Galactan bảo vệ tế bào nấm men khỏi sự chết tế bào apoptotic.

Để kiểm tra xem galactan cóchống apoptoticcủa cải,chúng tôi đã xử lý các đột biến thiếu gen chống apoptotic của nấm men (fs1∆ và pep4∆) bằng galactan và cho chúng tiếp xúc với chất gây ra quá trình chết theo chương trình, H2O2. Trong khi nấm men Fis1 là một protein tổng hợp ty thể vàngăn chặn quá trình chết rụng, men Pep4 là một protease aspartyl không bào vàbảo vệ các tế bào khỏi quá trình chết theo chương trình do axit axetic gây ra80,81. Số lượng CFU cho thấy tỷ lệ sống sót của cả tế bào pep4∆ và fs1∆ tăng khoảng 25–30 phần trăm khi được xử lý bằng galactan so với các tế bào chịu áp lực apoptotic do 1 mM H2O2 gây ra (Hình 5A). Kết quả xét nghiệm tại chỗ cũng cho thấy sự phù hợp với số lượng CFU cho thấy khả năng sống sót tốt hơn của các đột biến kháng apoptotic của nấm men được điều trị bằng galactan dưới áp lực apoptotic (Hình 5B). Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng galactan bảo vệ các tế bào nấm men khỏi sự chết theo chương trình của tế bào do H2O2 gây ra.

Nhấp để mua Cistanche Rich In Galactan

Miễn phí vận chuyển, giao hàng toàn cầu.

Galactan làm giảm ngưng tụ chất nhiễm sắc. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thực hiện nhuộm AO/EB của các tế bào nấm men đã được xử lý trước bằng galactan. Các tế bào te pep4∆ và fs1∆ chỉ có H2O2 hầu hết xuất hiện màu vàng cam so với WT, và sự giảm đáng kể về số lượng tế bào màu vàng cam đã được quan sát thấy trong các tế bào được xử lý trước bằng galactan và sau đó, tiếp xúc với H2O2. Điều này cho thấy số lượng tế bào chết theo chương trình giảm đáng kể trong quá trình khử pep4∆ và ngưng tụ chất nhiễm sắc. Nhuộm AO/EB là một phương pháp được sử dụng để phát hiện quá trình chết theo chương trình ở cả tế bào nấm men và động vật có vú. Acridine cam là thuốc nhuộm thấm qua tế bào, dễ dàng nhuộm axit nucleic trong cả tế bào khả thi và tế bào không khả thi, trong khi ethidium bromide là thuốc nhuộm xen kẽ DNA chỉ xâm nhập khi tế bào bị phân hủy hoặc chết theo chương trình hoặc chết. Tính chọn lọc của nhuộm AO/EB cho phép phát hiện các tế bào ở ba giai đoạn khác nhau, tức là các tế bào khả thi có màu xanh lục đồng nhất ở cả nhân và tế bào chất, các tế bào apoptotic sớm có nhân màu xanh lục sáng do sự ngưng tụ của chất nhiễm sắc nổi bật trong tế bào chất và giai đoạn muộn. các tế bào apoptotic có màu từ vàng đến cam/đỏ tươi do sự xâm nhập của ethidium bromide vào các tế bào50,51.

Galactan làm giảm sự phân mảnh hạt nhân.

Men WT và các thể đột biến thiếu khả năng chống apoptotic (pep4∆ và fs1∆) được xử lý trước có hoặc không có galactan đã được tiếp xúc với H2O2 và được nhuộm DAPI. Các tế bào đột biến thiếu khả năng chống apoptotic của nấm men được xử lý trước bằng galactan cho thấy sự phân mảnh hạt nhân ít hơn và cường độ DAPI thấp, trong khi những tế bào không được xử lý trước bằng galactan cho thấy huỳnh quang cao hơn đáng kể và tăng sự phân mảnh hạt nhân (Hình 5D)52. Điều này chỉ ra rằng galactan có thể làm giảm hiệu quả sự phân mảnh hạt nhân do stress oxy hóa dẫn đến sự tan rã của tế bào. Trước đây, người ta đã chứng minh ở chuột biến đổi gen rằng Bifidobacterium breve làm giảm các đặc điểm chết theo chương trình như tế bào chết trong các tế bào biểu mô ruột được trung gian bởi EPS hiện diện trên bề mặt của thuật ngữ Bifdobac. Báo cáo cho thấy sự giảm đáng kể phụ thuộc vào liều lượng trong quá trình bong tróc tế bào và mức độ biểu hiện của các dấu hiệu apoptotic. Bifidobacterium EPS đã bảo vệ các tế bào khỏi sự chết theo chương trình của tế bào bằng cách điều chỉnh cả con đường truyền tín hiệu theo chương trình theo chương trình bên trong và bên ngoài 82. Kết quả của chúng tôi, phù hợp với các kết quả trước đó, chỉ ra rằng galactan EPS bảo vệ các đột biến thiếu gen chống theo chương trình của nấm men pep4∆ và fs1∆ từ căng thẳng apoptotic gây ra bởi H2O2.

Galactan mở rộng CLS của S. cerevisiae.

Để đánh giá hoạt động chống lão hóa của galactan, chúng tôi đã thực hiện xét nghiệm CLS với WT và các đột biến nấm men (sod2∆, tsa1∆ và ctt1∆) bằng cách xử lý galactan. SOD2 là một SOD mangan, được định vị trong ma trận ty thể. Việc xóa SOD2 làm cho các tế bào rất nhạy cảm với stress oxy hóa và tỷ lệ đột biến cao vì mtDNA dễ tiếp cận hơn với ROS được tạo ra trong ty thể83 và là một trong những gen liên quan đến tuổi thọ theo thời gian của nấm men. TSA1 là một thioredoxin peroxidase (chất chống oxy hóa cụ thể của thiol) có liên quan đến cả tế bào chất và ribosome. TSA1 có liên quan đến việc tạo ra sức đề kháng của tế bào chống lại stress oxy hóa do hydro peroxide gây ra và việc thiếu TSA1 được biết là ảnh hưởng đến tuổi thọ của tế bào nấm men. Một đột biến chống oxy hóa khác ctt1∆ được sử dụng trong thí nghiệm CLS thiếu CTT1, catalase tế bào liên quan đến quá trình giải độc hydro peroxide.

Hình 6 cho thấy tác dụng của galactan đối với CLS của các chủng nấm men đột biến thiếu gen chống oxy hóa. Trong khi các tế bào WT được xử lý bằng galactan EPS cho thấy khả năng sống sót tăng ~10%, sod2∆, tsa1∆ và ctt1∆, cho thấy khả năng sống sót tăng 15–20% (Hình 6). ROS của ty thể dẫn đến lão hóa và tổn thương DNA hạt nhân, và SOD2 có liên quan đến việc nhặt sạch sự tích lũy ROS trong ty thể. TSA1 và CTT1 tham gia vào quá trình giải độc peroxide tích lũy trong tế bào chất, chất này cao hơn đáng kể trong các tế bào lão hóa. Kết quả xét nghiệm CLS của chúng tôi chỉ ra rằng EPS quét sạch sự tích tụ ROS của ty thể cũng như tế bào chất, ngăn chặn quá trình lão hóa hoặc các đặc điểm giống như tế bào chết và mở rộng CLS trong các tế bào nấm men thiếu SOD2, TSA1 và CTT154 .

Căng thẳng oxy hóa tế bào có liên quan chặt chẽ với quá trình lão hóa và nó ảnh hưởng lớn đến sự khởi phát của một số bệnh ở người liên quan đến tuổi tác nhưbệnh tiểu đường, bệnh tim mạchs,rối loạn thoái hóa thần kinhvà ung thư. Căng thẳng oxy hóa và viêm là hai sự kiện liên kết với nhau đóng vai trò chính trong bệnh lý của nhiều bệnh mãn tính. Các báo cáo gần đây cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa ảnh hưởng của hệ vi sinh vật đường ruột đối với các rối loạn liên quan đến tuổi tác này. Hệ vi sinh vật đường ruột bảo vệ lớp biểu mô ruột khỏi tổn thương tế bào gây ra bởi các quá trình viêm do stress oxy hóa gây ra. Hệ vi sinh vật đường ruột phức tạp tương tác với ROS và hệ thống phòng thủ chống oxy hóa, giúp loại bỏ các gốc tự do và ngăn ngừa viêm nhiễm. và cũng có thể điều chỉnh trạng thái oxy hóa của hệ thống thần kinh trung ương thông qua việc sản xuất các chất dẫn truyền thần kinh như GABA, dopamin và serotonin. Hệ vi sinh vật cũng có hoạt động điều hòa miễn dịch, ngăn chặn sự xâm nhập rộng rãi của vi khuẩn gây bệnh và cung cấp khả năng miễn dịch chống lại nhiều bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn83. Nhiều polysacarit vi sinh vật đã được thử nghiệm trong các mô hình khác nhau và được báo cáo là có khả năng chống oxy hóa cao, hoạt tính chống viêm và chức năng bảo vệ tế bào được chứng minh bằng cách điều chỉnh mức độ dấu ấn sinh học tương ứng qua trung gian của các exopolysacarit này82,84. Các phân tử này đã được phát hiện là có tác dụng bảo vệ thần kinh bằng cách ngăn ngừa các mảng amyloid và sự chết của tế bào thần kinh trong các mô hình thí nghiệm bệnh Alzheimer. Ngoài ra, một số trong số chúng đã được chứng minh là tăng cường hoạt động của SOD, giảm mức độ đánh dấu chất độc thần kinh và ức chế sự chết của tế bào thần kinh dopaminergic trong các mô hình thí nghiệm bệnh Parkinson.

Cácquá trình lão hóađược đánh dấu bằng quá trình oxy hóa tế bào tăng cao dẫn đến tăng tích lũy tổn thương DNA, tăng tỷ lệ đột biến và giảm khả năng sống của tế bào. Trước đây người ta đã chứng minh ROS gây chết tế bào apoptotic trong các tế bào nấm men lão hóa theo trình tự thời gian và việc bổ sung các tế bào bằng các hợp chất tự nhiên có thể làm tăng tuổi thọ của các tế bào lão hóa47,85. Kết quả của chúng tôi về tác dụng chống lão hóa của galactan EPS từ W. confusa, trên nấm men sod2∆, tsa1∆ và ctt1∆ cho thấy rằng galactan EPS bảo vệ các tế bào nấm men khỏi ROS và quá trình chết theo chương trình do lão hóa gây ra, đồng thời tăng khả năng sống sót của chúng. Các gen tương đồng ở người của những gen này có liên quan đến việc cung cấp sự bảo vệ chống lại các bệnh ung thư và rối loạn thoái hóa thần kinh liên quan đến tuổi tác. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng việc bổ sung galactan EPS có thể giải cứu các tế bào thiếu các gen bảo vệ chống oxy hóa này khỏi sự chết tế bào liên quan đến tuổi tác và giảm nguy cơ phát triển các bệnh liên quan đến tuổi tác.

Phần kết luận

stress oxy hóalà nguyên nhân của nhiều quá trình không thuận lợi bên trong tế bào dẫn đến các bệnh và rối loạn khác nhau. Galactan từ W. confusa KR780676 Weissella confusa KR780676 thể hiện rõ rệttính chất chống oxy hóatrong cả nghiên cứu in vitro và in vivo. Nghiên cứu này cho thấy rõ ràng rằng galactan đã bảo vệ các đột biến chống oxy hóa của nấm men chống lại stress oxy hóa ngoại bào. Galactan cũng bảo vệ các tế bào đột biến thiếu khả năng chống apoptotic khỏi stress apoptotic qua trung gian oxy hóa bằng chứng là sự phân mảnh hạt nhân giảm. Galactan làm giảm nồng độ ROS kéo dài tuổi thọ của chúng và bảo vệ các tế bào khỏi stress oxy hóa. Nhìn chung, kết quả chứng minh rằng galactan có khả năng làm giảm căng thẳng oxy hóa trong môi trường bằng cách loại bỏ các gốc tự do. Sẽ rất thú vị khi thử nghiệm khả năng chống oxy hóa và chống lão hóa của galactan trong các mô hình tế bào nhân chuẩn cao hơn như các dòng tế bào động vật có vú cũng như các mô hình động vật. Galactan được cho là có hoạt tính tiền sinh học mạnh mẽ và hoạt tính chống oxy hóa có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm căng thẳng oxy hóa trong ruột ngoài việc duy trì cân bằng nội môi ruột. Với các đặc tính công nghệ khác nhau được ghi nhận cho galactan chẳng hạn như đặc tính nhũ hóa mạnh, nó sẽ tìm thấy ứng dụng to lớn trong ngành thực phẩm và dược phẩm như một thành phần chức năng tự nhiên.

Người giới thiệu

1. Blokhina, O., Virolainen, E. & Fagerstedt, KV Chất chống oxy hóa, tổn thương do oxy hóa và căng thẳng do thiếu oxy: Đánh giá. Ann. Người máy. 91(2), 179–194 (2003).

2. Finkel, T. & Holbrook, NJ Chất oxy hóa, stress oxy hóa và sinh học của quá trình lão hóa. Thiên nhiên 408(6809), 239 (2000).

3. Seifried, HE, Anderson, DE, Fisher, EI & Milner, JA Một đánh giá về sự tương tác giữa các chất chống oxy hóa trong chế độ ăn uống và các loại oxy phản ứng. J. Dinh dưỡng. hóa sinh. 18(9), 567–579 (2007).

4. Stief, TW Te sinh lý học và dược lý của oxy nhóm đơn. y tế. Giả thuyết. 60(4), 567–572 (2003).

5. Valko, M. và cộng sự. Các gốc tự do và chất chống oxy hóa trong các chức năng sinh lý bình thường và bệnh tật của con người. quốc tế J. Hóa sinh. Tế bào sinh học. 39(1), 44–84 (2007).

6. Wickens, AP Aging và thuyết gốc tự do. Hô hấp. vật lý. 128(3), 379–391 (2001).

7. Aruoma, OI Gốc tự do, chất chống oxy hóa và dinh dưỡng quốc tế. Châu Á Pắc. J. Lâm sàng. Dinh dưỡng. 8(1), 53–63 (1999).

8. Wade, CR, Jackson, PG, Highton, J. & van Rij, AM Lipid peroxidation và malondialdehyd trong dịch khớp và huyết tương của bệnh nhân viêm khớp dạng thấp. lâm sàng. Chim. Acta. 164(3), 245–250 (1987).

9. Ye, S., Liu, F., Wang, J., Wang, H. & Zhang, M. Hoạt động chống oxy hóa của một exopolysacarit được phân lập và tinh chế từ Pseudomonas PF biển-6. Cacbohydrat polyme. 87(1), 764–770 (2012).

10. Liu, F., Ooi, VEC & Chang, ST Các hoạt động nhặt gốc tự do của chiết xuất polysacarit nấm. Khoa học đời sống 60(10), 763–771 (1997).

11. Aruoma, OI Các gốc tự do, stress oxy hóa và chất chống oxy hóa đối với sức khỏe và bệnh tật của con người. Mứt. Hóa Dầu. Sóc. 75(2), 199–212 (1998).

12. Cai, L., Zou, S., Liang, D. & Luan, L. Đặc tính cấu trúc, hoạt động chống oxy hóa và bảo vệ gan của polysacarit từ Sophorae tonkinensis Radix. Cacbohydrat polyme. 184, 354–365 (2018).

13. Chanda, S. & Dave, R. Các mô hình in vitro để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa và một số cây thuốc có đặc tính chống oxy hóa: Tổng quan. Afr. J. Vi sinh vật. độ phân giải 3(13), 981–996 (2009).

14. Fan, J. et al. Các hoạt động chống oxy hóa của các polysacarit của Chuanminshen violaceum. Cacbohydrat polyme. 157, 629–636 (2017).

15. Huang, L. và cộng sự. Ảnh hưởng của quá trình xử lý vi lỏng hóa áp suất cao đến các tính chất hóa lý và hoạt tính chống oxy hóa của polysacarit từ Mesona chinensis Benth. Cacbohydrat polyme. 200, 191–199 (2018).

16. Li, C. và cộng sự. Thành phần flavonoid và hoạt động chống oxy hóa của cây hoa mẫu đơn (Paeonia section Moutan) hoa màu vàng. J. Nông nghiệp. Hóa chất thực phẩm 57(18), 8496–8503 (2009).

17. Maity, P. et al. Các nghiên cứu về cấu trúc, miễn dịch và chống oxy hóa của -glucan từ album sống động Entoloma của nấm ăn được. Cacbohydrat polyme. 123, 350–358 (2015).

18. Mau, JL, Lin, HC & Chen, CC Đặc tính chống oxy hóa của một số loại nấm dược liệu. J. Nông nghiệp. Hóa chất thực phẩm 50(21), 6072–6077 (2002).