A Gynostemma pentaphyllum szaponinok hatásának és mechanizmusának vizsgálata a hosszú nem kódoló RNS TUG1/miR-26a interferenciájának szabályozása a mitokondriális apoptózissal a máj lipidlerakódására ApoE -/- AS egerekben
Az érelmeszesedés (AS) a fő kóros alap a szív- és érrendszeri, valamint a cerebrovaszkuláris betegségek korai szakaszában. A máj az egyik legérzékenyebb szerv az AS és a hozzá kapcsolódó betegségek kialakulásában és fejlődésében. Lipidlerakódási szintje közvetlenül vagy közvetve tükrözi a lipidlerakódást az artéria intimájában, és indikátorként használható az AS szintjének előrejelzésére. Az emberi genom nagy része nem kódoló régiókból áll, amelyek átíródnak, hogy nem kódoló RNS-eket (ncRNS-eket) hozzanak létre. A mikroRNS-ek (miRNS-ek) és a hosszú nem kódoló RNS-ek (LncRNS-ek) az ncRNS-ek két fontos osztályozása. Közülük az LncRNS különböző mechanizmusokon keresztül szabályozza a génexpressziót különböző szinteken, biológiai funkcióit gyakorolva. Az elmúlt években a miRNS és az LncRNS közötti kölcsönhatás molekuláris mechanizmusa a betegségek előfordulásában és fejlődésében felkeltette az emberek figyelmét. A taurin upregulates gene 1 (TUG1) egy evolúciósan magasan konzervált hosszú, nem kódoló RNS. A vizsgálatok szerint a TUG1 összefügg a nyelőcsőrák, a gyomorrák, a májrák, a tüdőrák és más rákos megbetegedések előfordulásával és kialakulásával, de a TUG1 és a máj lipidlerakódása és az érelmeszesedés közötti kapcsolat még ritka. A kutatások azt találták, hogy a hosszú, nem kódoló RNS TUG1 interferálása a miR-26a felszabályozásával enyhítheti az LPS által kiváltott mitokondriális károsodást, a sejt apoptózist és a gyulladásos választ.

A Gynostemma pentaphyllum (GP) a Gynostemma nemzetséghez tartozó évelő lágyszárú szőlő. Neve először a Ming-dinasztia "Saving the Wasteland Materia Medica" című művében jelent meg. A qi és a lép táplálására, a váladék és a köhögés oldására, a hőtisztításra és a méregtelenítésre van hatással. Egykor a Tudományos és Technológiai Minisztérium "Szikra programja" keretében kifejlesztendő "értékes kínai gyógynövényként" szerepelt, és 2002-ben az Egészségügyi Minisztérium felvette az egészségügyi termékek listájára. Az 1970-es évek óta az emberek szisztematikusan tanulmányozzák a Gynostemma pentaphyllum kémiai összetételét és farmakológiai hatásait. A kutatások megállapították, hogy fő gyógyhatású összetevője a gypenozidok (GP-k). A GP-k lipidcsökkentő, trombocita aggregáció elleni és trombózisellenes hatásokon keresztül fejtik ki AS-ellenes hatásukat. A korai szakaszban a kutatócsoport ox-LDL felhasználásával mitokondriális membránpotenciál-károsodást és a légzési lánc I., II., III., IV. és V. komplexeinek csökkent enzimaktivitását idézte elő érrendszeri endotélsejtekben. Azt is tisztázták, hogy a GP hatóanyagai, mint például a GP-k, a gypenozid XILX és a ginsenozid GRb3, növelhetik a mitokondriális membránpotenciált; Befolyásolja a mitokondriális energiaanyagcserével kapcsolatos fehérjéket; Az ox LDL felpregulációja autofágiát indukál az endotélsejtekben, csökkenti az endotélsejtek károsodását, és védő hatást fejt ki az ox LDL által indukált endotélsejtekre. A korábbi kutatások alapján ez a cikk arra összpontosít, hogy a GP-k javítják-e a máj lipidlerakódását ApoE -/- AS egerekben azáltal, hogy a hosszú nem kódoló RNS TUG1/miR-26a révén beavatkoznak a mitokondriális apoptózisba, ezáltal megelőzik és kezelik az AS-t.

Az emberek életszínvonalának jelentős javulásával az étrend szerkezete is megváltozott. A magas koleszterintartalmú étrend és a nagy intenzitású munkára nehezedő nyomás hatására a szív- és érrendszeri betegségek előfordulási aránya fokozatosan nőtt. Az AS a szív- és érrendszeri betegségek legfontosabb halálozási tényezője, ami nagy jelentőséggel bír a megelőzés és a kezelés szempontjából. GP a Cucurbitaceae családba és a Gynostemma nemzetségbe tartozó évelő lágyszárú szőlőfajták sorozata. A Gynostemma pentaphyllum egész növényét gyógyszerként használják, hűvös jellegű, keserű ízű és enyhén édes. A tüdő, a lép és a vese meridiánjaihoz tartozik, és hő- és méregtelenítő, köhögéscsillapító, tüdőtisztító, váladékeltávolító, szívet tápláló és elmét nyugtató, qi-t feltöltő és esszenciát generáló hatású. A GP-k a GP-ből kivont hatóanyagok csoportja, amely több mint 80 féle ginzenozidot tartalmaz. Az összes GP glikozid komponensei dammarán típusú tetraciklikus triterpenoidok, amelyek jelentős hatással vannak a szív- és érrendszeri betegségek, például az AS kezelésére és megelőzésére.

A hosszú, nem kódoló ribonukleinsav (LncRNS) a 200 nt-ot meghaladó hosszúságú funkcionális RNS-molekulák egy típusa, amely nem rendelkezik fehérjekódoló funkcióval, és eredetileg "zajnak" tekintették az RNS-átírási folyamatban. A legújabb tanulmányok azonban megállapították, hogy az LncRNS-ek részt vesznek a különböző emberi betegségek előfordulásában és kialakulásában. Érdemes megjegyezni, hogy az LncRNS-ek a szív- és érrendszeri betegségekben is differenciált expresszióval rendelkeznek, és különböző mechanizmusokon keresztül szerepet játszanak a szív- és érrendszeri betegségek szabályozó hálózatában, részt vesznek a szív- és érrendszeri betegségek előfordulásában és kialakulásában. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a miRNS gátolja az mRNS transzlációt vagy elősegíti az mRNS degradációját a cél mRNS-en található komplementer szekvenciákhoz való kötődéssel, míg az LncRNS miRNS szivacsként működhet a miRNS-szel való kölcsönhatásban, befolyásolva az mRNS-t és szabályozva a génexpressziót. A kutatások azt találták, hogy hipoxia/reoxigenizációs körülmények között az AK088388 LncRNS szabályozza az autofágiát a kardiomiocitákban azáltal, hogy endogén RNS-szivacsként működik a miR-30a számára. Az LncRNS Mexis az LXR transzkripcióra támaszkodó ATP-kötő kazettás transzporter A1 (ABCA1) gén erősítője, és az ABCA1 fehérje képes a koleszterint kipumpálni az artériás fal sejtjeiből, ami kulcsfontosságú a nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) képződéséhez és a koleszterin kiáramlás szabályozásához. Látható, hogy az LncRNS-nek a lipidanyagcserében és az AS előfordulásának és kialakulásának mechanizmusában való részvételét nem lehet figyelmen kívül hagyni. A TUG1 az evolúcióban erősen konzervált hosszú, nem kódoló RNS. A jelenlegi kutatások kimutatták, hogy a TUG1 nemcsak a rákos megbetegedések, például a nyelőcsőrák, a gyomorrák, a májrák és a tüdőrák előfordulása és kialakulása között áll szoros kapcsolatban, hanem az LncRNS TUG1 és a miR-138-5p közötti kölcsönhatás a krónikus szívelégtelenség patogenezisében és kialakulásában is szerepet játszhat. Továbbá, a miR-26a upregulációja enyhítheti az LPS által kiváltott mitokondriális károsodást és a sejt apoptózist. A kutatások megállapították, hogy a miRNS-26 fontos szerepet játszik a szív- és érrendszeri betegségekben, expressziójának downregulációjával szívbetegségekben. A miRNS-26 kulcsszerepet játszik a szívizom hipertrófiájában, a miRNS-26a/b expressziójának downregulációjával mind patkánymodellekben, mind szívizomsejtekben. A kutatócsoport előzetes kutatásai szerint a mitokondriális apoptózis útja fontos szerepet játszik az AS kialakulásában és fejlődésében, és a GP-k szabályozó hatással bírnak ebben a folyamatban. Az ateroszklerózis tipikus patológiai jellemzői alapján az ApoE -/- egerekben 12 héten keresztül magas zsírtartalmú diétával táplált ApoE -/- egerekben, ez a vizsgálat az ateroszklerózis klasszikus modelljét (ApoE -/- C57BL/6J egerek) választotta fő kutatási tárgynak, és a C57BL/6J egereket normál kontrollnak. A vizsgálat középpontjában az állt, hogy a GP-k javítják-e az ApoE -/- AS egerek májzsírlerakódását azáltal, hogy a hosszú nem kódoló RNS TUG1/miR-26a-n keresztül beavatkoznak a mitokondriális apoptózisba, és ezáltal megelőzik és kezelik-e az ateroszklerózist.

A kutatás megállapította, hogy a GP-k javíthatják a vérzsírszintet és a máj lipidlerakódását ApoE -/- AS egerekben, ami összhangban van a korábbi vizsgálatokkal. Ennek alapján először azt találták, hogy a hosszú nem kódoló RNS TUG1 az ApoE -/- AS egér májában szignifikánsan felszabályozott, míg a miR-26a szignifikánsan leszabályozott. A GP-kkel történő beavatkozás után a fenti helyzet fordított eredményt mutatott. Eközben a mitokondriális apoptózis útvonalhoz kapcsolódó mutatók is változásokon mentek keresztül. A Bcl-2, Bax, Cytc, tisztított, kaszpáz-3, tisztított, kaszpáz-9 és tisztított PARP mRNS és fehérje expressziós trendjei az ApoE -/- AS egerek májában alapvetően konzisztensek voltak. A modellcsoportban a Bcl-2 mRNS és fehérje expressziója jelentősen lecsökkent, míg a Bax, Cytc, tisztított kaszpáz-3, tisztított kaszpáz-9 és tisztított PARP mRNS és fehérje expressziója felfelé szabályozódott. A GP-kkel történő beavatkozás után a Bcl-2 mRNS és fehérje expressziója felfelé szabályozódott, míg a Bax, Cytc, tisztított kaszpáz-3, tisztított kaszpáz-9 és tisztított PARP mRNS és fehérje expressziója lefelé szabályozódott. A mitokondriumok a sejtek aerob légzésének fő bázisa és az energiaellátás fontos helyszíne, amely döntő szerepet játszik a sejt apoptózisának bekövetkezésében. A mitokondriumok a sejtek apoptózisának kulcsfontosságú szabályozói, a sejtek energiagyáraként szolgálnak, és részt vesznek az oxidatív foszforilációban és az ATP-termelésben. Ugyanakkor a mitokondriumok diszfunkciója az ATP-szintézis károsodásához is vezethet. Az endogén mitokondriális útvonal a sejt apoptózis egyik fő útvonala, a Cytc pedig a mitokondriumokban található anyag, amely szorosan kapcsolódik a sejt apoptózishoz. Apoptotikus jelek stimulálása alatt a mitokondriális membrán permeabilitása fejlődési állapotban van, és a Cytc felszabadulása és a kaszpáz aktiválása mitokondriális apoptózishoz vezet. Látható, hogy a Cytc felszabadulása a mitokondriumból a citoplazmába kulcsfontosságú lépés a mitokondriális apoptózis útvonalának elindításában. A Cytc felszabadulása fontos esemény, amely a sejt apoptózis korai szakaszában következik be. A specifikus folyamat magában foglalja a mitokondriális MPTP vagy a Bcl-2 család tagjai által szabályozott MOMP felszabadulását a citoplazmába, amelyet a citoplazmába felszabaduló Cytc további hasznosítása követ. ATP/dATP jelenlétében képes a kaszpáz-9-hez kötődni, hogy apoptotikus komplexet képezzen, amely viszont aktiválja a kaszpáz-9-et. Az aktivált kaszpáz-9 ezután aktiválhatja a kaszpáz-3-at, ami tovább indítja a kaszpáz kaszkádreakciót, és a sejt apoptózishoz vezet. A kaszpáz egyfajta zimogén, amely normális esetben inaktív szerkezetben létezik. A kaszpázfüggő mitokondriális útvonalban a Cytc felszabadul a mitokondriumokból, és ATP-vel és Apaf-1-gyel egyesülve multimert alkot. Ugyanakkor a kaszpáz-9 kötődik hozzá, hogy apoptotikus testet képezzen, amely képes hidrolizálni a kaszpáz-9 zimogént és aktiválni a kaszpáz-9-et. Az aktivált kaszpáz-9 tovább aktiválhatja a kaszpáz-3-at, amely képes a DNS-javító enzimet, a PARP-t hasítani, aminek következtében a PARP kis fragmentumokra hasad, és képtelen normálisan működni, ami DNS-fragmentációhoz vezet, és végül a sejt apoptózisát okozza. A fenti eredmények arra utalnak, hogy a GP-k javíthatják a máj lipidlerakódását ApoE -/- AS egerekben azáltal, hogy a hosszú nem kódoló RNS TUG1/miR-26a-n keresztül beavatkoznak a mitokondriális apoptózisba, ezáltal megelőzve és kezelve az AS-t. A beavatkozási mechanizmus a mitokondriális apoptózist szabályozó Bcl2, Bax, Cytc, hasított kaszpáz-3, hasított kaszpáz-9 és hasított PARP expressziós szintjéhez kapcsolódhat. A specifikus célzott szabályozó kapcsolatát azonban további validálásra szorul későbbi sejtkísérletekkel. Ez a tanulmány várhatóan megalapozza a hagyományos kínai orvoslás hálózati célelemzését a betegségek megelőzésében és kezelésében, valamint a többkomponensű és többcélú hagyományos kínai orvoslás komplex mechanizmusainak elemzését. Erősebb kísérleti bizonyítékot fog nyújtani a hagyományos kínai és a nyugati orvoslás kombinációjára a szív- és érrendszeri betegségek megelőzésében és kezelésében, valamint a klinikai alkalmazásokban.