Étude préliminaire du mécanisme de protection des polysaccharides neutres de navet contre les dommages oxydatifs dans les cellules PC12
Le navet (Brassica rapa L.), également connu sous le nom de Chagu ou Manjing, appartient à la famille des Brassicaceae et au genre Brassica. Il est utilisé comme plante médicinale avec ses racines et est riche en nutriments. Il peut être consommé pendant longtemps et est connu sous le nom de "fruit de la longévité". Il a des effets appétissants et digestifs, favorise la circulation du qi, soulage la toux et l'asthme, favorise la diurèse et la désintoxication. La recherche pharmacologique moderne a découvert que les navets ont des activités pharmacologiques telles que la réduction de la glycémie, l'anti-oxydation, l'anti-âge, l'anti-tumeur, la régulation de l'immunité et l'anti-inflammatoire. Lors de la recherche préliminaire, l'équipe de recherche a mesuré que la teneur en polysaccharides du navet était d'environ 11,53%. Après purification par dégraissage et décoloration, le polysaccharide hydrosoluble de navet BRP a été obtenu. Il a ensuite été isolé et purifié pour obtenir des polysaccharides neutres de Brassica rapa L. (BRNP) et des polysaccharides acides de Brassica rapa L. (BRAP), et leurs structures ont été identifiées. Des expériences préliminaires ont montré que les polysaccharides de navet ont une bonne activité antioxydante, ce qui jette les bases expérimentales de l'application des polysaccharides de navet dans la recherche antioxydante et antivieillissement. Par conséquent, cette étude a établi un modèle de vieillissement prématuré des cellules PC12 induit par H2O2 pour étudier les niveaux d'expression des protéines Bax, Bcl-2 et Caspase-3 dans les cellules PC12 après une lésion induite par H2O2 par le BRNP, et élucider davantage le mécanisme anti-vieillissement du BRNP.

H2O2 est une molécule d'espèces réactives de l'oxygène qui peut augmenter la teneur intracellulaire en espèces réactives de l'oxygène et endommager les cellules. Il est largement utilisé pour obtenir des modèles de vieillissement cellulaire en peu de temps. L'activité de prolifération cellulaire est un indicateur important pour déterminer si les cellules cultivées peuvent proliférer normalement dans des conditions spécifiques. Les résultats de l'expérience CCK-8 ont montré que le taux de survie des cellules PC12 diminuait de manière significative avec l'augmentation de la concentration de H2O2, et présentait un effet dose-dépendant. Lorsqu'elles sont traitées avec 300 μ mol/L de H2O2 pendant 4 heures, le taux de survie des cellules est de 60,64%. À ce moment-là, les cellules PC12 étaient endommagées dans une certaine mesure, mais n'avaient pas encore atteint un état irréversible. Par conséquent, 300 μ mol/L a été sélectionné comme la concentration et le temps optimaux pour les dommages oxydatifs dans les cellules PC12 pendant 4 heures dans les expériences ultérieures.

Pour vérifier si le BRNP a des effets cytotoxiques sur les cellules PC12, le BRNP a été utilisé seul pour traiter les cellules PC12 sans dommages causés par H2O2. Les résultats expérimentaux ont montré qu'il n'y avait pas de changement significatif dans le taux de survie des cellules PC12 après traitement avec différentes concentrations (7,8-2000 μ g/mL) de BRNP (P>0,05), ce qui indique que le BRNP n'a pas de cytotoxicité significative sur la viabilité des cellules PC12. Lors de l'étude de l'effet du BRNP sur les dommages induits par H2O2 dans les cellules PC12, les résultats ont montré que, par rapport au groupe modèle, le taux de survie cellulaire augmentait progressivement avec l'augmentation de la concentration de BRNP (P<0,05), et le taux de survie cellulaire augmentait de manière significative lorsque la concentration de BRNP atteignait 250 μ g/mL. D'après les résultats expérimentaux, le BRNP a un certain effet protecteur sur les dommages induits par H2O2 dans les cellules PC12.
La lactate déshydrogénase (LDH) existe à l'intérieur des cellules et peut catalyser la production de lactate à partir de pyruvate. Lorsque les cellules sont endommagées, la LDH est libérée en grandes quantités, ce qui entraîne une augmentation significative des niveaux de LDH extracellulaire. La quantité de LDH libérée est proportionnelle au degré de dommage, de sorte que le taux de fuite de LDH peut refléter le degré de dommage cellulaire. Les résultats de cette expérience suggèrent que le BRNP peut prévenir ou ralentir le degré d'endommagement de la membrane cellulaire et empêcher la fuite de LDH intracellulaire.
La distribution des protons de part et d'autre de la membrane interne des mitochondries dans la cellule n'est pas uniforme, formant un gradient électrochimique connu sous le nom de potentiel de membrane mitochondriale. De nombreuses études ont montré que lorsqu'un facteur induisant l'apoptose stimule l'apoptose cellulaire, une diminution du potentiel de membrane mitochondriale se produit, et cette diminution du potentiel de membrane se produit plus tôt que les changements dans la morphologie cellulaire. La diminution significative du potentiel de la membrane mitochondriale entraîne l'apoptose irréversible des cellules. Par conséquent, la diminution du potentiel de la membrane mitochondriale peut être considérée comme un phénomène classique au stade précoce de l'apoptose cellulaire. À l'heure actuelle, la recherche a confirmé l'existence d'une relation étroite entre le dysfonctionnement mitochondrial et le processus de vieillissement. Par exemple, un apport insuffisant d'énergie mitochondriale (MMP et ATP) peut réduire la capacité métabolique de l'organisme, entraînant une série de changements liés au vieillissement. Parmi ceux-ci, la diminution du potentiel de la membrane mitochondriale est l'un des marqueurs spécifiques de l'apoptose cellulaire. Les résultats de la recherche ont montré que le potentiel de membrane mitochondriale des cellules PC12 était significativement réduit après un traitement au H2O2, et que le prétraitement au BRNP pouvait prévenir la réduction du potentiel de membrane causée par le H2O2.
L'apoptose est un processus de mort cellulaire programmée qui comprend des voies de récepteurs de mort exogènes médiées par Fas/FasL, ainsi que des voies endogènes mitochondriales et du réticulum endoplasmique. Parmi elles, la voie de l'apoptose endogène médiée par les mitochondries est la principale voie de mort cellulaire programmée dans les cellules de mammifères. Bax, représentée par les protéines pro-apoptotiques, et Bcl-2, représentée par les protéines anti-apoptotiques, sont les principales protéines régulant la libération des facteurs d'apoptose mitochondriaux. La protéase Caspase est un effecteur clé de l'apoptose chez les mammifères, parmi lesquels la Caspase-3 est une protéase clé de la famille Caspase qui active divers facteurs stimulant l'apoptose et est connue comme un exécuteur important de l'apoptose cellulaire. Le BRNP réduit l'expression de la Caspase-3 dans une certaine mesure dans les cellules PC12 endommagées par l'oxydation H2O2. On peut supposer que le BRNP peut diminuer l'expression de la Caspase-3, réduire l'apoptose cellulaire et donc retarder le vieillissement de l'organisme. Après une intervention avec le BRNP, le niveau d'expression de Bcl-2 a augmenté dans les cellules PC12 présentant des dommages oxydatifs, tandis que les niveaux d'expression de Bax et de BRNP ont diminué à des degrés divers. Ces résultats de recherche peuvent indiquer que le BRNP aide les cellules à résister aux dommages causés par le stress oxydatif aux mitochondries et à l'ADN, réduit les dommages oxydatifs cellulaires et améliore la capacité de l'organisme à réguler le stress antioxydant.