Astudiaeth Gymharol O Priodweddau A Mecanwaith Gwrth-Heneiddio: Cyfyngiad Resveratrol A Chalorig

ABSENOLDEB

Mae Resveratrol a chyfyngiad caloric (CR) yn opsiynau therapiwtig pwerus ar gyferwrth heneiddio. Yma, mae eu heffaith gymharol argenyn sy'n gysylltiedig â hirhoedleddgwerthuswyd rheolydd gwybodaeth tawelu (SIRT1) in vitro ac in vivo. Defnyddiwyd celloedd IMR a gafodd eu trin â 2,2'-azobis (2-amidinopropane) deuhydroclorid (AAPH) i sefydlu model heneiddio cellog, a defnyddiwyd llygod mawr a gafodd eu trin â D-galactos (D-gal) fel anmodel anifail sy'n heneiddio. Arddangosodd Resveratrol a CR debyggweithgareddau gwrth-heneiddio, tystiolaethu ganatal heneiddio ac apoptosis ac adfer nam gwybyddol a niwed ocsideiddiol. Ar ben hynny, gallentuwch-reoleiddio telomerasegweithgaredd (TE),cynyddu ymadroddion SIRT1, fforch flaen blwch 3a (Foxo3a), rheolydd gweithredol o SIRT1 (AROS) a Hu antigen R (HuR ), ond yn gostwng p53 a dileu yn lefelau canser y fron 1 (DBC1). Fodd bynnag, dangosodd resveratrol 10 μM in vitro a'r grŵp dos uchel in vivogweithgareddau cymharol gryfach o lefelau SIRT1 gwrth-heneiddio ac ysgogol na CR. I gloi, resveratrol a CR yn dangos tebyggweithgareddau gwrth-heneiddioar signalau SIRT1,gan awgrymu potensial resveratrol fel mimetig CR.

Cliciwch Yma I Wybod Triniaeth Lysieuol Cistanche Ar gyfer Gwrth-Heneiddio

RHAGARWEINIAD

Mae gwelliannau mewn gofal iechyd wedi helpu i godi disgwyliad oes dynol yn y degawdau diwethaf, ac mae'r boblogaeth oedrannus felly yn cynyddu'n sylweddol. Yn anffodus, mae hyn yn dal i olygu cyfnodau cynyddol o iechyd gwael neu anabledd. Ar hyn o bryd, mae amrywiaeth o glefydau sy'n gysylltiedig â heneiddio yn dod i'r amlwg fel y bygythiadau iechyd mwyaf yn y rhan fwyaf o wledydd datblygedig. Er nad yw'n bosibl addasu ein cefndir genetig eto, mae strategaethau gwrth-heneiddio amrywiol yn dod i'r amlwg ar hyn o bryd fel ffyrdd iach o fyw ac ymyriadau therapiwtig, gyda'r nod o leihau nifer yr achosion o ffactorau risg iechyd gwael [1].

CR, cymeriant llai o galorïau heb ddiffyg maeth, yw un o'r ymyriadau mwyaf cadarn sy'n cynyddu hyd oes organebau model o furum i brimatiaid [2]. Gallai amddiffyn rhag dirywiad swyddogaethau biolegol, gan leihau nifer yr achosion a gohirio cychwyniad clefydau lluosog sy'n gysylltiedig ag oedran. Mae'r mecanwaith y mae CR yn ymestyn oes yn cynnwys arafu twf, lleihau braster y corff, gohirio newidiadau niwroendocrin neu imiwnolegol, cynnydd mewn galluoedd atgyweirio DNA, newid mynegiant genynnau, apoptosis gwell, gostyngiad yn nhymheredd y corff ac iselder cyfradd metabolig, a lleddfu ocsideiddiol. straen [3]. Mae effaith gwrth-heneiddio CR wedi'i chysylltu'n gryf â lefel uwch ac actifadu aelodau o'r teulu sirtuin, a hefyd yn gysylltiedig â llwybrau signalau moleciwlaidd eraill, gan gynnwys coactivator derbynnydd G sy'n cael ei actifadu gan ymlediad peroxisome- 1 (PGC{{). 6}} ), kinase protein adenosine monoffosffad-activated (AMPK), ffactor twf inswlin/inswlin-1, a tharged o rapamycin [1, 4]. Fodd bynnag, ni fyddai'r rhan fwyaf o bobl yn cydymffurfio â rhaglen ddeietegol mor drylwyr, yn enwedig yn y tymor hir. Felly, mae ymchwil ddiweddar wedi'i anelu'n gynyddol at bennu dichonoldeb ac effeithiolrwydd moleciwlau / triniaethau mimetig CR naturiol a / neu ffarmacolegol heb leihau'r defnydd o fwyd [5].

Mae Resveratrol yn polyphenol planhigyn a geir yn gyffredin mewn amrywiol blanhigion, gan gynnwys croen grawnwin, aeron a chnau daear. Yn ddiddorol, gall ymgorffori resveratrol mewn atchwanegiadau dietegol neu fwydydd fod yn opsiwn therapiwtig pwerus ar gyfer gwrth-heneiddio, ac mae sawl adroddiad yn nodi bod triniaeth resveratrol yn cynhyrchu effeithiau buddiol tebyg i rai CR [6], gan awgrymu potensial resveratrol fel CR mimetig [4]. Yn ddiweddar, dangoswyd bod resveratrol yn ymestyn yr oes trwy gynyddu gweithgaredd SIRT1 yn sylweddol, gan arwain at gynnydd mewn affinedd SIRT1 ar gyfer NAD plus a'r swbstrad asetylaidd [7, 8], sydd hefyd yn gyfrifol am yr hirhoedledd a achosir gan CR. Er bod resveratrol a CR wedi'u hastudio'n eang am eu buddion iechyd posibl, ychydig a wyddys am eu heffeithiau cymharol. Yn yr astudiaeth hon buom yn cymharu effaith gwrth-heneiddio resveratrol a CR in vivo ac in vitro trwy ganfod llwybr SIRT1.

CANLYNIADAU

Gostyngodd Resveratrol a CR staenio -galactosidase -galactosidase (SA -gal) sy'n gysylltiedig â heneiddedd (SA -gal) mewn-90 celloedd IMR wedi'u trin ag AAPH

Gan fanteisio ar fodel heneiddedd a achosir gan AAPH o gelloedd IMR, gwnaethom brofi'r effaith bosibl ar staenio gal SA- -. Fel y dangosir yn Ffigur 1, roedd y celloedd a gafodd eu trin ag AAPH yn arddangos staenio cadarnhaol yn ehangach ac yn gryf nag mewn celloedd rheoli, ac roedd y staenio cadarnhaol mewn celloedd rheoli yn gymharol brin. Canfuwyd bod triniaeth Resveratrol (5 μM, 10 μM, ac 20 μM) neu driniaeth CR yn rhoi amddiffyniadau amlwg mewn henebrwydd a achosir gan AAPH. Ar ben hynny, gan gymharu effaith resveratrol â CR, roedd celloedd a gafodd eu trin â resveratrol 10 μM yn dangos staenio SA- -Gal positif yn gymharol llai aml na thriniaeth CR. Felly, roedd y canlyniadau hyn yn awgrymu bod 10 μM resveratrol yn atal heneiddedd a achosir gan AAPH yn fwy effeithlon na CR.

Sganio dadansoddiad microsgopeg electron o gelloedd IMR- 90

Darparodd ymchwiliad sganio microsgopeg electron rai manylion newydd ar adeiledd y celloedd a driniwyd gan AAPH (Ffigur 2). Ymddangosodd IMR-90 arferol fel celloedd wedi'u lledaenu'n llawn gyda siâp ffiwsffurf nodweddiadol. Roedd y rhan fwyaf o'r celloedd yn cynnwys dwy broses feinhau ac ychydig o blebiau a ddangoswyd. Roedd celloedd wedi'u trin ag AAPH yn dangos morffoleg chwyddedig a gwastad gyda nifer o blebs. Ar amrywiant, roedd sganio microsgopeg electron arsylwadau o samplau IMR a gafodd eu trin â resveratrol neu CR ar ôl gweinyddu AAPH yn dangos yn glir, er y gellid canfod rhai blebiau, bod y siâp ffiwsffurf arferol yn cael ei gynnal yn gyffredinol ynghyd â lledaeniad llawn.

Gostyngodd Resveratrol a CR apoptosis mewn celloedd IMR-90 a driniwyd gan AAPH

Pennwyd ffosffatidylserine ar wyneb celloedd, a ystyriwyd fel dilysnod apoptosis yn y cyfnod cynnar, gan assay staenio PI/Atodiad V (Ffigur 3). Mae'r celloedd apoptotig yn cynnwys celloedd apoptotig cynnar wedi'u staenio ag Annexin-V-FITC a chelloedd apoptotig hwyr neu necrotig wedi'u staenio ag Annexin-V-FITC a PI. Roedd poblogaeth celloedd apoptotig yn cynyddu'n sylweddol yn y grŵp AAPH (34.54 y cant), o'i gymharu â'r grŵp negyddol (7.32 y cant). Tra canfuwyd bod triniaeth resveratrol (5 μM, 10 μM a 20 μM) neu driniaeth CR yn lleihau apoptosis mewn celloedd IMR-90 a achosir gan AAPH. Yn ogystal, gostyngodd triniaeth resveratrol 10 μM (11.58 y cant) yn fwy effeithlon apoptosis a achosir gan AAPH na thriniaeth CR (16.78 y cant).

Newid ymddangosiad cyffredinol a phwysau'r corff

Yn ystod y broses arbrawf gyfan, derbyniwyd llygod mawr y model heneiddio D-gal ar ddogn o 200 mg / kg bob dydd a gwelwyd ymddangosiad cyffredinol. O gymharu â llygod mawr rheoli arferol, daeth y llygod mawr yng ngrŵp model D-gal yn raddol yn ddifater, yn ddiflas ac yn araf mewn ymateb; collodd gwallt grwpiau model yn raddol hydwythedd a daeth yn frau; aeth y croen yn denau, yn anelastig ac yn sag ychydig ar y tro. Fodd bynnag, dangosodd triniaeth ar yr un pryd resveratrol neu CR gyda D-gal mewn llygod mawr wrthdroi'r newidiadau uchod, o gymharu â'r grŵp D-gal. Nid oedd unrhyw wahaniaeth ym mhwysau'r corff rhwng grwpiau arbrofol o fewn cyfnod y driniaeth, ac eithrio grŵp CR gyda bron dim cynnydd pwysau yn ystod yr arbrawf (Ffigur 4).

Fe wnaeth Resveratrol a CR wella dysgu gofodol a chof llygod mawr SD

Fe wnaethom asesu dysgu gofodol a gallu cof y llygod mawr trwy berfformio prawf drysfa ddŵr Morris. Fel y dangosir yn Ffigur 5, llwyddodd pob un o'r pum grŵp i ddysgu'r dasg yn llwyddiannus, fel y dangoswyd gan yr hwyrni dianc sy'n lleihau'n raddol a chyflymder nofio uwch yn y 4 diwrnod o gam llywio lle. Wedi'i ddadansoddi gan y dull ANOVA dwy ffordd, dangoswyd gwahaniaethau sylweddol o ran cuddni dianc cymedrig a chyflymder nofio rhwng diwrnodau hyfforddi (F(3,138)=41.660, P < 0. 01; F(3,138)=10.013, P < 0.01, yn y drefn honno) a rhwng triniaethau (F(4,46) )=36.762, P < {{40}}.01; F(4,46)=20.102, P < 0.01, yn y drefn honno) ond dim rhyngweithio rhwng diwrnod y ffactorau a'r driniaeth (F(12,138)=0.846, P > 0.05; F(12,138)=1.084, P > 0.05, yn y drefn honno). Roedd y cuddni dianc yn y grŵp D-gal gryn dipyn yn hirach nag yn y grŵp rheoli (P < 0.01) (Dadansoddiad ôl-hoc, Ffigur 5A). Yn y cyfamser, dangosodd y llygod mawr yn y grŵp resveratrol plws D-gal neu grŵp CR ynghyd â D-gal wrthdroi'r newidiadau uchod mewn hwyrni dianc o'i gymharu â grŵp D-gal (P <0.01) (Ffigur 5A), ac yn arbennig byrhau'r dianc. hwyrni i lefelau tebyg gyda'r grŵp rheoli. Cafwyd canlyniadau tebyg ar gyfer cyflymder nofio llygod mawr (Ffigur 5B), ac roedd llygod mawr yn y grŵp resveratrol ynghyd â D-gal a grŵp CR ynghyd â D-gal yn dangos cynnydd rhyfeddol yn y cyflymder nofio o gymharu â grŵp D-gal (P < 0.01 ). Fodd bynnag, roedd llygod mawr mewn dos uchel o resveratrol ynghyd â grŵp D-gal yn dangos hwyrni dianc cymharol hirach a chyflymder nofio is o gymharu â grŵp CR a D-gal.

Ffigur 1: Mae cyfyngiad resveratrol a chalorig yn lleihau staenio SA- -gal mewn{{-90} celloedd IMR wedi'u trin ag AAPH. Cafodd celloedd IMR a ysgogwyd gan AAPH eu trin â chyfyngiad calorig (CR) neu resveratrol (RES) ar y crynodiad a nodwyd am 2 ddiwrnod. Roedd y chwyddhad yn 20 ×.

Ffigur 2: Dadansoddiad microsgopeg electron sganio o gelloedd IMR-90. Cafodd celloedd IMR a ysgogwyd gan AAPH eu trin â chyfyngiad calorig (CR) neu resveratrol (RES) ar y crynodiad a nodwyd am 2 ddiwrnod. Roedd y chwyddhad yn 6000 ×.

Ffigur 3: Gostyngodd Resveratrol (RES) a chyfyngiad calorig (CR) apoptosis mewn celloedd IMR-90 a driniwyd gan AAPH. Cafodd celloedd eu staenio ag Annexin V-FITC/PI a'u dadansoddi yn ôl cytometreg llif. Defnyddiwyd y sianel FL1 i ganfod staeniau annexin-V-FITC ac roedd y sianel FL2 ar gyfer staenio PI

Yn y cyfnod archwilio gofodol (Ffigurau 5C a 5D), gellid gweld bod gostyngiadau rhyfeddol mewn croesfannau platfform yn y grŵp D-gal o gymharu â'r hyn yn y grŵp rheoli (P < 0.{6} }1). Yn ddiddorol, bu gwelliant sylweddol yn y nifer cymedrig o weithiau y croesodd llygod mawr y platfform ar ôl gweinyddu gyda resveratrol neu CR, o'i gymharu â'r grŵp D-gal (P < 0.01). Fodd bynnag, roedd llygod mawr mewn dosau uchel o'r grŵp resveratrol a D-gal yn croesi'r platfform yn amlach na'r rhai yn y grŵp CR a D-gal.

Roedd y canlyniadau hyn yn dangos bod gan lygod mawr sy'n heneiddio namau mewn dysgu gofodol a chof, tra gallai trin resveratrol neu CR adfer y nam gwybyddol sy'n gysylltiedig ag oedran a achosir gan weinyddiaeth D-gal. Ar ben hynny, dangosodd llygod mawr model sy'n heneiddio a gafodd eu trin â dos uchel o resveratrol yn gymharol fwy effeithiol ar ymddygiad na'r rhai a gafodd eu trin â CR.

Effaith resveratrol a CR ar lefelau SOD, T-AOC, MDA, a lipofuscin mewn llygod mawr sy'n heneiddio

Gwerthuswyd y lefelau SOD, T-AOC, MDA a lipofuscin mewn llygod mawr i gadarnhau a oedd effeithiau gwrth-heneiddio resveratrol a CR yn cael eu cyfryngu trwy liniaru'r straen ocsideiddiol a achosir gan weinyddiaeth D-gal. Mae Tabl 1 yn dangos lefelau SOD, T-AOC ac MDA mewn serwm, yr afu a'r ymennydd mewn llygod mawr normal a rhai sy'n heneiddio. Roedd dod i gysylltiad â D-gal wedi gostwng yn sylweddol y lefelau SOD a T-AOC ond cynyddodd y lefel MDA mewn serwm, yr afu a'r ymennydd o gymharu â'r grŵp rheoli (P < 0.05). Achosodd triniaeth ar yr un pryd o resveratrol neu CR gyda D-gal mewn llygod mawr ostyngiad yng ngweithgaredd lefel MDA ond cynyddodd lefelau SOD a T-AOC o gymharu â'r grŵp D-gal. Fodd bynnag, o gymharu â thriniaeth CR, dangosodd y canlyniadau fod y dos uchel o resveratrol yn gymharol well.

Ffigur 4: Effaith resveratrol a chyfyngiad calorig ar bwysau corff llygod mawr wedi'u trin â D-gal yn ystod yr arbrawf. Mynegwyd yr holl werthoedd fel modd ± SD. NG, grŵp rheoli negyddol; MG, grŵp rheoli model; RESL, dos isel o resveratrol grŵp; RESH, dos uchel o resveratrol grŵp; CR, grŵp cyfyngiad calorig.

Ffigur 5: Effaith resveratrol a chyfyngiad calorig ar ymddygiad llygod mawr sydd wedi'u trin â D-gal gyda drysfa ddŵr Morris. (A) Cymharu hwyrni i'r platfform yn ystod 4 diwrnod hyfforddi. Roedd pob llygoden yn destun 4 treial y dydd. (B) Cymharu cyflymder nofio yn ystod 4 diwrnod hyfforddi. (C) Cymharu nifer y platfformau croesi drosodd lle cafodd y platfform ei dynnu ar gyfer treial archwilio. (D) Y trac nofio arferol yn y treial stiliwr. Mynegwyd yr holl werthoedd fel modd ± SD. *P < 0.05, **P < {{10}}.01 o gymharu â grŵp rheoli negatif; # P < 0.05, ##P < 0.01 o'i gymharu â grŵp rheoli model. NG, grŵp rheoli negyddol; MG, grŵp rheoli model; RESL, dos isel o resveratrol grŵp; RESH, dos uchel o resveratrol grŵp; CR, grŵp cyfyngiad calorig.

Tabl 1: Statws gwrthocsidyddion ym meinwe a gwaed llygod mawr ym mhob grŵp

Sylwer: Gwerthoedd oedd y cymedr ± DC. *P < {{0}}.05, **P < 0.{8}}1 o gymharu â grŵp rheoli (pob grŵp); # P < 0.05, ##P < 0.01 o'i gymharu â grŵp model (grŵp CR a grŵp RES); ∆P < 0.05, ∆∆P < 0.01 o'i gymharu â grŵp CR (grŵp RES). NG, grŵp rheoli negyddol; MG, grŵp rheoli model; RESL, dos isel o resveratrol grŵp; RESH, dos uchel o resveratrol grŵp; CR, grŵp cyfyngiad calorig.

s yn gymharol uwchraddol. Mae cronni lipofuscin yn un o nodweddion mwyaf cyson heneiddio'r ymennydd. Fel y dangosir yn Ffigur 6, dangosodd llygod mawr a gafodd driniaeth D-gal gynnydd sylweddol yn lefel lipoffuscin o gymharu â'r grŵp rheoli (P < 0.01). Fodd bynnag, gostyngodd triniaeth resveratrol a CR groniad lipofuscin yn y cortecs cerebral o lygod mawr sy'n heneiddio o gymharu â llygod mawr wedi'u trin â D-gal (P < -}.01). At hynny, nid oedd unrhyw wahaniaethau rhwng y grŵp resveratrol ynghyd â D-gal a grŵp CR ynghyd â D-gal (P > 0.05).

Gweithgaredd telomerase wedi'i uwch-reoleiddio gan Resveratrol a CR mewn llygod mawr sy'n heneiddio

Fe wnaethom werthuso effaith resveratrol a CR ar weithgaredd telomerase ym meinweoedd yr afu a'r ymennydd (Ffigur 7). Dangosodd ein canlyniadau nad oedd triniaeth yn cael unrhyw effaith sylweddol ar y gweithgaredd telomerase ym meinweoedd yr afu (P > 0.{4}}5). Fodd bynnag, gostyngwyd y gweithgaredd telomerase yn y grŵp gweinyddu D-gal o'i gymharu â'r rheolydd (P < 0.05). Yn y cyfamser, gallai resveratrol neu CR uwch-reoleiddio gweithgaredd telomerase yn y weinyddiaeth D-gal ynghyd â resveratrol neu grŵp triniaeth CR. Ar ben hynny, nid oedd unrhyw wahaniaethau rhwng y grŵp resveratrol a'r grŵp CR (P > 0.05).

Ffigur 6: Effaith resveratrol a chyfyngiad calorig ar lefel lipofuscin llygod mawr sy'n heneiddio. Mynegwyd yr holl werthoedd fel modd ± SD. * P < 0.05 o gymharu â grŵp rheoli negatif; # P < 0.05 o'i gymharu â grŵp rheoli model. NG, grŵp rheoli negyddol; MG, grŵp rheoli model; RESL, dos isel o resveratrol grŵp; RESH, dos uchel o resveratrol grŵp; CR, grŵp cyfyngiad calorig.

Cynyddodd Resveratrol a CR fynegiad mRNA SIRT1 a achosir gan AAPH I archwilio rôl SIRT1 yn effeithiau triniaeth resveratrol a CR, archwiliwyd lefelau mynegiant SIRT1 mRNA mewn celloedd a meinweoedd IMR-90 gan RT- amser real meintiol PCR. Dangosodd y canlyniadau fod mynegiant SIRT1 mRNA mewn celloedd IMR-90 wedi'i leihau'n sylweddol gan AAPH. Gallai Resveratrol a CR adennill lefelau mynegiant SIRT1 mRNA yn effeithlon mewn celloedd a driniwyd gan AAPH, a 10 μM resveratrol oedd y crynodiad gorau posibl i ysgogi mynegiant SIRT1 mRNA mewn celloedd IMR-90 (P <0.01; Ffigur; 8)