Đặc trưng bởi sự suy giảm các chức năng sinh lý trong các hệ thống cơ quan riêng lẻ

Vui lòng liên hệ với oscar.xiao@wecistanche.com để biết thêm thông tin

BẢN TÓM TẮT

Trà đen là thức uống trà được tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới và luôn được ghi nhận là có công dụng chống lão hóa. Tuy nhiên, liệu theaflavins, một loại chất phytochemical đặc trưng trong chiết xuất trà đen, có liên quan đến việc điều chỉnh sự lão hóa và tuổi thọ ở người tiêu dùng hay không vẫn chưa được biết rõ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ ra rằng theaflavins đóng một vai trò có lợi trong việc ngăn ngừa rò rỉ đường ruột do tuổi già và rối loạn sinh học, do đó làm chậm quá trình lão hóa ở Drosophila. Về mặt cơ học, theaflavins điều chỉnh sự tập hợp ngưng tụ của Imd để chi phối tiêu cực sự hoạt động quá mức của tín hiệu Imd trong ruột ruồi giấm. Ngoài ra, theaflavins ngăn ngừa bệnh viêm đại tràng do DSS gây ra ở chuột, cho thấy theaflavins đóng một vai trò trong việc điều chỉnh tính toàn vẹn của ruột. Nhìn chung, nghiên cứu của chúng tôi cho thấy một cơ chế phân tử trong đó theaflavins điều chỉnh cân bằng nội môi ruột thông qua việc kiểm soát sự kết tụ Imd.

Vui lòng bấm vào đây để biết thêm

GIỚI THIỆU

Lão hóa, được đặc trưng bởi sự suy giảm các chức năng sinh lý trong các hệ thống cơ quan riêng lẻ và nguy cơ mắc bệnh và tử vong ngày càng tăng, liên quan đến sự tích tụ thiệt hại đối với các phân tử, tế bào và mô (Alavez và cộng sự, 2011; Bartke và cộng sự, 2019; Engeet al., 2017). Việc xác định các vật liệu chức năng hoặc hóa chất ngăn ngừa sự suy giảm sinh học để trì hoãn quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ chắc chắn là rất quan trọng (Bar-ardo et al., 2017; Kapahi et al., 2017). Các nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng trà đen, loại trà được tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới, có các hoạt tính đáng kể giúp trì hoãn sự lão hóa (Cameron và cộng sự, 2008; Fei và cộng sự, 2017; Kumar và Rizvi, 2017; Naumovski và cộng sự, 2019 ; Peng và cộng sự, 2009; Xiao và cộng sự, 2020). Bổ sung chế độ ăn uống với chiết xuất từ ​​trà đen có hiệu quả kéo dài tuổi thọ của động vật thí nghiệm như giun (Feet al., 2017), ruồi giấm (Peng et al., 2009; Site al., 2011), chuột (Site al., 2011) ; Xiao và cộng sự, 2020), và chuột (Kumar và Rizvi, 2017).

Ai cũng biết rằng chiết xuất trà đen chủ yếu chứa hai loại hóa chất thực vật, cụ thể là catechin và theaflavins (TFs) (Cameron và cộng sự, 2008; Kondo và cộng sự, 2019; Li và cộng sự, 2013), loại sau được sản xuất từ ​​catechin bởi polyphenol oxidase nội sinh và peroxidase trong quá trình oxy hóa trong sản xuất chè đen (Li và cộng sự, 2013). Một loạt nghiên cứu đã xác định vai trò chống lão hóa của catechin thông qua việc cải thiện căng thẳng oxy hóa và chứng viêm do tuổi tác và giảm tổn thương mô (Cameron và cộng sự, 2008; Niu và cộng sự, 2013; Peng và cộng sự, 2009; Si và cộng sự .2011; Waaner và cộng sự, 2015). Tuy nhiên, các nghiên cứu chức năng về sự đóng góp của TF đối với quá trình lão hóa đã bị tụt hậu rất nhiều so với các nghiên cứu về catechin, vì rất khó để chiết xuất đủ lượng TF từ lá trà đen cho các nghiên cứu y tế (Takemoto và Takemoto, 2018). Gần đây, một số phương pháp sinh tổng hợp đã được phát triển để sản xuất hàng loạt TF (Takemoto và Takemoto, 2018), giúp khám phá các tác dụng sinh học chính xác của TF và các cơ chế điều chỉnh cơ bản.

Gần đây, các bộ dữ liệu ngày càng tăng đã làm nổi bật vai trò quan trọng của ruột trong quá trình điều chỉnh lão hóa và tuổi thọ (Guo và cộng sự, 2014; Jji và cộng sự, 2019; Maynard và Weinkove, 2018; Rothenberg và Zhang, 2019; Salazar và cộng sự. , 2018). Biểu mô ruột, hoạt động như một hàng rào chọn lọc, cho phép hấp thụ chất dinh dưỡng, ion và nước và hạn chế sự tiếp xúc của vật chủ với các thực thể có hại, bao gồm vi sinh vật, kháng nguyên trong chế độ ăn uống và độc tố môi trường (Capo và cộng sự, 2019; Nicholson và cộng sự. , 2012; Ryu và cộng sự, 2010). Là một mô có tốc độ luân chuyển cao ở các cá thể, đường ruột cung cấp môi trường sống tốt nhất cho các vi sinh vật cộng sinh, bao gồm các điều kiện yếm khí tự nhiên, chất dinh dưỡng dồi dào, nhiệt độ và độ pH thích hợp.

Hình 1. Theaflavins kéo dài tuổi thọ của Drosophila và tăng cường khả năng leo trèo

(A và B) Ruồi giấm cái được nuôi bằng thức ăn tiêu chuẩn được bổ sung 1 mg / ml hoặc 2,5 mg / mL theaflavins (TFs) hoặc không có TFs làm chất nền. Ruồi được chuyển vào lọ mới có chứa môi trường mới cách ngày, và ruồi chết đã tính điểm trong suốt vòng đời trưởng thành, các đường cong sống sót (A) và tuổi thọ trung bình (B) của ruồi cái đã được phân tích và chỉ ra.

(Cand D) Cá cái w18 được cho ăn bằng thức ăn Drosophila tiêu chuẩn (gọi tắt là Basal) hoặc với thức ăn bổ sung 1mg / ml hoặc 2,5mg / ETF, tương ứng. Sáu nhóm ruồi độc lập ở các độ tuổi được chỉ định (tương ứng 10 ngày, 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày) đã được thử nghiệm cafe (C) và cho ăn Fluorescein (D). giá trị, hình thành các hốc bị chiếm bởi các loài vi khuẩn cụ thể trong cơ thể (Bonfini và cộng sự, 2016; Buchon và cộng sự, 2013; Nicholson và cộng sự, 2012). Trong khi đó, các vi sinh vật cộng sinh này và các chất chuyển hóa của chúng cũng ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến quá trình xử lý chất dinh dưỡng; tiêu hóa và hấp thụ; cân bằng năng lượng; chức năng miễn dịch; phát triển và trưởng thành đường tiêu hóa; và nhiều hoạt động sinh lý quan trọng khác (Bonfini và cộng sự, 2016; Broderick, 2016; Maynard và VVeinkove, 2018; Nicholson và cộng sự, 2012). Mối quan hệ cùng có lợi giữa hai yếu tố cộng sinh có thể duy trì sự ổn định và cân bằng động của hệ sinh thái vi sinh đường ruột (Bonfini và cộng sự, 2016; Brodeerick, 2016; Broderick và cộng sự, 2014; Guo và cộng sự, 2014; May-nard và Weinkove, 2018; Nicholson và cộng sự, 2012).

cistanche có thể chống lão hóa

Một loạt các nghiên cứu đã chỉ ra rằng phản ứng miễn dịch bẩm sinh rất quan trọng để duy trì cân bằng nội môi hệ vi sinh vật đường ruột và được bảo tồn từ động vật không xương sống sang động vật có xương sống (Guillouet cộng sự, 2016; Guo và cộng sự, 2014; Ryu và cộng sự, 2006, 2010; Vijay- Kumar và cộng sự, 2010). Ở Drosophila, hai con đường tín hiệu chính, cụ thể là con đường thu phí và thiếu hụt miễn dịch (Imd), có liên quan đến các phản ứng miễn dịch bẩm sinh (Lu et al., 2020; Myllymakiet al., 2014; Valanne et al., 2011). Đáng chú ý, con đường Drosophila Toll có những điểm tương đồng với con đường thụ thể interleukin -1 (IL -1 R) và MyD 88- phụ thuộc vào thụ thể Toll-like (TLR), trong khi con đường Imd tương tự đến con đường thụ thể yếu tố hoại tử khối u (TNFR) và con đường TLR phụ thuộc TRIF ở động vật có vú (Imler, 2014; Myllymaki et al., 2014; Valanne et al., 2011). Hai con đường này kiểm soát sự biểu hiện của các peptide kháng khuẩn (AMP) thông qua việc kích hoạt các yếu tố phiên mã NF-KB (Imler, 2014; Myllymaki et al., 2014; Valanne et al., 2011).bioflavonoidsCon đường tín hiệu Imd thường được kích hoạt khi nhiễm vi khuẩn Gram âm và dẫn đến sự biểu hiện của một bộ AMP khác, chẳng hạn như Attacin, Cecropin và Diptericin (Kleino và Silverman, 2014; Myllymaki và cộng sự, 2014). Sự biểu hiện của các AMP này yêu cầu thụ thể nhận dạng peptidoglycan protein (PGRP) -LC trong con đường Imd và sự phân cắt phụ thuộc vào tín hiệu và chuyển vị hạt nhân của Relish, một yếu tố phiên mã gia đình NF-kB (Kleino và Silverman, 2014; Myllymaki và cộng sự, 2014). Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng sự hình thành amyloid là cần thiết để kích hoạt con đường Drosophila Imd khi nhận biết các peptidoglycans của vi khuẩn (Kleino và cộng sự, 2017). Tuy nhiên, liệu chất ngưng tụ Imd này có tham gia vào các quá trình sinh học khác, chẳng hạn như duy trì cân bằng nội môi đường ruột và điều chỉnh lão hóa hay không, phần lớn vẫn chưa được biết.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng ruồi giấm và chuột làm mô hình động vật để điều tra vai trò của TF trong việc kiểm soát tính toàn vẹn của ruột và quá trình lão hóa. Chúng tôi đã chỉ ra rằng TF làm chậm quá trình tăng sinh quá mức theo tuổi của các tế bào gốc trong ruột, bảo vệ chống lại sự rối loạn sinh học của hệ vi sinh vật đường ruột và ngăn chặn sự kích hoạt của con đường tín hiệu Imd, do đó kéo dài tuổi thọ ở Drosophila. Các nghiên cứu cơ học hơn chỉ ra rằng TF đóng góp tiêu cực vào tín hiệu Imd có thể thông qua việc ngăn chặn sự ngưng tụ của Imd chứ không phải ở khắp mọi nơi của nó. Hơn nữa, chúng tôi phát hiện ra rằng TFs có hiệu quả cao trong việc ngăn ngừa bệnh viêm đại tràng do DSS gây ra ở chuột. Kết hợp lại, phát hiện của chúng tôi cho thấy vai trò tiềm năng của TFs trong việc điều chỉnh hành vi Imd, có thể là yếu tố chính trong những đóng góp tích cực của chúng trong việc cân bằng nội môi đường ruột và kéo dài tuổi thọ.

KẾT QUẢ

Bổ sung theaflavins trong chế độ ăn uống kéo dài tuổi thọ của Drosophila

Để kiểm tra xem theaflavins (TFs) có ảnh hưởng đến sự lão hóa và tuổi thọ ở Drosophila hay không, chúng tôi đã nuôi những con ruồi cái w'118 bằng thức ăn nuôi tiêu chuẩn được bổ sung 1mg / mL hoặc 2,5mg / ml TFs và thực hiện các xét nghiệm kéo dài tuổi thọ như đã mô tả trước đây (Ji et al ., 2019). Ruồi được cho ăn chế độ ăn có bổ sung một lượng tương đương dung môi TFs (H2O) được coi là đối chứng. Như thể hiện trong Hình 1A, chế độ ăn bổ sung hàm lượng TFs tương đối thấp (1 mg / mL) kéo dài tuổi thọ của ruồi giấm một chút, và nồng độ TFs cao (2,5 mg / mL) có tác động tích cực đáng kể đến việc kéo dài tuổi thọ. Đáng chú ý, việc hấp thụ TFs ở nồng độ cao trong thời gian dài (2,5 mg / mL) dẫn đến tuổi thọ trung bình của ruồi cái tăng lên khoảng 8 ngày (Hình 1B), cho thấy vai trò có lợi của TFsin trong việc điều chỉnh tuổi thọ ở Drosophila. Kết quả tương tự cũng thu được khi chúng tôi kiểm tra tác động tiềm tàng của TFs bổ sung lên tuổi thọ của ruồi đực w '*' '' 8 (Hình S1A và S1B).

Hình 2. Theaflavins ngăn ngừa rối loạn chức năng đường ruột do tuổi tác và rối loạn hệ vi sinh vật ở Drosophila

(A và B) Sự mất tính toàn vẹn của ruột đã được Smurftest khảo nghiệm ở các độ tuổi 10 ngày, 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày ở những người trưởng thành nữ w18. Ví dụ về những người không phải Xì trum và Xì trum đã được trình bày trong (A). Phần trăm Xì Trum trong các nhóm được chỉ định khác nhau đã được phân tích và hiển thị trong (B).

(C) Tỷ lệ vi khuẩn được lưu lại bởi qPCR của gen 16S rRNA trong các nhóm w18 nữ từ các nhóm được chỉ định khác nhau đã được phân tích và hiển thị.

(DF) Giải trình tự gen 16S rRNA của vi khuẩn đồng loại được thực hiện. Tỷ lệ phân loại vi khuẩn (D), bản đồ nhiệt của phân loại vi sinh vật chính (F), và sự phong phú tương đối của vi khuẩn Gammaproteobacteria (F) đã được phân tích và trình bày.

Hình 2. Còn tiếp

(G và H) Ruột được mổ từ những con ruồi cái được chỉ định cho ăn với 2,5 mg / ml TFs hoặc không có TFs như đối chứng ở 10 ngày tuổi và 40 ngày tuổi. Hình ảnh của các slide midgut được chụp bằng kính hiển vi huỳnh quang để tìm tín hiệu GFP (G). Phân tích thống kê cho thấy tỷ lệ phần trăm tế bào dương tính với GFP được thể hiện trong (H).

(I) Ruột của những con ruồi cái được chỉ định được thu thập và trải qua các thử nghiệm nhuộm miễn dịch sử dụng kháng thể chống lại Histone 3 (pH3) được phosphoryl hóa. Kết quả thống kê định lượng pH 3- tế bào dương tính trên mỗi ruột được phân tích và hiển thị. Ở B, C, H và, dữ liệu được phân tích bằng bài kiểm tra của Sinh viên hai phía và được hiển thị dưới dạng giá trị trung bình ± SEM.NS, không đáng kể, * p<><0.001. see="" also="" figure="">

ETF đã được biết đến là có vị đắng và thực phẩm đắng thường bị cả người tiêu dùng bao gồm ruồi giấm và động vật có vú tránh xa (Yamazaki et al., 2014; Yang et al., 2018). Sau đó, chúng tôi tìm cách làm sáng tỏ liệu TF có thể ảnh hưởng đến lượng thức ăn Drosophila hay không, bởi vì các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng việc hạn chế chế độ ăn uống dẫn đến kéo dài tuổi thọ ở cả động vật có xương sống và động vật không xương sống (Hudry và cộng sự, 2019; Kapahi và cộng sự, 2017; Moger-Reischer và cộng sự ., Năm 2020). Để thực hiện điều này, trước tiên chúng tôi thực hiện xét nghiệm cafe, một phương pháp được sử dụng rộng rãi để đo trực tiếp và chính xác tốc độ cho ăn bằng cách sử dụng bộ nạp mao dẫn có chứa môi trường lỏng, như đã mô tả trước đây (Ja et al., 2007). Như thể hiện trong Hình 1C và S1C, việc bổ sung TF trong chế độ ăn (tương ứng là 1 mg / mL và 2,5 mg / mL) hầu như không làm thay đổi mức tiêu thụ thức ăn của ruồi thử nghiệm. Để xác nhận thêm điều này, sau đó chúng tôi sử dụng Fluorescein làm chất đánh dấu thức ăn (Rera và cộng sự, 2012; Wang và cộng sự, 2005) và thực hiện một thử nghiệm cho ăn tự nhiên (Danilov và cộng sự, 2015). Như thể hiện trong Hình 1D và S1D, chúng tôi không quan sát thấy bất kỳ mối tương quan nào giữa việc bổ sung TF và mức độ ăn vào. Tổng hợp lại, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng vai trò có lợi của TF trong việc kéo dài tuổi thọ có thể không phải do hạn chế chế độ ăn uống ở Drosophila.

TFs bổ sung là không thể thiếu để tác động đến cân bằng nội môi năng lượng Drosophila

Người ta cho rằng polyphenol trong trà đen có tác dụng tích cực trong việc ngăn ngừa béo phì bằng cách ức chế tiêu hóa, hấp thụ và hấp thụ lipid và saccharide, do đó làm giảm lượng calo (Cameron và cộng sự, 2008). Sau đó, chúng tôi tìm cách làm sáng tỏ liệu việc kéo dài tuổi thọ LDrosophila do TFs điều chỉnh có phải là do sự thay đổi trong quá trình hấp thụ dinh dưỡng và dự trữ năng lượng hay không. Để làm được điều này, trước tiên chúng tôi kiểm tra mức độ triacylglyceride (TAG), một trong những chất chuyển hóa lipid được phát hiện phổ biến nhất (Tennessen và cộng sự, 2014), ở ruồi cái trong suốt cuộc đời của chúng như đã mô tả trước đây (Fan và cộng sự, 2017).mua cistancheNhư thể hiện trong Hình 1E, việc điều trị TFs hầu như không ảnh hưởng đến sự phong phú TAG tổng thể ở các độ tuổi khác nhau. Khi chúng tôi phát hiện thêm hàm lượng glycogen và định lượng carbohydrate tuần hoàn (glucose và trehalose) bằng bộ Hexokinase (Li và cộng sự, 2018; Ten-nessen và cộng sự, 2014), kết quả cho thấy không có sự thay đổi rõ ràng giữa các mẫu có hoặc không có điều trị TF (Hình 1F -1 H). Đáng chú ý, kết quả nhất quán thu được khi chúng tôi kiểm tra các kiểu hình trao đổi chất sử dụng con đực w118 làm mô hình động vật (Hình S1E-S1H). Nói chung, những dữ liệu này gợi ý rằng việc bổ sung TF trong chế độ ăn uống là không thể thiếu để điều chỉnh cân bằng nội môi năng lượng và carbohydrate trong suốt thời gian tồn tại của Drosophila.

Chúng tôi đã nghiên cứu sâu hơn về động học của quá trình lão hóa tự nhiên của Drosophila dưới sự can thiệp của TFs trong chế độ ăn uống bằng cách thực hiện các xét nghiệm chuyển động cơ địa âm tính lặp lại nhanh chóng (RING) như đã mô tả trước đây (Dilliane và cộng sự, 2017; Staats và cộng sự, 2018). Như thể hiện trong Hình 1l, 1J, S1l và S1J, các chỉ số leo núi của tuổi (40 ngày) w1118 (cả nữ và nam) trong các nhóm bổ sung TFs đã được cải thiện rõ rệt (tăng gần 12% ở nữ và tăng gần 18% ở nam ) so với các nhóm đối chứng, cho thấy rằng TF có khả năng cải thiện các hoạt động leo trèo và vận động của Drosophila.

Theaflavins ngăn ngừa rò rỉ ruột do tuổi già và rối loạn hệ vi sinh vật

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các hoạt động và tuổi thọ của ruồi giấm có liên quan nhiều đến tình trạng sức khỏe của vật chủ, chẳng hạn như giới tính, chế độ ăn uống, tuổi tác và kiểu gen (Caruso và cộng sự, 2013; Heintz và Mair, 2014). Gần đây, một số bằng chứng đã chứng minh rằng việc duy trì cân bằng nội môi truyền tín hiệu Imd trong ruột cải thiện tính toàn vẹn của ruột bằng cách ngăn chặn sự tăng sinh quá mức của ISC và các tế bào tiền thân, đồng thời trì hoãn rối loạn chức năng biểu mô ruột do tuổi già, từ đó góp phần tích cực vào sức khỏe của cơ quan (Clark et al. , 2015; Guo và cộng sự, 2014). Ở Drosophila, tuổi thọ rút ngắn có liên quan chặt chẽ với rối loạn chức năng của hàng rào biểu mô ruột, và sự phát triển tính toàn vẹn của hàng rào này trong quá trình lão hóa dẫn đến kéo dài tuổi thọ (Clark và cộng sự, 2015; Guoet cộng sự, 2014; Jet cộng sự, 2019). Do đó, chúng tôi đã tìm cách xác định xem TF có làm thay đổi tính toàn vẹn của ruột hay không bằng cách thực hiện xét nghiệm Smurf, một phương pháp đã được mô tả trước đây (Clark và cộng sự, 2015; Rera và cộng sự, 2011). Như thể hiện trong Hình 2A, những con ruồi giấm được thử nghiệm trong đó thuốc nhuộm màu xanh bị hạn chế đối với đường tiêu hóa được gọi là không phải Xì Trum (bảng bên trái trong Hình 2A). Nếu thuốc nhuộm màu xanh lam được quan sát thấy

Hình 3. Còn tiếp

(EG) Ruột được phân lập từ các tệp w1118 cái được cho ăn với 2,5 mg / ml TF hoặc không có TF như cơ bản ở 10 ngày, 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày tuổi, tương ứng. RNA tổng số được chiết xuất và trải qua phân tích aRT-PCR. Các mức độ biểu hiện mRNA của diptericin (F), attacin (F). Và cecropin A1 (G) đã được phân tích và hiển thị. Trong EG, dữ liệu được phân tích bằng bài kiểm tra t của Student hai phía và được hiển thị dưới dạng giá trị trung bình ± SEM.NS, không có ý nghĩa, * p<><><0.001. see="" also="" figure="">

rò rỉ từ ruột vào bụng, vật chủ được tính là Xì trum (bảng bên phải trong Hình 2A). Phù hợp với những phát hiện trước đây (Clark và cộng sự, 2 0 15), tỷ lệ Xì trum tăng dần trong quá trình lão hóa (Hình 2B). Điều thú vị là, tỷ lệ người lớn Xì Trum ở nhóm được cho ăn TF đã giảm đáng kể so với nhóm đối chứng theo độ tuổi ở cả nữ (từ 8,2% xuống 3,7%, từ 19,4% xuống 15,6% và từ 35,4% xuống 27,1% đối với các nhóm ở độ tuổi lần lượt là 3 0 ngày, 40 ngày và 50 ngày, Hình2B) và nam giới trưởng thành (từ 2,7 phần trăm đến 0,9 phần trăm, từ 6,9 phần trăm đến 0,9 phần trăm và từ 8,3 phần trăm đến 2,7 phần trăm ở độ tuổi 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày, tương ứng, Hình S2A), chỉ ra rằng TF có thể ngăn ngừa rối loạn chức năng hàng rào đường ruột ở ruồi giấm già. Đáng lưu ý, chúng tôi đã quan sát thấy tỷ lệ phần trăm Xì Trum ở nam giới giảm nhiều hơn (giảm gần 65,8 phần trăm, 86. 9 phần trăm và 67,4 phần trăm ở độ tuổi 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày, tương ứng) so với những người cùng tuổi -các con cái phù hợp (giảm gần 54,1%, 19,5% và 23,3% tương ứng ở các độ tuổi 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày), ngụ ý rằng TF có thể đóng một vai trò tốt hơn trong việc giảm rò rỉ ruột ở ruồi đực.

Các nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng rối loạn chức năng hàng rào đường ruột do tuổi tác thường có liên quan đến rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột (Clark và cộng sự, 2015; Guo và cộng sự, 2014). Do đó, chúng tôi đã kiểm tra thành phần vi khuẩn đường ruột sau khi bổ sung TFs. Đầu tiên, chúng tôi sử dụng các đoạn mồi phổ quát và thực hiện các thí nghiệm PCR định lượng để định lượng mức độ gen 16S rRNA của vi khuẩn. Như thể hiện trong Hình 2C, trong các lần cắt giảm tuổi già, tổng quần thể vi khuẩn từ các nhóm can thiệp TFs cho thấy một mức giảm đáng kể (gần 45 phần trăm -55 phần trăm) so với nhóm đối chứng, cho thấy rằng việc bổ sung TFs có thể tạo tiền đề cho sự mở rộng hệ vi sinh vật trong quá trình già hóa . Sau đó, chúng tôi thực hiện đo lường để kiểm tra chi tiết những thay đổi trong cộng đồng vi sinh vật đường ruột do chế độ ăn bổ sung TFs. Như thể hiện trong Hình 2D -2 F, tỷ lệ vi khuẩn Gammaproteobacteria, sự mở rộng của vi khuẩn này được phát hiện có liên quan chặt chẽ với sự suy giảm hàng rào đường ruột (Clark và cộng sự, 2015), rõ ràng đã giảm khi bổ sung TFs trong ruột già ( giảm gần 7%), ngụ ý rằng TF đóng góp tích cực vào việc cân bằng nội môi của hệ vi sinh vật đường ruột trong quá trình lão hóa ở Drosophila.

Theaflavins cải thiện cân bằng nội môi tăng sinh đường ruột ở Drosophila

We further examined the intestinal integrity of flies that were treated with or without TFs. First, we employed the widely-used P{Esg-Gal4}/P{Uasp-GFP};{Tub-Gal80*s}strain(referred to as esgts>GFP), trong đó tế bào gốc ruột (ISC) và tế bào tiền thân được gắn nhãn GFP. Như được thể hiện trong Hình 2G và 2H, số lượng tế bào dương tính với GFP trong các nhóm can thiệp TFs ở tuổi 40 (đếm được 20 tế bào) ít hơn nhiều (gần 29,7%) so với các tế bào đối chứng theo độ tuổi (gần 47,6% và 19 can đảm đã được thống kê), cho thấy rằng TF có thể ức chế sự gia tăng quá mức theo độ tuổi của ISC. Hơn nữa, chúng tôi đã thực hiện các thí nghiệm nhuộm miễn dịch bằng cách sử dụng các kháng thể chống lại Phospho-Histone 3 (pH3), một chất đánh dấu cụ thể cho các tế bào phân bào trong các mô ruột. Chúng tôi quan sát thấy ít tế bào dương tính với pH 3- trong ruột của những người lớn tuổi được bổ sung TFs (con số trung bình là 20,6) so với những tế bào từ đối chứng (con số trung bình là 39,5, Hình 2). Tổng hợp lại, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc bổ sung chế độ ăn uống với TFs cải thiện cân bằng nội môi tăng sinh đường ruột và ngăn ngừa chứng loạn sản hệ vi sinh vật do tuổi tác, do đó làm chậm quá trình lão hóa ở Drosophila.

Theaflavins điều chỉnh tiêu cực các tín hiệu Imd trong ruột

Để khám phá các cơ chế phân tử cơ bản mà TFs đóng góp tích cực vào cân bằng nội môi ruột Drosophila, chúng tôi đã thực hiện phân tích RNA-seq bằng cách sử dụng các mẫu ruột phù hợp với tuổi từ những người trưởng thành nữ w1118 được điều trị có hoặc không có TFs. Các phân tích phân mảnh trên kilobase trên triệu (FPKM) cho thấy rằng các kiểu biểu hiện gen tổng thể là tương tự nhau giữa hai nhóm thí nghiệm (Hình 3A). Tuy nhiên, phân tích biểu hiện khác biệt hơn nữa, đã xác định được tổng cộng 229 gen biểu hiện khác biệt, trong đó 99 gen điều hòa và 126 gen điều hòa thấp (Hình 3B). Điều thú vị là, phân tích bản thể học gen của những gen này cho thấy rằng con đường phản ứng miễn dịch bị thay đổi nhiều khi bổ sung chế độ ăn uống với TFs (Hình 3C).

Ở Drosophila, các con đường truyền tín hiệu miễn dịch bẩm sinh đã được chứng minh là đóng vai trò chi phối trong việc điều chỉnh cân bằng nội môi và tuổi thọ của đường ruột khi bắt đầu có tuổi (Clark và cộng sự, 2015; Guo và cộng sự, 2014). Sau đó, chúng tôi tập trung vào việc kiểm tra các mô hình biểu hiện của các peptide kháng khuẩn (AMP) ở hạ lưu của các tín hiệu miễn dịch bẩm sinh. Như hình

Hình 4. Còn tiếp

(D) Các protein Imd tinh sạch được ủ với các nồng độ TF khác nhau (tương ứng là 50 uM, 100 uM và 200 uM) ở nhiệt độ phòng trong 5 phút. Sau đó, các mẫu được phân tích phổ phát xạ huỳnh quang sử dụng các bước sóng được chỉ định (kích thích ở bước sóng 430 nm, phát xạ từ 450 nm đến 550 nm với độ rộng khe là 5 nm). Một mẫu không có TF được sử dụng làm đối chứng cơ sở.

（E and F）Lysates of guts from NP11>Ruồi Myc-Imd được chuẩn bị và ủ với TFs （100μM） ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Các xét nghiệm SDD-AGE （bảng trên trong E) và SDS-PAGE (bảng dưới trong E) được thực hiện để phân tích các tập hợp protein Imd. Tubulin được sử dụng làm chất kiểm soát tải trọng.cistanchPhân tích đo mật độ được thực hiện để định lượng các chất ngưng tụ Imd trong các mẫu khác nhau, và kết quả được thể hiện trong (F). (G) Sắc ký đồ đại diện của mẫu TF.

Protein （H và I） Purified Flag-Imd được ủ với TFs, TF1, TF2a, TF2b, hoặc TF3 （100 μM cho mỗi mẫu） hoặc với thể tích đệm （kiểm soát） bằng nhau ở nhiệt độ phòng trong 30 phút như đã chỉ ra. Sau đó, các mẫu được thử nghiệm SDD-AGE (bảng trên trong H) và SDS-PAGE (bảng dưới trong H) để xác định các dạng tổng hợp của Imd. Phân tích đo mật độ để định lượng Imd ngưng tụ trong các mẫu khác nhau đã được thực hiện và hiển thị trong (). Trong C, F và I, dữ liệu được phân tích bằng bài kiểm tra của Sinh viên hai bên và được hiển thị dưới dạng giá trị ± SEM. *** p< 0.001.="" see="" also="" figure="">

trong Hình 3D, các gen AMP bị chi phối bởi con đường suy giảm miễn dịch (Imd), bao gồm diptericin A (DptA), dip-tericin B (DptB), attacin A (AttA), cecropin A1 (CecA1), cecropin A2 (CecA2) và cecropin C (Cece), đã giảm đáng kể (lần lượt là 39,4 phần trăm, 72,3 phần trăm, 10,5 phần trăm, 86. 5 phần trăm, 99,8 phần trăm và 36,1 phần trăm) trong các nhóm được điều trị TFs so với các nhóm đối chứng. Để xác nhận thêm kết quả thu được từ phân tích RNA-seq, chúng tôi đã thực hiện phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược định lượng (gRT-PCR) để định lượng mức độ biểu hiện tương đối của các gen AMP liên quan đến Imd trong các mẫu ruột Drosophila thu được ở bốn điểm tuổi khác nhau. bao gồm 10 ngày, 30 ngày, 40 ngày và 50 ngày. Như được thể hiện trong Hình 3E -3 G, mức độ biểu hiện mRNA của một số gen nhất định, bao gồm diptericin, attacin và cecropin A1, đã giảm đáng kể (gần 35,9 phần trăm -66. 6 phần trăm) trong TF được điều trị ruột già. Nói chung, dữ liệu của chúng tôi tiết lộ rằng TF có khả năng chống lại sự kích hoạt của con đường tín hiệu Imd trong các tế bào ruột Drosophila trong quá trình lão hóa.

Theaflavins là không thể thiếu để điều chỉnh phiên mã của con đường Imd hoặc sự thay đổi Imd ở khắp mọi nơi

Chúng tôi đã tìm cách kiểm tra mối liên quan giữa TFs và Imd và thực hiện xét nghiệm cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) như đã mô tả trước đây (Lan và cộng sự, 2020). Như hình 4A. TF thể hiện ái lực liên kết vừa phải với protein Imd tinh khiết với hằng số Kp ước tính là 8,078 uM. Sau đó, chúng tôi có xu hướng xác định cách TF kiểm soát con đường tín hiệu Imd trong ruột. Dựa trên kết quả phân tích bộ phiên mã từ dữ liệu RNA-seq, chúng tôi nhận thấy rằng mức độ biểu hiện của các yếu tố điều tiết quan trọng trong lộ trình tín hiệu Imd, chẳng hạn như PGRP-LC, Imd và Relish, hầu như không bị thay đổi bởi điều trị TFs (Hình S3A ). Chúng tôi tiếp tục thu thập các mẫu ruột từ những con ruồi được bổ sung chế độ ăn uống có hoặc không có TF ở các độ tuổi khác nhau và thực hiện các thí nghiệm qRT-PCR để phát hiện cụ thể các kiểu biểu hiện của các gen này. Như được thể hiện trong Hình S3B, mức mRNA của một số gen nhất định, bao gồm effete, fade, tak1, pgrp-Ica, uev1a, uốn cong, thích thú, imd, pgrp-sc2, tab2, ird5 Kenny và diap2, tương tự nhau giữa các nhóm đối chứng và nhóm can thiệp TFs, gợi ý rằng TFs không tham gia vào việc điều chỉnh tín hiệu Imd ở mức phiên mã.

Tiếp theo, chúng tôi kiểm tra các cấu hình Imd ubiquitination vì các nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng ubigui-tination của Imd là điều cần thiết cho quá trình truyền tín hiệu xuôi dòng trong lộ trình Imd (Myllymaki et al., 2014; Zhou et al., 2005). Đầu tiên, chúng tôi thực hiện xét nghiệm dịch chuyển E1 trong ống nghiệm và nhận thấy rằng việc xử lý với TFs không có ảnh hưởng rõ ràng đến các phản ứng enzym của E1 và ubiquitin để tạo thành E1 / Ub liên hợp (Hình S4A). Hơn nữa, chúng tôi đã truyền các tế bào Drosophila S2 với plasmid biểu hiện Imd được gắn thẻ Flag cùng với Ub được gắn thẻ HA và sau đó xử lý các tế bào có hoặc không có TF. Các thử nghiệm phổ biến hơn nữa gợi ý rằng việc bổ sung TFs hầu như không ảnh hưởng đến mức Imd phổ biến trong các tế bào nuôi cấy (Hình S4B và S4C). Để xác định mối quan hệ giữa TF và Imd ở khắp nơi trong cơ thể sống, chúng tôi đã sử dụng ruồi biến đổi gen P {NP 1- Gal4} / P {Uasp-Myc-Imd}; P {Tub-Gal80 *} (được gọi là NP1 * s> Myc-Imd), trong đó một protein Imd được gắn thẻ Myc được biểu hiện nhiều trong các tế bào ruột (Hình S4D). Các thí nghiệm khắp nơi của chúng tôi cho thấy rằng việc bổ sung TFs trong chế độ ăn uống là cần thiết để điều chỉnh sự phổ biến của Imd trong các mô ruột (Hình S4D và S4E). Tổng hợp lại, kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng TF chi phối tiêu cực các tín hiệu Imd Drosophila bằng cách không ảnh hưởng đến mô hình Imd ở khắp mọi nơi.

Theaflavins ngăn chặn cụm ngưng tụ Imd

Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng sự tập hợp Imd là cần thiết cho việc kích hoạt các gen hạ lưu trong con đường Imd (Kleino và cộng sự, 2017). Sau đó, chúng tôi tìm cách kiểm tra xem TF có điều chỉnh quá trình

Hình 5. Còn tiếp

(F và G) Nữ w18 (được gọi là imd plus / plus), đột biến dị hợp tử và đồng hợp tử imd (được gọi là imd plus / - và imd - / -, tương ứng) được nuôi làm thức ăn Drosophila tiêu chuẩn (gọi là Basal) hoặc bổ sung chế độ ăn uống với 2,5 mg / mL (được gọi là TF) và sau đó được thử nghiệm tuổi thọ Đường cong sống sót (F) và độ dài trung bình (G) được phân tích và hiển thị.

Trong và F, kiểm tra Xếp hạng Nhật ký được sử dụng để phân tích thống kê. Trong BE, và kiểm định t của Sinh viên hai phía được sử dụng để phân tích thống kê, và dữ liệu có nghĩa là ± SEM. NS, không đáng kể, * p<0.05, **p="" <="" 0.01,=""><0.001. see="" also="" figure="">

Sự hình thành tập hợp Imd. Đầu tiên, chúng tôi tinh chế các protein Imd được gắn thẻ Myc từ các tế bào S2 được nuôi cấy và ủ các protein với các nồng độ TF khác nhau (Hình 4B). Thật thú vị, chúng tôi nhận thấy rằng TF đã ngăn chặn rõ rệt sự kết hợp của Imd (giảm 81,7 phần trăm -89. 7 phần trăm, Hình 4B và 4C), như được đề xuất bởi các thử nghiệm điện di trên gel agarose chất tẩy bán biến tính (SDD-AGE) của chúng tôi. Để xác nhận phát hiện này, chúng tôi tiếp tục thực hiện các xét nghiệm liên kết thioflavin-T và thu được kết quả nhất quán (Hình 4D). Cuối cùng, chúng tôi đã nuôi những con ruồi chuyển gen NP1ts> Myc-Imd được bổ sung chế độ ăn uống có hoặc không có TF và thu thập mẫu ruột từ những con trưởng thành già. Các thí nghiệm SDD-AGE gợi ý rằng sự kết hợp của Imd được điều chỉnh rất nhiều bởi TF trong tế bào ruột (giảm 16,7 phần trăm -22 phần trăm, Hình 4E và 4F).

Để xác định cách TF đóng góp vào việc kiểm soát tập hợp ngưng tụ Imd, chúng tôi đã đưa TF vào HPLCanal-ysis và nhận thấy rằng chúng chủ yếu chứa bốn loại monome (Hình 4G), cụ thể là theaflavin (TF1), theaflavin 3- O-gallate ( TF2a), theaflavin 3'-O-gallate (TF2b) và theaflavin 3,3'-di-O-gallate (TF3), phù hợp với các báo cáo trước đây (Li và cộng sự, 2013; Takemoto và Takemoto, 2018) . Sau đó, chúng tôi ủ từng loại hóa chất này với Imdprotein tinh khiết và thực hiện các thí nghiệm SDD-AGE. Như thể hiện trong Hình 4H và 4l, việc xử lý tất cả các TFmonomers này dẫn đến giảm đáng kể (59,5 phần trăm, 60,9 phần trăm, 58,4 phần trăm .58,2 phần trăm và 55,8 phần trăm đối với TF, TF1, TF2a, TF2b, và TF3, tương ứng) trong các mức tổng hợp Imd. Nói chung, kết quả của chúng tôi gợi ý rằng TF điều chỉnh tiêu cực con đường tín hiệu Drosophila Imd có thể bằng cách kiểm soát hành vi của các chất ngưng tụ Imd.

Theaflavins kéo dài tuổi thọ Drosophila theo cách phụ thuộc vào Imd

To examine whether TFs prolong Drosophila lifespan depending on their regulatory role in Imd, we specifically knocked down Imd in gut tissues using the transgenic flies P{NP1-gal4)PITub-gal80*}/P{Uasp-imd-IR(KK)} (referred to as Imd RNAi). As shown in Figures 5A and 5B, dietary supplementation of TFs extended the lifespan of controls (elevation of nearly 7.2 days in the mean lifespan), whereas prevention of Imd expression in guts apparently reversed the lifespan extension caused by TFs. Consistent results were obtained when we utilized male Imd RNAi and control flies to perform lifespan assays (Figures S5A and S5B). Further qRT-PCR assays showed that the mRNA expression levels of AMP genes at ages of 10 days, 30 days, 40 days, and 50 days, including diptericin, attacin, and cecropin A1.hardly changed in the gut tissues of Imd RNAi flies(Figures 5C-5E), whereas additional TFs caused reductions of 31%-72.3% in mRNA abundances of these genes in samples from control groups. To confirm these results from Imd RNAi flies, we first performed lifespan assays using w18(control, referred to as imd+/+), imd' heterozygous (referred to as imd+/-), and homozygous(referred as imd-/-)mutant flies. We found that TFs addition extended lifespan and increased mean life longevity of imd+/-flies (elevation of nearly 6.2 days, Figures 5F and 5G). However, this lifespan extension effect by TFs was almost abolished in imd-/-flies (Figures 5F and 5G). Next, we performed lifespan assays utilizing Relish RNAi(NP1's>Relish RNAi and control(NP1ts>cộng) ruồi. bởi vì Relish là yếu tố phiên mã chính chịu trách nhiệm cho các biểu hiện gen Imd-down AMP (Myllymaki và cộng sự, 2014). Như được trình bày trong Fiqures S5C và S5D. Chế độ ăn bổ sung TFs kéo dài rõ rệt tuổi thọ của ruồi đối chứng, và sự kéo dài tuổi thọ này đã được ngăn chặn đáng kể ở ruồi Relish RNAi. Nói chung, dữ liệu của chúng tôi chỉ ra rằng việc bổ sung TF trong chế độ ăn uống góp phần tích cực vào tuổi thọ của Drosophila có thể tùy thuộc vào tín hiệu Imd của ruột.

Để xem liệu việc kéo dài tuổi thọ theo TFs vẫn xảy ra trong nền sợi trục, chúng tôi đã thực hiện các xét nghiệm tuổi thọ bằng cách sử dụng cá cái w1118 trong điều kiện sợi trục. Như được thể hiện trong Hình S5E và S5F, việc bổ sung các nồng độ TF khác nhau (1 mg / mL và 2,5 mg / mL) hầu như không ảnh hưởng đến tỷ lệ tử vong và tuổi thọ trung bình ở người lớn w18. Bởi vì điều kiện nuôi axenic phần lớn có thể ngăn cản hệ vi sinh vật dồi dào, do đó hạn chế tín hiệu Imd trong các vết cắt (Clarke al., 2015), dữ liệu của chúng tôi đề xuất TF kéo dài tuổi thọ Drosophila có thể thông qua việc điều chỉnh các tín hiệu miễn dịch bẩm sinh do hệ vi sinh vật đường ruột điều chỉnh.

Hình 6. Theaflavins làm giảm bớt chứng viêm đại tràng do DSS ở chuột CD -1

(A) Xử lý TFs không ảnh hưởng đến việc tiêu thụ nước ở các nhóm chuột CD -1 khác nhau.

(BD) Sử dụng Gavage với các nồng độ TF khác nhau (tương ứng 1 mg / mL, 2,5 mg / mL, và 5mg / mL) cải thiện quá trình rút ngắn ruột kết và phì đại lá lách do DSS gây ra ở chuột CD -1. Hình ảnh đại diện (B) và phân tích thống kê của ruột kết (C) và lá lách (D) đã được hiển thị. (E) Sử dụng các nồng độ TF khác nhau (tương ứng 1 mg / mL, 2,5 mg / ml và 5mg / mL) đã ngăn ngừa rò rỉ ruột do DSS gây ra ở chuột CD -1. (F và G) Các đại tràng được thu thập từ các nhóm chuột được chỉ định. RNA tổng số được chiết xuất và trải qua xét nghiệm qRT-PCR để phát hiện mức độ biểu hiện mRNA của TNFa (F) và IL -6 (G).

(HL) Các ruột kết từ các nhóm chuột khác nhau được thu thập theo chiều dọc và trải qua các xét nghiệm nhuộm HE. Các mẫu được kiểm tra bằng kính hiển vi, và hình ảnh đại diện của các mẫu được chỉ định （HL） được thu thập và hiển thị. Các vạch chia độ, 40 μm. (M-Q ') Hình ảnh SEM hiển thị microtrichomes của dấu hai chấm từ các mẫu được chỉ định khác nhau. Các thanh tỷ lệ, 50 um (MQ) và 4 um (M'-Q ').

Trong CG, dữ liệu được phân tích bằng bài kiểm tra của Sinh viên hai bên và được hiển thị dưới dạng trung bình ± SEM.NS, không đáng kể, * p<><><0.001. see="" also="" figure="">

Theaflavins làm giảm bớt chứng viêm đại tràng do DSS gây ra ở chuột CD -1

Để nghiên cứu thêm về vai trò tiềm năng của TF trong việc duy trì cân bằng nội môi đường ruột ở động vật có vú, chuột CD -1 đã được sử dụng để gây viêm ruột kết bằng dextran sulfat natri (DSS). Các con chuột được cho uống các nồng độ TFs khác nhau trong dạ dày (1 g / L, 2,5 g / L, hoặc 5 a / L) hoặc nước như một đối chứng trong bốn tuần, tiếp theo là điều trị với 2% DSS trong nước uống trong 7 ngày. Để xem liệu TF có ảnh hưởng đến lượng uống DSSac trên các nhóm chuột khác nhau hay không, chúng tôi đã theo dõi việc uống rượu của những con chuột mỗi ngày. Như được trình bày trong Fiqure6A, điều trị TFs là không thể thiếu để tác động đến việc tiêu thụ đồ uống ở chuột bị viêm đại tràng do DSS gây ra, những con chuột được điều trị bằng DSS có hội chứng viêm đại tràng với tiêu chảy và / hoặc máu khó đông, được ngăn ngừa bằng cách điều trị TFs phụ thuộc vào liều lượng (Hình S6A-S6E).cistanche ÚcHơn nữa, can thiệp với TFs đã giải quyết được việc giảm chiều dài ruột kết do DSS gây ra và cải thiện sự mở rộng của lá lách (Hình 6B -6 D).

Sau đó, chúng tôi sử dụng dextran -4000- FITC (FITC-DX) để kiểm tra chức năng hàng rào đường ruột của những con chuột này. Như thể hiện trong Hình 6E, những con chuột từ các nhóm được điều trị bằng DSS cho thấy nồng độ FITC-DX cao trong mẫu máu, cho thấy sự rò rỉ ruột ở những con vật này, Tuy nhiên, sự can thiệp với TF đã ngăn chặn đáng kể việc vận chuyển FITC-DX từ các cơ quan tiêu hóa vào hệ tuần hoàn (giảm 56,1 phần trăm -77. 5 phần trăm, Hình 6E). Đáng chú ý, việc sử dụng TFs không làm thay đổi tính thấm ruột của chuột trong điều kiện bình thường (Hình S6F). Vì tình trạng viêm đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển bệnh viêm đại tràng của mô hình chuột, chúng tôi đã thực hiện thêm các thí nghiệm qRT-PCR, cho thấy rằng điều trị TFs đã điều chỉnh giảm đáng kể biểu hiện IL -6 và TNF trong ruột của những con chuột được điều trị bằng DSS (Hình 6F và 6G).

Để phân tích sâu hơn những thay đổi bệnh lý trong ruột kết, chúng tôi thực hiện xét nghiệm nhuộm hematoxylin-eosin (HE). Như được thể hiện trong Hình6H -6 L và S6G-S6J, tổn thương biểu mô nghiêm trọng do DSS gây ra đã được cải thiện rõ rệt nhờ điều trị TFs theo cách phụ thuộc vào liều lượng. Việc quét hình ảnh bằng kính hiển vi điện tử của các mẫu ruột này đã cung cấp thêm kết quả nhất quán (Hình 6M -6 Q 'và S6K-S6N'). Kết hợp lại, phát hiện của chúng tôi chỉ ra rằng TF đóng một vai trò có lợi trong việc bảo vệ chức năng hàng rào đường ruột ở cả côn trùng và động vật có vú.

THẢO LUẬN

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu các chức năng sinh lý của TF trong việc điều chỉnh cân bằng nội môi và tuổi thọ của ruột và các cơ chế phân tử cơ bản. Chúng tôi đã chỉ ra rằng việc bổ sung TF trong chế độ ăn uống góp phần tích cực vào việc ngăn ngừa rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột do tuổi tác và làm chậm rối loạn chức năng biểu mô ruột, do đó kéo dài tuổi thọ của Drosophila. Các nghiên cứu cơ học in vitro và in vivo của chúng tôi cho thấy TF có thể đóng một vai trò tiêu cực trong việc kiểm soát con đường tín hiệu Imd bằng cách ngăn chặn sự kết hợp của Imd. Hơn nữa, chúng tôi nhận thấy rằng bệnh viêm đại tràng do DSS gây ra có thể được giảm bớt một cách hiệu quả bằng cách bổ sung TFs trên chuột CD -1. Kết quả của chúng tôi ủng hộ quan điểm rằng TFs đóng góp một cách thuận lợi vào việc cân bằng nội môi đường ruột ở cả động vật không xương sống và động vật có xương sống.

Bổ sung chế độ ăn uống với theaflavins kéo dài tuổi thọ của Drosophila

Tiêu thụ trà phổ biến trên toàn thế giới và chỉ đứng sau tiêu thụ nước (Rothenberg và Zhang, 2019). Nhiều nghiên cứu đã tập trung vào các chức năng sinh lý thường thông qua cả phương pháp tiếp cận thực nghiệm và lâm sàng (Cameron và cộng sự, 2008; Niu và cộng sự, 2013; Peng và cộng sự, 2009; Rothenberg và Zhang.2019; Spindleret cộng sự, 2013; Takemoto và Takemoto, 2018; Unno và cộng sự, 2020; Zhou và cộng sự, 2020. epigallocatechin gallate (EGCG) (Abbas và Wink, 2009; Modernelli và cộng sự, 2015; Niu và cộng sự, 2013; Wagner và cộng sự, 2015; Xiong và cộng sự, 2018). Các nghiên cứu trước đây cũng chỉ ra rằng trà xanh và Trà đen có thể làm tăng tuổi thọ và sức khỏe của ruồi giấm (Site cộng sự, 2011; Wagner và cộng sự, 2015), sâu (Fei và cộng sự, 2017; Xiong và cộng sự, 2018) và chuột (Imran và cộng sự. ., 2018; Niu etal.2013). Và cơ chế điều tiết chính là ngăn ngừa hiệu quả stress oxy hóa bằng EGCG thông qua điều chế ROSsignals.lợi ích cistanche,Tuy nhiên, liệu TFs, với tư cách là các hợp chất "vàng" đặc trưng trong trà đen, có đóng một vai trò nào đó trong việc điều chỉnh sự lão hóa và tuổi thọ hay không thì vẫn chưa được biết rõ. Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng thuyết phục chỉ ra rằng sự can thiệp của TFs là không thể thiếu để tác động đến lượng thức ăn, và sự hấp thu lâu dài TFs thông qua chế độ ăn uống sẽ kéo dài đáng kể tuổi thọ ở cả ruồi giấm đực và ruồi cái. Những phát hiện này cung cấp hướng dẫn cho các nghiên cứu sâu hơn về chức năng của TF trong tuổi thọ của động vật có vú.

Theaflavins cải thiện tình trạng rối loạn vi sinh vật khởi phát theo tuổi và thúc đẩy cân bằng nội môi đường ruột Sự mất cân bằng nội môi tăng sinh và khả năng tái tạo ngày càng tăng là dấu hiệu của quá trình lão hóa và các bệnh khởi phát do tuổi tác (Clark và cộng sự, 2015; Heintz và Mair, 2014; Maynard và Weinkove, 2018; Rera và cộng sự 2012). Viêm mãn tính có liên quan đến việc mất cân bằng nội môi và tăng tỷ lệ mắc ung thư ở các sinh vật già cỗi (Bartke và cộng sự, 2019; Kapahi và cộng sự, 2017; Xiao và cộng sự, 2020). Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với biểu mô rào cản như biểu mô ruột (Guo và cộng sự, 2014; Maynard và Weinkove, 2018). Với một mô hình về sự phát triển của chứng loạn sản liên quan đến tuổi ở ruột già, chúng tôi đã chứng minh rằng việc cải thiện tương tác giữa vật chủ và vật chủ trong biểu mô hàng rào lão hóa có thể tăng cường sức khỏe và tuổi thọ. Chúng tôi đã sử dụng một số phương pháp tiếp cận không xâm lấn để kiểm tra chức năng đường ruột và động lực của hệ vi sinh vật trong quá trình lão hóa. Đầu tiên, xét nghiệm Smurf chỉ ra vai trò tích cực của TFs trong việc điều chỉnh rối loạn chức năng hàng rào biểu mô trong quá trình lão hóa. Sau đó, thử nghiệm nhuộm màu miễn dịch sử dụng một số ruồi chuyển gen cho thấy TF làm chậm sự gia tăng quá mức của ISC và sự luân chuyển của các tế bào biệt hóa. Cuối cùng, việc xác định trình tự của hệ vi sinh vật cho thấy rằng TFs điều chỉnh giảm sự mở rộng theo tuổi tác của hệ vi sinh vật kết hợp trong ruột. Những kết quả này chỉ ra rằng TF đóng một vai trò quan trọng trong việc trì hoãn quá trình lão hóa của vật chủ bằng cách duy trì cân bằng nội môi trong ruột.

Theaflavins làm giảm bớt các phản ứng miễn dịch quá mức trong ruột bằng cách điều chỉnh tiêu cực tín hiệu Imd

Người ta cho rằng cần phải duy trì sự cân bằng mong manh giữa chức năng miễn dịch đường ruột và hệ vi sinh vật để đảm bảo cân bằng nội môi lâu dài của biểu mô rào cản (Guo và cộng sự, 2014; Maynard và Weinkove, 2018). Các nghiên cứu trước đây cũng chỉ ra rằng tình trạng viêm quá mức mãn tính trong ruột có liên quan đến rối loạn chức năng liên quan đến tuổi tác trong biểu mô hàng rào và là dấu hiệu của lão hóa (Clark và cộng sự, 2015; Guo và cộng sự, 2014; Ji và cộng sự, 2019) . Do đó, việc duy trì một quần thể hài hòa khỏe mạnh bằng cách duy trì cân bằng nội môi miễn dịch bẩm sinh trong các biểu mô như vậy là một cách tiếp cận đầy hứa hẹn để tăng cường sức khỏe và tuổi thọ (Bonfini et al., 2016; Broderick, 2016; Clark et al., 2015). TFs nào làm chậm quá trình lão hóa, chúng tôi thực hiện phân tích RNA-seq bằng cách sử dụng ruột mổ có hoặc không có xử lý TFs. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng nhóm gen biểu hiện nhiều trong ruột của ruồi giấm đối chứng so với nhóm gen của động vật được xử lý TFs đã được làm giàu với các gen được phân loại là gen "đáp ứng miễn dịch". Phân tích thêm về thông tin sinh học và xét nghiệm get-PCR cho thấy rằng sự biểu hiện của các gen AMP liên quan đến Imd đã bị ức chế đáng kể khi bổ sung TFs trong chế độ ăn. Kết quả từ các thí nghiệm trên chuột của CD -1 sử dụng DSS để tạo ra các phản ứng miễn dịch bất thường trong ruột càng khẳng định quan điểm rằng TF có chức năng như những chất bảo vệ chống lại chứng viêm ruột.

Theaflavins ngăn chặn tín hiệu bằng cách xác định tổ hợp amyloid của Imd

Làm thế nào để TF điều chỉnh tiêu cực lộ trình tín hiệu Imd? Dựa trên kết quả phân tích bộ phiên mã, chúng tôi nhận thấy rằng TFs là yếu tố không thể thiếu để điều hòa phiên mã của các yếu tố quan trọng trong lộ trình tín hiệu Imd. Quan tâm, chúng tôi đã quan sát ái lực liên kết rõ ràng của TF với protein Imd tinh khiết bằng xét nghiệm SPR, điều này cho thấy xác suất rằng TF có thể đóng một vai trò trong việc kiểm soát hành vi của protein Imd hoặc quá trình sửa đổi sau dịch mã của nó. Các nghiên cứu trước đây đã nhấn mạnh vai trò quan trọng của việc truyền tín hiệu Imd ở khắp mọi nơi (Kleino và Silverman, 2014; Myllymaki và cộng sự, 2014), và việc ngăn chặn hiện tượng Imd ở khắp nơi dẫn đến việc tắt hẳn tín hiệu Imd (Myllymaki và cộng sự, 2014; Thevenon và cộng sự, 2009). Tuy nhiên, các thử nghiệm in vitro và trong vivoubiquitination của chúng tôi cho thấy TF hầu như không ảnh hưởng đến mô hình Imd ở khắp mọi nơi. Một nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sự hình thành amyloid là cần thiết để kích hoạt con đường Drosophila Imd khi nhận biết peptidoglycans của vi khuẩn (Kleino và cộng sự, 2017). Điều thú vị là các xét nghiệm SDD-AGE và ThTbinding của chúng tôi cho rằng sự kết hợp của Imd bị ngăn chặn bởi TFs. Việc ngăn ngừa sự tập hợp Imd bằng cách làm giảm hoặc đột biến Imd trong các tế bào ruột dường như đã đảo ngược tác dụng có lợi của TF đối với việc kéo dài tuổi thọ. Để xác nhận thêm phát hiện của chúng tôi, sẽ rất thú vị khi kiểm tra xem TFs không còn chức năng để kéo dài tuổi thọ trên trái cây hay không khi mô-típ RHIM khó hiểu được bảo tồn (cRHIM, axit amin từ mô-típ 118 đến 121h) của Imd bị phá hủy một cách cụ thể, dựa trên phát hiện rằng tội phạm trong Imd là yếu tố cần thiết cho sự tập hợp và hình thành amyloid của nó (Kleino et al., 2017). Tuy nhiên, nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh vai trò quan trọng của TFs trong việc kiểm soát cân bằng nội môi đường ruột và quá trình lão hóa, có thể thông qua việc điều chỉnh sự kết hợp Imd. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc khám phá cặn hoặc vùng Imd nào bị ràng buộc bởi TFs và kết quả của việc liên kết này trong việc ngăn ngừa sự ngưng tụ Imd. Hơn nữa, phát hiện của chúng tôi trong hệ thống động vật có vú chỉ ra rằng TFs có thể bảo vệ ruột kết một cách hiệu quả chống lại chứng viêm do DSS hóa chất độc ngoại sinh gây ra, cho thấy vai trò điều tiết được bảo tồn của TFs trong việc duy trì cân bằng nội môi ruột. Cần phải điều tra xem TF có đóng vai trò gì trong việc điều chỉnh quá trình lắp ráp protein trong các mô của động vật có vú hay không.

Bài viết này được trích xuất từ ​​zhongwenxie@ahau.edu.cn