Reinigung und neuroprotektive Aktivit\u00e4t von MIP-16, einem Peptid aus Morchella edulis
\nDie Parkinson-Krankheit (PD) ist die zweith\u00e4ufigste neurodegenerative Erkrankung beim Menschen, mit einer Pr\u00e4valenzrate von 2% bis 3% bei Personen \u00fcber 65 Jahren. Die pathologischen Merkmale der Parkinson-Krankheit lassen sich als Verlust einer gro\u00dfen Anzahl dopaminerger Neuronen in der Substantia nigra pars compacta zusammenfassen, was zu einem R\u00fcckgang der Dopamin-Biosynthese in der Substantia nigra und im Striatum f\u00fchrt. Der Pathogenese-Mechanismus von Morbus Parkinson ist noch nicht gekl\u00e4rt. Studien haben best\u00e4tigt, dass Umweltfaktoren, genetische Faktoren, oxidativer Stress und andere Faktoren an der Degeneration und dem Absterben der dopaminergen Neuronen bei Morbus Parkinson beteiligt sein k\u00f6nnen. Unter ihnen ist der oxidative Stress eine wichtige Ursache f\u00fcr die neuronale Degeneration und das Absterben. Einerseits ist das Gehirn das Organ mit dem h\u00f6chsten Sauerstoffverbrauch bei normalen physiologischen Aktivit\u00e4ten des Menschen, aber der relative Mangel an antioxidativen Enzymen im Gehirn macht es sehr anf\u00e4llig f\u00fcr Sch\u00e4den durch oxidativen Stress; Andererseits haben fr\u00fche Studien gezeigt, dass ein Anstieg des mitochondrialen oxidativen Stresses in dopaminergen Neuronen in der Substantia nigra pars compacta eine dopaminabh\u00e4ngige toxische Kaskade ausl\u00f6sen kann, die zu einer lysosomalen Dysfunktion und einer Anh\u00e4ufung von Alpha-Synuclein f\u00fchrt, den beiden wichtigsten pathologischen Merkmalen der Parkinsonschen Krankheit. Gegenw\u00e4rtig wird in der Medizin zur Behandlung der Parkinson-Krankheit meist eine klassische Dopamin-Ersatztherapie eingesetzt, z. B. die Supplementierung von L-3,4-Dihydroxyphenylalanin (L-DOPA). Immer mehr Studien haben jedoch ergeben, dass diese klassische Therapie erhebliche Nebenwirkungen hat. Klinische Beobachtungen haben ergeben, dass eine Langzeitbehandlung mit L-DOPA bei Parkinson-Patienten mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu Bewegungsst\u00f6rungen f\u00fchren kann. Daher ist die Reduzierung des oxidativen Stresses und die Suche nach neuen neuroprotektiven Wirkstoffen einer der m\u00f6glichen Wege zur Vorbeugung und Behandlung von Parkinson.
\nIn den letzten Jahren wurde der Gewinnung und Reinigung von neuroprotektiven Wirkstoffen mit antioxidativer Wirkung aus Naturprodukten gro\u00dfe Aufmerksamkeit geschenkt, und es wurden bedeutende Fortschritte erzielt. Das aus den Wurzeln von Rhodiola rosea L., einer Pflanze aus der Familie der Sedaceae, extrahierte Salidrosid kann oxidativen Stress und Entz\u00fcndungen hemmen und so apoptotische PC12-Zellen sch\u00fctzen. Paeoniflorin mildert die durch 6-Hydroxydopamin induzierte Apoptose in PC12-Zellen, indem es die Aktivierung von NF-\u03ba B hemmt. Im Vergleich zu Pflanzen gibt es jedoch relativ wenig Forschung zu neuroprotektiven Wirkstoffen aus Pilzen. Einige Pilzpolysaccharide k\u00f6nnen eine gute F\u00e4ngeraktivit\u00e4t f\u00fcr freie Radikale aufweisen und neuroprotektive Wirkungen entfalten. Pilzpolysaccharide haben jedoch ein gro\u00dfes Molekulargewicht, eine komplexe Struktur und k\u00f6nnen die Blut-Hirn-Schranke nur schwer durchdringen, was ihre Anwendung als neuroprotektive Wirkstoffe einschr\u00e4nkt. Die Ethanol- oder Wasserextrakte bestimmter Pilze enthalten neuroprotektive Faktoren, aber die Zusammensetzung der Extrakte ist noch unklar und die Struktur der funktionellen Substanzen muss noch ermittelt werden.
\nMorchella spp. ist ein wertvoller Speise- und Heilpilz, der im Compendium of Materia Medica als \"s\u00fc\u00df und kalt, ungiftig, schleiml\u00f6send und Qi regulierend und wohltuend f\u00fcr den Magen-Darm-Trakt\" beschrieben wird. Morchella importuna M. Kuo. ist eine in China weit verbreitete Sorte. In unserer fr\u00fcheren Forschung wurde best\u00e4tigt, dass der Wasserextrakt von Morchella importuna eine Substanz enth\u00e4lt, die dem Nervenwachstumsfaktor (NGF) \u00e4hnelt, der die Differenzierung von PC12-Zellen und die Bildung neuronaler Netzwerke f\u00f6rdern kann. Darauf aufbauend wurden in dieser Studie die funktionellen Komponenten im Fruchtk\u00f6rper von Morchella prolifera weiter gereinigt und identifiziert, ein PC12-Zellmodell konstruiert, das durch 6-OHDA gesch\u00e4digt wurde, die neuroprotektive Aktivit\u00e4t der funktionellen Komponenten im Fruchtk\u00f6rper von Morchella prolifera verifiziert, Daten f\u00fcr die Entwicklung der gesundheitlichen Vorteile von k\u00fcnstlich kultivierten Morchella prolifera bereitgestellt und alternative Ressourcen f\u00fcr das Screening von aus Pilzen gewonnenen neuroprotektiven Wirkstoffen bereitgestellt.<\/p>\n
Einige Gro\u00dfpilze haben einen extrem hohen Lebensmittel- und medizinischen Wert und sind reich an Proteinen, was sie zu idealen Rohstoffen f\u00fcr die Gewinnung nat\u00fcrlicher Peptide macht. Cordymin ist ein aus Cordyceps sinensis extrahiertes Peptid, das Entz\u00fcndungen hemmen und durch Isch\u00e4mie und Hypoxie verursachte Hirnsch\u00e4den bei Ratten lindern kann. Das aus dem Myzel von Pleurotus eryngii isolierte Peptid PEMP hat antioxidative, antitumorale und immunst\u00e4rkende Funktionen. Derzeit konzentriert man sich bei der Erforschung der Wirkstoffe von Pilzen haupts\u00e4chlich auf die Polysaccharide. Im Vergleich zu den Polysacchariden von Pilzen haben Peptide eine einfache Struktur, eine geringe Immunogenit\u00e4t und lassen sich leicht k\u00fcnstlich herstellen, was sie zu einem vielversprechenden Bestandteil der modernen Arzneimittelentwicklung macht. Gegenw\u00e4rtig werden zur Trennung und Reinigung von Polypeptiden aus Proteinhydrolysaten h\u00e4ufig chromatographische S\u00e4ulenverfahren eingesetzt, darunter Ionenaustauschchromatographie und\/oder Gelfiltrationschromatographie. Erstere k\u00f6nnen nach der Ladung von Ionen und polaren Molek\u00fclen getrennt werden, w\u00e4hrend letztere nach der Molek\u00fclgr\u00f6\u00dfe getrennt werden k\u00f6nnen. Derzeit gibt es jedoch keine Berichte \u00fcber Standardmethoden zur Extraktion von Pilzpeptiden, und der pH-Wert des Extraktionspuffers sowie die Frage, ob w\u00e4hrend des Extraktionsprozesses eine Protease-Hydrolyse erforderlich ist, wurden nicht untersucht. Dar\u00fcber hinaus entspricht die Extraktion von Peptiden aus verschiedenen Pilzarten oft unterschiedlichen Extraktionsmethoden, was f\u00fcr die F\u00f6rderung und Anwendung von Pilzpeptiden nicht f\u00f6rderlich ist. Verglichen mit der Standardextraktionsmethode f\u00fcr die Pilzpolysaccharidreife muss die Extraktionsmethode f\u00fcr Pilzpeptide weiter erforscht werden. In dieser Studie wurde MIP-16 mit einer Kombination aus Molekularausschlusschromatographie und reverser Hochleistungsfl\u00fcssigkeitschromatographie gereinigt. Bei dieser Methode wurden die Molek\u00fcle zun\u00e4chst grob nach ihrer Gr\u00f6\u00dfe aufgeteilt und dann nach ihrer Polarit\u00e4t unterteilt. Das Experiment hat gezeigt, dass diese Methode eine gute Unterscheidungsf\u00e4higkeit besitzt, aber die erforderliche Versuchszeit ist relativ lang und muss weiter verbessert werden.
\nDie Degeneration und der Zelltod dopaminerger Neuronen in der Substantia nigra striatum f\u00fchren zu Dopaminmangel, der die Hauptursache der Parkinson-Krankheit ist. Daher ist die Dopamin-Ersatztherapie (z. B. die Gabe von L-DOPA) derzeit eine der besten Methoden zur Behandlung der idiopathischen Parkinson-Krankheit, bei der die Symptome durch die Zufuhr von exogenem Dopamin gelindert werden. Nach dem anf\u00e4nglichen optimalen Ansprechen auf die Behandlung geht eine Langzeitbehandlung mit L-DOPA jedoch h\u00e4ufig mit Nebenwirkungen wie dem Verlust der motorischen Funktion einher. Dar\u00fcber hinaus haben Wissenschaftler 6-OHDA im Urin von Parkinson-Patienten nachgewiesen, die \u00fcber einen langen Zeitraum L-DOPA eingenommen haben. Daher haben wir in dieser Studie PC12-Zellen mit 6-OHDA behandelt, um das fr\u00fche Auftreten von Parkinson zu simulieren und nach neuen neuroprotektiven Wirkstoffen zu suchen. In unserer Studie stellten wir fest, dass die Behandlung mit 6-OHDA die ROS-Konzentration in PC12-Zellen erh\u00f6ht, was wiederum die Apoptose der Zellen ausl\u00f6st. Wir vermuten, dass eine langfristige L-DOPA-Behandlung mehr 6-OHDA produziert, was einen negativen R\u00fcckkopplungseffekt auf die Behandlung von Parkinson haben k\u00f6nnte. Auf der Grundlage der obigen Analyse wird erwartet, dass ausgehend von der Verringerung des oxidativen Drucks und der Minimierung der oxidativen Sch\u00e4den nach effizienten und sicheren neuroprotektiven Wirkstoffen gesucht wird. Die in h\u00f6heren Pilzen enthaltenen Polysaccharide, Peptide, Triterpene und andere Komponenten haben eine gute antioxidative Wirkung. Daher suchen wir nach neuroprotektiven Wirkstoffen aus Pilzen, um Ressourcen f\u00fcr das Wirkstoffscreening bei Parkinson bereitzustellen.
\nOxidationsreaktionen k\u00f6nnen Energie f\u00fcr die Aktivit\u00e4ten des menschlichen Lebens liefern, aber die bei der Reaktion entstehenden Superoxidanion-Radikale und Hydroxylradikale k\u00f6nnen oxidative Sch\u00e4den verursachen. Das Vorhandensein k\u00f6rpereigener antioxidativer Enzyme und anderer Antioxidantien sorgt f\u00fcr ein Gleichgewicht zwischen der Produktion und dem Verbrauch von ROS, so dass unter normalen Bedingungen ein stabiler Zustand aufrechterhalten wird. Studien haben jedoch ergeben, dass mit zunehmendem Alter die Effizienz des antioxidativen Systems allm\u00e4hlich abnimmt. Bei \u00e4lteren Menschen \u00fcbersteigt die Zunahme reaktiver Sauerstoffspezies die Abbaukapazit\u00e4t des antioxidativen Systems, was zu oxidativem Stress f\u00fchrt und m\u00f6glicherweise neurodegenerative Erkrankungen wie die Parkinson-Krankheit verursacht. Endogene antioxidative Enzyme, darunter Superoxiddismutase (SOD), Katalase (CAT), Glutathionperoxidase (GSH Px) usw., sind das nat\u00fcrliche Abwehrsystem des K\u00f6rpers gegen oxidativen Stress. Nach der Behandlung mit 6-OHDA nahm die Aktivit\u00e4t der intrazellul\u00e4ren antioxidativen Enzyme deutlich ab. Daraus l\u00e4sst sich schlie\u00dfen, dass zu diesem Zeitpunkt das intrazellul\u00e4re antioxidative Enzymsystem die normale Belastung deutlich \u00fcbersteigt. Eine 6-st\u00fcndige Vorbehandlung mit MIP-16 erh\u00f6hte die endogene antioxidative Enzymaktivit\u00e4t in PC12-Zellen signifikant. Der SOD-Spiegel spiegelt die Belastung des intrazellul\u00e4ren antioxidativen Enzymsystems und indirekt den Gehalt an intrazellul\u00e4ren freien Radikalen wider. Dieses Ergebnis k\u00f6nnte darauf hinweisen, dass die Bildung von anionischem Superoxid nach der MIP-16-Vorbehandlung reduziert wurde. Dar\u00fcber hinaus ist GSH Px eine Kernkomponente der zellul\u00e4ren antioxidativen Abwehr und ein Elektronendonator f\u00fcr ROS, was darauf hindeutet, dass MIP-16 als weiteres Entgiftungssystem den GSH-Stoffwechsel beeinflussen und den durch 6-OHDA induzierten Zelltod verhindern k\u00f6nnte.
\nWenn das k\u00f6rpereigene antioxidative Enzymsystem nicht in der Lage ist, ROS rechtzeitig zu beseitigen, k\u00f6nnen ROS leicht Biomolek\u00fcle sch\u00e4digen, was letztlich zur Apoptose der Zellen f\u00fchrt. Bcl-2 und Bax sind die repr\u00e4sentativsten apoptosehemmenden Gene bzw. apoptosef\u00f6rdernden Gene der Bcl-2-Proteinfamilie. Das vom Bax-Gen kodierte Bax-Protein kann Heterodimere mit Bcl-2 bilden und so die Expression von Bcl-2 hemmen. Die Forschung hat herausgefunden, dass das Verh\u00e4ltnis von Bax\/Bcl-2-Proteinen ein Schl\u00fcsselfaktor ist, der die St\u00e4rke der Zellapoptosehemmung bestimmt, und Bax\/Bcl-2 kann auch als molekularer Schalter f\u00fcr die Apoptose angesehen werden. Der Mechanismus der durch Bax induzierten Zellapoptose besteht darin, dass Bax unter der Wirkung von tBid in die Mitochondrien eindringt, die Permeabilit\u00e4t der Mitochondrienmembran erh\u00f6ht und dann Cytochrom C freisetzt. Die Freisetzung von Cytochrom C ist ein wichtiger Schritt im endogenen Weg der Zellapoptose, der durch die Ausrichtung und Aktivierung von Caspase-9 erfolgt und zur Aktivierung von Effektor-Caspasen (wie Caspase-3) f\u00fchrt. Daher wurde in dieser Studie die sch\u00fctzende Wirkung von MIP-16 auf die durch 6-OHDA induzierte Zellapoptose untersucht, indem die Expressionsniveaus von Bcl-2 und Bax sowie die Aktivit\u00e4t von Caspase (Caspase-3 und Caspase-9) ermittelt wurden. Bei unseren Untersuchungen stellten wir fest, dass die Vorbehandlung von 6-OHDA mit MIP-16 die Bcl-2-Werte signifikant erh\u00f6hte und die Bax-Werte verringerte, w\u00e4hrend die Aktivit\u00e4t von Caspase-3 und Caspase-9 gehemmt wurde. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass MIP-16 durch die Regulierung des Bcl-2\/Bax-Verh\u00e4ltnisses und die Hemmung der Caspase-3\/-9-Aktivit\u00e4t anti-apoptotische Wirkungen aus\u00fcben kann.
\nDie Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass MIP-16 eine signifikante hemmende Wirkung auf die durch 6-OHDA induzierte Apoptose in PC12-Zellen hat: Umformung der Aktivit\u00e4t endogener antioxidativer Enzyme, einschlie\u00dflich SOD, CAT und GSH Px, als endogener antioxidativer Promotor. Verringerung der ROS-Werte und der MDA-Produktion, wodurch die zellul\u00e4ren Oxidationswerte gesenkt und die Einleitung der Apoptose gehemmt werden. Regulierung des Bax\/BCl-2-Verh\u00e4ltnisses, Hemmung der Expression von Caspase-9 und Caspase-3 und damit Blockierung des mitochondrialen Apoptosewegs in den Zellen. MIP-16 hat eine einfache Struktur und l\u00e4sst sich leicht k\u00fcnstlich herstellen. Es wird erwartet, dass es als Medikament zur Linderung und Unterst\u00fctzung der Behandlung von Parkinson entwickelt und eingesetzt werden kann.<\/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