PRAT 2 Cistanches Deserticola PhG-RE genom hämmande ERS-apoptosmekanism för att skydda myokardcellapoptos från H2O2--inducerad endoplasmatisk retikulumstress
Mar 02, 2022
För mer information vänligen kontakta:Joanna.jia@wecistanche.com
Cistanchedeserticola har många effekter, klicka här för att veta mer
4. Diskussion
Kardiovaskulära sjukdomar, såsom I/R-skada, kan inducera ERS genom oxidativ stress, kalciumöverbelastning och bildandet av syrefria radikaler. Under dessa förhållanden misslyckas ER att korrekt vika och bearbeta proteiner, vilket leder till ackumulering av felveckade eller oveckade proteiner i det endoplasmatiska retikulumet, vilket sedan inducerar det ovikta
proteinsvar (UPR). UPR är en cellulär stressrespons som initialt hämmarapoptos, men i slutändan firar det.
Studier har bekräftat att ERS delvis förklarar varför ischemi och anoxi kan förvärra hjärtsjukdomar [6, 7]. De apoptotiska faktorerna, GRP78, Caspase 12, CHOP och JNK, är viktiga deltagare i uppkomsten av sjukdom [8–11]. I denna studie undersökte vi antagonismen och relaterade mekanismer för PhG-RE i H9c2-cellerapoptosav H2O2--inducerad ERS. Med användning av 100 μmol mL−1 H2O2 som inducerare etablerades en ERS-modell i H9c2-celler. För att säkerställa modellens giltighet och noggrannhet användes den specifika endoplasmatiska retikulumstressaktivatorn thapsigargin (TG) för att avgöra om PhG-RE skyddar celler mot ERS-induceradapoptos. ERS-hämmaren 4-PBA användes också för att avgöra om PhG-RE producerar en effekt som liknar den hos 4-PBA för att effektivt motverkaapoptosorsakas av H2O2-inducerad ERS.
Cistanchekan förhindra cellapoptos
I denna studie orsakade både H2O2 och ERS-aktivatorn TG cellapoptosgenom att förmedla ERS i celler. LDH, ett astabilt enzym som finns i cytoplasman, lämnar cellen när cellruptur inträffar. Därför kan cellskador bestämmas genom att mäta LDH-läckage i mediet. Cellviabiliteten och LDH-läckage representerar nivån av skada på H9c2-celler och kan användas för att utvärdera den skyddande effekten av PhG-RE-förbehandling på celler. Exponering för PhG-RE reducerade effektivt cellapoptos inducerad av TG och H2O2, ökade överlevnaden och minskade LDH-frisättning. Detta fynd visar att PhG-RE spelar en roll som liknar den för 4-PBA för att skydda celler. Detta resultat indikerar att PhG-RE kan skydda celler mot ERS-inducerad skada ochapoptos.
I normala celler som inte är under stress binder GRP78, som är associerat med ERS, med flera ER-transmembranproteiner på cellytan och är i ett inaktivt och stabilt tillstånd. När ERS först inträffar inducerar ovikta proteiner UPR, vilket främjar dissociationen av transmembranproteiner från GRP78. Efter dissociation binder GRP78 med ovikta eller felveckade proteiner för att motverka ERS genom ett ökat proteinuttryck [12-14]. När ERS fortskrider skadas det endoplasmatiska retikulumets funktion allvarligt,
Dessutom, på grund av de pro-apoptotiska effekterna av UPR, släpps procaspase-12, ochapoptosär initierad. Det släppta pro-kaspaset-12 klyvs till sin aktiva form, Caspase-12. En viktig anledning till att ERS initierar apoptos är att Caspase-12 aktiveras av ERS [17]. JNK, ett annat element som inducerarapoptos, aktiveras av IRE-1- TRAF2-ASK1-komplexet, som genereras under apoptos. Nedströms Caspase-familjen, som spelar en pro-apoptotisk roll, aktiveras också.
Med hjälp av gen- och proteindetektionsteknologi undersökte denna studie mekanismen genom vilken PhG-RE skyddar hjärtmuskelcellerna. När ER-stress uppstår kan transkriptionsfaktorn CHOP orsaka frisättning av Cyt C ochapoptos-inducerande faktorer (AIF), vilket resulterar i cellulär apoptos [18–20]. Dessutom kan det mycket konserverade ER-membranproteinet IRE1 fosforyleras och inducera cellapoptos genom att aktivera en alternativ väg genom TRAF2- ochapoptossignalreglerande kinas 1 (ASK1)-medierad signaltransduktion [21]. Förbehandling med PhG-RE reducerade mRNA-uttrycket av GRP78, CHOP och Caspase-12 under ER-stress i H2O2-inducerade celler, såväl som det TG-inducerade mRNA-uttrycket av GRP78, JNK, och Caspase-12. PhG-RE förbehandling hade en antagonistisk effekt på H2O2- och TG-inducerade ökningar av GRP78, CHOP, p-JNK och Caspase-12 proteinuttrycksnivåer. Dessa resultat visar att PhG-RE spelar en roll som liknar den för ERS-hämmaren 4-PBA för att skydda myokardceller och motverka ERS-inducerad apoptos genom att minska mRNA- och proteinuttrycket av faktorer associerade med ERS-inducerad apoptos. Även om det inte fanns någon signifikant förändring i JNK-proteinet, överensstämmer detta fynd med litteraturen som visar att JNK fungerar genom dess aktiverade
form, p-JNK. Diagrammet i figur 7 visarsignal-väg, som tydligt kan förklara hur PhG-RE fungerar för att skydda hjärtmuskelcellerna mot ERS-induceradapoptos.
Cistanchekan stå emotoxidationoch förebyggacellapoptos
5. Slutsatser
Myokardischemi-reperfusionsskada är den främsta orsaken till förvärrad myokardskada. Som en annan faktor som inducerar hjärtsjukdom har ERS varit ett nytt fokus för forskning som syftar till att förbättra effekterna och effektiviteten av behandling av hjärtsjukdomar. Denna studie undersökte ytterligare PhG-RE:s roll för att skydda myokardceller och visade att PhG-RE-medierat myokardiskt skydd var starkt relaterat till regleringen av ERS-inducerad apoptos. Men eftersom myokardsjukdomen orsakas av flera faktorer, kommer ytterligare studier att behöva utföras på effekterna av PhG-RE.
Cistanchekan stå emotoxidationoch förebyggacellapoptos
Datatillgänglighet
De data som används för att stödja resultaten av denna studie är tillgängliga från motsvarande författare på begäran.
Intressekonflikt
Författarna förklarar att de inte har några intressekonflikter.
Erkännanden
Detta arbete stöddes av Jilin Provincial Technological Development Program (bidragsnummer: 20160101032JC).
Referenser
[1] Q. Yu, X. Li och X. Cao, "Kardioskyddande effekter av fenyletanoidglykosidrikt extrakt fråncistanchedeserticola vid ischemi-reperfusionsinducerad hjärtinfarkt hos råttor," Annals of Vascular Surgery, vol. 34, s. 234–242, 2016.
[2] X. Wang, L. Ni, L. Yang et al., "CYP2J2-härledda epoxyeicosatrienoic syror undertrycker endoplasmatisk retikulumstress vid hjärtsvikt," Molecular Pharmacology, vol. 85, nr. 1, s. 105–115, 2014.
[3] J. Guo, Y. Bian, R. Bai, H. Li, M. Fu och C. Xiao, "Globular adiponectin dämpar myokardischemi/reperfusionsskada genom att uppreglera endoplasmatiskt retikulum Ca2 plus -ATPas-aktivitet och hämma endoplasmic reticulum stress," Journal of Cardiovascular Pharmacology, vol. 62, nr. 2, s. 143–153, 2013.
[4] G.-l. Zhao, L.-m. Yu, W.-l. Gao et al., "Berberine skyddar råtthjärta från ischemi/reperfusionsskada genom att aktivera JAK2/STAT3-signalering och dämpa endoplasmatisk retikulumstress," Acta Pharmacologica Sinica, vol. 37, nr. 3, s. 354–367, 2016.
[5] T. Luo, JK Kim, B. Chen, A. Abdel-Latif, M. Kitakaze och L. Yan, "Attenuering av ER-stress förhindrar post-infarktinducerad hjärtruptur och ombyggnad genom att modulera både hjärtapoptos och fibros," Chemico-Biological Interactions, vol. 225, s. 90–98, 2015.
[6] J. Groenendyk, LB Agellon och M. Michalak, "Coping with endoplasmic reticulum stress in the cardiovascular system," Annual Review of Physiology, vol. 75, nr. 1, s. 49–67, 2013.
[7] M. Boyce och J. Yuan, "Cellular response to endoplasmic reticulum stress: a matter of life or death," Cell Death & Differentiation, vol. 13, nr. 3, s. 363–373, 2006.
[8] E. Szegezdi, U. Fitzgerald och A. Samali, "Caspase-12 and ER- stress-mediated apoptosis," Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 1010, nr. 1, s. 186–194, 2003.
[9] L.-H. Zhang och X. Zhang, "Roles of GRP78 in physiology and cancer," Journal of Cellular Biochemistry, vol. 110, nr. 6, s. 1299–1305, 2010.
[10] Y. Yang, L. Liu, I. Naik, et al., "Transcription factor C/EBP homologous protein in health and diseases," Frontiers in Immunology, vol. 8, sid. 1612, 2017.
[11] NJ Darling och SJ Cook, "The roll of MAPK signaling pathways in the response to endoplasmic reticulum stress," Biochimica et Biophysica Acta (BBA)—Molecular Cell Research, vol. 1843, nr. 10, s. 2150–2163, 2014.
[12] AM Gorman, SJM Healy, R. Ja¨ger och A. Samali, "Stresshantering vid akuten: regulatorer av ER stressinducerad apoptos," Pharmacology & Therapeutics, vol. 134, nr. 3, s. 306–316, 2012.
[13] SG de la Cadena, K. Hernandez-Fonseca, I. Camacho-Ar-Royo och L. Massieu, "Glukosbrist inducerar retikulumstress genom PERK-vägen och caspas-7- och calpain-medierad caspas{ {6}} aktivering," Apoptosis, vol. 19, nr. 3, s. 414–427, 2014.
[14] W. Chengji och F. Xianjin, "Motion skyddar mot diabetisk kardiomyopati genom hämning av den endoplasmatiska retikulumstressvägen hos råttor," Journal of Cellular Physiology, vol. 234, nr. 2, s. 1682–1688, 2019.
[15] XZ Wang, B. Lawson, JW Brewer, et al., "Signaler från det stressade endoplasmatiska retikulumet inducerar C/EBP-homologt protein (CHOP/GADD153)," Molecular and Cellular Biology, vol. 16, nr. 8, s. 4273–4280, 1996.
[16] T.-H. Lu, T.-J. Tseng, C.-C. Su et al., "Arsenik inducerar reaktiv syreart-orsakad neuronal cellapoptos genom JNK/
ERK-medierade mitokondrierberoende och GRP 78/CHOP-reglerade vägar," Toxicology Letters, vol. 224, nr 1, s. 130–140, 2014.
[17] X. Chen, XS Fu, CP Lin och HX Zhao, "ER-stress och ER-stressinducerad apoptos aktiveras i gastriska SMC hos diabetiska råttor," World Journal of Gastroenterology, vol. 20, nej. 25, s. 8260–8267, 2014.
[18] R. Iurlaro och C. Muñoz-Pinedo, "Celldöd inducerad av endoplasmatisk retikulumstress," Re FEBS Journal, vol. 283, nr. 14, s. 2640–2652, 2016.
[19] H. Tsukino, T. Gotoh, M. Endo, et al., "Den endoplasmatiska reticulum stress-C/EBP homolog protein pathway-medierad apoptos i makrofager bidrar till instabiliteten hos aterosklerotiska plack," åderförkalkning, trombos och Vascular Biology, vol. 30, nej. 10, s. 1925–1932, 2010.
[20] S. Tuzlak, T. Kaufmann och A. Villunger, "Förhör relevansen av mitokondriell apoptos för utveckling av ryggradsdjur och postnatal vävnadshomeostas," Genes & Development, vol. 30, nej. 19, s. 2133–2151, 2016.
[21] RP Junjappa, P. Patil, KR Bhattarai, HR Kim och HJ Chae, "IRE1 implikationer i endoplasmatisk retikulum stress-medierad utveckling och patogenes av autoimmuna sjukdomar," Frontiers in Immunology, vol. 9, sid. 1289, 2018.
