Исследование влияния и механизма действия сапонинов Gynostemma pentaphyllum, регулирующих длинную некодирующую РНК TUG1/miR-26a и препятствующих митохондриальному апоптозу, на отложение липидов в печени у мышей ApoE -/- AS
Атеросклероз (АС) является главной патологической основой ранней стадии сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний. Печень является одним из наиболее уязвимых органов в возникновении и развитии АС и связанных с ним заболеваний. Уровень отложения липидов в ней прямо или косвенно отражает отложение липидов в интиме артерий и может быть использован в качестве индикатора для прогнозирования уровня АС. Большая часть генома человека состоит из некодирующих областей, которые транскрибируются для получения некодирующих РНК (нкРНК). МикроРНК (miRNAs) и длинные некодирующие РНК (LncRNAs) - две важные классификации нкРНК. Среди них LncRNA регулируют экспрессию генов на разных уровнях через различные механизмы, осуществляя свои биологические функции. В последние годы внимание людей привлекает молекулярный механизм взаимодействия между miRNA и LncRNA в возникновении и развитии заболеваний. Таурин-регулирующий ген 1 (TUG1) - это эволюционно высококонсервативная длинная некодирующая РНК. Исследования показали, что TUG1 связан с возникновением и развитием рака пищевода, желудка, печени, легких и других онкологических заболеваний, но связь между TUG1 и отложением липидов в печени и атеросклерозом до сих пор не установлена. Исследования показали, что вмешательство в длинную некодирующую РНК TUG1 может облегчить индуцированное LPS повреждение митохондрий, апоптоз клеток и воспалительную реакцию за счет повышения регуляции miR-26a.

Gynostemma pentaphyllum (GP) - многолетняя травянистая лиана из рода Gynostemma. Его название впервые появилось в "Медицинской практике спасения пустошей" династии Мин. Это растение питает ци и селезенку, устраняет мокроту и кашель, очищает от жара и выводит токсины. В свое время он был включен в список "драгоценных китайских лекарственных трав", которые должны быть разработаны в рамках "Программы искры" Министерства науки и технологий, а в 2002 году был включен в список продуктов для здоровья Министерства здравоохранения. Начиная с 1970-х годов, люди систематически изучают химический состав и фармакологические эффекты Gynostemma pentaphyllum. В результате исследований было установлено, что основным лекарственным компонентом этого растения являются гипенозиды (ГП). ГП оказывают противоастматическое действие за счет липидоснижающего, антитромбоцитарного и антитромботического эффектов. На начальном этапе исследовательская группа вызвала повреждение мембранного потенциала митохондрий и снижение активности ферментов комплексов дыхательной цепи I, II, III, IV и V в эндотелиальных клетках сосудов с помощью бычьего ЛПНП. Также было установлено, что активные ингредиенты GP, такие как GP, гипенозид XILX и гинзенозид GRb3, могут повышать мембранный потенциал митохондрий; влиять на белки, связанные с митохондриальным энергетическим метаболизмом; регуляция ox LDL индуцирует аутофагию в эндотелиальных клетках, уменьшает повреждение эндотелиальных клеток и оказывает защитное действие на эндотелиальные клетки, индуцированные ox LDL. Основываясь на предыдущих исследованиях, данная статья посвящена вопросу о том, улучшают ли ГП отложение липидов в печени у мышей с АпоЕ -/- AS путем вмешательства в апоптоз митохондрий через длинную некодирующую РНК TUG1/miR-26a, тем самым предотвращая и леча AS.

Со значительным повышением уровня жизни людей изменилась и структура питания. Под воздействием высокохолестериновой диеты и высокоинтенсивной нагрузки на работе постепенно увеличивается частота сердечно-сосудистых заболеваний. АГ является важнейшим фактором смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, что имеет большое значение для их профилактики и лечения. ГП ряд многолетних травянистых лиан, относящихся к семейству Cucurbitaceae и роду Gynostemma. В качестве лекарственного средства используется все растение Gynostemma pentaphyllum, обладающее прохладным характером, горьким вкусом и легкой сладостью. Оно относится к меридианам легких, селезенки и почек и обладает эффектами очищения от жара и детоксикации, остановки кашля, очищения легких, устранения мокроты, питания сердца и успокоения ума, восполнения ци и генерации эссенции. ГП - это группа активных ингредиентов, извлеченных из ГП и содержащих более 80 видов гинзенозидов. Гликозидные компоненты всех ГП представляют собой тетрациклические тритерпеноиды типа даммарана, которые оказывают значительное влияние на лечение и профилактику сердечно-сосудистых заболеваний, таких как АГ.

Длинная некодирующая рибонуклеиновая кислота (LncRNA) - это тип функциональной молекулы РНК длиной более 200 нт, которая не обладает функцией кодирования белка и изначально рассматривалась как "шум" в процессе транскрипции РНК. Однако последние исследования показали, что LncRNA участвуют в возникновении и развитии различных заболеваний человека. Стоит отметить, что LncRNA также имеют дифференциальную экспрессию при сердечно-сосудистых заболеваниях и играют роль в регуляторной сети сердечно-сосудистых заболеваний через различные механизмы, участвуя в возникновении и развитии сердечно-сосудистых заболеваний. Предыдущие исследования показали, что миРНК ингибируют трансляцию мРНК или способствуют деградации мРНК, связываясь с комплементарными последовательностями на целевой мРНК, а LncRNA может выступать в качестве губки для взаимодействия с миРНК, влияя на мРНК и регулируя экспрессию генов. Исследования показали, что в условиях гипоксии/реоксигенации LncRNA AK088388 регулирует аутофагию в кардиомиоцитах, действуя как эндогенная РНК-губка для miR-30a. LncRNA Mexis является усилителем гена ATP binding cassette transporter A1 (ABCA1), который зависит от транскрипции LXR, а белок ABCA1 может выкачивать холестерин из клеток стенки артерий, что имеет решающее значение для образования липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) и регуляции эффлюкса холестерина. Как видно, участие LncRNA в липидном обмене и механизме возникновения и развития АГ нельзя игнорировать. TUG1 - высококонсервативная длинная некодирующая РНК в эволюции. Современные исследования показали, что TUG1 не только тесно связана с возникновением и развитием таких раковых заболеваний, как рак пищевода, рак желудка, рак печени и рак легкого, но и взаимодействие между LncRNA TUG1 и miR-138-5p может быть вовлечено в патогенез и развитие хронической сердечной недостаточности. Кроме того, повышение уровня miR-26a может облегчить индуцированное ЛПС повреждение митохондрий и апоптоз клеток. Исследования показали, что miRNA-26 играет важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, при этом ее экспрессия снижается при заболеваниях сердца. miRNA-26 играет ключевую роль в гипертрофии миокарда, при этом экспрессия miRNA-26a/b снижается как в моделях крыс, так и в клетках миокарда. Предварительные исследования исследовательской группы показали, что митохондриальный путь апоптоза играет важную роль в возникновении и развитии АС, а ГП оказывают регулирующее действие в этом процессе. Исходя из типичных патологических характеристик атеросклероза у мышей ApoE -/-, которых кормили высокожировой диетой в течение 12 недель, в качестве основного объекта исследования была выбрана классическая модель атеросклероза (мыши ApoE -/- C57BL/6J), а в качестве нормального контроля - мыши C57BL/6J. Основное внимание было уделено тому, улучшают ли ГП отложение липидов в печени у мышей ApoE -/- AS путем вмешательства в апоптоз митохондрий через длинную некодирующую РНК TUG1/miR-26a и, таким образом, предотвращают и лечат атеросклероз.

Исследование показало, что ГП могут улучшать уровень липидов в крови и отложение липидов в печени у мышей с АпоЕ -/- AS, что согласуется с результатами предыдущих исследований. Исходя из этого, впервые было обнаружено, что длинная некодирующая РНК TUG1 в печени мышей ApoE -/- AS значительно повышена, а miR-26a значительно понижена. После вмешательства GP ситуация изменилась на противоположную. При этом показатели, связанные с митохондриальным путем апоптоза, также претерпели изменения. Тенденции экспрессии мРНК и белка Bcl-2, Bax, Cytc, очищенной, каспазы-3, очищенной, каспазы-9 и очищенной PARP в печени мышей ApoE -/- AS в основном совпадали. В модельной группе экспрессия мРНК и белка Bcl-2 была значительно снижена, в то время как экспрессия мРНК и белка Bax, Cytc, очищенной каспазы-3, очищенной каспазы-9 и очищенной PARP была повышена. После вмешательства GPs экспрессия мРНК и белка Bcl-2 повышалась, а экспрессия мРНК и белка Bax, Cytc, очищенной каспазы-3, очищенной каспазы-9 и очищенной PARP - понижалась. Митохондрии являются основной базой для аэробного дыхания в клетках и важным местом для обеспечения энергией, играя решающую роль в возникновении клеточного апоптоза. Митохондрии являются ключевыми регуляторами клеточного апоптоза, выступая в качестве энергетической фабрики клеток и участвуя в окислительном фосфорилировании и производстве АТФ. В то же время дисфункция митохондрий может приводить к нарушению синтеза АТФ. Эндогенный митохондриальный путь - один из основных путей клеточного апоптоза, а Cytc - вещество, содержащееся в митохондриях и тесно связанное с клеточным апоптозом. Под воздействием апоптотических сигналов проницаемость митохондриальной мембраны находится в состоянии развития, а высвобождение Cytc и активация каспазы приводят к апоптозу митохондрий. Как видно, высвобождение Cytc из митохондрий в цитоплазму является ключевым шагом в запуске митохондриального пути апоптоза. Высвобождение Cytc - важное событие, происходящее на ранних стадиях апоптоза клеток. Специфический процесс включает высвобождение MOMP, регулируемое митохондриальным MPTP или членами семейства Bcl-2, в цитоплазму с последующей утилизацией Cytc, высвобожденного в цитоплазму. В присутствии АТФ/ДАТФ он может связываться с каспазой-9, образуя апоптотический комплекс, который, в свою очередь, активирует каспазу-9. Активированная каспаза-9 может затем активировать каспазу-3, что приводит к дальнейшему запуску каспазного каскада и апоптозу клеток. Каспаза - это тип зимогена, который в норме существует в неактивной структуре. При каспазозависимом митохондриальном пути Cytc высвобождается из митохондрий и соединяется с АТФ и Apaf-1, образуя мультимер. В то же время каспаза-9 связывается с ним, образуя апоптотическое тело, которое может гидролизовать зимоген каспазы-9 и активировать каспазу-9. Активированная каспаза-9 может далее активировать каспазу-3, которая может расщеплять фермент репарации ДНК PARP, в результате чего PARP расщепляется на мелкие фрагменты и не может нормально функционировать, что приводит к фрагментации ДНК и в конечном итоге вызывает апоптоз клеток. Приведенные выше результаты показывают, что ГП могут улучшать отложение липидов в печени у мышей с АпоЕ -/- AS путем вмешательства в митохондриальный апоптоз через длинную некодирующую РНК TUG1/miR-26a, тем самым предотвращая и леча AS. Механизм вмешательства может быть связан с уровнями экспрессии Bcl2, Bax, Cytc, расщепленной каспазы-3, расщепленной каспазы-9 и расщепленной PARP, которые регулируют митохондриальный апоптоз. Однако его конкретная целевая регуляторная связь нуждается в дальнейшем подтверждении с помощью последующих клеточных экспериментов. Ожидается, что данное исследование заложит основу для сетевого целевого анализа традиционной китайской медицины в профилактике и лечении заболеваний, а также для анализа сложных механизмов многокомпонентной и многоцелевой традиционной китайской медицины. Оно позволит получить более убедительные экспериментальные доказательства сочетания традиционной китайской и западной медицины в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний и клинических применений.