Étude de l'effet et du mécanisme des saponines de Gynostemma pentaphyllum régulant l'ARN non codant long TUG1/miR-26a Interférence avec l'apoptose mitochondriale sur le dépôt de lipides hépatiques chez les souris ApoE -/- AS
L'athérosclérose (AS) est la principale base pathologique au stade précoce des maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires. Le foie est l'un des organes les plus vulnérables dans l'initiation et le développement de l'AS et de ses maladies connexes. Son niveau de dépôt lipidique reflète directement ou indirectement le dépôt lipidique dans l'intima de l'artère et peut être utilisé comme indicateur pour prédire le niveau de SA. La majorité du génome humain est constituée de régions non codantes, qui sont transcrites pour produire des ARN non codants (ARNnc). Les microARN (miARN) et les longs ARN non codants (LncARN) sont deux catégories importantes d'ARNnc. Parmi eux, les LncRNA régulent l'expression des gènes à différents niveaux par le biais de divers mécanismes, exerçant ainsi leurs fonctions biologiques. Ces dernières années, le mécanisme moléculaire de l'interaction entre les miARN et les LncARN dans l'apparition et le développement des maladies a attiré l'attention du public. Taurine upregulates gene 1 (TUG1) est un long ARN non codant hautement conservé au cours de l'évolution. Des études ont montré que TUG1 est lié à l'apparition et au développement du cancer de l'œsophage, du cancer de l'estomac, du cancer du foie, du cancer du poumon et d'autres cancers, mais la relation entre TUG1 et le dépôt de lipides dans le foie et l'athérosclérose est encore rare. La recherche a montré que l'interférence avec le long ARN non codant TUG1 peut atténuer les dommages mitochondriaux, l'apoptose cellulaire et la réponse inflammatoire induits par le LPS en régulant à la hausse le miR-26a.

Le Gynostemma pentaphyllum (GP) est une liane herbacée vivace du genre Gynostemma. Son nom est apparu pour la première fois dans le "Saving the Wasteland Materia Medica" de la dynastie Ming. Elle a pour effet de nourrir le qi et la rate, de résoudre les mucosités et la toux, d'éliminer la chaleur et de désintoxiquer. Elle a été inscrite sur la liste des "précieuses plantes médicinales chinoises" à développer dans le cadre du "Programme Spark" du ministère de la science et de la technologie, et a été incluse dans la liste des produits de santé par le ministère de la santé en 2002. Depuis les années 1970, la composition chimique et les effets pharmacologiques du Gynostemma pentaphyllum ont été systématiquement étudiés. Les recherches ont révélé que son principal ingrédient médicinal est le gypénoside (GP). Les GPs exercent des effets anti-SA par le biais d'effets hypolipidémiants, antiagrégants plaquettaires et antithrombotiques. Au stade initial, le groupe de recherche a induit des dommages au potentiel de membrane mitochondriale et une diminution de l'activité enzymatique des complexes I, II, III, IV et V de la chaîne respiratoire dans les cellules endothéliales vasculaires à l'aide de LDL oxydés. Il a également été précisé que les principes actifs du GP, tels que les GP, le gypénoside XILX et le ginsénoside GRb3, peuvent augmenter le potentiel de la membrane mitochondriale, affecter les protéines liées au métabolisme énergétique mitochondrial, induire l'autophagie dans les cellules endothéliales, réduire les dommages aux cellules endothéliales et exercer un effet protecteur sur les cellules endothéliales induites par le LDL oxydatif. Sur la base de recherches antérieures, cet article se concentre sur la question de savoir si les GP améliorent le dépôt de lipides dans le foie des souris ApoE -/- AS en interférant avec l'apoptose mitochondriale par le biais du long ARN non codant TUG1/miR-26a, ce qui permettrait de prévenir et de traiter l'AS.

Avec l'amélioration significative du niveau de vie de la population, la structure du régime alimentaire a également changé. Sous l'effet d'un régime riche en cholestérol et d'une pression professionnelle intense, le taux d'incidence des maladies cardiovasculaires a progressivement augmenté. La SA est le principal facteur de mortalité des maladies cardiovasculaires, ce qui revêt une grande importance pour leur prévention et leur traitement. GP série de lianes herbacées pérennes appartenant à la famille des Cucurbitaceae et au genre Gynostemma. La plante entière de Gynostemma pentaphyllum est utilisée comme médicament, avec une nature fraîche, un goût amer et une légère douceur. Elle appartient aux méridiens du poumon, de la rate et du rein et a pour effet d'éliminer la chaleur et de désintoxiquer, d'arrêter la toux, de dégager les poumons, d'éliminer les mucosités, de nourrir le cœur et de calmer l'esprit, de reconstituer le qi et de générer de l'essence. Les ginsénosides sont un groupe d'ingrédients actifs extraits des ginsengs, contenant plus de 80 types de ginsénosides. Les composants glycosides de tous les GP sont des triterpénoïdes tétracycliques de type dammarane, qui ont des effets significatifs sur le traitement et la prévention des maladies cardiovasculaires telles que la maladie d'Alzheimer.

L'acide ribonucléique non codant long (LncRNA) est un type de molécule d'ARN fonctionnelle d'une longueur supérieure à 200 nt, qui n'a pas de fonction de codage des protéines et qui était initialement considéré comme du "bruit" dans le processus de transcription de l'ARN. Cependant, des études récentes ont montré que les LncRNA sont impliqués dans l'apparition et le développement de diverses maladies humaines. Il convient de noter que les LncRNA ont également une expression différentielle dans les maladies cardiovasculaires et jouent un rôle dans le réseau de régulation des maladies cardiovasculaires par le biais de différents mécanismes, participant ainsi à l'apparition et au développement des maladies cardiovasculaires. Des études antérieures ont montré que le miARN inhibe la traduction de l'ARNm ou favorise sa dégradation en se liant à des séquences complémentaires sur l'ARNm cible, tandis que le LncRNA peut agir comme une éponge à miARN pour interagir avec le miARN, affectant l'ARNm et régulant l'expression des gènes. Des recherches ont montré que dans des conditions d'hypoxie/réoxygénation, l'ARNnc AK088388 régule l'autophagie dans les cardiomyocytes en agissant comme une éponge à ARN endogène pour le miR-30a. Le LncRNA Mexis est un amplificateur du gène de l'ATP binding cassette transporter A1 (ABCA1) qui dépend de la transcription du LXR, et la protéine ABCA1 peut pomper le cholestérol hors des cellules de la paroi artérielle, ce qui est crucial pour la formation de lipoprotéines de haute densité (HDL) et la régulation de l'efflux de cholestérol. On voit donc que l'implication des LncRNA dans le métabolisme des lipides et dans le mécanisme d'apparition et de développement de la SA ne peut être ignorée. TUG1 est un long ARN non codant hautement conservé au cours de l'évolution. Les recherches actuelles ont montré que TUG1 est non seulement étroitement lié à l'apparition et au développement de cancers tels que le cancer de l'œsophage, le cancer gastrique, le cancer du foie et le cancer du poumon, mais aussi que l'interaction entre le LncRNA TUG1 et le miR-138-5p peut être impliquée dans la pathogenèse et le développement de l'insuffisance cardiaque chronique. En outre, la régulation à la hausse du miR-26a peut atténuer les dommages mitochondriaux et l'apoptose cellulaire induits par le LPS. La recherche a montré que le miRNA-26 joue un rôle important dans les maladies cardiovasculaires, avec une diminution de son expression dans les maladies cardiaques. Le miRNA-26 joue un rôle clé dans l'hypertrophie myocardique, avec une diminution de l'expression du miRNA-26a/b à la fois dans les modèles de rats et dans les cellules myocardiques. Les recherches préliminaires du groupe de recherche ont montré que la voie de l'apoptose mitochondriale joue un rôle important dans l'apparition et le développement de la SA, et que les GP ont un effet régulateur dans ce processus. Sur la base des caractéristiques pathologiques typiques de l'athérosclérose chez les souris ApoE -/- nourries avec un régime riche en graisses pendant 12 semaines, cette étude a choisi le modèle classique d'athérosclérose (souris ApoE -/- C57BL/6J) comme principal objet de recherche, et les souris C57BL/6J comme contrôle normal. L'objectif était de déterminer si les GPs améliorent le dépôt lipidique hépatique chez les souris ApoE -/- AS en interférant avec l'apoptose mitochondriale par le biais du long ARN non codant TUG1/miR-26a, et donc de prévenir et de traiter l'athérosclérose.

La recherche a montré que les GP peuvent améliorer les taux de lipides sanguins et les dépôts de lipides dans le foie des souris ApoE -/- AS, ce qui est conforme aux études précédentes. Sur cette base, il a d'abord été constaté que le long ARN non codant TUG1 dans le foie des souris ApoE -/- AS était significativement régulé à la hausse, tandis que le miR-26a était significativement régulé à la baisse. Après l'intervention des GP, la situation décrite ci-dessus s'est inversée. Parallèlement, les indicateurs liés à la voie de l'apoptose mitochondriale ont également subi des changements. Les tendances d'expression de l'ARNm et de la protéine Bcl-2, Bax, Cytc, nettoyée, caspase-3, nettoyée, caspase-9 et PARP nettoyée dans le foie des souris ApoE -/- AS étaient fondamentalement cohérentes. Dans le groupe modèle, l'expression de l'ARNm et de la protéine Bcl-2 était significativement réduite, tandis que l'expression de l'ARNm et de la protéine Bax, Cytc, de la caspase-3 nettoyée, de la caspase-9 nettoyée et de la PARP nettoyée était augmentée. Après l'intervention des GP, l'expression de l'ARNm et de la protéine Bcl-2 a été augmentée, tandis que l'expression de l'ARNm et de la protéine Bax, Cytc, caspase-3 nettoyée, caspase-9 nettoyée et PARP nettoyée a été diminuée. Les mitochondries sont la base principale de la respiration aérobie dans les cellules et un site important pour l'approvisionnement en énergie, jouant un rôle crucial dans l'apparition de l'apoptose cellulaire. Les mitochondries sont des régulateurs clés de l'apoptose cellulaire. Elles servent d'usine énergétique aux cellules et participent à la phosphorylation oxydative et à la production d'ATP. Parallèlement, le dysfonctionnement des mitochondries peut également entraîner une altération de la synthèse de l'ATP. La voie mitochondriale endogène est l'une des principales voies de l'apoptose cellulaire, et le Cytc est une substance contenue dans les mitochondries qui est étroitement liée à l'apoptose cellulaire. Sous la stimulation de signaux apoptotiques, la perméabilité de la membrane mitochondriale est dans un état de développement, et la libération de Cytc et l'activation de la caspase conduisent à l'apoptose mitochondriale. On constate que la libération de Cytc des mitochondries vers le cytoplasme est une étape clé dans le déclenchement de la voie de l'apoptose mitochondriale. La libération de Cytc est un événement important qui se produit aux premiers stades de l'apoptose cellulaire. Le processus spécifique implique la libération dans le cytoplasme du MOMP régulé par le MPTP mitochondrial ou les membres de la famille Bcl-2, suivie de l'utilisation du Cytc libéré dans le cytoplasme. En présence d'ATP/dATP, il peut se lier à la caspase-9 pour former un complexe apoptotique qui, à son tour, active la caspase-9. La caspase-9 activée peut alors activer la caspase-3, déclenchant ainsi la réaction en cascade de la caspase et conduisant à l'apoptose de la cellule. La caspase est un type de zymogène qui existe normalement dans une structure inactive. Dans la voie mitochondriale dépendante de la caspase, Cytc est libéré des mitochondries et se combine à l'ATP et à Apaf-1 pour former un multimère. En même temps, la caspase-9 s'y lie pour former un corps apoptotique, qui peut hydrolyser le zymogène de la caspase-9 et activer la caspase-9. La caspase-9 activée peut à son tour activer la caspase-3, qui peut cliver l'enzyme de réparation de l'ADN PARP, entraînant le clivage de la PARP en petits fragments et l'incapacité de fonctionner normalement, ce qui conduit à la fragmentation de l'ADN et provoque finalement l'apoptose de la cellule. Les résultats ci-dessus indiquent que les GP peuvent améliorer le dépôt de lipides dans le foie des souris ApoE -/- AS en interférant avec l'apoptose mitochondriale par l'intermédiaire du long ARN non codant TUG1/miR-26a, ce qui permet de prévenir et de traiter l'AS. Le mécanisme d'interférence peut être lié aux niveaux d'expression de Bcl2, Bax, Cytc, de la caspase-3 clivée, de la caspase-9 clivée et de la PARP clivée qui régulent l'apoptose mitochondriale. Cependant, sa relation de régulation ciblée spécifique doit être davantage validée par des expériences cellulaires ultérieures. Cette étude devrait jeter les bases de l'analyse des cibles du réseau de la médecine traditionnelle chinoise dans la prévention et le traitement des maladies, ainsi que de l'analyse des mécanismes complexes de la médecine traditionnelle chinoise à composantes et à cibles multiples. Elle fournira des preuves expérimentales plus solides pour la combinaison de la médecine traditionnelle chinoise et de la médecine occidentale dans la prévention et le traitement des maladies cardiovasculaires et les applications cliniques.