Gossypitrin, Flavonoid li Jseħħ b'mod Naturali, Inaqqas il-Ħsara Newronali U Mitokondrijali Indotta mill-Ħadid: it-2 parti

Jekk jogħġbok ikkuntattjaoscar.xiao@wecistanche.comgħal aktar informazzjoni

2.5. Sejbien tal-Kumplessi Gos-Fe(I).

Ipoteżi plawżibbli biex tispjega r-riżultati ta 'hawn fuq hija li Gos jifforma kumpless temporanju ma' Fe(ll) li jiffaċilita l-ossidazzjoni tiegħu bl-ossiġnu. Dan il-kumpless transitorju jista 'jwassal l-elettroni tiegħu aktar faċilment minn Fe()-citrate, u jiġġenera kumpless aktar stabbli ma' Fe (Ill). Figura 6A turi spettru tipiku ta 'Gos b'assorbiment massimu f'276, 332 u 380 nm (linja sewda). Iż-żieda ta 'Fe () indotta tnaqqis dipendenti fuq il-konċentrazzjoni fil-qċaċet ta' assorbiment massimu u d-dehra ta 'wieħed ġdid qrib 500 nm (Figura 6A). L-okkorrenza ta 'firxa ta' spettri li joriġinaw mill-ispettru Gos ġiet ikkonfermata bil-preżenza ta 'punt isosbestic f'λiso=405 nm （ara tikek suwed）, li jindika ekwilibriju kimiku (kumplessazzjoni) bejn Gos ħieles u kumpless. Id-daħla (Figura 6A) turi l-formazzjoni ta 'kumpless bi stojkjometrija 2: 1 (Gos-ħadid). L-istojkjometrija ta 'kumplessi ta' Gos-ħadid bħal dawn ġiet iddeterminata bil-metodu ta 'Job li juri punt ta' tkissir f'proporzjon molari ta '0.5.

Jekk jogħġbok ikklikkja hawn biex tkun taf aktar

Aktar evidenza dwar il-korrelazzjoni bejn il-ħadid u l-Gos inkisbet permezz ta' spettroskopija IR (Figura 6B). Għall-Gos ħieles u l-kumpless tal-ħadid tiegħu, il-broadband li jinsab fil-medda ta' 3000-4000 ċm-tqieset bħala t-tiġbid tal-idroġenu- gruppi hydroxyl magħqudin minħabba l-preżenza ta 'molekuli ta' l-ilma. Il-mod ta' tiġbid v(C{=O) tal-Gos ħieles iseħħ f'1654 cm-I, li ġie mċaqlaq lejn formazzjoni ta' kumplessi 1636 cm-Iupon. Dan ir-riżultat jissuġġerixxi li Fe(Ⅱ) huwa korrelatat mal-ossiġnu tal-karbonil [31]. Barra minn hekk, il-preżenza tal-vibrazzjoni tat-tiġbid v(Fe-O) f'630 ċm-I tikkorrobora l-formazzjoni tal-kumpless tal-ħadid-Gos, peress li Gos ħieles ma jurix medda bħal din.

Figura 6.(A) Effetti ta 'Fe(II) fuq l-ispettru Gos UV-VIS (200-600 nm). Taħlita ta' inkubazzjoni li fiha 125 mM sukrożju, 65 mM KCl, 10 mM HEPES buffer (pH 7.2), 2 mM ċitrat, u Gos 1.6 μM. Il-konċentrazzjonijiet ta' Fe (I) minn fuq għal isfel kienu traċċi {{12 }}, 0.16, 0.32, 0.48, {{20}}.64,0.8,0.96, u 1.12 μM.Inset∶ Il-plott ta' Job għall-kumpless Gos-Fe（II） f'konċentrazzjoni totali kostanti 【Fe（D）】 flimkien ma' 【Gos】=1.6 μM. It-tikka sewda tindika l-punt isosbestic. Il-vleġeġ 'l isfel u 'l fuq jindikaw tnaqqis u żieda fil-valuri ta' assorbiment f'380 u 500 nm, rispettivament. L-esperimenti saru fi 28 grad. Il-veloċità tal-iskannjar kienet 2nm/sA linja bażi ġiet stabbilita bit-taħlita ta 'inkubazzjoni flimkien ma' 1.6 μM Fe (I). (B) Spettri infrared ta 'Gos u Gos-Fe (I). Eżempji tipiċi huma murija.

2.6. Tnaqqis tal-Fe(III) Prevenut mill-Ascorbate

L-istat ferriku tal-ħadid promoss minn Gos jirrappreżenta mekkaniżmu antiossidant plawżibbli peress li jfixkel l-attività katalitika ta 'Fe(II). Madankollu, Fe (III) xorta jista 'jitnaqqas mill-ġdid għall-forma tal-ħadid tiegħu permezz ta' aġenti ta 'tnaqqis naturali bħall-askorbat. L-aħħar jista 'jerġa' jgħabbi sistemi bijoloġiċi b'Fe(II), li jipparteċipa fir-reazzjonijiet Fenton-Haber-Weiss, li jiġġeneraw ir-radikali estremament reattiv·OH. Biex neżaminaw dawn il-possibbiltajiet, użajna 1,10-phenanthroline biex inkejlu l-livelli ta' formazzjoni ta' Fe (II) minn soluzzjoni ta' Gos (100 μM) ittrattata b'2 mM askorbat u konċentrazzjonijiet differenti ta' Fe (II) （{{6} } μM）. Il-Figura 7 turi li n-nuqqas ta 'Gos ippermetta rata massima ta' tnaqqis ta 'Fe(II) għal Fe(II) (linja sewda b'inklinazzjoni ta' 5.85×10-3); madankollu dan il-proċess naqas bil-preżenza ta' Gos (1-min inkubazzjoni, linja ħadra), u wara 5 min ta' inkubazzjoni b'Gos, ir-rata ta' tnaqqis ta' Fe(I) bl-askorbat naqset kważi 3 darbiet (linja ħamra). b'inklinazzjoni ta' 2.04× 10-3). Dan ir-riżultat juri l-kapaċità ta' Gos li jinibixxi t-tnaqqis Fe() medjat mill-askorbat għal Fe(I)

Figura 7. Gos jinibixxi t-tnaqqis ta 'Fe(ⅢI) bl-ascorbate fin-nuqqas ta' mitokondrija tal-fwied tal-firien. Kundizzjonijiet sperimentali: 125 mM sukrożju, 65 mM KCl, 10 mM HEPES buffer (pH7.2), 1 mM ċitrat, Gos 100μM. L-esperimenti saru fi 28 grad. Ascorbate（4 mM） u 5 mM 1,10-phenanthroline ġew miżjuda wara 1 min jew 5 min ta 'inkubazzjoni Gos-Fe(I). Il-linji huma rappreżentattivi ta' tliet analiżi.

2.7. Gos Jipproteġi kontra 2-Degradazzjoni Ossidattiva tad-Deoxyribose

Biex tiddokumenta l-abbiltà tal-Gos li jaġixxi b'mod preferenzjali fuq il-ħadid minflok fuq ir-radikali ħielsa, saru studji tal-kompetizzjoni biex tiġi evalwata l-effettività tal-Gos u żewġ·OH kenniesa (DMSO u salicylate) fil-protezzjoni ta' 2.8 jew 28 mM 2-deoxyribose mill-ħadid -Ħsara ossidattiva medjata (Figura 8).The· OH scavengers f'20 mM protetti 28 mM 2-deoxyribose b'mod sinifikanti inqas minn 2.8 mM2-deoxyribose (p<0.05), as="" expected.="" gos="" was="" equally="" effective="" in="" preventing="" oxidative="" degradation="" of="" both="" 2.8="" and="" 28="">

Figura 8.Effett ta 'Gos u·OH kennies dimethyl sulfoxide(DMSO) u salicylate fuq ħsara ossidattiva għal 2.8 jew 28 mM 2-deoxyribose indott minn Fe(II)-EDTA flimkien ma' ascorbate. Is-soluzzjonijiet ġew inkubati għal 30 min fi 37 grad u kien fihom 10 mM buffer tal-fosfat (pH7.2), 2-deoxyribose (2.8jew 28 mM), 150 μM EDTA, u 50 μM Fe (ⅢI). Ir-reazzjonijiet inbdew biż-żieda ta' ascorbate għal konċentrazzjoni finali ta' 2 mM.Il-vireg juru mezzi±SD (n=3).Il-kontrolli fihom biss DMSO (0.001 fil-mija), li hija l-konċentrazzjoni tas-solvent fil-kampjuni ta' Gos. It-test t ta 'denb wieħed intuża għal*p<0.05, n.s.,="">

3. Diskussjoni

Il-ħadid rilaxxat taħt diversi kundizzjonijiet newrodeġenerattivi, inkluż puplesija iskemika u emorraġika, jipprovoka d-deregolamentazzjoni tal-omeostasi tal-ħadid tal-moħħ, li jwassal għall-patofiżjoloġija ta 'korriment newroloġiku [4,32-34]. F'livelli subċellulari, l-indeboliment mitokondrijali jidher li huwa involut f'mewt newronali medjata mill-ħadid [10,15,35-38]. L-evidenza preklinika tappoġġja l-vantaġġ li jintużaw kelaturi tal-ħadid, prinċipalment deferoxamine mesylate, kontra n-newrodeġenerazzjoni inklużi t-tipi kollha ta 'puplesija [7,16]. Madankollu, l-ispiża għolja u n-nuqqas ta 'disponibbiltà tagħhom, u l-firxa wiesgħa ta' effetti avversi ta 'kelaturi klassiċi tal-ħadid, wasslu għall-użu ta' kelaturi naturali għall-ġestjoni tal-ħadid fid-dishomeostasis [39,40].

Cistanche jista 'jtejjeb l-immunità

L-azzjoni protettiva ta' Gos tidher fuq ċelluli HT-22 u mitokondrija tal-moħħ tal-firien inkubati b'taħlita ta' ħadid/ċitrat, fejn sibna protezzjoni qawwija kontra ħsara ossidattiva kkaġunata mill-ħadid. Iċ-ċelluli HT-22 tal-hippocampal tal-ġurdien esposti għal tagħbija żejda tal-ħadid (24 siegħa) wrew vijabbiltà mnaqqsa, li kienet assoċjata mill-qrib ma 'dissipazzjoni tal-potenzjal tal-membrana mitokondrijali bikrija u tnaqqis tal-ATP (Figura 2A-C, rispettivament). Dan jissuġġerixxi li l-indeboliment mitokondrijali jikkontribwixxi għall-letalità newronali. Tabilħaqq, taħt il-kundizzjonijiet tagħna, mill-inqas porzjon ta 'Fe(II) imtella' man-newroni huwa mistenni li jilħaq l-organelli, peress li l-mewt newronali kkaġunata mill-ħadid kienet preċeduta mit-telf tal-funzjoni mitokondrijali. Għalhekk, intwera li t-tagħbija żejda tal-ħadid tinduċi mewt taċ-ċelluli HT-22 tal-hippocampal tal-ġurdien u frammentazzjoni mitokondrijali [41,42]. Bl-istess mod, espożizzjoni sostnuta għall-ħadid iżid il-livelli mitokondrijali ta 'ROS fiċ-ċelloli dopaminerġiċi newroblastoma SHSY5Y [43]. Barra minn hekk, influss estensiv tal-ħadid fin-newroni tal-hippocampal, kif ukoll ħsara mitokondrijali, ġew ivverifikati wara l-espożizzjoni għal ħadid tal-ħadid 100 uM [36]. Hawnhekk osservajna li l-preservazzjoni indotta minn Gos tal-vijabbiltà tan-newroni tal-hippocampal affettwati mill-ħadid hija relatata mill-qrib mal-konservazzjoni tal-potenzjal tal-membrana mitokondrijali tagħhom u l-livelli ATP.

Bħal f'ċelloli intatti, l-espożizzjoni diretta mitokondrijali għall-ħadid tal-ħadid ipprovoka l-nefħa estensiva tal-organelle, id-dissipazzjoni tal-potenzjal tal-membrana, u t-telf ta 'ATP (Figura 3A-C, rispettivament). F'dan l-issettjar sperimentali, Gos kien kapaċi jipproteġi l- mitokondrija mgħobbija żżejjed bil-ħadid, li kienet espressa mill-preservazzjoni tal-parametri msemmija hawn fuq. F'dan is-sens, ġie osservat li l-mitokondrija mgħobbija b'konċentrazzjoni mikromolar ta 'ħadid għaddiet minn ftuħ tal-pori ta' transizzjoni tal-permeabilità mitokondrijali u dissipazzjoni △Y b'mod li huwa sensittiv għal kelazzjoni tal-ħadid iżda mhux dipendenti fuq l-azzjoni antiossidant catalase |44]. Interessanti, l-antiossidant Mito-Tempo ġie rrappurtat li jipproteġi kontra l-ħsara ta 'tagħbija eċċessiva tal-ħadid fin-newroni tal-hippocampal billi jneħħi r-radikali tal-anjoni superossidu mitokondrijali u jippreserva l-integrità morfoloġika mitokondrijali u l-potenzjal tal-membrana [36]. Riċentement iddeskrivejna l-effetti antiossidanti ta’ dan il-flavonojdi u l-abbiltà tiegħu li jipproteġi ċ-ċelloli PC12 kontra l-mewt kimiċi indotti mill-ipoksja [29], fejn ġie konkluż li l-ħila ta’ tneħħija tar-radikali ħielsa u l-kapaċità antiossidanti ta’ Gos hija parzjalment involuta fil-protezzjoni kontra l-medja tal-ħadid. HT-22 u ħsara mitokondrijali. Madankollu, l-effikaċja mtejba ta 'Gos kontra lipoperoxidation medjata mill-ħadid versus lipoperoxidation medjata mill-idroperossidu tertbutyl (Figura 4A, B, rispettivament) tissuġġerixxi bil-qawwa li l-kapaċità tagħha ta' interazzjoni tal-ħadid hija l-mekkaniżmu ewlieni kontra l-ħsara indotta mill-ħadid.

Biex tikkaratterizza aktar l-interazzjoni Gos-Fe, saru diversi esperimenti mingħajr ċelluli u mingħajr mitokondrija. Aħna osservajna li meta l-polifenol kien ko-inkubat ma 'Fe (II), il-konċentrazzjoni tal-joni tal-metall tonqos, filwaqt li kien hemm żieda korrispondenti fir-rata tal-konsum tal-ossiġnu (Figura 5A-C). Dawn l-effetti jissuġġerixxu li Gos ineħħi l-Fe(II) mill-kumpless taċ-ċitrat, u jossidah għal forma ferrika fi proċess li jeħtieġ O2 bħala aċċettatur tal-elettroni. Konsegwentement, Gos jippromwovi t-tnaqqis tal-konċentrazzjoni ta 'Fe(II) li tista' tfixkel ir-radikali hydroxyl permezz ta 'reazzjonijiet Fenton. Peress li l-kumpless Gos-Fe(II) jippermetti l-ossidazzjoni ta 'aġenti ta' tnaqqis rilevanti bħal ascorbate, li jirriżulta fil-formazzjoni/riġenerazzjoni ta 'Fe (II), stajna nuru li Gos jinibixxi t-tnaqqis medjat mill-ascorbate ta' Fe (II) għal Fe(II).

L-ipoteżi li Gos jinteraġixxi b'mod qawwi mal-ħadid ġiet ukoll hawnhekk ikkonfermata permezz ta' tekniki spettroskopiċi, u kkorroborata riżultati preċedenti fejn firxa differenti ta'

L-istojkjometrija tal-kumpless tal-Gos-ħadid kienet ikkaratterizzata minn spettroskopija tal-massa tal-jonizzazzjoni tal-ispin tal-elettron [45].

Dawn ir-riżultati wrew l-effetti protettivi ta 'Gos kontra ħsara newronali medjata mill-ħadid, probabbilment billi jinteraġixxu ma' jonji tal-ħadid, li jfixklu l-involviment tiegħu fil-formazzjoni ta 'speċi ta' ossiġnu reattiv katalitiku. Barra minn hekk, dan jissuġġerixxi l-formazzjoni ta’ kumpless ta’ trasferiment ta’ ħlas temporanju bejn Fe(Ⅱ) u Gos, li jaċċellera l-ossidazzjoni ta’ Fe(II) u l-formazzjoni ta’ kumpless Fe(III)-Gos aktar stabbli li ma jistax jipparteċipa fil-fażi ta’ propagazzjoni tal-lipidi. perossidazzjoni. Barra minn hekk, aġent li jnaqqas bijoloġikament rilevanti bħall-askorbat ma kienx kapaċi jnaqqas il-ħadid ferriku fil-preżenza ta 'Gos, li jillimita karatteristika pro-ossidant ta' ċerti flavonoids involuti fir-riċiklaġġ tal-jone tal-ħadid. [30]. Gos f'konċentrazzjonijiet mikromolari kien aktar effettiv minn kenniesa klassiċi fil-pre-venting ta 'ossidazzjoni medjata mill-ħadid ta' 2-deoxyribose. Din l-effikaċja għolja tista 'tkun attribwita għall-formazzjoni ta' Gos-Fe(II)/() redox-attiv kif osservajna qabel għal polifenoli oħrajn li tejbu l-prestazzjoni tagħhom bħala antiossidanti fuq l-interazzjoni tagħhom mal-ħadid f'paradigmi differenti in vitro ta 'ħsara ossidattiva. 22,46-48].

Ġie stabbilit li l-aġenti kelanti li fihom l-ossiġnu bħala ligand (oxo ligand, O2-) jistgħu jikkelaw il-ħadid u jippromwovu l-ossidazzjoni ta 'Fe(I), stabbilizzazzjoni ta' Fe (II), u konsegwentement jipproduċu tnaqqis fil- il-potenzjal tat-tnaqqis tagħha49]. F'pH fiżjoloġiku, katekoli jifformaw faċilment kumplessi bis termodinamikament stabbli b'ħadid ferriku, iffavorit minn konċentrazzjonijiet baxxi tal-ligands. Il-preżenza ta 'catechol moety fl-istruttura ta' Gos tissuġġerixxi mekkaniżmu ta 'interazzjoni simili mal-ħadid, li jista' jispjega l-protezzjoni miksuba kontra l-ħsara kkawżata mill-ħadid taċ-ċelloli newronali u l-mitokondrija. F'dan ir-rigward, qabel urejna wkoll li mangiferin u guttiferone A jistimulaw l-ossidazzjoni tal-ħadid tal-ħadid u jfixklu t-tnaqqis tal-ħadid ferriku [23,24,26-28].

L-abbiltà ta' Gos li jikkelat il-ħadid tista' wkoll tħeġġeġ mogħdijiet ta' sinjalazzjoni li jikkontribwixxu għan-newroprotezzjoni. Pereżempju, l-enzimi tad-dominju tal-prolyl hydroxylase (PHD), l-enzimi klassiċi li jimmodifikaw l-idrossilazzjoni tal-Fattur Induċibbli tal-Ipoksja-lalpha(HIF{-1o) taħt normoxia, ġew identifikati bħala l-miri kritiċi ta’ kelaturi tal-ħadid li huma klinikament ta’ benefiċċju f’ħafna disturbi newroloġiċi [50,51]. Huwa mifhum peress li l-PHD tiddependi fuq ħadid divalenti bħala fattur ta 'akkoppjar [52]. Diversi ġeni li ġew involuti fin-newroprotezzjoni huma regolati minn HIF-la, bħal eNOS, VEGF, u EPO[53]. Barra minn hekk, l-attivazzjoni tal-HIF li tirriżulta mill-inibizzjoni tal-PHD tista 'tipprevjeni l-indeboliment mitokondrijali medjat mill-istress ossidattiv u l-apoptożi, indipendentement mir-rwol tagħha bħala fattur ta' traskrizzjoni [54].

Ferroptosis, il-mewt taċ-ċelluli regolata li tiddependi mill-ħadid ikkaratterizzata reċentement, ġiet proposta bħala l-mekkaniżmu li permezz tiegħu jmutu n-newroni esposti għal ħsara emorraġika [8]. Disfunzjoni mitokondrijali reċentement kienet relatata mal-mewt taċ-ċelluli ferroptosis [55]. Għalhekk, l-inibizzjoni tal-ferroptosis, li tiffranka l-funzjoni mitokondrijali mill-ħsara tal-ħadid, tista 'wkoll tkun mekkaniżmu plawsibbli għal newroprotezzjoni kontra disturbi newroloġiċi medjati mill-ħadid protetti minn Gos, li jistħoqqilhom aktar attenzjoni. Għandha ssir riċerka addizzjonali dwar l-effetti ta 'benefiċċju preżunti ta' Gos fuq mudelli ta 'annimali in vivo ta' newrodeġenerazzjoni assoċjata mal-ħadid, sabiex jiġi propost dan il-flavonoid bħala intervent terapewtiku kontra ħsara fit-tessut tal-moħħ indotta minn deregolamentazzjoni tal-omeostasi tal-ħadid.