A spirulina poliszacharid hatása a szérum indikátorokra és a PI3K/Akt/mTOR jelátviteli útvonal génexpressziójára endometriózisban szenvedő patkányoknál
Az utóbbi években az endometriózis (EM) előfordulási aránya jelentősen megnőtt. Az EM-ek a méh üregét borító nyálkahártyán kívül megjelenő aktív endometriumszövetre utalnak. Az EM-ek gyakrabban fordulnak elő a szülőképes korú nőknél, és összefüggésben állhatnak a túlzott ösztrogénszekrécióval. Bár jóindulatú elváltozásokról van szó, helyi beszűrődést és növekedést mutatnak, könnyen invazívak és nyilvánvaló nőgyógyászati tünetekkel járnak. A kezelés után hajlamosak a többszöri kiújulásra, ami nagy veszélyt jelent a nők testi és lelki egészségére. Az EM-ek kezelésére szolgáló módszerek azonban nagyon korlátozottak. A műtét mellett az általánosan alkalmazott belgyógyászati kezelés a progeszteron gyógyszerek hosszú távú alkalmazása. A kezelési idő elhúzódásával a betegeknél különböző mellékhatások jelentkezhetnek, mint például csontvesztés, immunrendszeri diszfunkció és endokrin zavarok. Ezért sürgősen új, mellékhatásmentes EMs kezelési gyógyszert kell találni.

A természetes termékek bőséges biológiai aktivitással rendelkeznek, és előnyük, hogy különböző biológiai célpontokra hatnak, így nagy előrelépés történt fejlesztésük és felhasználásuk terén. Az Artemisia annua-ból származó artemisinin jelenleg világszerte a malária hatékony gyógyszere, és vezető vegyi anyagként használják az immunszabályozásban, a gyulladáscsökkentésben és egyes rákgyógyszereknél. A Taxus kivonatot mellrák és petefészekrák kezelésére is használják, és a kémiai daganatellenes gyógyszerek kutatásának középpontjába került. A betegségek természetes termékekkel történő kezeléséről szóló számos tanulmányban megállapítottuk, hogy más szárazföldi és vízi növényekből származó kivonatok, mint például a katechinek, a resveratrol, az asztaxantin és más tengeri moszatok kivonata különböző terápiás hatásokat, például gyulladáscsökkentő, antibakteriális és daganatellenes hatásokat mutatnak. Ezért megvalósíthatóvá vált az az elképzelés, hogy olyan természetes makromolekuláris vegyületeket találjunk, amelyek jótékonyan hatnak az endometriózis kezelésére, és új elméleti alapot és gyógyszerforrásokat biztosítanak a gyógyszerkönyvtárak számára. Tang és munkatársai megállapították, hogy a lila fű kivonata hatékonyan kezeli az EM-t, és jelentősen befolyásolja a gyulladásos faktorok és az apoptotikus gének aktivitását az ektópiás endometriumszövetben; Zhang és munkatársai megállapították, hogy a Juantongyin hatékonyan enyhíti az EM tüneteit patkányokban; Liu és munkatársai megállapították, hogy a sáfrány a sejtproliferáció és a gyulladásos faktorok gátlásával javítja az EM-t.

A spirulina egy korán kifejlesztett mikroalga termék, amely nagy piaci elismertséggel rendelkezik. A Spirulinából származó poliszacharid (PSP) egy természetes biomakromolekula, amely a Spirulina prokarióta szervezetből származik, és többféle hatással rendelkezik, például antioxidáns, gyulladáscsökkentő, antibakteriális, daganatellenes és vírusellenes. Az utóbbi években a PSP-t széles körben tanulmányozták, mivel egyedi tulajdonságai eltérnek az általánosan használt daganatellenes gyógyszerektől. Jelenleg számos tanulmány megállapította, hogy a PSP képes szabályozni a downstream gének expresszióját azáltal, hogy egyes tumoros jelátviteli utak molekuláira hat. Xu és munkatársai megállapították, hogy a PSP képes gátolni a humán emlőráksejtek proliferációját. Yu és munkatársai a PSP méhnyakráksejtekre gyakorolt hatását tanulmányozták, és megállapították, hogy a PSP képes gátolni a Hela sejtek proliferációját a periodikus blokkolás révén. Sheng és munkatársai in vitro és in vivo kísérletekkel bizonyították, hogy a szulfátos PSP jelentős gátló hatással van az egér S180 szarkómára. Chen és munkatársai megállapították, hogy a PSP az immunsejtek aktivitásának növelésével fokozza a szervezet ellenálló képességét a H22 sejtekkel szemben. Ezenkívül számos in vitro vizsgálat kimutatta, hogy a PSP nemcsak közvetlenül hat bizonyos tumorsejtekre, hanem a rákos betegeknél a kemoterápia és a sugárterápia során a sejtkárosodást is megakadályozza. Ezért feltételezzük, hogy a PSP közvetíthet bizonyos útvonalakat az EM-ek termelésének és proliferációjának enyhítésére, de nincsenek kutatási jelentések az EM-ek természetes poliszacharidokkal történő kezeléséről. Ezért ez a tanulmány célja, hogy feltárja a PSP terápiás hatását az endometriózis patkányokra a PI3K / Akt / MT4OR jelátviteli útvonalon alapuló terápiás hatását, új lehetőségeket biztosítva az új EMs kezelési tervek és a későbbi terápiás gyógyszerek kifejlesztéséhez.

Ebben a kísérletben a PSP-t először vizes extrakcióval extrahálták, és a tisztaságot oszlopkromatográfiával 89%-nek mértük; SD patkányokat modellállatként használva, autológ transzplantációval sikeresen elkészítettük az EM patkánymodelljét. Az EM-ekre gyakorolt terápiás hatást a PSP különböző dózisainak etetésével figyeltük meg; Western blot és RT-PCR-t használtunk a PI3K/Akt/mTOR útvonal fehérje- és mRNS-tartalmának kimutatására.

Az arány évről évre nő, de kezelési módszerei nagyon korlátozottak, gyakran hosszú távú belgyógyászati gyógyszeres beavatkozást igényelnek, ami nemcsak a betegek kezelésbe vetett bizalmát befolyásolja, hanem jelentős mellékhatásokhoz is vezet. Ezenkívül sürgős az új és hatékony EMs terápiás gyógyszerek kifejlesztése. A funkcionális élelmiszeripar fejlődésével a farmakológiai funkcióval rendelkező új természetes termékek széles körű figyelmet kaptak. A PSP egy természetes biomakromolekula, amely többféle funkcióval rendelkezik. Számos tanulmány megállapította, hogy a PSP szabályozhatja a downstream génexpressziót azáltal, hogy bizonyos tumoros jelátviteli útvonalak molekuláira hat. Az EM-ek kialakulása és fejlődése hasonló a legtöbb tumorsejt jelátviteli útvonalához. Ezért feltételezzük, hogy a PSP közvetíthet bizonyos útvonalakat az EM-ek termelődésének és proliferációjának enyhítése érdekében.

Ebben a tanulmányban először extrahálták és tisztították a PSP-t, és a poliszacharidok extrakciós aránya elérte az 1,95% értéket. Az oszlopkromatográfiás elemzés után a tisztaság magas volt (89%), amely felhasználható az aktivitás-azonosítási kísérletekhez; Az EM modellezéséhez SD patkányokat használtunk, mivel a patkányok szervei és szövetei viszonylag nagyok, így könnyen elvégezhetők az olyan eljárások, mint a boncolás és a beültetés. Az EMs modellezése autológ transzplantációra és allogén transzplantációra osztható. Az immunrejekció elkerülése érdekében az autológ transzplantációt választjuk a modellezéshez, és a modellezés sikerességi aránya elérheti a 80% feletti értéket. A PSP beavatkozás után hosszú távú dinamikus megfigyeléseket végeztünk a patkányokon, és azt találtuk, hogy a testtömegükben nem történt jelentős változás, ami azt jelzi, hogy a PSP nem befolyásolja negatívan a normál patkányok és az EMs patkányok növekedését. A hasi átültetés magasságának és területének mérésével megállapították, hogy a PSP beavatkozás jelentősen lelassította az EMs kialakulását, ami arra utal, hogy a PSP hasznos lehet az EMs kezelésében.

Feltételezzük, hogy a PSP terápiás hatást fejthet ki az EM-ek kialakulásával és fejlődésével kapcsolatos citokinek szabályozásával. A sejtadhézió és az angiogenezis citokinek általi szabályozása fontos láncszem az EM-ek kialakulásában. Az MMP-2 például szabályozhatja a sejtek közötti, valamint a sejtek és a mátrix közötti információcserét. Vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az MMP2 fokozhatja a sejtek adhézióját, ami az endometriális sejteket hajlamosabbá teszi az ektopikus implantációra. Ebben a vizsgálatban az MMP2 szintje az EMs patkányokban magasabb volt, ami összhangban van Yuan és munkatársai megállapításaival; a PSP csökkentheti az MMP2 aktivitását, ami arra utal, hogy az MMP2 a PSP célpontja lehet. A TNF - α fontos szerepet játszik a sejtproliferáció és az invázió folyamatában, számos jellemzővel, például a sejtproliferáció és a differenciálódás elősegítésével, valamint az érrendszeri funkció befolyásolásával. Ebben a vizsgálatban a PSP jelentősen csökkentette a TNF - α szintjét az EMs patkányok szérumában, és tovább csökkentette a VEGF szintézis TNF - α általi downstream szabályozását, ezáltal gátolta az EMs sejtek proliferációját és az erek kialakulását a beteg szövetekben. Az érképződés fontos oka az EMs helyi elváltozásainak könnyű áttétképződésének és immunmenekülésének. A VEGF szintjét a PI3K/Akt útvonal is szabályozza. A PI3K/Akt/mTOR útvonal egy sor extracelluláris jelet integrál és különböző sejtfunkciókat szabályoz. Ez az útvonal közvetíti az endometriális sejtek adhézióját az adhézinok/intercelluláris adhéziós faktor-1 integrálásával, ami az endometriózis szükséges patofiziológiai feltétele; Közvetve szabályozza a metalloproteinázokat (MMP) és a metalloproteinázok szöveti inhibitorait (TIMP), hogy közvetítse az endometriális sejtek invázióját és metasztázisát; A VEGF szabályozása a neovaszkularizáció kialakulása érdekében fontos lépés az EM-ek kialakulásában; Ezenkívül a PI3K/Akt/mTOR jelátviteli útvonal szabályozhatja a sejtek apoptózisát és az ösztrogénszekréciót is, amelyek mindkettő lényeges tényező az EM-ek kialakulásában és fejlődésében. Azt találtuk, hogy a PI3K/Akt/mTOR jelentősen felszabályozott a modellcsoport egerekben, és ennek az útvonalnak az aktiválása sejtnövekedést, proliferációt és angiogenezist feltételez, ami kétségtelenül súlyosbítja az EM-ek kialakulását. Ebben a tanulmányban azt találtuk, hogy a PSP képes gátolni a PI3K/Akt/mTOR jelátviteli útvonal aktiválódását, ami fontos oka lehet az olyan citokinek, mint a TNF - α és a VEGF csökkent szintézisének. Eddig azonban kevés közlemény számolt be a PSP-nek erre az útvonalra gyakorolt szabályozó hatásáról. Milyen útvonalat használ a PSP a PI3K/Akt szabályozására? Ez lesz a következő kutatási területünk.

A PSP előkészítése és tisztítása alapján ez a tanulmány kiegészítette a PSP összetételét, és elkészítette az endometriózis patkánymodelljét, amely megfelel az autológ ektopikus implantáción alapuló követelményeknek. A modell alapján megvizsgálták a PSP javító hatását a patkány endometriózisra, amely a citokinek, mint például a TNF - α, VEGF, MMP-2 szintjének hatékony csökkentésében nyilvánul meg a szérumban, és az EM-ek kialakulásának gátló hatásának elérésében; A PI3K/Akt/mTOR jelátviteli útvonalon alapuló PSP terápiás mechanizmusának további feltárása a patkány endometriózisra vonatkozóan azt mutatta, hogy a modellcsoporttal összehasonlítva a PI3K, AKT és mTOR génexpressziós szintjei a kezelt csoport patkányainak ektopikus endometriális szövetében jelentősen csökkentek. A fehérjeexpresszió kimutatása megerősítette, hogy a PSP képes volt gátolni az AKT foszforilációját, ezáltal gátolta a PI3K és az mTOR fehérjeexpresszióját. Ez azt jelzi, hogy a PSP a PI3K/Akt/mTOR jelátviteli útvonal gátlásával javíthatja az EM patkányok tüneteit. Ez a cikk hivatkozási alapot nyújt a PSP új farmakológiai funkcióinak felfedezéséhez és a kapcsolódó mechanizmusok tisztázásához, tudományos alapot teremtve a további kutatáshoz és fejlesztéshez.