프로안토시아니딘에 의한 장 보호는 인슐린 민감성, 지질 및 포도당 항상성의 개선과 관련된 항산화 및 항염증 작용을 포함합니다 1부
Apr 28, 2022
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위장관(위장관은 인체의 필수 기능을 수행하는 복잡한 시스템입니다{0}}. 영양소의 소화 및 흡수를 보장하고 병원체에 대한 보호를 제공하여 전반적인 면역 능력에 기여하며 여러 조직에 작용하는 여러 펩타이드 호르몬을 생성합니다. 및 경로, 그리고 숙주와 상호 작용하고 대사 건강에 영향을 미치는 미생물 군집을 보유하고 있습니다. 또한, 장 상피는 외부 병원체 침입으로부터 보호하고 다중 장애의 예방에 중요한 방어의 1차선 역할을 합니다.
위장관은 산화 스트레스(OCS), 염증 및 부상을 유발할 수 있는 유해한 자극에 지속적으로 노출됩니다. 섭취한 영양소의 관내 산화촉진제는 콜레스테롤 산화물과 같은 다양한 농도의 지질 산화 생성물을 함유하고 있습니다. 장 상피는 또한 여러 산화제 공격의 대상이 됩니다.
그림 1. Caco2/15 세포의 세포 무결성 및 생존력에 대한 PAC의 효과. Caco 2/15 단층의 무결성은 완전히 분화된 상태에서 세포 생존력, 분화 및 밀착 접합 분석에 의해 결정되었습니다.
Proanthocyanidins(PACs, 250 ug/mL)는 37C에서 6시간 동안 Fe/Asc(200 uM/2 mM)로 처리하기 전에 24시간 동안 정점 세포 구획에 첨가되었습니다.시스탄체 추출물 분말(A) MTT는 세포 생존력을 분석하는 데 사용되었고, (B) 경상피 내성도 결정되었습니다. (C) Villain, (D) Occludin 및 (E) Claudin 단백질 발현은 웨스턴 블롯에 의해 평가되었습니다. 결과는 각각 3회 반복되는 3개의 독립적인 실험의 평균 ± SEM을 나타냅니다. 동일한 겔 및 동일한 노출에서 3중 실험을 보여주는 대표적인 웨스턴 블롯이 표시됩니다.
카탈라아제 음성 박테리아, 산화효소 생성 박리된 세포(예: 크산틴 산화효소), 하이포티오크반산 함유 타액은 장내강의 활성산소종(ROS)을 증가시킵니다. 중요하게, ROS는 세포막을 손상시키고 장벽 무결성을 방해할 수 있습니다. , 장 투과성, 염증 및 내독소혈증을 향상시킵니다. 장내 OCS와 염증의 조합은 면역 소화, 내분비 및 신경계 기능을 손상시킵니다. 특히, 대사 장애를 유발하는 인슐린 감수성(IS)의 감소를 유발합니다12,13.
최근, 폴리페놀과 유도체가 만성 질환을 예방하고 치료할 수 있다는 증거가 증가하고 있습니다'4. 이러한 식물 2차 대사 산물은 다양한 생물학적 특징을 나타내며 과학자들 사이에서 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 그들은 ROS 생성을 줄이고 OCS 발달을 중화하며 염증과 싸울 수 있습니다5,16.시스탄체 징기스칸,그러나 유익한 결과를 가져오는 작용 메커니즘은 여전히 파악하기 어렵습니다. 또한 제한된 흡수 및 생체 이용률을 감안할 때 생리 기능에 대한 조사는 장내 폴리페놀 수송 및 이화작용으로 제한되었습니다.
Cistanche는 면역력을 향상시킬 수 있습니다
이 연구의 주요 목적은 식이 과일, 야채, 견과류 및 곡물에 풍부한 플라반올인 프로안토시아니딘(PAC)에 의한 OxS 및 염증의 조절을 확인하는 것입니다. OCS와 염증은 IS를 촉진하는 두 가지 중요한 과정이므로 인슐린 신호는 PAC에 대한 반응으로 평가됩니다. 이러한 폴리페놀의 영향은 또한 지방산(FA) -산화 및 지방 생성에 대한 평가,당신의 바지에 cistanche지질 항상성을 추정할 수 있습니다. PAC 영향 이면의 메커니즘은 중심 전사 인자에 초점을 맞추어 평가됩니다. 이를 위해 잘 정립된 인간 유래 불멸화 Caco-2/15 세포주를 사용했습니다. 이러한 장 세포는 성숙한 인간 장세포의 여러 형태학적 및 기능적 특징을 발현하는 세포 단층의 형성으로 이어지는 자발적인 세포 분화를 겪는 것으로 알려져 있습니다7-19.
결과
다양한 처리 후 Caco 2/15 세포 무결성. 다양한 공정에 대한 폴리페놀의 영향을 평가하기 전에 Caco{2}}/15 세포가 철/아스코르브산염(Fe/Asc) 및 PAC 처리에 반응하여 무결성을 유지하는지 확인하고자 했습니다. 불변 3-(4,{6}}디메틸디아졸-2-일)-2,5 디페닐 테트라졸륨 브로마이드(MTT) 분석에서 관찰된 바와 같이 세포 생존율은 영향을 받지 않았습니다(그림 1A). . 트립판 블루 배제에 의한 분석 후 무결성 보존의 확인을 얻었다(데이터는 나타내지 않음). 또한, 경상피 전기 저항의 측정은 장벽 무결성의 중요한 수정을 나타내지 않았습니다.
그림 2. Caco{1}}/15 세포에서 지질 과산화, 내인성 항산화제 및 산화 스트레스 주요 전사 인자에 대한 PAC의 효과. Proanthocyanidins(PACs, 250ug/mL)를 37℃에서 6시간 동안 Fe/Asc(200μM/2mM)로 처리하기 전에 24시간 동안 정점 세포 구획에 첨가했습니다. 지질 과산화는 (A)MDA 수준을 측정하여 결정되었습니다. HPLC에 의해. (B)SOD2, (C) GPx, (D)NRF2 및 (E)Keep 1의 단백질 발현은 웨스턴 블롯에 의해 결정되었습니다. (F) NRF2/Keapl 비율이 계산되었습니다. 결과는 각각 3회 반복되는 3개의 독립적인 실험의 평균 ± SEM을 나타냅니다. 동일한 겔과 동일한 노출로 3중 실험을 보여주는 대표적인 웨스턴 블롯이 표시됩니다.*P<><0.001 ys="" untreated=""><><><0.001 vs="" fe/asc-treated="" cell.mda="" malondialdehyde,="" sod2="" superoxide="" dismutase="" 2,="" gpx="" glutathione="" peroxidase,="" nrf2="" nuclear="" factor="" erythroid="" 2-related="" factor="" 2,="" keap1="" kelch-like="" ech-associated="">
Fe/Asc-유도 OCS에 대한 PAC의 효과.내 근처 cistanche그런 다음 Fe/Asc 투여 후 OCS의 유도를 추정했습니다. 지질 과산화의 바이오마커인 말론디알데히드(MDA)의 HPLC에 의한 평가는 대조군 Caco{0}}/15 세포와 비교하여 상승된 MDA 함량을 보여주었습니다(그림 2A). 일관되게, 항산화 슈퍼옥사이드 디스뮤타제 2(SOD2) 및 글루타티온 퍼옥시다제(GPx) 효소의 단백질 발현은 처리되지 않은 세포에 비해 Fe/Asc에 의해 감소되었다(도 2B, C). 그럼에도 불구하고, PAC의 존재는 MDA 감소 및 SOD2 및 GPx 상승에 의해 입증된 바와 같이 Fe/Asc 매개 지질 과산화를 방해했습니다. 전사인자 핵인자 적혈구계-2-관련 인자 2(NRF2)는 내인성 항산화제의 조절에 중요하므로 단백질 발현을 평가했습니다(그림 2D). Fe/Asc 및 PAC로 처리된 Caco{13}}/15 세포에서는 NRF2의 변화가 감지되지 않았지만 산화 및 친전자성 바이오센서인 음성 조절자 Kelch-like ECH-associated protein 1(Keap1)의 단백질 발현 스트레스는 Fe/Asc에 의해 상향조절되고 PAC에 의해 하향조절되었다(Fig.2E). 특히 NRF2의 전사 활성화 지표인 NRF2/Keap1의 중요한 비율은 동일한 경향을 따랐다(Fig.2F). 전반적으로 PAC는 Fe/Asc 매개 OCS에 대응하는 데 효과적입니다.
염증 과정에 대한 PAC 효과 및 작용 메커니즘. 전염증성 사이토카인은 OCS 조건에서 장 상피 세포에서 촉발됩니다. 우리의 실험은 Fe/Asc 매개 종양 괴사 인자-알파(TNF) 유도를 입증함으로써 이 관찰을 확인했습니다(그림 3). 이러한 데이터와 일치하게, 염증 촉진 및 영구화에 다면적인 역할을 하는 효소인 cyclooxygenase-2(COX2)의 단백질 발현은 산화촉진제 Fe/Asc에 의해 증가되었습니다. 하지만,시스탄체 파라 케 서브PAC 투여는 Fe/Asc에 의해 유발된 TNF 및 COX2 단백질 수준을 상쇄합니다(그림 3A, B). 핵 인자 kappa-B(NF-KB)는 염증 반응의 강력한 매개체이기 때문에 우리는 앞서 언급한 염증 성분의 전사에 미치는 영향을 테스트했습니다(그림 3C). Fe/Asc로 챌린지된 Caco{5}}/15 세포는 NF-KB/IkB 비율을 활성화하고(그림 3E) 그 억제제의 인산화를 통해 높은 NF-KB 신호를 나타냈습니다.
그림 3. Caco-2/15 세포에서 Fe/Asc로 유도된 염증에서 염증 마커 및 주요 전사 인자 NF-kB에 대한 PAC의 효과. Proanthocyanidins(PACs, 250 ug/mL)를 37도에서 6시간 동안 Fe/Asc(200 uM/2 mM)로 처리하기 전에 24시간 동안 정단 세포 구획에 첨가하였다. (A)COX2 및(B)TNFa,(C)NF-kB,(D)IkB 및 (F)인산화된 형태(파이크)의 단백질 발현은 웨스턴 블롯에 의해 결정되었다. 비율(E) NF-kB/IkB 및 (G) plan/IkB를 계산했습니다. 결과는 각각 3회 반복되는 3개의 독립적인 실험의 평균 ± SEM을 나타냅니다. 동일한 겔과 동일한 노출로 3중 실험을 보여주는 대표적인 웨스턴 블롯이 표시됩니다.*P<><0.01 vs="" untreated=""><><0.01 vs="" fe/asc="" treated="" cells.="" cox2="" cyclooxygenase-2,="" tnfα="" tumor="" necrosis="" factor-alpha,="" nf-xb="" nuclear="" transcription="" factor-kappa="" b,="" ikb="" inhibitor="" of="" kappa="">
PAC에 의한 세포내 지질 대사의 조절. 다음 단계는 FA 산화 및 지방 생성을 조절하는 주요 단백질에 초점을 맞추어 지질 항상성에 대한 PAC의 효과를 평가하는 것이었습니다. 우리는 먼저 carnitine palmitoyltransferase I(CPT-1a) 단백질이 FA 산화 경로의 속도 조절 효소이기 때문에 그 발현을 조사했습니다. 낮은 수준의 단백질 발현은 Fe/Asc 처리에 대한 반응으로 CPT-1을 특징짓는 반면, PAC와의 사전 인큐베이션은 처리되지 않은 세포와 비교하여 감소를 방지했습니다(그림 4A). 이러한 발견으로 인해 우리는 퍼옥시좀 증식자 활성화 수용체 알파(PPARa)와 퍼옥시좀 증식자 활성화 수용체-감마 보조활성화제{10}}알파(PGC-1a)의 단백질 질량을 조사하여 잠재적인 작용 기전을 결정하게 되었습니다. 미토콘드리아 FA 산화의 고수준 발현에 필요한 전사 인자. 웨스턴 블롯 분석은 PGC{14}}a의 변화 없이 PPARa의 약간의 하향 조절을 보여주었습니다(그림 4B, C). 그럼에도 불구하고 PAC의 존재는 Fe/Asc 매개 PGCa 및 PPAR 감소를 방지했습니다. 그 후, 우리는 지방 생성 과정을 제어하는 조절 효소로 눈을 돌렸습니다. 도 4에 나타난 바와 같이 Fe/Asc 투여 후 인산화된 아세틸 CoA-카르복실라제(ICC)의 중요한 감소와 지방산 합성효소(FAS)의 현저한 증가가 관찰되었으며 이는 지방 생성의 활성화를 나타냅니다(그림 4D, 이자형). 이러한 변화는 아마도 (aco{25}}/15 세포에서 전사 인자 PPARγ 및 스테롤 조절 요소 결합 단백질 1c(SREBP1c)의 유도 때문일 것입니다(그림 4EG) PAC의 존재는 역전되기 때문에 유익했습니다. AMP 활성화 단백질 키나제 알파(AMPKa)는 FA 산화 및 지방 생성의 중심 조절자이기 때문에 우리는 Fe/Asc에 반응하여 정상화하는 동안 증가하는 것으로 밝혀진 단백질 발현을 조사했습니다. 전반적으로 이러한 발견의 대부분은 지질 항상성에서 PAC의 보호 역할을 유지합니다(그림 5).
세포 내 포도당 대사 및 인슐린 저항성에 대한 PAC의 영향. 글루코오스 생성은 포스포에놀피루베이트 카르복시키나아제(PEPCK) 및 포도당{1}}포스파타아제(G6Pase)와 같은 속도 제한 효소의 활성에 의해 엄격하게 제어됩니다. 우리는 그들의 프로를 분석하여 이들 효소의 상태를 조사했습니다.
그림 4. Caco-2/15 세포에서 FA 산화 및 지방 생성에 대한 PAC의 효과. 프로안토시아니딘(PACs, 250ug/mL),시스탄체 페니스37℃에서 6시간 동안 Fe/Asc(200μM/2mM)로 처리하기 전에 24시간 동안 정단 세포 구획에 첨가하였다. FA-산화의 특정 마커의 단백질 발현:((A) CPTla,( B) PPARa, 및 (C) PGCl 뿐만 아니라 지방 생성: (D) ACC인산화, (E) FAS, (F) PPARγ 및 (G) SREBP1)을 웨스턴 블롯에 의해 평가하였다. 결과는 각각 3회 반복되는 3개의 독립적인 실험의 평균 ± SEM을 나타냅니다. 동일한 겔 및 동일한 노출에서 3중 실험을 보여주는 대표적인 웨스턴 블롯이 표시됩니다.*P<><0.01 vs="" untreated="" cells=""><><0.01 vs="" fe/asc="" treated="" cells.="" cpt="" carnitine="" palmitoyltransferase="" alpha,="" ppar="" peroxisome="" proliferator-activated="" receptor,="" pgcia="" peroxisome="" proliferator-activated="" receptor="" gamma="" coactivator="" 1-alpha,="" accacetyl-coa="" carboxylase,="" fas="" fatty="" acid="" synthase,="" srebp1-c="" sterol="" regulatory="" element-binding="">
그림 5. Caco-2/15 세포에서 지방산 산화 및 지방 생성을 조절하는 AMP 활성화 단백질 키나제 알파(AMPKa)에 대한 PAC의 효과. Proanthocyanidins(PACs, 250ug/mL)가 정점 세포에 추가되었습니다.
37℃에서 6시간 동안 Fe/Asc(200μM/2mM)로 처리하기 전에 24시간 동안 구획. AMPKa의 단백질 발현은 웨스턴 블롯으로 평가하였다. 결과는 각각 3회 반복되는 3개의 독립적인 실험의 평균 ± SEM을 나타냅니다. 동일한 겔과 동일한 노출로 3중 실험을 보여주는 대표적인 웨스턴 블롯이 표시됩니다.*P<0.05 vs="" untreated="" cells(ctrl).=""><><0.01 vs="" fe/asc="" treated="">
이 기사는 Scientific Reports|(2021) 11:3878|https://doi.org/10.1038/s41598-020-80587-5