Els extractes de Cistanche Deserticola poden antagonitzar la immunosenescència i allargar la vida útil en ratolins propensos a la senescència accelerada del ratolí 8 (SAM-P8)

Ke Zhang, Xu Ma, Wenjun He, Haixia Li, Shuyan Han, Yong Jiang, Hunan Wu, Li Han, Tomohiro Ohno, Nobuo Uotsu, Kohji Yamaguchi, Zhizhong Ma i Pengfei Tu

1 Departament de Medicina Natural, Escola de Ciències Farmacèutiques, Universitat de Pequín, núm. 38 Xueyuan Road, Beijing 100191, Xina

2 Centre d'anàlisi mèdica i saludable, Universitat de Pequín, núm. 38 Xueyuan Road, Beijing 100191, Xina

3 Facultat de Recerca Fonamental, Institut de Recerca Fancl, Corporació FANCL, 12-13 Kamishinano, Totsuka-Ku, Yokohama, Kanagawa 244-0806, Japó

4 Departament d'integració de la medicina tradicional xinesa i occidental, Escola de Ciències Mèdiques Bàsiques, Universitat de Pequín, núm. 38 Xueyuan Road, Beijing 100191, Xina

Contacte:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Les 8 subsoques propenses a la senescència del ratolí (SAM-P8), àmpliament acceptades com a model animal per estudiar fàrmacs antienvelliment i antienvelliment, es van utilitzar per examinar els efectes de la suplementació dietètica amb extractes deCistanchedeserticola(ECD) que s'ha utilitzat àmpliament en la medicina tradicional xinesa a causa de la seva capacitat percebuda per promoure la funció immune en la gent gran. Els ratolins SAM-P8 mascles de vuit mesos van ser tractats amb ECD mitjançant administracions orals diàries durant 4 setmanes. Els resultats van mostrar que la suplementació dietètica de 150 mg/kg i 450 mg/kg d'ECD podria allargar la vida útil mesurada per l'anàlisi de supervivència de Kaplan-Meier de manera dependent de la dosi. Es va demostrar que la suplementació dietètica de ratolins SAM-P8 durant 4 setmanes amb 100, 500 i 2500 mg/kg d'ECD va provocar augments significatius tant de cèl·lules T ingènues com de cèl·lules assassines naturals a les poblacions de cèl·lules sanguínies i de melsa. En canvi, les cèl·lules T de memòria perifèrica i la citocina proinflamatòria, IL-6 al sèrum, es van reduir substancialment en els ratolins que ingerien 100 i 500 mg/kg d'ECD diaris. A més, es van restaurar en paral·lel les cèl·lules Sca-1 positives, els progenitors reconeguts de les cèl·lules T ingènues perifèriques. Els nostres resultats proporcionen un suport experimental clar per a estudis observacionals clínics de llarga data que ho demostrenCistanchedeserticolaposseeix efectes significatius en l'allargament de la vida útil i suggereix que això s'aconsegueix antagonitzant la immunosenescència.

Cistanchellaunaanti edatiblanquejar la pell

Introducció

Cistanchedeserticola, una de les herbes medicinals/productes de salut xinesos tradicionals més populars, s'ha descrit en una sèrie de farmacopees històriques d'herbes xineses com a propietats antienvelliment. En conseqüència, s'ha utilitzat àmpliament a la Xina per tractar diversos trastorns relacionats amb l'edat, com ara la demència senil, la impotència, la infertilitat, la infecció crònica i els trastorns hematopoètics en la gent gran [1]. Els enfocaments químics moderns han permès aïllar dos tipus principals de compostos, glicòsids feniletanoides i oligosacàrids, com a principis actius principals deCistanchedeserticola[1]. En l'última dècada,Cistanchedeserticolai els seus extractes s'han estudiat intensament i s'ha demostrat que són capaços de protegir les neurones de les lesions induïdes per neurotoxines [2], inhibint l'hepatotoxicitat induïda pel tetraclorur de carboni [2] i afavorint la recuperació de cèl·lules de medul·la òssia del dany per radiació induït per Co60 [3] . També s'ha demostrat que té efectes antiinflamatoris, antioxidants i antienvelliment [4]. Tanmateix, no s'ha provat amb rigor si Cistanche deserticola pot augmentar la vida útil i quins són els mecanismes moleculars subjacents [3] associats a les seves propietats antienvelliment.

La immunosenescència, és a dir, l'alteració del sistema immunitari amb l'edat constitueix el rerefons en el qual s'ha observat una major susceptibilitat a les infeccions, el càncer, les malalties neurodegeneratives i les malalties autoimmunes en la gent gran [5]. S'ha informat que les intervencions terapèutiques, com la restricció calòrica [6] i la suplementació amb vitamina E, són efectives per retardar la progressió de la immunosenescència i, per tant, reduir la morbiditat d'algunes malalties relacionades amb l'edat, així com per allargar la vida útil tant dels humans com dels rosegadors. [7, 8]. Tanmateix, els estudis en aquesta àrea es compliquen pel fet que l'envelliment s'associa amb la paradoxa de la deficiència immune simultània i la inflamació crònica [9]. Això vol dir que l'estimulació simple de la proliferació de limfòcits o la antiinflamació no representa intervencions terapèutiques ideals per tractar l'envelliment i les condicions relacionades amb l'edat [10]. En conseqüència, en la recerca d'intervencions mèdiques capaços de prevenir o alleujar les condicions relacionades amb l'edat, com ara infeccions, càncer, malalties autoimmunes, aterosclerosi i malalties neurodegeneratives que són les principals causes de mort i discapacitat, i la reparació dels defectes del sistema immunitari ha d'anar acompanyada d'una inhibició de respostes inflamatòries.

El ratolí accelerat per la senescència [11] és un model de ratolí endogàmic, derivat de la soca AKR/J, que s'utilitza àmpliament en estudis sobre l'envelliment. La subsoca P8 (SAM-P8) d'aquests ratolins té una vida útil notablement reduïda en comparació amb la subsoca R1 (SAM-R1), que també mostra un procés d'envelliment més lent [12]. Paral·lelament al seu envelliment prematur, els ratolins SAM-P8 també presenten un augment de la senescència neurològica, la immunosenescència i els dèficits hematopoètics relacionats amb l'edat que imiten de prop les característiques típiques d'envelliment humà [13, 14]. L'anàlisi dels mecanismes subjacents responsables del procés d'envelliment accelerat i dels trastorns relacionats amb l'edat indica que la disfunció mitocondrial [15], l'estrès oxidatiu i l'augment de la taxa de mutació de l'ADN somàtic semblen estar implicats [16, 17]. Aquest sistema de ratolí, amb el seu fons genètic homogeni, per tant, proporciona un excel·lent model experimental per estudiar l'envelliment i la terapèutica antienvelliment [12]. Aquest estudi s'ha centrat a investigar si els extractes de Cistanche deserticola són capaços d'allargar la vida útil dels ratolins SAM-P8 i revertir el seu estat d'immunosenescència.

cistancheequinacòsidllaunaanti edat

Resultats

3.1. Anàlisi de components actius potencials en extractes de Cistanche deserticola (ECD). Com es mostra a la taula 1, l'ECD es compon principalment de dos tipus de compostos, glicòsids feniletanoides i oligosacàrids. En els glicòsids feniletanoides, s'han identificat l'echinacòsid, l'acteòsid i l'àcid epilogànic, mentre que en els oligosacàrids només es va identificar el galactitol.

3.2.L'impacte dels extractes de Cistanche deserticola en la vida útil mitjana dels ratolins SAM-P8. Per a aquest i els estudis posteriors, es van dividir els ratolins SAM-P8 mascles de vuit mesos en 4 grups. Entre ells, un grup de ratolins es va alimentar amb una dieta normal sense ECD, els altres 3 grups han ingerit per separat les dietes que contenen diferents proporcions d'ECD. Els ratolins de la subsoca SAM-R1, que tenen un procés d'envelliment i una vida útil normals, es van utilitzar com a grup de control en tots els experiments.

En comparació amb el grup de control SAM-R1, la vida mitjana dels ratolins SAM-P8 es va escurçar significativament (figura 1 (a); 𝑃 <0.001). tot="" i="" que="" la="" suplementació="" de="" la="" dieta="" amb="" la="" dosi="" baixa="" (50="" mg/kg)="" d'ecd="" no="" va="" produir="" un="" augment="" significatiu="" de="" la="" vida="" útil="" dels="" ratolins="" sam-p8,="" amb="" suplements="" mitjans="" (150="" mg/kg)="" i="" alts="" (450="" mg/ml)="" a="" les="" dosis="" hi="" va="" haver="" un="" augment="" de="" la="" vida="" útil="" depenent="" de="" la="" dosi="" (figures="" 1="" (a)="" i="" 1="" (b);="" 𝑃="">< 0,05–0,01)="" que="" es="" va="" confirmar="" per="" l'anàlisi="" de="" supervivència="" de="" kaplan-meier,="" que="" incloïa="" l'ús="" tant="" del="" rang="" log="" (="" mantel-cox)="" i="" proves="" de="">

3.3. Reversió de la immunosenescència en ratolins SAM-P8 mitjançant extractes de Cistanche deserticola (ECD). Una disminució dels limfòcits T perifèrics naïfs i l'augment concomitant dels limfòcits T de memòria perifèrica són característiques destacades de la immunosenescència que es consideren àmpliament com les principals raons subjacents a les anomalies immunològiques relacionades amb l'edat. Aquesta immunosenescència en SAM-P8 en relació amb animals SAM-R1 va ser clarament evident quan es va utilitzar l'anàlisi FACS per enumerar limfòcits (CD3 més CD44low CD45RBhigh) com a indicador de cèl·lules T ingènues i limfòcits (CD3 més CD44high CD45BRlow) com a indicador de memòria T. cèl · lules. Així, tant a la sang perifèrica (figura 2) com a les cèl·lules de la melsa (figura 3) les poblacions van reduir els nivells de cèl·lules T ingènues i es van observar un augment dels nivells de cèl·lules T de memòria en els ratolins SAM-P8. Es va trobar que la suplementació de la dieta dels ratolins SAM-P8 amb ECD era capaç de revertir aquests indicadors d'immunosenescència de manera dependent de la dosi tant a les poblacions de sang perifèrica (figura 2) com de cèl·lules de melsa (figura 3). Com a indicador addicional de la inversió de la immunosenescència mitjançant la suplementació amb ECD de la dieta, es va analitzar el nivell de cèl·lules assassines naturals [18], un marcador cel·lular important del sistema immunitari innat. Això va demostrar que la suplementació amb la dieta ECD va donar lloc a un augment depenent de la dosi de les cèl·lules NK (CD3 més CD49 plus) tant a les poblacions de limfòcits de sang perifèrica (figura 4) com de cèl·lules de melsa (figura 5).

3.4. Els extractes de Cistanche deserticola reforcen la intensitat de fluorescència relativa de cèl·lules positives Sca-1 en ratolins SAM-P8. L'antigen de cèl·lules mare-1 (Sca-1) és un dels biomarcadors més destacats de les cèl·lules mare hematopoietiques (HSC) a les poblacions de cèl·lules de medul·la òssia. Les cèl·lules positives Sca-1 també representen progenitors de limfòcits que s'han exportat recentment de la medul·la òssia a la sang perifèrica on es sotmeten a una més diferenciació en diversos tipus de limfòcits madurs. En conseqüència, aquestes cèl·lules Sca-1 positives representen la principal font de limfòcits T naïfs a la sang perifèrica. La figura 6 mostra que, en comparació amb els ratolins control SAM-R1, la intensitat relativa de fluorescència de les cèl·lules positives Sca-1 en ratolins SAM-P8 era substancialment menor. Es va demostrar que la suplementació dietètica de ratolins SAM-P8 amb tres dosis diferents d'ECD millora significativament la intensitat de fluorescència relativa de les cèl·lules positives Sca-1 (figura 6).

3.5. Els extractes de Cistanche deserticola (ECD) promouen l'apoptosi i inhibeixen la necrosi dels limfòcits en ratolins SAM-P8. Els nivells de necrosi i apoptosi a les poblacions de limfòcits sanguinis es van analitzar mitjançant una doble tinció amb Annexina V-FITC V/PI. Això va revelar que la proporció de limfòcits necròtics en els ratolins SAM-P8 era significativament més gran que en els animals control SAM-R1, mentre que la proporció de limfòcits apoptòtics era menor (figura 7). La suplementació de la dieta de ratolins SAM-P8 amb tres dosis diferents d'ECD va poder inhibir els nivells de necrosi observats a les poblacions de limfòcits perifèrics, mentre que només els dos nivells més alts de suplementació d'ECD van produir un canvi significatiu en el nivell de limfòcits apoptòtics (figura). 7).

cistanchellaunaanti-oxidació

3.6. Els extractes de Cistanche deserticola (ECD) redueixen la citocina proinflamatòria IL-6 en ratolins SAM-P8. Com a indicador més de la capacitat de l'ECD per influir en els canvis relacionats amb l'edat en el sistema immunitari, l'efecte de la suplementació en la dieta d'ECD sobre el nivell de diverses citocines (IFN-𝛾, TNF- 𝛼, IL-2, IL{ {9}}, IL{{10}}, GM-CSF i IL-3) es va analitzar mitjançant l'anàlisi citomètrica de perles (CBA) que implica la tinció amb anticossos marcats amb colorant fluorescent acoblats amb perles citomètriques de captura. Els resultats (figura 8) van mostrar que la citocina inflamatòria IL-6 no va augmentar en els ratolins SAM-P8 de 8-mesos d'edat en comparació amb els ratolins control SAM-R1 de la mateixa edat, però va augmentar significativament quan en comparació amb els ratolins SAM-R1 de 6-mes d'edat (els resultats no es mostren). Tanmateix, la suplementació dietètica amb dosis altes i mitjanes d'ECD va ser capaç de produir una disminució estadísticament significativa dels nivells plasmàtics d'IL-6 (figures 8 (a) i 8 (b), 𝑃 < 0,="" 05).="" els="" nivells="" plasmàtics="" de="" les="" altres="" citocines="" examinades="" (ifn-𝛾,="" tnf-𝛼,="" il-2,="" il-10,="" gm-csf="" i="" il{-3)="" no="" van="" mostrar="" variacions="" significatives="" entre="" sam-="" grups="" de="" ratolins="" tractats="" amb="" p8,="" sam-r1="" i="" ecd="" (dades="" no="">

4. Discussió

La defensa immune contra microorganismes recentment invasius o cèl·lules tumorals endògenes depèn de la diversitat del repertori de cèl·lules T, que al seu torn depèn de la generació i manteniment de cèl·lules T ingènues [19]. Durant el procés d'envelliment, s'ha demostrat que la diversitat del repertori de cèl·lules T es redueix dràsticament a causa de l'esgotament progressiu de cèl·lules T ingènues a la reserva perifèrica. Es creu que aquesta escassetat de cèl·lules T ingènues responsives és la responsable de la susceptibilitat de les persones grans a la infecció, el càncer i els mals resultats després de la vacunació [20]. Diverses intervencions, inclosa la restricció calòrica [7], l'exercici [21] i la suplementació de vitamina E [8], s'han utilitzat per reomplir amb èxit les cèl·lules T ingènues i, per tant, allargar la vida útil i reduir l'aparició d'infeccions i càncer entre la gent gran. En aquest estudi, hem demostrat que l'ECD és capaç d'augmentar el nivell de cèl·lules T ingènues a la piscina perifèrica i hi va haver una prolongació concomitant de la vida útil i una reducció de la freqüència de formació de tumors en ratolins accelerats per la senescència (grup terapèutic ECD versus grup terapèutic). SAM-P8, 0 versus 1/6). Per tant, sembla raonable concloure que la capacitat de l'ECD per revertir l'esgotament dependent de l'edat de les cèl·lules T perifèriques ingènues pot contribuir als seus efectes coneguts en la reducció de malalties relacionades amb l'edat que es deriven d'observacions clíniques a llarg termini.

cistancheacteòsidllaunaanti edat

Referències

[1] Y. Jiang i P.-F. Tu, "Anàlisi de constituents químics en espècies de Cistanche", Journal of Chromatography A, vol. 1216, núm. 11, pàgines 1970–1979, 2009.

[2] Q. Xiong, K. Hase, Y. Tezuka, T. Tani, T. Namba i S. Kadota, "Hepatoprotective activity of phenylethanoids from Cistanche deserticola", Planta Medica, vol. 64, núm. 2, pàgines 120–125, 1998.

[3] "Immunology and aging in Europe. Proceeding of the 2nd Conference on Basic Biology and Clinical Impact of Immunosenescence. Març 22-26, 2001, Còrdova, Spain," Experimental Gerontology, vol. 37, núm. 2-3, pàgines 183–473, 2002.

[4] G.-D. Xuan i C.-Q. Liu, "Recerca sobre l'efecte dels glucòsids feniletanoides (PEG) de Cistanche deserticola sobre l'anti-envelliment en ratolins vells induïts per D-galactosa", Journal of Chinese Medicinal Materials, vol. 31, núm. 9, pàgines 1385–1388, 2008.

[5] D. Aw, AB Silva i DB Palmer, "Immunosenescència: reptes emergents per a una població envellida", Immunology, vol. 120, núm. 4, pàgines 435–446, 2007.

[6] M. Alizadeh, H. Pohla, A. Rehbein i G. Pawelec, "Long term culture of monoclonal human T limfocytes: models for immunosenescence?" Mecanismes d'envelliment i desenvolupament, vol. 83, núm. 3, pàgs. 171–183, 1995.

[7] EH Greeley, E. Spitznagel, DF Lawler, RD Kealy i M. Segre, "Modulation of canine immunosenescence by life-long caloric restriction", Veterinary Immunology and Immunopathology, vol. 111, pàgines 287–299, 2006.

[8] SN Meydani, SN Han i D. Wu, "Vitamina E i resposta immune en els vells: mecanismes moleculars i implicacions clíniques", Immunological Reviews, vol. 205, pàgines 269–284, 2005.

[9] SG Deeks, "Infecció pel VIH, inflamació, immunosenescència i envelliment", Annual Review of Medicine, vol. 62, pàg. 141– 155, 2011.

[10] M. Capri, D. Monti, S. Salvioli et al., "Complexity of anti immunosenescence strategies in humans", Artificial Organs, vol. 30, no. 10, pàgines 730–742, 2006.

[11] S. Antonaci, AR Garofalo, C. Chicco et al., "Senile dementia, Alzheimer type: a distinct entity in the immunosensescence?" Journal of Clinical Laboratory Analysis, vol. 4, no. 1, pàgs. 16–21, 1990.

[12] R. Takahashi, "Estudis anti-envelliment sobre les soques de ratolí accelerat per senescència (SAM)", Yakugaku Zasshi, vol. 130, núm. 1, pàgs. 11–18, 2010.

[13] S. Llor´ens, RMM-F. De Mera, A. Pascual et al., "El ratolí accelerat per la senescència (SAM-P8) com a model per a l'estudi de les alteracions funcionals vasculars durant l'envelliment", Biogerontology, vol. 8, no. 6, pàgines 663–672, 2007.

[14] T. Takeda, "Senescence-accelerated mouse (SAM) with special references to neurodegeneration models, SAMP8 and SAMP10 ratolins", Neurochemical Research, vol. 34, núm. 4, pàgines 639–659, 2009.

[15] H. Nakahara, T. Kanno, Y. Inai et al., "Mitochondrial dysfunction in the senescence-accelerated mouse (SAM)," Free Radical Biology and Medicine, vol. 24, núm. 1, pàgs. 85–92, 1998.

[16] J. Mizutani, T. Chiba, M. Tanaka, K. Higuchi i M. Mori, "Unique mutations in mitocondrial DNA of senescence-accelerated mouse (SAM) strains", Journal of Heredity, vol. 92, núm. 4, pàgs. 352–355, 2001.

[17] A. Mori, K. Utsumi, J. Liu i M. Hosokawa, "Oxidative damage in the senescence-accelerated mouse", Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 854, pàgs. 239–250, 1998.

[18] WB Ershler, WH Sun, N. Binkley et al., "Interleucina-6 and envelliment: els nivells sanguinis i la producció de cèl·lules mononuclears augmenten amb l'avançament de l'edat i la producció in vitro es pot modificar per restricció dietètica", Lymphokine and Cytokine. Recerca, vol. 12, núm. 4, pàgines 225–230, 1993.

[19] AN Vallejo, "Remodelació immune: lliçons de les alteracions del repertori durant l'envelliment cronològic i en la malaltia immune mediada", Trends in Molecular Medicine, vol. 13, núm. 3, pàgines 94–102, 2007.