Trois cents tiges basées sur la voie PI3K/AKT/mTOR favorisent l'autophagie induite par le lipopolysaccharide et inhibent l'inflammation dans les cellules RAW264.7
Le lipopolysaccharide (LPS) est une endotoxine libérée par les bactéries Gram négatives, qui peut stimuler les réponses immunitaires inflammatoires dans la toxicité bactérienne causée par les infections bactériennes Gram négatives dans le corps humain. Les macrophages participent souvent aux réponses inflammatoires et à la phagocytose, et la lignée de macrophages RAW 264.7 traitée au LPS est un modèle cellulaire couramment utilisé pour les réponses inflammatoires des cellules immunitaires. L'autophagie est un processus catabolique dans lequel le contenu cytoplasmique est transporté par les autophagosomes vers les lysosomes pour une dégradation extensive afin de maintenir l'homéostasie cellulaire. L'autophagie, en tant que mécanisme cellulaire important, est impliquée dans l'apparition et le développement de diverses maladies telles que les maladies auto-immunes, les maladies inflammatoires et les tumeurs. La réponse inflammatoire est un type de fonction de défense immunitaire des tissus de l'organisme. Une réponse inflammatoire modérée aide à réparer les dommages subis par l'organisme, mais une réponse inflammatoire excessive peut entraîner des réactions indésirables dans l'organisme, provoquant la dégénérescence et la nécrose des organes, des tissus et des cellules, et même mettre la vie en danger. De nombreuses études ont mis en évidence une communication bidirectionnelle entre l'autophagie et l'inflammation. Une autophagie modérée peut affaiblir la réponse inflammatoire, mais une autophagie excessive peut l'exacerber. De multiples médiateurs immunitaires peuvent induire ou inhiber l'autophagie, mais le rétablissement de son homéostasie dépend fortement de l'autophagie. Par conséquent, une bonne compréhension du mécanisme de régulation de l'autophagie sur l'inflammation peut permettre de traiter efficacement les maladies inflammatoires et auto-immunes.
Trois cents bâtonnets sont dérivés de la racine de Toddalia asiatica (L.) Lam, une plante de la famille des Rutacées. Le "Tujia Medicinal Records" mentionne clairement ses effets de "dissipation du vent et de l'humidité, de promotion de la circulation sanguine et de relaxation des tendons, de réduction des gonflements et de soulagement de la douleur". Des études sur la composition chimique ont montré que les principaux composants chimiques du bâton de Sanbai sont des alcaloïdes et des coumarines. La recherche pharmacologique moderne a confirmé que l'extrait de bâton de Sanbai a des effets antirhumatismaux, anti-inflammatoires, antitumoraux et autres. Nos recherches expérimentales préliminaires ont montré que le bâton de Sanbai peut bloquer le flux d'autophagie par la voie de signalisation phosphatidylinositol 3-kinase/protéine kinase B/protéine cible de la rapamycine mammalienne (PI3K/AKT/mTOR), inhibant ainsi la prolifération et induisant l'apoptose de la lignée cellulaire de fibroblastes MH7A. Cependant, le rôle de l'extrait alcoolique de Toddalia asiatica (TAAE) dans l'autophagie est encore immature. Les résultats de cette étude ont montré que le TAAE déclenche l'autophagie en fonction de la concentration. Pour vérifier si le TAAE joue un rôle important dans l'autophagie des macrophages RAW 264.7 par le biais de la voie PI3K/AKT/mTOR, cette expérience a utilisé des cellules RAW 264.7 stimulées par le LPS comme modèle pour étudier les effets du TAAE sur l'autophagie et la fonction immunitaire des cellules RAW 264.7, et explorer le mécanisme moléculaire de la régulation de la réponse immunitaire innée par le TAAE.

Les macrophages sont l'une des cellules immunitaires les plus importantes du corps humain. Ils peuvent rapidement activer des états de stress contre les agents pathogènes qui envahissent les tissus et le sang humains, entraînant une série de réactions inflammatoires. Ce sont des cellules immunitaires innées importantes, étroitement liées à l'apparition et au développement de l'inflammation. L'inflammation est une réaction pathologique complexe, causée par une variété de réactions physiques du système immunitaire lorsqu'il est exposé à une blessure ou une infection externe. Elle joue un rôle important dans la physiopathologie de nombreuses maladies chroniques, telles que les maladies neurodégénératives, la polyarthrite rhumatoïde, l'artériosclérose, etc. Une étude a montré que le TAAE peut inhiber la voie Toll like receptor 4/nuclear factor - κ B (TLR4/NF - κ B), réduisant ainsi l'expression des cytokines inflammatoires induites par le collagène, l'interleukine-1 β (IL-1 β) et le facteur de nécrose tumorale - α (TNF - α) dans la synoviale des rats (CIA), inhibant la synovite de la polyarthrite rhumatoïde et supprimant la progression de la polyarthrite rhumatoïde. Le TAAE peut également inhiber l'entrée nucléaire de NF - κ B, supprimant ainsi la libération de facteurs inflammatoires et inhibant la prolifération synoviale. Yang et al. ont constaté que l'extrait d'éthanol et l'extrait d'acétate d'éthyle de 300 bâtons peuvent inhiber le gonflement des articulations dans les modèles de rats CIA, réduire les facteurs pro-inflammatoires tels que le TNF-α, l'IL-1 β et l'interleukine-6 (IL-6), et augmenter l'expression du facteur immunosuppresseur interleukine-10 (IL-10) dans le sérum. Tous ces éléments démontrent les excellents effets anti-inflammatoires et antirhumatismaux des trois cents bâtonnets.

L'autophagie est le processus par lequel les cellules eucaryotes utilisent les lysosomes pour dégrader leurs propres protéines cytoplasmiques et les organites endommagés sous la régulation des gènes liés à l'autophagie. Ce processus peut dégrader les micro-organismes pathogènes envahissants, les organites endommagés et les protéines accumulées de manière anormale, jouant ainsi un rôle important dans les processus biologiques tels que le contrôle de la qualité cellulaire, le métabolisme et l'immunité innée et adaptative. De nombreuses études ont confirmé que l'autophagie a un effet bidirectionnel sur l'inflammation : d'une part, l'autophagie peut contrecarrer les réponses inflammatoires en éliminant les agrégats de protéines inflammatoires et en régulant à la baisse les cytokines pro-inflammatoires qui causent des dommages aux tissus ; d'autre part, l'autophagie active les inflammasomes, produisant une grande quantité de facteurs inflammatoires, ce qui accélère le processus inflammatoire. Après avoir équilibré les aspects positifs et négatifs de l'immunité et de l'inflammation, l'autophagie peut être considérée comme un protecteur de l'infection, de l'auto-immunité et de l'inflammation. La chaîne légère 3-II (LC3-II) de la protéine associée aux microtubules est une protéine caractéristique de l'autophagie. Au cours de l'autophagie, LC3-I se connecte à une molécule de phosphatidyléthanol avec l'aide du complexe Atg5-Atg12-Atg16 pour former LC3-II. La P62 est un substrat de la dégradation autophagique, jouant un rôle crucial dans la reconnaissance et l'encapsulation des substrats dégradés. Lorsque Beclin1 est surexprimée dans les cellules de mammifères, elle favorise l'autophagie cellulaire. Par conséquent, LC3, Beclin1, P62 et Atg5 peuvent servir de protéines marqueurs de l'autophagie. Pour déterminer si l'effet anti-inflammatoire du TAAE est lié à l'autophagie, cette étude a utilisé le Western blot pour détecter l'expression des protéines liées à l'autophagie P62, Beclin1, Atg5 et LC3, ainsi que l'expression des protéines liées à l'inflammation TNF-α, IL-6 et cyclo-oxygénase-2 (COX-2). Les résultats expérimentaux ont montré qu'après l'intervention TAAE, les niveaux d'expression des protéines Beclin1, Atg5 et LC3-II/LC3- augmentaient progressivement, tandis que le niveau d'expression de la protéine substrat P62 diminuait progressivement, et que l'expression des protéines liées à l'inflammation diminuait également. Les résultats expérimentaux utilisant la méthode MDC pour marquer les autophagosomes et la microscopie électronique à transmission pour observer les autophagosomes ont également montré que le TAAE favorisait l'autophagie dans les cellules RAW 264.7. Pour mieux démontrer l'effet de l'autophagie sur l'inflammation, l'inhibiteur de l'autophagie 3-MA, qui est également un inhibiteur spécifique de la voie de signalisation PI3K, a été utilisé pour contrôler l'autophagie des macrophages, bloquer la chélation autophagique et la dégradation des protéines. Les résultats ont montré que l'inhibiteur de l'autophagie 3-MA affaiblissait l'effet inhibiteur du TAAE sur les cytokines inflammatoires, tandis que l'intervention du TAAE pouvait réduire efficacement la sécrétion des cytokines TNF-α et IL-6 dans le modèle inflammatoire, démontrant une fois de plus que le TAAE exerce des effets anti-inflammatoires en promouvant l'autophagie dans les cellules RAW 264.7.

La voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR joue un rôle important dans la régulation de l'autophagie, et les niveaux d'autophagie augmentent lorsque la voie PI3K/AKT/mTOR est inhibée. MTOR est une cible mammalienne de la rapamycine et joue un rôle important dans la régulation de l'autophagie, servant d'axe régulateur négatif clé de l'autophagie. Il a été démontré que de nombreux produits naturels inhibent l'inflammation et les maladies auto-immunes en ciblant l'autophagie médiée par PI3K/AKT/mTOR. Des expériences antérieures ont confirmé que le TAAE peut bloquer le flux autophagique et promouvoir l'apoptose des cellules MH7A par la voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR. La voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR a été validée par Western blotting, et les données expérimentales ont montré que le TAAE réduisait significativement les niveaux d'expression de PI3K, AKT et mTOR phosphorylés, ce qui indique que le TAAE déclenche l'autophagie en inhibant la voie PI3K/AKT/mTOR. L'utilisation simultanée de l'agoniste PI3K (740Y-P) a encore démontré que le TAAE induit l'autophagie en inhibant la voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR. En outre, la voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR est directement liée à l'inflammation et à l'immunité. Cette étude a montré que le traitement par TAAE réduisait les niveaux de cytokines pro-inflammatoires dans les cellules RAW 264.7 induites par le LPS. Cette étude démontre que dans l'environnement inflammatoire des cellules RAW 264.7 induit par le LPS, le TAAE inhibe la voie PI3K/AKT/mTOR liée à l'autophagie, régule les protéines liées à l'autophagie et les facteurs inflammatoires, favorise la fusion et la dégradation des lysosomes autophagosomes, affecte l'homéostasie des cellules inflammatoires, inhibe les réponses inflammatoires et exerce donc des effets anti-inflammatoires. Les résultats de cette étude suggèrent que PI3K/AKT/mTOR est une voie efficace pour que le TAAE exerce des effets anti-inflammatoires et augmente l'activité autophagique, ce qui peut fournir de nouvelles idées pour le traitement clinique des maladies auto-immunes et métaboliques liées à l'inflammation, et mérite des recherches plus approfondies.