Ülseratif kolit farelerinde SIRT3/AMPK/mTOR sinyal yolağını düzenleyen magnololün Th17/Treg bağışıklık dengesi üzerindeki etkisi
Ülseratif kolit (ÜK), bağırsak mikrobiyotasının disbiyozu ile ilişkili kronik inflamatuar bir bağırsak hastalığıdır. Günümüzde, ilaç tedavisi (5-aminosalisilik asit, kortikosteroidler, immünosupresanlar, biyolojikler ve probiyotikler dahil) semptomları hafifletebilse de, bu tedaviler yüksek nüks oranları ve kaçınılmaz yan etkiler (bulantı, kusma, kemik iliği baskılanması, enfeksiyon ve kanser riski gibi) ile sınırlıdır. Bu nedenle, ÜK için yeni ve etkili tedavilerin geliştirilmesine acil ihtiyaç vardır. Genetik faktörler, bağırsak ortamı, bağışıklık yanıtı, hücre apoptozu ve enfeksiyon ÜK ile ilişkilidir. Raporlara göre, UC hastaları bağırsak mikrobiyotasında bozulma sergileyerek bağırsak epitel hücre bariyerinin geçirgenliğinin artmasına ve bağırsak enflamatuar yanıtlarının tetiklenmesine yol açmaktadır; UC'nin ilerlemesinde ise genellikle enflamasyona neden olan T helper 17 hücreleri (Th17) artarken, enflamasyonu engelleyen düzenleyici T hücreleri (Treg) azalmaktadır. Bağırsak mikrobiyotasını modüle ederek Th17/Treg dengesini düzenlemek UC'yi tedavi edebilir. Bu nedenle, Th17/Treg dengesinin düzenlenmesi ÜK tedavisi için önemli bir hedef haline gelmiştir.

Osmanthus özü, krizantem, biber ve perilla gibi çeşitli bitkilerde yaygın olarak bulunan doğal bir üründür. Anti-enflamatuar, antioksidan, anti-tümör ve antiviral etkilere sahiptir. Giderek daha fazla kanıt, magnololün TNF - α ve IL-6 gibi pro-inflamatuar sitokinlerin salgılanmasını azaltabileceğini ve böylece inflamatuar yanıtları inhibe edebileceğini göstermektedir. UC dahil olmak üzere inflamasyonla ilgili hastalıkların tedavisinde uygulanmıştır. Raporlara göre, luteolin bağırsak mikrobiyotası üzerinde düzenleyici bir etkiye sahiptir ve bağırsak mikrobiyotasının bileşimini ve yapısını ayarlayarak ÜK tedavisinde etkili bir etkiye sahip olabilir. Bununla birlikte, magnololün UC'de Th17/Treg dengesini düzenleyip düzenleyemeyeceği hala belirsizdir.

Treg ve Th17 arasındaki dinamik denge, aralarında AMP aktive protein kinaz (AMPK)/mammalian target of rapamycin (mTOR) sinyal yolunun önemli düzenleyici yollarından biri olduğu çoklu sinyal yollarıyla düzenlenir. Araştırmalar, AMPK'nın fosforilasyon seviyesini artırarak ve mTOR'un fosforilasyon seviyesini azaltarak, insan Th17/Treg hücre farklılaşmasının düzenlenebileceğini ve bu etkinin AMPK sinyal inhibitörü Compound C tarafından engellenebileceğini göstermiştir; Dekstran sülfat sodyum (DSS) ile indüklenen UC sıçan modelinde, gelişmiş AMPK fosforilasyonu, mTOR ekspresyonunu ve çeşitli inflamatuar sitokinlerin seviyelerini azaltarak Th17 hücre farklılaşmasının azalmasına yol açabilir. Sessiz bilgi düzenleyicisi 3 (SIRT3), kolon tümörigenezi sırasında bağırsak mikrobiyotası ile etkileşime giren bir anti-enflamatuar ve tümör baskılayıcı gendir. SIRT3 eksikliği olan farelerin kolit ve tümör gelişimine karşı oldukça hassas olduğu bildirilmiştir. İpucu: SIRT3, UC'nin ilerlemesi ile ilişkili olabilir. Bu arada, SIRT3 aynı zamanda AMPK/mTOR yolunun yukarı yönlü bir düzenleyicisidir ve aşırı ekspresyonu AMPK fosforilasyonunu yukarı ve mTOR fosforilasyonunu aşağı doğru düzenleyerek inflamasyonu inhibe edebilir. Yakın zamanda yapılan bir çalışmada magnololün SIRT3 ekspresyonunu artırabildiği ve SIRT3/AMPK/mTOR sinyal yolunu düzenleyerek serebral iskemi-reperfüzyon hasarını önleyebildiği gösterilmiştir. Bu nedenle, bu çalışma magnololün UC üzerindeki koruyucu etkisinin Th17/Treg bağışıklık dengesi ile ilişkili olup olmadığını araştırmayı ve magnololün UC üzerindeki koruyucu etkisini açıklığa kavuşturmak ve UC tedavisi ve magnolol uygulaması için referans sağlamak amacıyla mekanizmasını analiz etmeyi amaçlamaktadır.

Son yıllarda, geleneksel Çin tıbbı ÜK tedavisi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Giderek artan sayıda çalışma, geleneksel Çin tıbbının ÜK tedavisi sırasında bağırsak mikrobiyotasının düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Osmanthus fragrans en kapsamlı şekilde çalışılmış biyoflavonoidlerden biridir. Flavonoidler düşük toksisiteye sahip doğal bileşiklerdir ve şimdiye kadar kullanımları ciddi yan etkilerle kaydedilmemiştir, bu da onları oldukça güvenli kılmaktadır. Bu çalışmada, magnololün DSS ile indüklenen UC üzerindeki etkisi in vivo olarak araştırılmıştır. Sonuçlarımız magnololün ÜK üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir; bu etki kilo kaybı, DAI skoru, mukozal nekrozun azalması ve inflamatuar hücrelerin infiltrasyonu ile gösterilebilir. Bu, magnololün ÜK üzerindeki koruyucu etkisini bir kez daha doğrulayan önceki araştırmalarla tutarlıdır.
Önceki çalışmalar, luteolinin T hücresi aracılı otoimmün hastalıklarda Th17 yanıtını inhibe edebileceğini; ve CD4+CD25-'i Treg hücrelerine dönüşmeye teşvik ederek anti-enflamatuar etkiler gösterebileceğini göstermiştir. Ayrıca luteolinin UC model farelerde TNF - α, IL-1 β, IL-6 ve IL-17 gibi pro-inflamatuar sitokinlerin üretimini inhibe edebileceği; Osmanthus türevlerinin Th1, Th2 ve Th17 hücrelerinin seviyelerini azaltarak DSS ile indüklenen UC modellerinde in vivo koruyucu etkiler gösterebileceği bildirilmiştir. Ayrıca magnololün ÜK'nin ilerlemesinin altında yatan önemli mekanizmalardan biri olan Th17/Treg dengesi üzerindeki etkisini araştırdık. Bu çalışmada, UC farelerinin dalak lenfositlerinde Treg hücrelerinin yüzdesinde anlamlı bir azalma ve Th17 hücrelerinin yüzdesinde anlamlı bir artış bulduk. UC farelerinde Th17/Treg oranı ciddi şekilde dengesizdir. Dalak önemli bir bağışıklık organıdır ve DSS UC farelerinde bağışıklık fonksiyon bozukluğuna neden olarak telafi edici splenomegaliye yol açabilir; luteolin dalak indeksini azaltabilir ve farelerde DSS kaynaklı koliti hafifletebilir. Bu çalışma ayrıca UC farelerinin dalak lenfositlerindeki önemli Th17/Treg dengesizliğini doğrulamaktadır ki bu da insan UC'si ile tutarlıdır.
Th17 hücrelerinin farklılaşma sürecine ROR γ t'nin transkripsiyonel düzenlemesi aracılık eder. Th17 hücreleri, UC'nin ilerlemesine katkıda bulunan IL-17, IL-21, IL-22, IL-23 ve IL-25 dahil olmak üzere pro-enflamatuar sitokinler üretir. Treg'lerin farklılaşması Foxp3 tarafından düzenlenir ve olgun Treg'ler yüksek düzeyde Foxp3 ifade eder. Ayrıca Treg'ler IL-10, IL-35 ve TGF - β gibi inhibitör sitokinler salgılayarak adaptif ve doğal immün yanıtları baskılayabilir. Araştırmalar, artan Th17 hücrelerinin yüksek düzeyde IL-17 ve IL-23 ürettiğini ve böylece enflamasyonu teşvik ettiğini göstermiştir. Bununla birlikte, Treg'in farklılaşması engellenerek IL-10 da dahil olmak üzere immünosupresif sitokinlerde azalmaya yol açar. Th17/Treg dengesizliğinin iyileştirilmesi, bağırsak bağışıklık homeostazının yeniden oluşturulmasına ve UC'nin azaltılmasına yardımcı olabilir. Bu çalışma, luteolin grubunda anti-inflamatuar sitokin IL-10'un arttığını ve pro-inflamatuar sitokinler IL-6, IL-17 ve IL-23'ün azaldığını göstermiştir; Tip: Magnolol müdahalesi, önceki çalışmalarla tutarlı olarak, DSS ile indüklenen UC modelinde Th17/Treg dengesizliğini iyileştirmiştir; Ayrıca, ileri analizler magnololün UC farelerinde ROR γ t'yi önemli ölçüde aşağı regüle ettiğini ve Foxp3'ü yukarı regüle ettiğini göstermiştir. ROR γ t ile Th17 hücre farklılaşması arasındaki pozitif korelasyon ve Foxp3 ile Treg hücre farklılaşması arasındaki pozitif korelasyon nedeniyle, araştırma sonuçlarımız magnololün Th17/Treg hücre farklılaşması dengesine katkıda bulunduğunu göstermektedir.
Th17/Treg hücre farklılaşması, AMPK ve mTOR olmak üzere iki ana besin algılama yolu tarafından düzenlenir. SIRT3, otofajiyi teşvik etmek için AMPK/mTOR yolunu aktive ettiği gösterilen etkili bir deasetilazdır, SIRT3 eksikliği ise AMPK/mTOR yolunu inhibe edebilir. Bu çalışmada, UC farelerinin kolon dokusundaki SIRT3 protein seviyelerinin ve p-AMPK/AMPK oranının normal farelerinkinden önemli ölçüde düşük olduğunu, p-mTOR/mTOR oranının ise normal farelerinkinden önemli ölçüde yüksek olduğunu gözlemledik, bu da UC farelerinde SIRT3 eksikliğine ve AMPK aktivasyonunun inhibisyonuna işaret etmektedir. Osmanthus fragrans, susturucu düzenleyici proteinlerin ifadesini modüle ederek AMPK aktivitesini düzenleyebilir. Liu ve arkadaşlarının çalışması magnololün SIRT3 transdüksiyonunu artırabildiğini, SIRT3/AMPK/mTOR yolunu aktive edebildiğini ve serebral iskemik hasarı hafifletebildiğini göstermiştir. Bu nedenle, magnololün UC farelerinde Th17/Treg dengesi üzerindeki etkisinin SIRT3/AMPK/mTOR yolağı ile ilişkili olabileceğini düşünüyoruz. Western blot sonuçları magnololün UC farelerinin kolon dokusunda SIRT3 protein seviyesini artırabildiğini, AMPK fosforilasyon seviyesini yükseltebildiğini ve mTOR fosforilasyon seviyesini düşürebildiğini göstermiştir ki bu da hipotezimizi doğrulamaktadır. 3-TYP, SIRT3'ün seçici bir inhibitörüdür ve SIRT3 ekspresyonunu inhibe ettiği bildirilmiştir. Bu çalışmada, magnololün UC fareleri üzerindeki koruyucu mekanizmasını daha da netleştirmek için, magnolol müdahalesini 3-TYP ile birleştirdik. Sonuçlar, 3-TYP'nin AMPK aktivasyonunu önemli ölçüde inhibe edebileceğini ve magnololün UC farelerinde Th17/Treg hücrelerinin farklılaşma dengesi üzerindeki etkisini önemli ölçüde zayıflatabileceğini gösterdi. İpucu: Osmanthus özütü, SIRT3/AMPK/mTOR yolunu aktive ederek UC farelerinde Th17/Treg dengesini destekleyebilir.
Özetle, magnolol DSS ile indüklenen UC fare modellerinde Th17/Treg dengesizliğini iyileştirebilir ve etki mekanizması SIRT3/AMPK/mTOR yolağının aktivasyonu ile ilişkili olabilir. Bu çalışma, magnololün UC fareleri üzerindeki koruyucu mekanizmasını Th17/Treg dengesi perspektifinden ön araştırmaya tabi tutarak, magnololün bağırsak iltihabını tedavi etmek için etkili bir aday bileşen olabileceğini, UC için umut verici bir tedavi yöntemi sağlayabileceğini ve UC'yi iyileştiren magnolol mekanizması hakkında daha fazla araştırma için yön sağlayabileceğini göstermektedir. Örneğin, SIRT3/AMPK/mTOR yolu otofajiyi düzenler ve magnololün UC'deki rolünün otofaji ile ilişkili olup olmadığı gelecekteki araştırmalarda daha fazla araştırılacaktır. Buna ek olarak, hayvan deneyleri preklinik araştırmada önemli bir bağlantıdır ve gelecekteki çalışmalarda, magnololün toksisitesi ve güvenliğinin derinlemesine analizi yapılacak, preklinik araştırmayı teşvik etmek ve ilaçların klinik çevirisini sağlamak için temel oluşturacaktır.