Kas yra šiuo metu atrastas telomerazės aktyvatorius – cikloastraganolis?

1985 m. Greideris ir kt. pirmieji atrado telomerazę, ir šis naujai atrastas fermentas gali pridėti DNR pasikartojimus prie chromosomų galų, kad išlaikytų telomerų ilgį. Telomerazė yra ribonukleoproteinų kompleksas, kurio katalizinis branduolys apima TERT ir TERC, iš kurių TERT yra pagrindinis telomerazės aktyvumo reguliuotojas. Telomerų ilgis toliau trumpėja, ląstelėms dalijantis. Kai jis pasiekia kritinę vertę, jis sukelia DNR pažeidimo signalus, dėl kurių sutrumpėja ląstelių ciklas ir atsiranda audinių nepakankamumo ligų, kurioms būdingos trumpos telomeros.

2010 m. amerikiečių bendrovė „Geron“ bendradarbiavo su Honkongo mokslo ir technologijų universitetu įgyvendindama tyrimų projektą, kurio metu buvo tiriami telomerazės aktyvatoriai. Nustatyta, kadcikloastraganolisgali aktyvuoti telomerazės aktyvumą ir sukelti telomerų pailgėjimą. Šis atradimas aktyviai paskatino telomerazės aktyvatorių kūrimą. Astragalo alkoholio tyrimų pažanga ir susijusio produkto kūrimas. Cikloastragenolis (CAG) šiuo metu yra vienintelis žinomas telomerazės aktyvatorius tarp natūralių produktų. Jis gali veiksmingai kovoti su telomerų trumpėjimu ir pasižymi senėjimą stabdančiomis, antiapoptozės, antifibrozės, imuninės sistemos reguliavimo, ląstelių proliferacijos ir žaizdų gijimo skatinimo ir kt. savybėmis. Farmakologinis poveikis, todėl gali turėti terapinį poveikį ligoms, susijusioms su telomerų disfunkcija.

Cikloastragenolis ir senėjimas

telomeros
Telomeros yra specialios struktūros chromosomų galuose, kurios apsaugo chromosomas ir trumpėja chromosomų replikacijos bei ląstelių dalijimosi metu. Ląstelės taip pat sensta, trumpėjant telomeroms.

telomerazė
Telomerazė gali sintetinti telomeras, kad stabilizuotų telomerų ilgį ir struktūrą, taip apsaugodama chromosomas ir atitolindama ląstelių senėjimą.

Senėjimą stabdantis: telomerazės aktyvatorius, kuris atlieka senėjimą stabdantį poveikį, didindamas telomerazės kiekį ir taip atitolindamas telomerų trumpėjimą.

Telomeros yra ląstelių chromosomų galuose esančios dangteliai, apsaugantys jas nuo pažeidimų ląstelių dalijimosi metu. Ląstelėms toliau dalijantis, telomeros trumpėja ir pasiekia kritinį tašką, kai ląstelės sensta arba žūsta. Telomerazė gali pailginti telomerų ilgį, todėl ląstelių gyvenimo trukmė natūraliai pailgėja.

Senėjimas yra neišvengiama gyvenimo dalis; tačiau tyrėjai tiria įvairius gydymo būdus, siekdami išvengti kai kurių senėjimo padarinių, įskaitant senolitikų tyrimus. Senolitikai yra junginiai, kurie naikina senstančias (senstančias) ląsteles ir, kaip įrodyta, mažina senėjimo poveikį. Naujas tyrimas rodo, kad cikloastraganolis turi senėjimą stabdantį poveikį.

Kinijoje atliktas ir „International Journal of Molecular Sciences“ paskelbtas tyrimas daugiausia dėmesio skyrė senstančioms žmogaus ląstelėms ir pelėms, kurioms pasireiškia radiacijos sukeltas senėjimas. Cikloastragenolis mažina senstančių ląstelių kiekį nepaveikdamas nesenstančių ląstelių. Cikloastragenolis taip pat mažina senstančių ląstelių baltymų, reikalingų ląstelių augimui ir išgyvenimui, kiekį. Be to, jis slopina ląstelių judėjimą, susijusį su su amžiumi susijusiomis uždegiminėmis ląstelėmis ir procesais. Nustatyta, kad cikloastraganoliu gydytos senstančios pelės turėjo mažiau senstančių ląstelių ir pagerino su amžiumi susijusią fizinę disfunkciją.

Cikloastragenolis mažina senstančių ląstelių kiekį

Senėjimas yra žinomas senėjimo požymis, tačiau tyrėjai nustatė, kad senstančių ląstelių ir jų uždegimą skatinančių signalinių molekulių pašalinimas gali padėti išvengti su amžiumi susijusių ligų, o kai kuriais atvejais netgi jas panaikinti. Šiame tyrime tyrėjai gydė žmogaus ląsteles cikloastraganoliu ir nustatė, kad jis veiksmingai pašalino senstančias ląsteles, nepaveikdamas nesenstančių ląstelių. Be to, po gydymo cikloastraganoliu žymiai sumažėjo senstančių ląstelių žymenys.

Ankstesni tyrimai parodė, kad PI3K/AKT/mTOR signalizacijos kelias – signalizacijos kelias, susijęs su ląstelių augimu ir išgyvenimu – dalyvauja senstančių ląstelių inicijuotuose uždegiminiuose procesuose, padėdamas skatinti senėjimą aplinkinėse ląstelėse. Tyrėjai nustatė, kad cikloastragenolis padėjo sumažinti baltymų kiekį šiame kelyje, o tai rodo, kad junginys gali veikti blokuodamas PI3K/AKT/mTOR kelią ir padėti išvengti senėjimo. Be to, įrodyta, kad cikloastragenolis sumažina senstančių ląstelių gebėjimą skatinti senėjimą, išskirdamas uždegimines molekules, augimo faktorius ir imunomoduliatorius, o tai atitinka teiginius, kad PI3K, AKT ir mTOR signalizacijos mažinimas gali sumažinti senėjimą skatinantį poveikį aplinkinėms ląstelėms.

Cikloastragenolis priklauso triterpenų saponinams ir daugiausia gaunamas hidrolizuojant astragalozidą IV. Jis pasižymi santykinai maža molekuline mase ir stipriu lipofilumu, o tai yra naudinga bioplėvelės prasiskverbimui ir absorbcijai iš virškinimo trakto, siekiant geresnio biologinio prieinamumo. Cikloastragalinolio veiksmingumas
1. Smegenų pažeidimo gydymas
2. Pagerinti kepenų fibrozę
3. Osteoporozės gydymas
4. Anti-senėjimo poveikis
5. Atitolina ląstelių senėjimą

Kodėl būtina sintetinti cikloastraganolį?

① Cikloastraganolis pasižymi įvairiu farmakologiniu poveikiu, pavyzdžiui, slopina smegenų ląstelių apoptozę ir neurouždegimą smegenų išemijos metu bei palaiko kraujo ir smegenų barjerą.
② Cikloastragenolis yra vienintelis iki šiol atrastas mažos molekulės terpenoidinis junginys, pasižymintis telomerazės aktyvumu ir galintis gydyti neurodegeneracines ligas.
③ Jis slopina miokardo fibrozę ir stiprina priešnavikinį imunitetą. Tai populiari molekulė senėjimą stabdančių vaistų tyrimuose ir kūrime.

Esamos problemos

Cikloastraganolio kiekis Astragalus membranaceus augale yra labai mažas ir jį sunku gauti tiesiogiai. Esama cikloastraganolio gamybos strategija remiasi tradicine kinų medicinos ekstrakcija, kuri daugiausia gaunama transformuojant astragalus IV iš Astragalus membranaceus. Tai yra, astragalosidas IV gaunamas naudojant astragalus sodinimo ir audinių kultūros technologiją, o tada astragalosidas IV paverčiamas cikloastragalozidu, naudojant acidolysis, Smitho skaidymo, fermentų ir mikrobų hidrolizės metodus. Tačiau šie paruošimo metodai yra brangūs, lengvai teršia aplinką, juos sunku atskirti ir išvalyti, be to, jie nėra palankūs pritaikymui ir reklamai. Todėl žmonės atkreipė dėmesį į dirbtinę cikloastraganolio sintezę.

Kaip panaudoti sintetinę biologiją sintezei? ---Sintetinė biologija

Sintetinė biologija – tai tikslinis „dirbtinės gyvybės“ su nenatūraliomis funkcijomis projektavimas, transformavimas ir net kūrimas, vadovaujantis inžinerinėmis idėjomis, tai yra biologijos inžinerija. Paprastai kalbant, ji kuriama naudojant biologinius metodus.