L'autofluorescència com a biomarcador no invasiu de senescència i productes finals de glicació avançada a Cistanche Tubulosa
Apr 11, 2023
DISCUSSIÓ
Anteriorment, l'autofluorescència s'ha utilitzat per controlar la lipofuscina, el pigment de l'edat, com a biomarcador de la senescència.4,13. Encara que vam observar vermellFluorescència indicativa de la lipofuscina com s'ha vist en estudis anteriors9, blauFlLa uorescència es va detectar en una etapa anterior de la vida quan es van examinar els cucs mitjançant un M165 FCFlestereomicroscopi d'orescència (Leica Microsystems, Tòquio, Japó) (dades no mostrades). L'objectiu del present estudi era examinar si l'autofluorescència blava podria servir com a marcador més sensible per rastrejar la senescència de cucs individuals.

Cistanche PerAntisenescència
Producte Cistanche anti-envelliment llest per enviar
ElFlla uorescència mesurada en cucs individuals va augmentar amb l'edat; quants menys cucsFluorescent, com més llarga sigui la seva esperança de vida. Així, blauFlLa uorescència pot proporcionar un biomarcador alternatiu per rastrejar la senescència. Tanmateix, Pincus et al. va informar que els cucs que van morir posteriorment (en 24 h)Fluorescent a causa de la biosíntesi de la quinurenina; aquests investigadors van anomenar aquesta llum blava"mortFluorescència". Sembla que la mortFluorescència reFlemissió d'efectes per una forma glicosilada d'àcid antranílic produïda per la via de la quinurenina; l'automòbilFlEl material uorescent es detecta en grànuls intestinals semblants a lisosomes31. Aquesta llum blava podria ser el mateix marcador de mort que Coburn et al. observat enC. elegansdurant diverses hores abans i després de la mort, i això es va observar tant en cucs joves sotmesos a ferides letals com en cucs que morien naturalment de vellesa. De fet, vam observar que elamable-1El mutant, que no té activitat de quinureninasa, era menys autofluorescent que el de tipus salvatge. Tanmateix, els nostres resultats van indicar que una part del blauFlLa uorescència s'associa amb l'envelliment més que no pas amb la mort. En particular, com es mostra a la Fig.3b, els cucs envellits van mostrar un blau augmentatFluorescència fins i tot si s'exclouen les dades obtingudes dins dels 2 dies anteriors a la mort. A més, els cucs encaraFlva augmentar més amb l'envelliment, independentment de l'estat de lakynu-1gen. ReduïtFluorescència en elkynu-1Per tant, el mutant hauria de ser degut a la pèrduade l'acceleració de la síntesi d'AGE per les quinurenines en lloc de la manca de mortFluorescència32.
Alguns compostos AGE ho sónFlUorescents27. Hem deduït que el blauFlLa uorescència pot incloure l'emissió d'aquests AGE, independentment de la atribuïble a la mortFluorescència. Quan les proteïnes de cuc extretes es van incubar amb sucres in vitro, elFlla intensitat de la uorescència i els nivells d'AGEs van augmentar amb el temps. Cucs cultivats en un medi que conté ribosaFlEls animals uorescents més que els de control es cultiven en absència de ribosa suplementària, fins i tot quankynu-1estava mutat. En canvi, els cucs cultivats en presència de rifampicina, un conegut inhibidor de la producció d'AGEs, van mostrar nivells reduïts de blau.Fluorescència. De fet, la microscòpia de fluorescència va indicar que els 13-cucs d'un dia emetien més llum blava que els 3-adults joves d'un dia. La immunotinció amb anticossos anti-CML o anti-pentosidina no va mostrar la presència d'AGEs de propagació difusa en un patró de distribució semblant al del blau.Fluorescència. ElFluorescència podria originar-se d'altres abundantsFlAGEs uorescents com ara A vespertina, LM-1 i argpirimidina33,34.
Per proporcionar el rovell per als ooquists,C. elegansels hermafrodites consumeixen la seva pròpia biomassa intestinal, la qual cosa provoca atròfia intestinal i deposició de rovell ectòpic en la vida posterior. Les vitelogenines (proteïnes del rovell) estaven presents a nivells dues vegades més alts en els cucs vells (en comparació amb els animals més joves), tal com es va informar abans.35, i va exhibir sis vegades més granFluorescència després de la glicació in vitro. Aquestes dades suggereixen que les mateixes vitelogenines generarien 12- vegades més gransFluorescència en cucs més grans en comparació teòrica amb els adults joves. Western blotting va demostrar que les bandes principals que reaccionen amb l'anticossos anti-LMC eren les proteïnes del rovell. Aquesta troballa coincideix amb els informes anteriors de Nakamura et al., que van detectar una gran glicació de vitelogenina36, i Golegaonkar et al., que van detectar una disminució de la glicació en vitelogenina-2, vitelogenina-6 i factor d'allargament 1 alfa en nematodes tractats amb rifampicina30. Segons s'informa, les vitelogenines actuen com a antioxidants i contribueixen a la longevitat de les reines de les abelles.37. EnC. elegans, les vitelogenines tenen un paper crucial en la resistència a l'estrès 38. Com que els antioxidants es poden oxidar fàcilment, l'acumulació de vitelogenina glicada pot perjudicar la protecció del dany oxidatiu, donant lloc a una relació inversa entre l'esperança de vida i la intensitat del blau.Fluorescència observada en el present estudi. Tanmateix, Sornda et al. recentment es va informar que la vida útil no està relacionada amb la resistència a l'estrès oxidatiu mediada per YP115/YP88 (vitellogenina-6)39. Aquests investigadors van proposar que l'acumulació de vitelogenina YP170, derivada de les vitelogenines 1–5, provoca atròfia intestinal i disminució de la vida útil, mentre que l'acumulació de YP115/YP88 pot retardar l'atròfia intestinal i allargar la vida útil. Per tant, la glicació de la vitelogenina-6 i la disfunció resultant poden contribuir a la senescència. Encara que factors d'allargamentFlva augmentar tres vegades més intensament després de la glicació in vitro, les quantitats d'aquestes proteïnes eren similars entre cucs joves i vells. Per tant, la contribució d'aquest factor a l'autofluorescència millorada pot ser menor que la atribuïble a les vitelogenines.

Cistanches'ha utilitzat generalment com a modelestudiarintervencions de senescència i antisenescència. Vam proposar l'ús del cuc com a model per investigar els efectes a favor de la longevitatde bacteris làctics8. Donada la demostració (en el present estudi) que blauFlLa uorescència en nematodes és un possible indicador de l'acumulació d'AGEs, ho proposemCistanche els hermafrodites poden servir de model per investigar la utilitat de les intervencions antisenescència que actuen mitjançant la supressió de la producció d'AGEs. En canvi, és poc probable que l'autofluorescència sigui un biomarcador de senescència per als cucs masculins perquè les vitelogenines han de ser escasses.

Fig. 5 Fluorescència blava dels mutants kynu-1, que no haurien d'emetre fluorescència mortal. aIntensitat de fluorescència (p. ex. 340/em 430) de 7-dia i 13-diakynu-1mutants (n = 37 cadascun); els cucs més vells encara emeten mésFluorescència que els cucs més joves, malgrat lakynu-1mutació. No obstant això, cap signeFifiEs va detectar una diferència en els valors d'autofluorescència pel Mann–WhitneyU prova.b Un 7-cuc d'un dia mantingut amb ribosa emetia més blauFluorescència malgrat laamable-1mutació. BlauFluorescència deC. eleganscultivat amb ribosa (n = 24) o sorbitol (n = 18) es va comparar amb la dels cucs control sense els sucres (n = 20). Els valors d'autofluorescència es van comparar mitjançant l'acer no paramètric–Mètode Dwass (**p < 0.01). c Corbes de supervivència deC. eleganscultivat amb ribosa (n = 62) o sorbitol (n = 84) es van comparar amb la dels cucs control sense els sucres (n = 64). Els cucs tenien 3 dies el dia 0. La supervivència dels nematodes va ser calculada pel Kaplan–Es va provar la importància del mètode Meier i de les diferències de supervivència mitjançant l'ús de la prova de rang de registre (**p < 0.01).
MÈTODES
NematodesCistanche La soca Bristol N2 i les seves soques mutants derivades van ser amablement proporcionades pel Caenorhabditis Genetics Center de la Universitat de Minnesota. Les mutacions utilitzades en aquest estudi van ser CB1370daf-2 (e1370)i CB1003kynu-1 (E1003). Els nematodes es van mantenir i es van propagar a NGM segons la tècnica estàndard 40. Els ous de cuc es van recuperar de cucs adults després de l'exposició a una solució d'hipoclorit de sodi/hidròxid de sodi tal com es va descriure anteriorment 41. Les suspensions d'ous es van incubar durant la nit a 25 graus per permetre l'eclosió i la suspensió. de cucs en fase L1-es va centrifugar a 156 ×g durant 1 min. Es va eliminar el sobrenedant i les larves restants es van transferir a plaques fresques de NGM modificat sense peptona (mNGM) cobertes ambE. colisoca OP50 (OP50). Les soques es van cultivar en plaques d'agar mNGM a 25 graus, exceptedaf-2soca, que es va cultivar a 20 graus fins a l'etapa L4. Tots els assajos es van començar amb cucs adults joves que van començar a posar ous a 25 graus. No es va requerir cap aprovació ètica per als nematodes.Soques bacterianesL'OP50 es va utilitzar com a aliment de nematodes establert internacionalment. L'agar de soja triptona (Nissui Pharmaceutical, Tòquio, Japó) es va utilitzar per cultivar OP50. Els bacteris (100 mg de pes humit) es van suspendre en 0,5 ml de tampó M9; A continuació, es va estendre una alíquota de 50-µL de la suspensió bacteriana al mNGM en plaques de 5,5-cm de diàmetre tret que s'indiqui el contrari.

Anàlisi multivariant de l'autofluorescència
analitzat mitjançant una matriu d'excitació-emissió (EEM)Flespectroscòpia d'uorescència. Anàlisi multivariant (excitació d'una sola longitud d'ona amb múltiplesemissió de longitud d'ona i exploració síncronafluorometria) va produir gràfics EEM consistents en excitació d'un sol escaneig, i síncronfluorescènciaes van dibuixar els espectres de cada sèrie.
Espectres de fluorescència dels cucs envellits
lector de microplaques model SH-9000Lab amb programari de tractament de dades SF6(Corona Electric, Ibaraki, Japó). Cada mesura es va realitzar tres vegades.

Mesura de l'autofluorescència de cucs vius individuals (mètode d'embolcall)
Tanmateix, les dades en blanc (només el buffer M9) es van comprovar tres vegadescada pou, tenint en compte elfluctuacióde pou a pou. Els límits mínims de detecció i els límits quantificables es van determinar a partir de les dades en blanc de cada dia segonsμ (mitjana del blanc)més3.29σ (desviació estàndard) iμmés√2 × 10σ, respectivament. L'autofluorescència al cos de cada cuc
es va capturar amb un lector de microplaques de reixeta multimode. Desprésmesura, cada cuc es va mantenir individualment en un 4,0-cmplaca de diàmetre coberta amb OP50 (2 mg/10μL M9 tampó) a 25 graus. CadascúL'assaig es va dur a terme en un mínim de 20 cucs i es va repetir dues vegades.
Mesura de l'esperança de vida
Els cucs es van mantenir en plaques mNGM cobertes amb OP50 a 25 graus fins als 13 dies. Després de l'avaluació per partfluorescènciaassaig, eren 30 cucs cadascunes va traslladar a noves plaques mNGM separades cobertes amb OP50. Les plaques es van incubar a 25 graus i es van anotar cucs vius i morts cada 24 h. Un cuc es considerava mort quan no responia a un toc suau amb un selector de cucs.

AGEs després de la glicació in vitro
suma de 100μL d'1 mol/L d'àcid sulfúric per pou. L'absorbància de cadascunbé a 450 nm (sub: 650 nm) després es va mesurar immediatament amb un lector de microplaques. ELISA es va realitzar tres vegades per a cadascuna de les condicions de prova.
Western blotting per a cucs envellits
Les mostres es van tractar amb 4 × Bolt™ LDS Mostra Tampó (Thermo Fisher ScientiFific) i 10× Bolt™ Agent reductor de mostra (Thermo Fisher ScientiFific), i cada mostra que conté 1,5μg de proteïna total es van executar en un Bolt™ 4–Gel Bis-Tris Plus al 12% (Thermo Fisher ScientiFific). A continuació, les proteïnes es van transferir del gel a un polivinilidèFlmembrana d'or (ATTO, Tòquio, Japó) i bloquejada amb un 5% de llet desnatada en PBS- 0,1% Tween 20 durant 1 h. La membrana es va incubar durant la nit a 4 graus amb un anticòs monoclonal anti-AGE (anti-CML) (clon núm. 6D12 a 1:1000), es va rentar amb PBS-T i després es va incubar a temperatura ambient durant 1 h amb un anticòs IgG anti-ratolí de cabra conjugat amb peroxidasa (1:25,000). Després de rentar-se amb PBS-T, la membrana es va incubar amb el reactiu de detecció de tacació occidental ECL prime (GE Healthcare UK, Little Chalfont, Anglaterra) i es va escanejar amb un sistema d'imatge tàctil ChemiDoc (Bio-Rad, Hercules, CA, EUA) o ImageQuant. LAS 500 (GE Healthcare UK). A continuació, es van rentar les membranes amb PBS-T, es van incubar amb Western BLoT Stripping Buffer (Takara, Shiga, Japó) durant 30 minuts a temperatura ambient i es van rentar de nou amb PBS-T. La membrana es va tornar a sondar mitjançant anticossos anti-vitellogenina YP115 i YP170 (cadascun 1:10.000) a 4 graus durant la nit42, rentat amb PBS-T i incubat amb anticòs IgG anti-rata de cabra conjugat amb peroxidasa (1:2000) (Proteintech, Rosemont, IL, EUA) a temperatura ambient durant 2 h. Per als controls de càrrega, les membranes es van tornar a sondar amb un anticòs anti-actina (Clon No. C4; Merck KGaA, Darmstadt, Alemanya) i un anticòs anti-ratolí conjugat amb peroxidasa (GE Healthcare UK). Les densitats de les bandes de vitelogenina (YP170 i YP115) i CML a cada carril es van normalitzar amb les de les bandes d'actina del carril respectiu. Les densitats de bandes es van analitzar mitjançant el programari ImageQuant TL (GE Healthcare). Cada assaig es va realitzar dues vegades.
Efectes de la ribosa i la rifampicina sobre els AGE in vivo
acabatposta d'ous (als 7 dies). Per avaluar la influència de la ribosa, vam realitzar assajos de supervivència i vam mesurar l'autofluorescència. Un cuc eraconsiderat mort quan no va respondre a un toc suau amb un selector de cucs. Els cucs que morien com a conseqüència de l'adhesió a la paret de la placa no es van incloure en l'anàlisi i van ser censurats. En un experiment separat,MGM que conté 50 µM (finalconcentració) rifampicina (dissolta enDMSO) es va utilitzar. Cada assaig es va repetir dues vegades.

Identificació de proteïnes antigues específiques de cuc
20 mM (en presència d'un excés molar 2 × de DTT); la barreja llavors eraincubat a la foscor a temperatura ambient durant 30 minuts per permetre que la reacció d'alquilació continuï. Es va barrejar tripsina en AmBic 50 mM amb cada solució a 1:50 (tripsina: concentració de proteïnes). Les mostres es van digerir durant almenys 4 hores o durant la nit a 37 graus amb agitació. Seguintcentrifugació, TFA i ACN es van afegir per obtenir el rendimentfinalconcentracions de 0.5–1.0 per cent de TFA i 2 per cent d'ACN en volum. Les mostres es van agitar durant 2 h a 60 graus. Després de la centrifugació a 22.200 ×g durant 5 min, el sobrenedant va serpipetat en un vial de mostreig automàtic. Les proteïnes es van digerir prèviament amb tripsinaanàlisi per cromatografia líquida en fase inversa mitjançant un sistema Ultimate3000RSnanoLC (Thermo Fisher Scientific) acoblat a un sistema ESI-Q-TOF (Impact II Bruker Daltonics). L'alcohol deshidrogenasa del llevatLa proteïna (ADH1_LEVAT) es va augmentar a les mostres com a estàndard intern;es va realitzar un repunt per proporcionar una quantitat d'aproximadament 50 fmol deestàndard a la columna.
Autofluorescència després de la glicació in vitro
La vitellogenina en solució de PBS ({{0}},053 µM) es va comprar a Biosense Laboratories AS (Bergen, NORUEGA). La solució de factor d'allargament (1, 17 µM) es va comprar a Abnova Corporation (ciutat de Taipei, Taiwan). Aquestes solucions es van glicosar amb ribosa 0,1 mM durant 23 dies a 37 graus. RiboFLFLL'avin es va comprar a Sigma (Tòquio, Japó) i es va dissoldre en PBS a 0,1 mM. Cada solució es va mesurar per espectrofotometria de fluorescència en les mateixes condicions.
Immunofluorescènciaper cucs joves i vellsEl CB1003 alimentat amb OP50 sincronitzat amb l'edat es va incubar a 25 graus. Els adults de tres dies i 13-dia es van permeabilitzar amb Bouin'Protocol de fixació del tub43.

Fig. 7 Imatges de fluorescència de mutants de 3-dia i 13-dia d'antiguitat kynu-1. ACCucs de tres dies id–f 13-cucs d'un dia, amb imatges en brut a la columna 1. Per excloure els possibles efectes de la mortFluorescència que comença des de 2 dies abans dels cucs' la mort, el mutantkynu-1fou utilitzat. L'autofluorescència es veu a les imatges de les columnes 2 i 3. Les fotos de la columna 3 s'han ampliat des de les àrees indicades (per rectangles) de les imatges de la columna 2. Cucs vells (13-d'un dia) automàticfluorescentsigniFifimolt més alt que els cucs joves (3-d'un dia). Cada barra d'escala indica 50μm. g Quantificacióde blaufluorescènciautilitzant el programari ImageJ i ImageQuant TL. Cada barra representa els valors mitjans deFlintensitat de la uorescència per 1 mm2 de nou cucs. ** indica estadísticament un signeFifino hi ha diferència entre cucs de 3-dia i 13-dies a l'ap valor < 0,01. Les barres d'error representen el SE.
1 h, i bloquejat amb una solució tampó d'anticossos que conté un 10 per cent de sèrum de cabra(Cosmo Bio, Tòquio, Japó) a 4 graus durant la nit. Els anticossos primaris consistien en un anticòs monoclonal anti-AGE (anti-CML) de ratolí (clon núm. 6D12; 1:125) i un anticòs anti-pentosidina (clon núm. PEN-12, Trans Genic; 1:5). 0). L'anticòs secundari consistia en anticossos antiratolí de cabra conjugat Alexa Fluor 555- (Abcam, Cambridge, Anglaterra; 1:100). Totes les dilucions d'anticossos es van realitzar mitjançant un tampó d'anticossos que contenia un 0,5 per cent de BSA. Les mostres es van muntar sobre diapositives de vidre utilitzant el medi de muntatge antifade VECTASHIELD (Vector Laboratories, Burlingame, CA, EUA).
Microscòpia de fluorescència
Anàlisi estadística
La correlació de l'esperança de vida es va calcular mitjançant Spearman'coeficient de correlació de rang s. Els nivells d'autofluorescència després de la glicació in vitro es van comparar mitjançant ANOVA factorial de dos factors i Scheffe's F prova. ElEls valors d'ELISA després de la glicació in vitro es van comparar mitjançant ANOVA d'un sol factor i la prova de Dunnett per a comparacions múltiples. Supervivència dels nematodesva ser calculat pel Kaplan–Es va provar la importància del mètode Meier i de les diferències de supervivència mitjançant l'ús de la prova de rang de registre. Els valors d'autofluorescència després del tractament amb rifampicina i l'envelliment de ladaf-2ikynu-1es van comparar mutants per a cadascun utilitzant Student's t prova, ANOVA de dos factors de mesura repetida i Mann–WhitneyU prova. Els valors d'autofluorescència després dels tractaments amb ribosa per a N2 o elkynu-1Els mutants es van comparar mitjançant l'acer no paramètric–Mètode Dwass. Les densitats de la microscòpia d'autofluorescència es van comparar mitjançant Student's prova t. On s'observava importància, les dades eren classiFifieditat com a *p < 0.05 and **p < 0.01. All Les anàlisis estadístiques es van realitzar amb Microsoft Excel complementat ambel programari addicionalmésStatcel 3 (OMS, Tòquio, Japó) i JSTAT per a Windows(Nankodo, Tòquio, Japó).
Resum de l'informe
Hi ha més informació sobre el disseny de la investigació disponible a Nature ResearchResum d'informes enllaçat a aquest article.
DISPONIBILITAT DE DADES
Els conjunts de dades generats durant l'estudi actual estan disponibles al corresponentautor a petició raonable.
REFERÈNCIES
22. Mendler, M., Schlotterer, A., Morcos, M. i Nawroth, PP Comprendre la polineuropatia diabètica i la longevitat: què podem aprendre del nematodeCae norhabditis elegans? Exp. Clin. Endocrinol. Diabetis 120, 182–183 (2012).
Demana més:
Correu electrònic:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp més 86 15292862950







