieren, sind wichtige Bestandteile des angeborenen Immunsystems. Forschungen zur Beteiligung der TLRs an der Immunerkennung durch Makrophagen, der Regulierung der Signaltransduktion und der Auslösung der Immunreaktion haben gezeigt, dass alle Mitglieder der TLR-Familie, mit Ausnahme von TLR3, Liganden wie Lipopolysaccharide (LPS) erkennen können, an den myeloischen Differenzierungsfaktor 88 (MyD88) binden, relevante Kinasen rekrutieren und den Kinase-Inhibitor des Nuklearfaktors Kappa B (IKK) aktivieren, der den Inhibitor von NF - κ B (I κ B) phosphoryliert, der an NF - κ B bindet. Und dissoziieren, aktivieren NF-κ B in den Zellkern, initiieren oder hemmen die Transkription von Zielgenen und regulieren so die angeborene Immunantwort.
Polysaccharide, eine wirksame Klasse von biologischen Reaktionsregulatoren, aktivieren die Immunantwort von Makrophagen durch Mechanismen, die mit der Transduktion von TLRs/NF-κ B-Signalwegen zusammenhängen. Die Forschung hat ergeben, dass viele pflanzliche Polysaccharide spezifisch an Rezeptoren wie TLR2/4 auf der Oberfläche von Makrophagen binden können, den NF-κ-B-Signalweg aktivieren, die Transkription von Zytokinen und die Expression von ko-stimulierenden Molekülen in phagozytischen Zellen regulieren und nachgeschaltete Kaskaden zur Aktivierung der angeborenen und erworbenen Immunität einleiten.
Glycyrrhiza inflata Bat. ist eine charakteristische Heilpflanzenquelle in Xinjiang. Ihre getrockneten Wurzeln und Rhizome wurden als Heilpflanzen in das chinesische Arzneibuch aufgenommen. Unsere Forschungsgruppe hat bestätigt, dass das rohe Polysaccharid GiP und die gereinigten Bestandteile die Proliferation von Makrophagen und Lymphozyten fördern. Die gereinigte Komponente GiP-B1, die einen hohen Gehalt aufweist, ist ein saures Polysaccharid mit einer Poly-Rha-GalA-Hauptkette, mit einem relativen Molekulargewicht von mehr als 2,0 × 106Da und einem Uronsäuregehalt von 16,8%. Es kann die Proliferation und Phagozytose von RAW264.7-Makrophagen signifikant fördern, die Sekretion von IL-1 β und TNF - α durch Makrophagen erhöhen und die Bildung von NO und NOS fördern. Das Forschungsteam verwendete außerdem monoklonale Antikörper gegen TLR4, um in Makrophagen einzugreifen, und fand heraus, dass die Sekretion von TNF-α, IL-1-β, 1L-6 und NO, die durch GiP-B1 induziert wurde, sowie die Expression von iNOS, 1L-1-β, TNF-α und 1L-6 mRNA in unterschiedlichem Maße gehemmt wurden, was darauf hindeutet, dass die Aktivierung von Makrophagen durch GiP-B1 mit TLR4 und den damit verbundenen Signalwegen zusammenhängen könnte. Um den Zusammenhang zwischen GiP-B1-aktivierten Makrophagen und dem TLR4/NF-κ B-Signalweg zu untersuchen, wurden in dieser Studie RAW264.7-Makrophagen mit TLR4 interferierender RNA (TLR4 siRNA) in vitro transfiziert, um zu erforschen, ob eine GiP-B1-Intervention Makrophagen über den TLR4-vermittelten NF-κ B-Signalweg aktivieren kann, um den molekularen Mechanismus der GiP-B1-aktivierten Makrophagen zu ergründen.

Makrophagen sind wichtige Ausführungsorgane der angeborenen Immunität im Körper. Als spezialisierte phagozytische Gewebezellen können sie konservierte pathogenassoziierte molekulare Muster (PAMPs) auf der Oberfläche pathogener Mikroorganismen durch Mustererkennungsrezeptoren (PRRs) wie TLRs erkennen, die auf ihrer Oberfläche exprimiert werden. Über nachgeschaltete Signalwege regulieren sie die Expression verschiedener Immunantwortgene, um Pathogene zu beseitigen. Die Forschung hat gezeigt, dass viele natürliche pflanzliche Polysaccharide als Liganden für TLR4 dienen können und die Makrophagensignalisierung sowohl über MyD88-abhängige als auch -unabhängige Wege erleichtern, indem sie den Eintritt von NF-κ B in den Zellkern fördern und an spezifische Erkennungssequenzen auf DNA-Promotoren binden, wodurch die Expression von Zytokinen wie IL-1, IL-6, TNF-α usw. vermittelt wird. Diese Zytokine wirken auch als Stimulatoren von NF-κ B, die NF-κ B weiter aktivieren, um anhaltende Entzündungsreaktionen auszulösen und adaptive Immunreaktionen zu aktivieren.
Als Ausgangspflanze für die traditionelle chinesische Medizin Lakritze enthalten die wichtigsten medizinischen Substanzen der Lakritze aus geschwollenen Früchten nicht nur Chalkone mit krebshemmender Wirkung, sondern auch Polysaccharide mit antioxidativer, Alpha-Glucosidase hemmender und immunregulierender Wirkung. In den Voruntersuchungen unserer Forschungsgruppe wurde festgestellt, dass das rohe Polysaccharid GiP und seine gereinigten Bestandteile von Glycyrrhiza uralensis die Vermehrung von Makrophagen und Lymphozyten fördern. Unter ihnen hat die gereinigte Komponente GiP-B1 mit höherem Gehalt eine signifikant fördernde Wirkung auf die Proliferation, Phagozytose und Zytokinsekretion von RAW264.7 Makrophagen. Die vorbereitende Forschungsgruppe verwendete Anti-TLR4 zur Behandlung von Zellen und fand heraus, dass der Wirkmechanismus mit der Aktivierung des TLR4/NF-κ B-Signalwegs nach der Probenintervention zusammenhängt. Dieser Artikel verwendet siRNA-Technologie, um das TLR4-Gen durch TLR4 siRNA zum Schweigen zu bringen, und stellt fest, dass GiP-B1 die Proliferation von RAW264.7-Makrophagen fördert und die Sekretion der Zytokine TNF-α, IL-1 β und IL-6 hemmt. Dies deutet darauf hin, dass TLR4 an der Wirkung von GiP-B1 auf die Proliferation von RAW264.7-Makrophagen und die Zytokinsekretion beteiligt ist, d.h. die Aktivierung von Makrophagen durch GiP-B1 hängt mit TLR4 zusammen, was mit den Ergebnissen früherer Antikörperblockade-Experimente übereinstimmt. Basierend auf den Arten von Zytokinen, die von Makrophagen sezerniert werden, die durch GiP-B1 über TLR4 aktiviert werden, wie TNF-α, IL-1-β, IL-6 usw., deutet dies darauf hin, dass die GiP-B1-Aktivierung von Makrophagen eine Polarisierung in Richtung M1-Typ induzieren kann. Makrophagen vom M1-Typ fördern nicht nur Entzündungsreaktionen, sondern haben auch Antigenpräsentationsfähigkeiten, die adaptive Immunreaktionen von T-Zellen aktivieren, Th1-Zell-Immunreaktionen induzieren und Wirtsimmun-Clearance-Funktionen gegen Krankheitserreger und Tumorzellen ausüben können. Frühere Studien haben auch ergeben, dass GiP-B1 in vitro bestimmte Anti-Tumor-Wirkungen hat. Ob der Wirkmechanismus mit der Förderung der Makrophagenpolarisierung durch GiP-B1 zusammenhängt und ob es die körpereigene Anti-Tumor-Immunfunktion durch die Regulierung von Makrophagen in der Tumormikroumgebung fördern kann, muss noch eingehender erforscht werden.
Um die Beziehung zwischen der GiP-B1-Aktivierung von Makrophagen und dem TLR4/NF-κ B-Weg weiter zu demonstrieren, untersuchte dieses Experiment auch die mRNA- und Proteinexpressionsänderungen der vorgelagerten regulatorischen Gene TLR4, des abhängigen Moleküls MyD88, der nachgelagerten Rezeptorgene NF-κ Bp65, I-κ B-α usw. in Makrophagen, die durch GiP-B1 unter TLR4 siRNA-Intervention reguliert werden. Die Ergebnisse zeigten, dass durch die Ausschaltung des TLR4-Gens die Expression von TLR4-mRNA abnahm, der Gehalt an freiem NF-κ Bp65 im Zellkern deutlich sank und auch die Aktivierung des NF-κ B-Signalwegs entsprechend abnahm; GiP-B1 erhöht nicht nur die Expression des TLR4-Gens in Makrophagen unter normalen Bedingungen, sondern reguliert auch die mRNA- und Proteinexpression des TLR4-Signal-abhängigen Moleküls MyD88 und der nachgeschalteten Gene NF - κ Bp65 und p-I κ B α hoch, und p-I κ B α durch RNA-Interferenz, was beweist, dass GiP-B1 als einer der TLR4-Liganden fungieren kann, den TLR4/NF - κ B-Signalweg in Abhängigkeit von MyD88 aktiviert, den nuklearen Transkriptionsfaktor p65 in der NF - κ B-Familie aktiviert, was zum Phosphorylierungsabbau von I κ B und zur Dissoziation von NF - κ B führt, und NF - κ B fördert. Übertragung aus dem Zytoplasma in den Zellkern, Bindung an spezifische DNA-Sequenzen, Regulierung der Transkription von entzündlichen Zytokinen, Zellproliferation (Anti-Apoptose) und anderen Genen, Beteiligung an Entzündungsreaktionen, Immunreaktionen, usw. GiP-B1 aktiviert Makrophagen über den TLR4/MyD88/NF-κ B-Signalweg, der fast identisch ist mit dem Wirkungsweg von Polysacchariden in den oben genannten Studien.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass GiP-B1 die Immunfunktion von RAW264.7-Makrophagen über den TLR4/NF-κ B-Signalweg regulieren kann, wobei seine regulierende Wirkung hauptsächlich über den MyD88-abhängigen Weg erzielt wird. Dieses Experiment liefert experimentelle Beweise für die Aktivierung von Makrophagen durch Glycyrrhiza uralensis-Polysaccharide, die dazu beitragen, den Wirkmechanismus von Glycyrrhiza uralensis-Polysacchariden bei Entzündungsreaktionen, Immunreaktionen und anderen Aspekten aufzuklären.