Estudio sobre el efecto y el mecanismo de las saponinas de Gynostemma pentaphyllum que regulan la interferencia del ARN no codificante largo TUG1/miR-26a con la apoptosis mitocondrial en la deposición de lípidos hepáticos en ratones ApoE -/- AS
La aterosclerosis (EA) es la principal base patológica en la fase inicial de las enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares. El hígado es uno de los órganos más vulnerables en el inicio y desarrollo de la EA y sus enfermedades relacionadas. Su nivel de deposición de lípidos refleja directa o indirectamente la deposición de lípidos en la íntima arterial, y puede utilizarse como indicador para predecir el nivel de AS. La mayor parte del genoma humano consiste en regiones no codificantes, que se transcriben para producir ARN no codificantes (ARNnc). Los microARN (miARN) y los ARN no codificantes largos (LncARN) son dos clasificaciones importantes de los ARNnc. Entre ellos, los LncRNA regulan la expresión génica a diferentes niveles a través de diversos mecanismos, ejerciendo sus funciones biológicas. En los últimos años, el mecanismo molecular de la interacción entre miARN y LncARN en la aparición y el desarrollo de enfermedades ha atraído la atención de la gente. El gen regulador de taurina 1 (TUG1) es un ARN no codificante evolutivamente muy conservado. Los estudios han encontrado que TUG1 está relacionado con la aparición y el desarrollo de cáncer de esófago, cáncer gástrico, cáncer de hígado, cáncer de pulmón y otros tipos de cáncer, pero la relación entre TUG1 y la deposición de lípidos en el hígado y la aterosclerosis es todavía poco frecuente. La investigación ha descubierto que interferir con el ARN no codificante largo TUG1 puede aliviar el daño mitocondrial inducido por LPS, la apoptosis celular y la respuesta inflamatoria mediante la regulación al alza de miR-26a.

Gynostemma pentaphyllum (GP) es una enredadera herbácea perenne del género Gynostemma. Su nombre aparece por primera vez en la Materia Médica de la Dinastía Ming. Tiene los efectos de nutrir el qi y el bazo, resolver la flema y la tos, eliminar el calor y desintoxicar. En su día se incluyó en la lista de "preciosas hierbas medicinales chinas" que se desarrollarían en el marco del "Programa Spark" del Ministerio de Ciencia y Tecnología, y en 2002 se incluyó en la lista de productos sanitarios del Ministerio de Sanidad. Desde la década de 1970, se ha estudiado sistemáticamente la composición química y los efectos farmacológicos del Gynostemma pentaphyllum. Las investigaciones han descubierto que su principal ingrediente medicinal son los gipenósidos (GP). Los GPs ejercen efectos anti AS a través de la reducción de lípidos, antiagregación plaquetaria y efectos antitrombóticos. En la fase inicial, el grupo de investigación indujo daños en el potencial de membrana mitocondrial y disminuyó la actividad enzimática de los complejos I, II, III, IV y V de la cadena respiratoria en células endoteliales vasculares utilizando LDL de buey. También se aclaró que los ingredientes activos de GP, tales como GPs, gypenoside XILX, y ginsenoside GRb3, pueden aumentar el potencial de membrana mitocondrial; Afecta a las proteínas relacionadas con el metabolismo energético mitocondrial; Upregulation de ox LDL induce la autofagia en las células endoteliales, reduce el daño de las células endoteliales, y ejerce un efecto protector sobre las células endoteliales inducidas por ox LDL. Basándose en investigaciones anteriores, este artículo se centra en si las GP mejoran la deposición de lípidos hepáticos en ratones ApoE -/- AS interfiriendo con la apoptosis mitocondrial a través del ARN largo no codificante TUG1/miR-26a, previniendo y tratando así la AS.

Con la importante mejora del nivel de vida de la población, también ha cambiado la estructura de la dieta. Bajo los factores de la dieta alta en colesterol y la presión del trabajo de alta intensidad, la tasa de incidencia de las enfermedades cardiovasculares ha aumentado gradualmente. El AS es el factor de muerte más importante de las enfermedades cardiovasculares, lo que reviste gran importancia para su prevención y tratamiento. GP serie de vides herbáceas perennes pertenecientes a la familia Cucurbitaceae y al género Gynostemma. Toda la planta de Gynostemma pentaphyllum se utiliza como medicina, de naturaleza fresca, sabor amargo y ligero dulzor. Pertenece a los meridianos de pulmón, bazo y riñón, y tiene los efectos de eliminar el calor y desintoxicar, detener la tos, limpiar los pulmones, eliminar la flema, nutrir el corazón y calmar la mente, reponer el qi y generar esencia. Los GP son un grupo de ingredientes activos extraídos del GP, que contienen más de 80 tipos de ginsenósidos. Los componentes glucósidos de todos los GP son triterpenoides tetracíclicos de tipo dammarano, que tienen efectos significativos en el tratamiento y la prevención de enfermedades cardiovasculares como la EA.

El ácido ribonucleico largo no codificante (LncRNA) es un tipo de molécula de ARN funcional con una longitud superior a 200 nt, que no tiene función codificante de proteínas y que inicialmente se consideró "ruido" en el proceso de transcripción del ARN. Sin embargo, estudios recientes han descubierto que los LncRNAs están implicados en la aparición y desarrollo de diversas enfermedades humanas. Cabe destacar que los LncRNA también tienen una expresión diferencial en las enfermedades cardiovasculares y desempeñan un papel en la red reguladora de las enfermedades cardiovasculares a través de diferentes mecanismos, participando en la aparición y el desarrollo de las enfermedades cardiovasculares. Estudios previos han demostrado que el miARN inhibe la traducción del ARNm o promueve su degradación al unirse a secuencias complementarias en el ARNm diana, mientras que el LncARN puede actuar como una esponja de miARN para interactuar con el miARN, afectando al ARNm y regulando la expresión génica. La investigación ha descubierto que en condiciones de hipoxia/reoxigenación, el LncRNA AK088388 regula la autofagia en cardiomiocitos actuando como una esponja de ARN endógeno para miR-30a. El LncRNA Mexis es un amplificador del gen ATP binding cassette transporter A1 (ABCA1) que depende de la transcripción de LXR, y la proteína ABCA1 puede bombear colesterol fuera de las células de la pared arterial, lo que es crucial para la formación de lipoproteína de alta densidad (HDL) y la regulación del eflujo de colesterol. Se puede ver que la participación de LncRNA en el metabolismo de los lípidos y el mecanismo de aparición y desarrollo de AS no puede ser ignorada. TUG1 es un ARN no codificante largo altamente conservado en la evolución. La investigación actual ha demostrado que TUG1 no sólo está estrechamente relacionado con la aparición y el desarrollo de cánceres como el cáncer de esófago, cáncer gástrico, cáncer de hígado y cáncer de pulmón, sino también la interacción entre LncRNA TUG1 y miR-138-5p puede estar implicado en la patogénesis y el desarrollo de la insuficiencia cardíaca crónica. Además, la regulación al alza de miR-26a puede aliviar el daño mitocondrial inducido por LPS y la apoptosis celular. La investigación ha descubierto que el miARN-26 desempeña un papel importante en las enfermedades cardiovasculares, con una regulación a la baja de su expresión en las cardiopatías. El miARN-26 desempeña un papel clave en la hipertrofia miocárdica, con una regulación a la baja de la expresión del miARN-26a/b tanto en modelos de rata como en células miocárdicas. Las investigaciones preliminares del grupo de investigación descubrieron que la vía de la apoptosis mitocondrial desempeña un papel importante en la aparición y el desarrollo de la EA, y las GP tienen un efecto regulador en este proceso. Basándose en las características patológicas típicas de la aterosclerosis en ratones ApoE -/- alimentados con dieta rica en grasas durante 12 semanas, este estudio seleccionó el modelo clásico de aterosclerosis (ratones ApoE -/- C57BL/6J) como objeto principal de investigación, y ratones C57BL/6J como control normal. El estudio se centró en determinar si las GP mejoran la deposición hepática de lípidos en ratones ApoE -/- AS interfiriendo en la apoptosis mitocondrial a través del ARN no codificante largo TUG1/miR-26a y, por tanto, previenen y tratan la aterosclerosis.

La investigación ha descubierto que las GP pueden mejorar los niveles de lípidos en sangre y la deposición de lípidos en el hígado en ratones ApoE -/- AS, en consonancia con estudios anteriores. Sobre esta base, se descubrió en primer lugar que el ARN no codificante largo TUG1 en el hígado de ratones ApoE -/- AS estaba significativamente regulado al alza, mientras que miR-26a estaba significativamente regulado a la baja. Tras la intervención con GPs, la situación anterior mostró un resultado inverso. Mientras tanto, los indicadores relacionados con la vía de la apoptosis mitocondrial también experimentaron cambios. Las tendencias de expresión de ARNm y proteína de Bcl-2, Bax, Cytc, limpiado, caspasa-3, limpiado, caspasa-9 y PARP limpiado en el hígado de ratones ApoE -/- AS fueron básicamente coherentes. En el grupo modelo, la expresión de ARNm y proteína de Bcl-2 se redujo significativamente, mientras que la expresión de ARNm y proteína de Bax, Cytc, caspasa-3 limpiada, caspasa-9 limpiada y PARP limpiada aumentó. Después de la intervención con GPs, la expresión de Bcl-2 ARNm y proteína fue regulada al alza, mientras que la expresión de Bax, Cytc, caspasa-3 limpiada, caspasa-9 limpiada, y PARP ARNm y proteína limpiada fue regulada a la baja. Las mitocondrias son la base principal de la respiración aeróbica en las células y un sitio importante para el suministro de energía, desempeñando un papel crucial en la aparición de la apoptosis celular. Las mitocondrias son reguladores clave de la apoptosis celular, ya que actúan como fábrica de energía de las células y participan en la fosforilación oxidativa y la producción de ATP. Al mismo tiempo, la disfunción mitocondrial también puede conducir a un deterioro de la síntesis de ATP. La vía mitocondrial endógena es una de las principales vías de la apoptosis celular, y la Cytc es una sustancia contenida en las mitocondrias que está estrechamente relacionada con la apoptosis celular. Bajo la estimulación de señales apoptóticas, la permeabilidad de la membrana mitocondrial se encuentra en un estado de desarrollo, y la liberación de Cytc y la activación de la caspasa conducen a la apoptosis mitocondrial. Se puede observar que la liberación de Cytc de las mitocondrias al citoplasma es un paso clave para desencadenar la vía de la apoptosis mitocondrial. La liberación de Cytc es un acontecimiento importante que se produce en las primeras fases de la apoptosis celular. El proceso específico implica la liberación de MOMP regulada por MPTP mitocondrial o miembros de la familia Bcl-2 en el citoplasma, seguida de la posterior utilización de Cytc liberada en el citoplasma. En presencia de ATP/dATP, puede unirse a la caspasa-9 para formar un complejo apoptótico, que a su vez activa la caspasa-9. La caspasa-9 activada puede entonces unirse a la caspasa-9 para formar un complejo apoptótico. A continuación, la caspasa-9 activada puede activar la caspasa-3, lo que inicia aún más la reacción en cascada de las caspasas y conduce a la apoptosis celular. La caspasa es un tipo de zimógeno que normalmente existe en una estructura inactiva. En la vía mitocondrial dependiente de la caspasa, Cytc se libera de las mitocondrias y se combina con ATP y Apaf-1 para formar un multímero. Al mismo tiempo, la caspasa-9 se une a él para formar un cuerpo apoptótico, que puede hidrolizar el zimógeno de la caspasa-9 y activar la caspasa-9. La caspasa-9 activada puede activar además la caspasa-3, que puede escindir la enzima reparadora del ADN PARP, provocando que la PARP se escinda en pequeños fragmentos y sea incapaz de funcionar normalmente, lo que conduce a la fragmentación del ADN y, en última instancia, provoca la apoptosis celular. Los resultados anteriores indican que las GPs pueden mejorar la deposición de lípidos en el hígado en ratones ApoE -/- AS interfiriendo con la apoptosis mitocondrial a través del ARN no codificante largo TUG1/miR-26a, previniendo y tratando así la AS. El mecanismo de interferencia puede estar relacionado con los niveles de expresión de Bcl2, Bax, Cytc, caspasa-3 escindida, caspasa-9 escindida y PARP escindida que regulan la apoptosis mitocondrial. Sin embargo, su relación reguladora específica debe ser validada mediante experimentos celulares posteriores. Se espera que este estudio siente las bases para el análisis de la red de dianas de la medicina tradicional china en la prevención y el tratamiento de enfermedades, así como para el análisis de mecanismos complejos de la medicina tradicional china multicomponente y multiobjetivo. Aportará pruebas experimentales más sólidas para la combinación de la medicina tradicional china y la medicina occidental en la prevención y el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y aplicaciones clínicas.