Parte 2: polarización de microglía M1 reprimida por actósido a través de la vía de señalización NF-κB inhibida y la recuperación de la función mitocondrial mediada por AMPK

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anuncio (enfermedad de alzheimer) es una enfermedad de disfunción neuronal y cognitiva progresiva, con complejos mecanismos desregulados[17]. La evidencia acumulada ha demostrado una asociación significativa entre la inflamación del cerebro impulsada por la microglía. Parece jugar un papel crítico en la progresión de la EA.(enfermedad de alzheimer). Microglia son macrófagos en el cerebro [18]. Podría activarse a un fenotipo inflamatorio clásico M1, caracterizado por una mayor secreción de citocinas proinflamatorias [4]. La activación excesiva de M1 podría acelerar el daño neuronal y la neurodegeneración, incluso exacerbando la EA(enfermedad de alzheimer) [19]. Por lo tanto, es imperativo buscar nuevos enfoques terapéuticos destinados a controlar los puntos de polarización de la microglía que podrían proporcionar beneficios adaptativos.

Nuestro trabajo anterior ha verificado que ACT(acteósido de cistanche)tuvo efectos significativos de mejorar la capacidad de aprendizaje y memoria y proteger las neuronas en ratas [20]. Consistentemente, el presente estudio también demostró que ACT podría aliviar la discinesia inducida por AlCl3-y el trastorno del sistema colinérgico en el pez cebra. Emocionado, ACT(acteósido de cistanche)presentó notables actividades antiinflamatorias en células BV-2 inducidas por LPS. El perfil transcriptómico confirmó los cambios significativos en las células inducidas por LPS en comparación con las células de control, así como en las células tratadas con ACT en comparación con las inducidas por LPS.

ACTUAR(acteósido de cistanche) suprimió la polarización M1 al inhibir la vía NK-κB. A excepción de la vía NF-κB, RNA-seq también descubrió que ACT(acteósido de cistanche)el tratamiento podría afectar la biosíntesis de arginina así como la biosíntesis de pantotenato y CoA. Curiosamente, las dos vías metabólicas se confirmaron aún más mediante el análisis HPLC-Q-TOF-MS. Está ampliamente informado que iNOS podría metabolizar Arg a NO y citrulina, mientras que Arg-1 podría hidrolizar Arg a ornitina y urea, asociado con la reparación de neuronas [21]. La estimulación de LPS condujo a la regulación positiva de iNOS (Fig. 3a) y la regulación negativa de Arg-1 (Fig. 3b), lo que resultó en un aumento del nivel de NO (Fig. 2f). Los datos revelaron que ACT(acteósido de cistanche)alivió el aumento del nivel de NO a través de la biosíntesis de arginina.

El ácido pantoténico (PA) es el sustrato principal de la pantotenato quinasa [22], como metabolito limitante de la velocidad en la biosíntesis de CoA. El PA es el precursor obligado de la acetil-CoA, que es de particular importancia para las neuronas colinérgicas[23] y participa en el ciclo del ácido tricarboxílico (ciclo TCA)[24]. Un estudio reciente mostró que una concentración elevada de CoA conduciría a una morfología mitocondrial alterada y un contenido de ATP más bajo [22]. Las células BV-2 inducidas por LPS mostraron una disminución en el número de mitocondrias y un cambio en la forma mitocondrial. Después de ser inducida por LPS, la producción de ROS aumentó en las células BV-2. Luego, las ROS sobrecargadas provocaron que los fosfolípidos de la membrana fueran atacados por radicales libres [25]. Condujo a la pérdida de MMP, a su vez, disfunción mitocondrial y agotamiento de ATP. Fue sobresaliente que ACT(acteósido de cistanche)el tratamiento mitigó la disminución del contenido de MMP y ATP. Estos datos sugirieron que ACT(acteósido de cistanche)disfunción mitocondrial inducida mediante la regulación de la biosíntesis de pantotenato y CoA.

Se ha informado ampliamente que la polarización de la microglía está estrechamente relacionada con el metabolismo celular [14]. En particular, como centro metabólico, las mitocondrias desempeñan funciones notables en la regulación del metabolismo celular. Recientemente, las mitocondrias se han posicionado como un punto determinante clave en la polarización de la microglía[26]. Para comprender mejor el mecanismo de ACT(acteósido de cistanche), juzgamos el eje funcional de las mitocondrias mediante análisis de transferencia Western. Reveló que ACT(acteósido de cistanche)disfunción mitocondrial inducida por la activación del eje AMPK /PGC- 1/UCP-2.

Tanto PGC-1 como UCP-2 están relacionados con la biogénesis mitocondrial[27, 28] y pueden considerarse como el principal regulador de ROS[29]. Los informes indican que la biogénesis mitocondrial mediada por PGC-1 -y la reducción de ROS dependen de la inducción de UCP-2[27–29]. Debido a la sobrecarga de ROS, la expresión de PGC-1 y UCP-2 se reguló negativamente en las células BV-2 inducidas por LPS. Sugirió que ACT(acteósido de cistanche)podría eliminar el exceso de ROS a través de PGC-1 y UCP-2, restaurando así la función mitocondrial. Según la literatura, la alteración de PGC-1 en células BV-2 podría contribuir a regular la polarización. Curiosamente, un informe anterior encontró que el aumento de la expresión de PGC-1 inhibía la actividad de NF-κB en células BV-2 inducidas por LPS[30]. Cualificó la relación entre PGC-1 y NF-κB en nuestro estudio.

La expresión de PGC-1 se ve afectada por las proteínas de la vía aguas arriba, como AMPK. AMPK es la proteína clave para el mantenimiento de la homeostasis celular[31] y desempeña varias funciones en la promoción de la polarización M2 de la microglía[32]. Modula las vías metabólicas en las células[33]. Encontramos que ACTUAR(acteósido de cistanche)promovió la activación de AMPK. Al mismo tiempo, la aplicación del compuesto C (inhibidor de AMPK) bloqueó el efecto de ACT sobre la atenuación del exceso de NO inducido por LPS. Por lo tanto, ACT también suprimió la polarización de M1 estimulada por LPS a través de la vía de señalización de AMPK.

Es la primera vez que reportamos el mecanismo de ACT(acteósido de cistanche)sobre la regulación de la polarización de la microglía (Fig. 10). Los datos respaldaron que ACT podría desarrollarse como un agente terapéutico para enfermedades neurodegenerativas asociadas con la neuroinflamación, como la EA.(enfermedad de alzheimer) . Especialmente, vinculamos la polarización de la microglía al metabolismo celular, explicando el efecto de ACT(acteósido de cistanche)a través de la alteración de la función mitocondrial. La identificación de este eje metabólico, la identificación de este como una entidad única, podría permitir enfoques terapéuticos mucho mejores contra la polarización M1 de la microglía, particularmente en la EA.(enfermedad de alzheimer) .