Исследование противовоспалительной активности циклогексеновых эфиров терпенов паучьего аромата в макрофагах
Воспаление - это нормальная защитная реакция на раздражители, повреждение тканей и инфекцию, а также необходимый физиологический процесс для поддержания гомеостаза иммунной системы и заживления. Во время воспалительного процесса иммунная система вырабатывает большое количество провоспалительных медиаторов, которые играют важную роль в защите клеток хозяина. Однако неконтролируемые или длительные воспалительные реакции являются важной причиной повреждения организма или хронических заболеваний, таких как рак, ревматоидный артрит и сосудистые заболевания. Моноциты и макрофаги являются важными защитными линиями врожденного иммунитета и значительным источником целого ряда провоспалительных цитокинов. Когда макрофаги стимулируются патогенами или эндогенными факторами, они выделяют различные цитокины, включая фактор некроза опухоли альфа (TNF-a), интерлейкины (IL-1, IL-6 и IL-12), а также хемокины, простагландины, лейкотриены и комплемент. Все эти медиаторы воспаления действуют совместно, повышая проницаемость сосудов и привлекая иммунные клетки. В настоящее время широко используемые нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) все еще имеют побочные реакции, такие как повреждение желудка, бронхоспазм, поражение почек и сердца. Поэтому очень важно найти новые натуральные противовоспалительные препараты с низкой токсичностью и побочными эффектами из традиционной китайской медицины.
Валериана ятаманси Джонса - растение рода Валериана (Valeriana L.) семейства Вербеновые (Verbenaceae), распространенное в основном в Юньнани, Гуйчжоу, Сычуани и других регионах Китая. Это традиционная трава, широко используемая многими этническими группами в Китае. Его корни и стебли обладают множеством эффектов, таких как успокоение нервов, регулирование ци и облегчение боли, уменьшение воспаления и диареи, рассеивание ветра и сырости, и могут быть использованы для лечения растяжения и боли в животе, травм от падений и ударов, рвоты и диареи, ревматизма и боли, нарушений менструального цикла, язв и фурункулов. Исследования показали, что его химические компоненты в основном включают циклогексеновые эфиры терпенов, флавоноиды, летучие масла и т.д. Фармакологические исследования показали, что один из основных компонентов, циклогексеновый эфир терпенов, обладает антибактериальным, антиоксидантным, противовирусным и другими эффектами. В ходе предварительных исследований мы обнаружили, что иридоидные соединения, выделенные из паучьего аромата, обладают определенной активностью против вируса гриппа. Для дальнейшего поиска действующих веществ мы провели систематическое химическое исследование объекта, проверили противовоспалительную активность 14 выделенных из него циклогексеновых эфиров терпенов, а также изучили соответствующие механизмы действия соединений, обладающих значительной противовоспалительной активностью.

Макрофаги играют важнейшую роль в иммунных и воспалительных реакциях. При активации внутренними и внешними стимулами они вызывают активацию клеточных сигнальных путей, таких как MAPKs и NF kB, тем самым регулируя экспрессию различных генов, связанных с воспалением, способствуя развитию каскадных реакций и высвобождению большого количества факторов воспаления для защиты. Чрезмерная иммунная активация часто вызывает повреждения организма, что в конечном итоге приводит к дальнейшему ухудшению заболевания.

INOS и COX-2 - индуцибельные ферменты, которые не экспрессируются или экспрессируются на низком уровне в большинстве тканей, но могут демонстрировать высокую экспрессию под действием некоторых воспалительных цитокинов. INOS широко вовлечен в экспрессию воспалительных цитокинов и производство реактивного азота и окислительных продуктов, играя ключевую роль в возникновении и развитии воспалительной патологии. ЦОГ-2 является ключевым ферментом, катализирующим превращение арахидоновой кислоты в простагландины, и поэтому играет важную роль в индукции и поддержании воспаления. Экспрессия обоих факторов и выработка воспалительных цитокинов TNF-a и IL-1 регулируются транскрипционными факторами NF kB и STAT3.

В неактивном состоянии NF kB и ингибирующий белок IkBa существуют в виде комплекса в цитоплазме. Многие внеклеточные лиганды (такие как TNF-a, IL-1, LPS и др.) могут быстро запустить классический сигнальный путь NF kB и далее активировать нижележащие киназы, вызывая фосфорилирование и последующую убиквитинированную деградацию IkBa, свободную транслокацию NF kB в ядро человека, активируя ряд провоспалительных целевых генов, способствуя экспрессии факторов воспаления и iNOS, COX-2. STAT3 играет важную роль в регуляции клеточного роста, пролиферации, дифференцировки и апоптоза и может активироваться различными цитокинами и факторами роста, такими как IL-6 и EGF/EGFR. Два ключевых участка фосфорилирования - тирозин 705 и серин 727 - регулируются многочисленными путями, включая mTOR, MAPK и PKC. MTOR, как важный регуляторный фактор, участвующий в различных жизненных процессах, включая синтез белка и липидов, аутофагию, гликолиз и воспаление, может значительно активировать STAT3 посредством фосфорилирования. Активированный STAT3 далее вызывает экспрессию нижележащих генов воспаления, высвобождает IL-6, C3 и т.д., и далее обратная связь стимулирует сигнальный путь STAT3, формируя устойчивое воспалительное микроокружение, которое является важной причиной персистенции воспаления и цитокинового шторма.

Кроме того, инфламмасомы, как тип цитоплазматического белкового комплекса, являются важным компонентом естественной иммунной системы человека и играют решающую роль в возникновении и развитии различных заболеваний, связанных с воспалением. Среди них инфламмасома NLRP3 является на сегодняшний день наиболее широко изученным типом инфламмасом. Неконтролируемая активация инфламмасомы NLRP3 может способствовать избыточному выделению воспалительного цитокина IL-1 путем активации каспазы-1, что является одной из важных причин воспалительного поражения организма.

Таким образом, вышеперечисленные медиаторы и сигнальные пути считаются лекарственными мишенями для профилактики и лечения воспалительных заболеваний, и между ними существует тесная взаимосвязь и синергетический эффект. В данном исследовании изучалась противовоспалительная активность 14 циклогексеновых эфиров терпеноидов, выделенных из паучьего аромата, и было установлено, что соединения 1, 2, 3, 5, 8 и 9 обладают значительной противовоспалительной активностью. Мы сосредоточились на негативных регуляторных эффектах циклогексеновых эфиров терпеноидов 1 и 2 в модели воспаления макрофагов. В ходе исследования было установлено, что соединения 1 и 2 значительно снижают экспрессию факторов воспаления NO, IL-1, IL-6 и TNF-a, индуцированных ЛПС, что приводит к снижению уровней экспрессии iNOS, COX-2 и NLRP3. Результаты дальнейших экспериментальных исследований показали, что соединения 1 и 2 ингибировали стимулированное ЛПС фосфорилирование IkBa, эффективно подавляя активацию сигнального пути NF kB. В то же время ингибирование фосфорилирования mTOR и STAT3 соединениями еще больше снижало секрецию медиаторов воспаления и их последующие эффекты обратной связи.

Таким образом, соединения 1 и 2 оказывают негативное регулирующее воздействие на LPS-индуцированное воспаление макрофагов, снижая сигнальные пути NF kB и mTOR/STAT3, ингибируя образование инфламмасомы и значительно снижая экспрессию iNOS и COX-2, тем самым регулируя высвобождение NO и различных факторов воспаления, демонстрируя хорошую противовоспалительную активность. Данное исследование показывает, что соединения 1 и 2, представленные терпенами циклогексенового эфира, в Spider Fragrance обладают значительной противовоспалительной активностью и, вероятно, являются основными активными ингредиентами, обеспечивающими хороший противовоспалительный эффект Spider Fragrance в традиционной медицине. Данное исследование обеспечивает экспериментальную базу и научно-теоретическую основу для всестороннего развития и использования противовоспалительных эффектов паучьего аромата.