Изолирование и очистка пептидов мускуса и изучение механизмов их противовоспалительного действия Острая травма легких (ОЛЛ)/острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) - серьезное и сложное заболевание дыхательных путей, характеризующееся повреждением альвеолярных эпителиальных клеток и эндотелиальных клеток сосудов, гипотонией и отеком альвеол, что в конечном итоге приводит к острой гипоксической дыхательной недостаточности. Патогенез ALI/ARDS сложен, в основе патофизиологических нарушений ALI/ARDS лежат дисрегуляция воспалительной реакции, повышенная проницаемость легочных эндотелиальных клеток и эпителия, приводящая к нарушению легочного микрососудистого барьера. Wu et al. сообщили, что пироптоз макрофагов участвует в патогенезе ALI/ARDS, вызванного липополисахаридом, а специфический ингибитор каспазы-1 Ac YVADCMK может облегчить повреждение легочной ткани и снизить выработку провоспалительных цитокинов.

Мускус (Moschus) - это сухие выделения из мешочка зрелого самца животных семейства оленевых Moschus berezovskii Flerov, Moschus sifanicus Przewalski или Moschus moschiferus Linnaeus. Мускус теплый по своей природе, резкий на вкус, относится к меридианам сердца и селезенки. Его действие заключается в открытии отверстий, пробуждении разума, стимулировании кровообращения, разблокировании коллатералей, уменьшении отеков и снятии боли. Современные медицинские исследования показали, что мускус обладает сложными химическими компонентами и фармакологическими эффектами, такими как противовоспалительный, противодементный, противоопухолевый, противоишемический, иммунный и гормональный. Zhu et al. продемонстрировали сильную противовоспалительную активность пептидов мускуса в различных моделях воспаления in vivo, таких как воспаление уха на основе кротонового масла у мышей, дрожжевой и агаровый артрит у крыс и воспаление от ожога у крыс, но механизм противовоспалительного действия до сих пор неясен. Цель данного исследования - извлечь и очистить пептиды мускуса из натурального мускуса, изучить противовоспалительную активность пептидов мускуса в моделях клеток THP-1 in vitro, вызванных липополисахаридом, и мышиных моделях острого повреждения легких, а также исследовать их потенциальные молекулярные механизмы действия, чтобы обеспечить основу для дальнейших исследований, развития и клинического применения ценной китайской лекарственной травы мускуса.

 

 

Биоактивные пептиды, благодаря своей высокой селективности, предсказуемому метаболизму in vivo, низкой токсичности и простоте синтеза, привлекли широкое внимание отечественных и зарубежных исследователей в качестве потенциальных терапевтических препаратов для лечения различных заболеваний. По некоторым данным, пептиды мускуса являются одним из противовоспалительных активных компонентов натурального мускуса. Японские ученые Масаясу Кимура и другие впервые выделили из мускуса пептид с молекулярной массой около 1000, который обладает сильной противовоспалительной активностью и способен значительно подавлять миграцию лейкоцитов морской свинки. Сила его действия примерно в 40 раз превышает силу действия гидрокортизона. Zhu et al. подтвердили на модели отека уха мыши, вызванного кротоновым маслом, что противовоспалительный эффект мускуса 21 в три раза превышает гидрокортизон, противовоспалительный эффект мускуса 65 примерно в шесть раз превышает гидрокортизон, а сила противовоспалительного действия мускуса 1 в 36 раз превышает гидрокортизон. Liu et al. выделили Mua-1 с молекулярной массой около 200000 методом гель-фильтрации, который оказывает значительное ингибирующее действие на воспаление уха у мышей, получающих кротоновое масло, со степенью ингибирования воспаления 72,3%. Моноциты THP-1 могут дифференцироваться в макрофаги под действием PMA, демонстрируя фенотип и функции, аналогичные первичным макрофагам человека. Клеточная линия THP-1 широко используется в качестве модели in vitro для человеческих моноцитов и макрофагов для изучения механизмов воспалительных заболеваний. ЛПС - активный компонент клеточной стенки грамотрицательных бактерий, который может вызывать сильную воспалительную реакцию и часто используется в качестве индуктора для моделей воспаления in vivo и in vitro. В данном исследовании автор использовал ионообменную хроматографическую колонку для выделения и очистки пяти фракций из натурального экстракта мускуса, а именно SXP1 SXP2, SXP3, SXP4, SXP5。 В модели макрофагов THP-1, индуцированной ЛПС, было обнаружено, что SXP4 значительно подавляет выработку TNF - α и IL-1 β, демонстрируя сильную противовоспалительную активность. Кроме того, анализ SDS-PAGE показал, что молекулярная масса пептидных белков в SXP4 в основном варьируется от 10 до 26 кДа.

Острое повреждение легких и более тяжелый острый респираторный дистресс-синдром имеют высокий уровень смертности и характеризуются воспалением легких, вызванным инфекцией, травмой, ушибом легочной ткани или аспирацией желудочного содержимого. Данное исследование показало, что SXP4 может значительно улучшить патологическое повреждение легочной ткани мышей, снизить экспрессию TNF - α, IL-6 в сыворотке крови и IL-1 β, IL-18 в легочной ткани мышей с острым повреждением легких, вызванным липополисахаридом. Пироптоз - это запрограммированная форма клеточной смерти, которая основывается на ферментативной активности членов семейства каспаз, опосредующих образование трансмембранных пор на клеточной мембране белками семейства гасдерминов, вызывающих набухание и разрыв клеток, а также высвобождение медиаторов воспаления, таких как IL-1 β, IL-18, HMGB1, и способствующих развитию воспалительной реакции. Исследования показали, что пироптоз альвеолярных макрофагов играет важную роль в остром повреждении легких. Поэтому ингибирование пироптоза клеток является потенциальной терапевтической мишенью при остром повреждении легких.

Существует два пути активации пироптоза клеток: классический, зависящий от каспазы-1, и неклассический, зависящий от каспаз-4, -5/-11, оба из которых сопровождаются лизисом гасдермина D (GSDMD) и высвобождением IL-1 β и IL-18. Классический путь пироптоза клеток опосредован инфламмасомами. Воспалительные тельца - это крупные молекулярные комплексы внутри клеток, состоящие из сенсорных NOD-подобных рецепторов (NLRs), адапторного белка apoptosis related spot like protein (ASC) и эффекторного предшественника каспазы-1 (ProCaspase-1). Среди них NLRP3 является наиболее изученным представителем семейства NLRs. Grailer et al. установили, что инфламмасома NLRP3 и каспаза-1 играют решающую роль в патогенезе острого повреждения легких. У мышей с острым повреждением легких, вызванным ЛПС, повреждение легочной ткани и воспалительная реакция были значительно ниже у мышей с NLRP3-/- и каспазой-1-/-. Активированный NLRP3 рекрутирует ASC и ProCaspase-1 для сборки в NLRP3 inflammasome, а Pro-Caspase-1 расщепляется до активной формы Caspase-1. Каспаза-1 расщепляет GSDMD, обнажая его аминокислотный концевой домен и вызывая перфорацию клеточной мембраны, что приводит к набуханию и лизису клетки. В то же время каспаза-1 также перерабатывает предшественников ИЛ-1 β и ИЛ-18 (Pro-IL-1 β, Pro-IL-18), высвобождая зрелые ИЛ-1 β и ИЛ-18 через поры на клеточной мембране. Результаты иммуногистохимического исследования показали, что SXP4 может значительно снизить уровень экспрессии NLRP3, ASC, каспазы-1 и GSDMD в легочной ткани мышей с острым повреждением легких (см. рис. 13).

Таким образом, пептид мускуса SXP4 может снижать выработку провоспалительных цитокинов, ослаблять воспалительную реакцию у мышей с острым повреждением легких и облегчать патологическое повреждение легочной ткани за счет ингибирования NLRP3/Caspase-1-опосредованного пути клеточного апоптоза.