A Cistanche deserticola feniletanoid glikozid terápiás hatásának és mechanizmusának vizsgálata krónikus magashegyi betegség modell patkányokon
A magaslati betegség egy általános kifejezés a különböző klinikai megnyilvánulásokra, amelyeket az okoz, hogy a szervezet képtelen alkalmazkodni a nagy magasságban uralkodó alacsony nyomású hipoxiához, ami a szervezetben egy sor patológiai és fiziológiai változást eredményez. Ezt a betegséget általában két kategóriára osztják: akut és krónikus. A krónikus hegyibetegség (CMS) olyan állapotra utal, amikor az akut hegyibetegség eredeti tünetei fennállnak, vagy több mint hat hónappal a nagy magasságba érkezés után is jelentkeznek. A kutatók megállapították, hogy az Egl9 homológ 1 (EGLN1) és a peroxiszóma proliferátor aktivált receptor alfa (PPAR - α) gének a tibeti népességben eltérnek az alacsony tengerszint feletti magasságú területeken élőkétől, és gátolhatják a tibeti vérben a hemoglobin alacsony koncentrációban tartását. Ez is része annak, hogy a tibetiek miért tudnak nagy magasságban is életben maradni. Ez a tanulmány azt sugallja, hogy a fent említett két gén a hipoxia válaszútvonal jelölt génjei, amelyek végső soron a hipoxia indukálható faktor 1 alfa (HIF-1 alfa) útvonalon keresztül fejtik ki hatásukat. Az EGLN1 a HIF-1 α upstream génje, míg a PPAR - α a HIF-1 α downstream célpontja.
Az alacsony oxigénszint blokkolhatja a HIF-1 α hidroxilálását és acetilálását, növelheti stabilitását, és a génátírási információátvitelt indukálhatja a downstream gének, például a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor (VEGF), az endotelin-1 (ET-1) stb. átírásának és expressziójának szabályozásával, ezáltal tüdő érrendszeri remodellinget okozva, ami tüdőödémához és magaslati szívbetegséghez vezet. Az ET-1 hatásával ellentétben a nitrogén-monoxid (NO) egy gázjelző molekula, amely a nitrogén-monoxid-szintáz (NOS) által katalizált L-arginin termelését katalizálja, és széles körű hatásai vannak.
Ebben a tanulmányban egy speciális környezetben, északnyugaton található mesterséges kísérleti kabinban szimulálták a fennsík alacsony oxigénszintű környezetét. Figyelembe véve a fennsík és a síkvidéki területek közötti fő különbségeket, egy magashegyi betegség állatmodellt hoztunk létre, hogy megvizsgáljuk a HIF-1 α útvonal szerepét és belső kapcsolatát a magashegyi betegség patogenezisében. Ennek alapján megfigyelték a Cistanche-ból származó feniletanoid glikozidok (PhGC-k) magashegyi betegségekre gyakorolt megelőző és terápiás hatásait és azok mechanizmusait, elméleti alapot szolgáltatva a magashegyi betegségek patogenezisének tanulmányozásához és új magashegyi betegségek elleni gyógyszerek kifejlesztéséhez.

 

A phGC-ket a Cistanche deserticola-ból nyerték ki a déli Hszincsiangban, és a kapcsolódó kutatások során sikeresen izoláltak különböző feniletanolos glikozidokat, köztük echinakozidot, verbaszkozidot, izoveraszkozidot, 2'-acetilverbaszkozidot, Cistanche deserticola glikozid A-t és szalidrozidot. Sok éven át mélyreható kutatásokat folytattak a PhGC-k farmakológiai hatásairól, mint például az antioxidáns, a szabadgyök-leválasztó és az öregedésgátló hatás. Ebben a kísérletben a PhGCs-M csoport képes volt jelentősen csökkenteni a patkányok jobb kamrai hipertrófia indexét, ami azt jelzi, hogy a Cistanche deserticola feniletanolsav javíthatja a hemodinamikát és a jobb kamrai hipertrófia mértékét CMS patkányoknál, és bizonyos terápiás hatással rendelkezik a CMS-re. Ez a tanulmány a vér oxigéntelítettségével kapcsolatos mutatókból arra következtet, hogy a PhGC-k növelik a vér oxigéntelítettségét, csökkentik a hipoxia károsodását a szervezetben, és növelik a szervezet toleranciáját a hipoxia károsodásával szemben azonos vörösvérsejtszám és hemoglobin tartalom mellett, ezáltal elérve a magassági betegség kezelésének célját. A PhGC-vel történő kezelés után a CMS-patkányoknál jelentősen csökkent a halálozási arány és a végtagödéma előfordulása, ami tovább bizonyítja a CMS kezelésének hatékonyságát.

Az NO, mint endothelfüggő értágító, fontos szerepet játszik az endothelialis értágításban, mivel közvetlenül ellazítja a tüdőér simaizomzatát, ami jelentős tüdőértágulást eredményez. Képes továbbá gátolni a tüdő érrendszeri simaizomsejtek proliferációját és migrációját, elnyomja a vérlemezkék aggregációját, és fontos szerepet játszik a tüdőkeringés stabilitásának fenntartásában. Ez a vizsgálat megállapította, hogy a Mod tüdőszövet homogenátum NO-tartalma csökkent, és a T-NOS, iNOS és eNOS aktivitása csökkent. A PhGC-k növelhetik a tüdőszövet NO-tartalmát a TNOS, iNOS és eNOS aktivitásának fokozásával, szerepet játszva a tüdőartéria simaizomzatának proliferációja és myometrizációja elleni küzdelemben és a CMS kezelésében.
Az ET-1 az eddig felfedezett legerősebb érösszehúzó, és a hipoxia jelentősen megnövelheti az ET-1 szintjét a vérben. Rajput és munkatársai összehasonlították az ET-1 allélok különbségeit a magashegyi és a síkvidéki lakosok között, és azt találták, hogy az ET-1 bizonyos alléljai a magashegyi lakosoknál túlterjedtek, és az ET-l allél kifejeződése szignifikánsan korrelált a plazma ET-1 szintjével. Ebben a cikkben a Mod patkányok tüdőszövetének ET-1 tartalma jelentősen megnőtt, ami azt jelzi, hogy a hipoxia az ET-1 fokozott szekrécióját indukálta a tüdőszövetben, összhangban más vizsgálatokkal. A PhGC-k beadása csökkentheti az ET-1 tartalmát a CMS patkányok tüdőszövetében, ami azt jelzi, hogy a PhGC-k gátolhatják az ET-1 által indukált érszűkületet, csökkenthetik a tüdőartéria nyomását, és terápiás hatást gyakorolhatnak a CMS-re.
Ezt követően a PhGC-k HIF-1 α-ra, VEGF-re és PPAR - α-ra gyakorolt hatásának megfigyelésére összpontosítottunk a hipoxia indukálta útvonalon. Az mRNS és fehérje expresszióját az egyes csoportokba tartozó patkányok tüdőszöveteiben immunhisztokémiai, fluoreszcens kvantitatív PCR és Western blot módszerekkel mutattuk ki. Az immunhisztokémiai eredmények azt mutatták, hogy a VEGF expressziós szintje a Mod patkányok tüdőartériáiban magasabb volt, mint a Con esetében, míg a PPAR - α expressziós szintje alacsonyabb volt, mint a Con esetében. A VEGF expressziós szintje a PhGCs alacsony, közepes, PhGCs-H és RC csoportok tüdőartériáiban alacsonyabb volt, mint a Mod csoporté, míg a PPAR - α expressziós szintje emelkedett. Ez azt jelzi, hogy a PhGCs és a Rhodiola rosea képes gátolni a hipoxia által indukált VEGF expresszióját, elősegíteni a PPAR - α expresszióját, és enyhíteni a tüdő érrendszeri proliferációt és a myogenezist, így terápiás szerepet játszik a CMS-ben. A HIF-1 α fehérje és mRNS expressziójának kísérleti mérése révén a tüdőszövetben azt találták, hogy a HIF-1 α fehérje expressziója a CMS modellpatkányok tüdőszövetében jelentősen megnőtt, míg az mRNS és a Con expressziója nem mutatott különbséget. Ez összhangban van a vonatkozó kutatási eredményekkel, amelyek szerint a hipoxia elsősorban a HIF-1 α fehérje expresszióját szabályozza. A PhGC-k jelentősen csökkenthetik a HIF-1 α fehérje és az mRNS expressziós szintjét, ami azt jelzi, hogy hatással lehetnek a HIF-1 α transzkripciójára és transzlációjára. A Rhodiola rosea azonban nem volt jelentős hatással a HIF-1 α mRNS expressziójára, ami azt jelzi, hogy a hipoxiához hasonlóan elsősorban a fehérje expresszióját befolyásolja.
Összességében a három PhGCs-dózis közül a PhGCs-M csoport mutatta a legjobb hatást a CMS-re, míg a PhGCs-H kezelés nem mutatott jelentős javulást, ami összefügghet a PhGCs-H bélrendszeri felszívódási sebességének csökkenésével. A Rhodiola rosea-val összehasonlítva a PhGCs-M jobb terápiás hatást fejtett ki a HIF-1 α mRNS és a VEGF mRNS mutatókra. Az erőforrás-előnyökkel együtt a PhGCs bizonyos fejlesztési kilátásokkal rendelkezik.