3-qism: Isorhamnetinning diabetga ta'siri va u bilan bog'liq asoratlar: In Vitro va In Vivo tadqiqotlarini ko'rib chiqish va ishtirok etgan molekulyar yo'lning post Hoc transkriptom tahlili
Mar 29, 2022
Qo'shimcha ma'lumot uchun. aloqatina.xiang@wecistanche.com
5. Post hoc transkriptom tahlili ildiz hujayraga asoslangan vositada izorhamnetinning diabetga potentsial ta'sirini bashorat qiladi.
Biz perinatal yordamida ildiz hujayralariga asoslangan vositani yaratdikildiz hujayra, inson amniotik epitelial hujayralari (hAECs), butun genom mikroarray tahlilidan foydalangan holda tabiiy birikmalarning bioaktivligini baholash uchun [71, 140-144]. So'nggi yillarda dorivor o'simliklardagi ko'plab bioaktiv birikmalar ularning potentsial terapevtik va profilaktik ta'siri uchun tekshirilmoqda. Shu nuqtai nazardan, insonning pluripotent ildiz hujayralaridan (hPSC) foydalangan holda ildiz hujayralariga asoslangan yondashuvlar katta e'tiborni jalb qiladi, chunki akademik tadqiqotlar va farmatsevtika sanoatida minglab birikmalarni tekshirish va tekshirish uchun in vitro inson modellari fiziologik jihatdan ko'proq mos keladi[{{4} }]. Biroq, hPSC'lar, shu jumladan embrion ildiz hujayralari (hESC'lar) va induktsiyalangan pluripotent ildiz hujayralari (hiPSC'lar) cheklangan hujayra resurslariga ega, invaziv ekstraksiya jarayonlarini, qimmat hujayralarni qayta dasturlashni va muhim parvarishlash protseduralarini talab qiladi, shuningdek, axloqiy cheklovlarni keltirib chiqaradi va shuning uchun giyohvand moddalarni tekshirish uchun amaliy manba sifatida kamroq qulaydir. Boshqa tomondan, hAEClar tashlab yuborilgan platsentadan, tibbiy chiqindi mahsulotdan olinadi. Ular invaziv yig'im-terim protseduralarini talab qilmaydi va minimal axloqiy tashvishlarga ega. Bundan tashqari, hAEClar pluripotent epiblastlardan olinadi va shu tariqa ESCga o'xshash ko'p qatorli differentsiatsiya potentsialini saqlaydi va barcha uchta germ qatlamidan hujayralarga ajratilishi mumkin [148-151].
Shuni ta'kidlash kerakki, tegishli farqlash protokoli asosida hAEClar gepatotsitlarga o'xshash hujayralarga [152-155], xolangiositlarga [156] va eng muhimi, oshqozon osti bezi insulin ishlab chiqaradigan hujayralarga [157-160 ajratilishi mumkin. ]. Streptozototsin qo'zg'atgan diabetik sichqonlarga hAEC tomonidan qo'zg'atilgan pankreatik hujayralarni transplantatsiyasi qon glyukoza darajasini normallashtirishi mumkin [161]. hAEClar [162], shuningdek, hAEClardan [163] olingan ekzosomalar angiogenez va fibroblast funktsiyasini rag'batlantirish va yallig'lanishni kamaytirish orqali diabetik yaralarni davolashni tezlashtirishi mumkin. HAEC larni orol organoidlariga kiritish [164] va mahalliy orolchalarni hAECs qatlami bilan himoyalash [165] diabetik sichqon modellarida orollarning o'sishi va revaskulyarizatsiyasini kuchaytirishi mumkin. Bundan tashqari, hAEC dan olingan gepatotsitga o'xshash hujayralar, shuningdek, hAEC o'zi jigar fibrozi [166,167], siroz [168] va jigar etishmovchiligi [169] kabi jigar kasalliklarida terapevtik samaradorlikka ega ekanligi haqida xabar berilgan.
DM ning murakkab patofiziologiyasini hisobga olgan holda, hAEC birikmalarning diabetga qarshi ta'sirini o'rganish uchun ideal in vitro modeli bo'lmasligi mumkin. Biroq, ildiz hujayralariga o'xshash xususiyatlari tufayli u maqsadli birikmalarni dastlabki skrining uchun ishlatilishi mumkin. Biz ilgari hAEClarda izorhamnetinning antifibrotik [71] va jigar differentsiatsiyasini qo'zg'atuvchi [170] potentsialini o'rganib chiqdik. Ushbu tadqiqotda biz izorhamnetinning potentsial funktsiyalarini o'rganish uchun ilgari e'lon qilingan ma'lumotlarimizning maqsadli ikkilamchi tahlilini o'tkazdik [71].qandli diabet(Figure 4). Data analysis was conducted for three biological replicates of day 10 control (n = 3) and isorhamnetin-treated (n =3) hAECs. The cells were grown in 3D cell culture. Control cells were maintained in placental basal epithelial cell medium(Promo Cell, Cat.#C-26140)in absence of any differentiation medium or growth factors, whereas treatment cells were supplemented with 20 mM of isorhamnetin (Sigma-Aldrich, Japan) for 10 days. Differentially expressed genes (DEGs) are referred to as genes with a linear fold change>2 va p-qiymati<0.05(one-way between-subjects="" anova).="" a="" total="" of="" 303="" degs="" were="" identified;="" among="" them,="" 60="" were="" upregulated="" and="" 243="" were="" downregulated.="" details="" of="" methodology="" have="" been="" explained="" elsewhere="" [71,170].="" all="" microarray="" data="" are="" available="" at="" gene="" expression="" omnibus(geo)="" under="" accession="" number:="" gse153149="" (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc="GSE153149,accessed" on="" 24="" november="">
Qo'shimcha mahsulotlarni o'rganish uchun shu yerni bosing
5.1. Hujayra tipidagi imzo gen to'plamlari
hAEClar bo'yicha oldingi tadqiqotlarimizda biz turli xil birikmalar hAEC ning farqlanishini turli hujayra avlodlariga, masalan, kofein kislotasi efiri, rozmarin kislotasi [142] va kofeoilkin kislotasi hosilasi kabilarga yo'naltirishi mumkinligini aniqladik3,4,5- Nerv hujayralari differentsiatsiyasini kuchaytirishi mumkin bo'lgan tri-O-kofeoilkin kislotasi (TCQA)[140], antosiyanin, siyanidin-3-O-glyukozid (Cy3G) esa hAEClarda adipotsitlar differentsiatsiyasini [143] keltirib chiqardi. Biz tabiiy birikmalarning bioaktivligi yoki funksionalligini odatda DEG tomonidan boyitilgan hujayra turlaridan bashorat qilish mumkinligini kuzatdik.
Biz molekulyar imzolar ma'lumotlar bazasidan (MSigDB) foydalanib, sezilarli darajada boyitilgan hujayra tipidagi imzo ma'lumotlar to'plamini ko'rib chiqdik. GSEA onlayn dasturining 7.4 (https://software. broadinstitute.org/gsea/index.jsp; 2021-yil 26-noyabrda foydalanilgan)[171]. Ushbu gen to'plamlari inson to'qimalarining bir hujayrali ketma-ketligi bo'yicha tadqiqotlarda aniqlangan hujayra turlari uchun klaster marker imzo genlarini o'z ichiga oladi va organoid modellarni ishlab chiqish tajribalari kabi ma'lumotlar to'plamlarida hujayra turini belgilashni osonlashtiradi.
Biz eng sezilarli darajada boyitilgan hujayra tipidagi gen to'plami pankreatik mezenximal stromal hujayralar ekanligini aniqladik [172] (4A-rasm). Bundan tashqari, oshqozon osti bezi kanallari va endotelial hujayra turlari sezilarli darajada boyitilgan [172]. Izoramnetin bilan davolash qilingan hAEClardagi pankreatik imzo genlari epiteliya-mezenximal o'tishda, TGF-signalizatsiyasida, NF-kB orqali TNF-signalizatsiyasida, KRAS signalizatsiyasida va yog 'kislotalari almashinuvida ishtirok etadi. HSC, kupfer hujayralari, o't yo'llari hujayralari [173] va xomilalik jigar mezotelial hujayralari [174] kabi bir nechta jigar imzo gen to'plamlari ham sezilarli darajada boyitilgan. Bundan tashqari, fibrillin1 va fibro-adipogen progenitor (FBN1 va FAP) hujayralar, fibro-adipogen progenitor (FAP) hujayralar va skelet mushaklari peritsitlarini o'z ichiga olgan bir nechta sezilarli darajada boyitilgan skelet mushaklari imzo gen to'plamlari mavjud edi [175]. Izoramnetin bilan davolash qilingan hAEClarda jigar imzosi genlarining biologik funktsiyalari bir nechta yallig'lanishga qarshi javob yo'llarini o'z ichiga oladi, skelet mushaklari imzo genlari esa yaralarni davolashni, kollagen fibrillarini tashkil qilishni va MAPK kaskadini tartibga soladi. Ahamiyat noto'g'ri kashfiyot tezligi sifatida o'lchandi, Benjamini va Xochbergning ko'p gipoteza testi uchun tuzatishdan so'ng gipergeometrik p-qiymatining analogi (FDR q-qiymati)<>
5.2.Sezilarli darajada boyitilgan belgilar gen to'plamlari
Keyinchalik, biz MSigDB-da sezilarli darajada boyitilgan belgi gen to'plamlarini ko'rib chiqdik (2021 yil 26 noyabrda olingan). Belgilangan genlar to'plami o'ziga xos, aniq belgilangan biologik holatlar yoki genlar to'plamining bir-biriga mos kelishini aniqlash va izchil ifodani aks ettiruvchi genlarni saqlash asosida yaratilgan jarayonlarni ifodalaydi. Belgilar 4000 dan ortiq bir-biriga o'xshash genlar to'plamidan siqilgan 50 ta gen to'plamiga ega va shu bilan shovqin va ortiqchalikni kamaytiradi [176].
Sezilarli darajada boyitilgan o'ziga xos genlar to'plamiga epitelial-mezenximal o'tishni aniqlaydigan genlar, gipoksiyaga javoban yuqori tartibga solinadigan genlar, TNFga javoban NF-kB tomonidan boshqariladigan genlar, KRAS faollashuvi bilan yuqori va pastga regulyatsiya qilingan genlar, kaspazlarning faollashuvi orqali apoptoz vositachisi bo'lgan genlar, ishtirok etgan genlar kiradi. miyogenez, TGF- 1 ga javoban yuqori tartibga solingan genlar, IL-2 stimulyatsiyasiga javoban STAT5 tomonidan yuqori tartibga solingan genlar, yallig'lanish reaktsiyasini aniqlovchi genlar, p53 yo'llari va tarmoqlarida ishtirok etgan genlar, glikoliz va oqsillarni kodlovchi genlar. glyukoneogenez (4B-rasm). Muhimlik FDR q-qiymatida ko'rib chiqildi<>
Qiziqarli topilma KRAS faollashuvini izorhamnetin bilan ishlov berilgan hAEClarning DEGlari tomonidan boyitilganligidir. MMP9, TSPAN1 va ITGBL1 kabi KRAS tomonidan qo'zg'atilgan bir nechta gen ifodalari izorhamnetin tomonidan sezilarli darajada pasayganligi aniqlandi. Giperglikemiya oshqozon osti bezi hujayralarida KRAS mutatsiyalariga olib keladigan genomik beqarorlikni keltirib chiqaradi [177] va oshqozon osti bezi [178] va yo'g'on ichak saratoni [179] xavfi va invazivligi oshishi bilan bog'liq. Vang va boshqalar xabar berishlaricha, izorhamnetin Ras/MAPK signalizatsiya yo'li faolligini kamaytirish orqali pankreatik adenokarsinoma hujayra liniyasi PANC-1 tarqalishini bostiradi [134]. Shuning uchun, 4.2.4-bo'limda aytib o'tilganidek, izorhamnetinning diabetda, ayniqsa oshqozon osti bezi saratonida KRAS tomonidan qo'zg'atilgan saraton xavfiga ta'siri qo'shimcha o'rganishga arziydi.
5.3. Sezilarli darajada boyitilgan yo'llar
DEGlarning keyingi yo'l tahlili qiyosiy toksikogenomika ma'lumotlar bazasi (CTD) (http://ctdbase.org/; 2021-yil 29-noyabrda kirish) yordamida o'tkazildi[180]. CTD Kioto genlar va genomlar ensiklopediyasini (KEGG) va REACTOME yo'llarini ifodalaydi. Biz buni bir nechta topdikyallig'lanishyo'llar, kollagen shakllanishi va yig'ilishi, PI3K-Akt signalizatsiya yo'li va diabetik asoratlarda AGE-RAGE signalizatsiya yo'li sezilarli darajada boyitilgan (4C-rasm).
Murakkab glikatsiyaning yakuniy mahsulotlari (AGE) oqsillar, lipidlar va nuklein kislotalarning fermentativ bo'lmagan glikatsiyasi va oksidlanishi orqali ishlab chiqariladi. Ilg'or glikatsiyaning yakuniy mahsuloti (RAGE) retseptorlari immunoglobulinlarning superoilasiga tegishli. AGE/RAGE signalizatsiyasi murakkab va murakkab kaskad bo'lib, protein kinaz C, NADPH oksidaza va MAPKlarni o'z ichiga olgan bir nechta hujayra ichidagi signal yo'llarini faollashtiradi, natijada IL-1, IL-6, NF-kB tomonidan induktsiya qilinadi, TNF- , VCAM-1 va VEGF. Xususan, AGE/RAGE signalizatsiyasi TGF vositachiligidagi fibroz, NFkB va ERK1/2 yo‘llarini faollashtirish orqali qandli diabet bilan bog‘liq qon tomir kalsifikatsiyasiga ta’sir ko‘rsatgan [181-184]. Biz izorhamnetin COL1A1, COL1A2, COL4A6, FN1, MMP2 va SERPINE1 kabi AGE / RAGE signalizatsiyasi bilan bog'liq gen ekspressiyasini sezilarli darajada kamaytirganini aniqladik. Oldingi bo'limda muhokama qilinganidek, izorhamnetinning antifibrotik ta'siri yaxshi hujjatlashtirilgan [71,74,99,119] va shuning uchun izoramnetin diabet bilan qo'zg'atilgan qon tomir patologiyalarida ham foydali ta'sir ko'rsatishi mumkinligini ta'kidlash mumkin.
5.4.Sezilarli darajada boyitilgan metabolik kasalliklar va tegishli gen ifodalari
Kuratorlangan gen-kasallik assotsiatsiyasi ma'lumotlari CTDdan olindi (2021-yil 29-noyabrda olingan). Biz faqat sezilarli darajada boyitilgan metabolik kasalliklarni davoladik. Boyitishning ahamiyati Bonferroni usuli bilan moslashtirilgan gipergeometrik taqsimot bilan hisoblab chiqilgan. Sezilarli darajada boyitilgan metabolik kasalliklarga DM, glyukoza va lipid almashinuvining buzilishi, giperglikemiya va semirish kiradi (4D-rasm). Issiqlik xaritasi shuni ko'rsatadiki, PPAR, TGF, TNF, IL, kollagen va apoptozni qo'zg'atuvchi gen ifodalari izorhamnetin bilan ishlangan hAEClarda sezilarli darajada pasaygan (4E-rasm). Boshqa tomondan, insulin retseptorlari, lipoprotein lipazalari va apoptoz inhibitörleri izorhamnetin bilan davolash qilingan hAEClarda sezilarli darajada oshirildi.
Bizning izorhamnetin bilan davolash qilingan hAEClar bo'yicha maqsadli mikroarray ma'lumotlar tahlilimiz, shuningdek, izorhamnetinning DM va unga bog'liq asoratlar bilan bog'liq biologik funktsiyalarni tartibga solishda potentsialini tasdiqladi.
6. Isorhamnetin aglikon va uning glikozillangan hosilalarining bioavailability va ichak orqali so‘rilishi.
Turli toifalar mavjudligi bilanflavonoidlartabiatda bu birikmalarning organizmda mavjudligini tahlil qilish qiziq. Biz izorhamnetinning metabolizmi va uning iste'mol qilinganidan keyin inson tanasida mavjudligi haqida gapirganda, biz kelib chiqishi, metabolizmi va transporti haqida gapiramiz. Bu inson zardobidagi flavonollar kabi ba'zi flavonoidlarning xromatografiyasi orqali o'tkazilgan kuzatishga asoslangan. Suyuq xromatografiya-mass-spektrometriya ba'zi flavonoidlarning organizmdagi aglikon va glikozid shakllaridagi bio-mavjudligini tushunish imkonini beradi [49]. Mass-spektrometriya biologik namunalardagi flavonoidlarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin [185]. Tadqiqotda sulfat, metil, glyukuronid va glyukozaning 23 ta aralash hosilalari aniqlangan.quercetinengil qovurilgan qizil piyozni iste'mol qilgandan 1 soat o'tgach, inson ko'ngillilarining siydik va plazmasida. Ushbu tadqiqot plazmada quercetin va isorhamnetin glikozidlarini aniqladi [186].
Ovqat hazm qilish trakti orqali ozuqa moddalarining kirib kelishida bir qancha omillar rol o'ynaydi. Masalan, ichak mikrobiotasidan fermentlar fenolik birikmalarning kirib kelishiga ta'sir qiladi.
Sichqoncha modelida ginkgo barglari ekstrakti bo'yicha o'tkazilgan tadqiqot ichak mikrobiotasining biologik mavjudligi va oshqozon-ichak traktidan ba'zi biologik faol molekulalarning, ayniqsa izorhamnetinning so'rilishida muhimligini ko'rsatdi [187]. Ushbu bosqichda ichak mikrobiotasi fermentlari ishlab chiqariladiflavonoidaglikonlar va turli xil halqali parchalanish mahsulotlari. To'liq qon namunalari tahlillari shuni ko'rsatdiki, izorhamnetinning so'rilishi antibakterial davolash orqali ko'paygan, bu ichak mikrobiota fermentlari izorhamnetin kabi tabiiy molekulalarning farmakokinetikasiga salbiy ta'sir ko'rsatadi.Antibakterialyoki probiyotiklarni iste'mol qilish izorhamnetinning glikozid shaklining biologik mavjudligini oshirishi mumkin. Bundan tashqari, in vitro biotransformatsiya tezligi va bioaktiv molekulalarning yashash vaqtlari oddiy, diabetik va diabetik nefropatiya kalamushlari orasida farq qiladi [188].
Boshqa tomondan, turli membrana tashuvchilari, masalan, natriyga bog'liq glyukoza tashuvchisi 1 (SGLT1) va ko'p dori qarshiligi bilan bog'liq bo'lgan oqsillar 2 va 3 (MRP2 va MRP3) [189] kabi flavonoidlarni tashishni nazorat qiladi. Shu nuqtai nazardan, MRP tashuvchilar izorhamnetinning transcellular va paracellular transport yo'llarini tartibga soladi [190]. Hujayralar ichida izorhamnetinning apikaldan bazal tomonga tashilishi 6.8-9.3-baravar yuqori edi. 5-rasmda izorhamnetinning diabetga qarshi ta'siri umumlashtiriladi.
7. Xulosalar
Isorhamnetin - flavonoidlar oilasining fenolik birikmasi, aniqrog'i flavonollar. Dastlab u quercetin molekulasi, ammo metilatsiyaga uchragan. Isorham-netin o'simlik dunyosida ko'plab yovvoyi va kosmetik o'simliklarda tarqalgan. Bundan tashqari, bir nechta dorivor o'simliklar ushbu molekulani ishlab chiqaradi va bir nechta tadqiqotlar boshqa biologik faolliklar qatorida uning diabetga qarshi ta'sirini tasdiqladi. Bu ma'lumotlarning barchasi izorhamnetinning terapevtik sohaga qiziqishini ko'rsatadi. Shu nuqtai nazardan, ayniqsa tabiiy resurslardan ajratilgan izorhamnetin va uning hosilalarining metabolik kasalliklarga ta'sirini o'rganish juda qiziqarli bo'ladi. Bundan tashqari, sintetik va kimyoviy dorilarning nojo'ya ta'sirini oldini olish uchun flavonoidlarga boy fraktsiyalar va tabiiy mahsulotlardan foydalangan holda ushbu kontekstda o'tkazilgan klinik tadqiqotlarni ajratib ko'rsatish va ko'rib chiqish kerak.
Ma'lumotnomalar
1. Gill, SS; Tuteja, N. O'simlik o'simliklarida abiotik stressga chidamlilikda reaktiv kislorod turlari va antioksidant mexanizmlar. O'simlik fizioli. Biokimyo. 2010, 48, 909–930. [CrossRef] [PubMed]
2. Korpas, FJ; Gupta, DK; Palma, JM. O'simlik hujayralaridan organoidlarda reaktiv kislorod turlarini (ROS) ishlab chiqarish joylari. Stress ostida bo'lgan o'simliklarning reaktiv kislorod turlari va oksidlovchi shikastlanishida; Springer: Berlin/Heidelberg, Germaniya, 2015; 1–22-betlar.
3. Falleh, H.; Oueslati, S.; Guyot, S.; Dali, AB; Magne, C.; Abdelli, C.; Kouri, R. LC / ESI-MS / MS prosiyanidinlar va propelargonidinlarning xarakteristikasi qutulish mumkin bo'lgan halofit Mesembryanthemum edule L. Oziq-ovqat kimyosining kuchli antioksidant faolligi uchun javobgardir. 2011, 127, 1732–1738. [CrossRef]
4. Trabelsi, N.; Oueslati, S.; Falleh, H.; Vaffo-Teguo, P.; Papastamoulis, Y.; Merillon, J.-M.; Abdelli, C.; Ksouri, R. Dorivor halofit Limoniastrum guyonianumdan kuchli antioksidantlarni izolyatsiya qilish. Oziq-ovqat kimyosi. 2012, 135, 1419–1424. [CrossRef] [PubMed]
5. Boulaaba, M.; Mkadmini, K.; Tsolmon, S.; Xan, J.; Smaui, A.; Kavada, K.; Ksouri, R.; Isoda, X.; Abdelly, C. Arthrocnemum Indicum ekstraktining hujayra siklini nazorat qilish va tegishli fenol LC-TOF-MS identifikatsiyasi orqali Caco-2 saraton hujayralariga in vitro antiproliferativ ta'siri. Dalilga asoslangan to‘ldiruvchi. Muqobil. Med. 2013, 2013, 529375. [CrossRef]
6. Karker, M.; De Tommasi, N.; Smaui, A.; Abdelli, C.; Ksouri, R.; Braca, A. Tamarix Africana-dan yangi sulfatlangan flavonoidlar va uning qutb ekstraktining biologik faolligi. Planta Med. 2016, 82, 1374–1380. [CrossRef]
7. Burgu, S.; Rebey, IB; Mkadmini, K.; Isoda, X.; Kuri, R.; Kouri, WM LC-ESI-TOF-MS va GC-MS Artemisia o'simliklarini profillash va uning bioaktiv xususiyatlarini baholash. Oziq-ovqat Res. Int. 2017, 99, 702–712. [CrossRef]
8. Boulaaba, M.; Medini, F.; Xajlaui, X.; Mkadmini, K.; Falleh, H.; Kuri, R.; Isoda, X.; Smaui, A.; Abdelly, C. Salsola kali L. dan fenolik ekstraktlarning biologik faolligi va fitokimyoviy tahlili. Eng yaxshi o'simlik ekstraktlarini tanlashda endogen omillarning roli. S. Afr. J. Bot. 2019, 123, 193–199. [CrossRef]
9. Najjar, H.; Abdelkarim, BA; Doria, E.; Bubakri, A.; Trabelsi, N.; Falleh, H.; Tlili, H.; Neffati, M. Ba'zi Tunis dorivor o'simliklarining fenolik tarkibi, inson ko'krak saratoni MCF -7 hujayralariga anti-proliferativ ta'sir ko'rsatadi. EuroBiotechnol. J. 2020, 4, 104–112. [CrossRef]
10. Burgu, S.; Bettaib Rebey, I.; Ben Kaab, S.; Hammami, M.; Daxlaui, S.; Savsen, S.; Msaada, K.; Isoda, X.; Ksouri, R.; Fauconnier, M.-L. Qora zira va rayhon urug'laridan bioaktiv lipidlarni olish uchun geksanni almashtirish uchun yashil erituvchi. Oziq-ovqatlar 2021, 10, 1493. [CrossRef]
