Šta je trenutno otkriveni aktivator telomeraze - cikloastraganol?

Godine 1985., Greider i saradnici su prvi otkrili telomerazu, a ovaj novootkriveni enzim može dodavati DNK ponavljanja na krajeve hromosoma kako bi održao dužinu telomera. Telomeraza je ribonukleoproteinski kompleks čija katalitička jezgra uključuje TERT i TERC, od kojih je TERT ključ za regulaciju aktivnosti telomeraze. Dužina telomera nastavlja se skraćivati ​​kako se ćelije dijele. Kada dostigne kritičnu vrijednost, indukuje signale oštećenja DNK, što dovodi do skraćenog ćelijskog ciklusa i niza bolesti otkazivanja tkiva koje karakteriziraju kratki telomeri.

Američka kompanija Geron je 2010. godine sarađivala sa Univerzitetom nauke i tehnologije u Hong Kongu na istraživačkom projektu za testiranje aktivatora telomeraze. Utvrđeno je dacikloastraganolMože aktivirati aktivnost telomeraze i izazvati produženje telomera. Ovo otkriće aktivno je promoviralo razvoj aktivatora telomeraze. Napredak istraživanja i razvoj srodnih proizvoda na bazi alkohola astragalus. Cikloastragenol (CAG) je trenutno jedini prijavljeni aktivator telomeraze među prirodnim proizvodima. Može efikasno boriti se protiv skraćivanja telomera i ima farmakološke efekte protiv starenja, apoptoze, fibroze, imunoregulacije, podsticanja proliferacije ćelija i zacjeljivanja rana itd., te stoga ima potencijalne terapijske efekte na bolesti povezane s disfunkcijom telomera.

Cikloastragenol i starenje

telomeri
Telomeri su posebne strukture na krajevima hromozoma koje štite hromozome i skraćuju se replikacijom hromozoma i diobom ćelija. Ćelije također stare kako se telomeri skraćuju.

telomeraza
Telomeraza može sintetizirati telomere kako bi stabilizirala dužinu i strukturu telomera, čime štiti hromozome i odgađa starenje ćelija.

Protiv starenja: Aktivator telomeraze, koji ima učinak protiv starenja povećanjem telomeraze i time odgađanjem skraćivanja telomera.

Telomeri su kapice koje se nalaze na krajevima ćelijskih hromozoma i štite ih od oštećenja tokom ćelijske diobe. Kako se ćelije nastavljaju dijeliti, telomeri se nastavljaju skraćivati, dostižući kritičnu tačku u kojoj ćelije stare ili umiru. Telomeraza može produžiti dužinu telomera, a životni vijek ćelija će se prirodno povećati u skladu s tim.

Starenje je neizbježan dio života; međutim, istraživači proučavaju razne tretmane kako bi pokušali izbjeći neke od efekata starenja, uključujući proučavanje senolitika. Senolitici su spojevi koji eliminiraju senescentne (stareće) ćelije i za koje je dokazano da smanjuju efekte starenja. Nova studija sugerira da cikloastraganol ima efekte protiv starenja.

Studija, provedena u Kini i objavljena u časopisu International Journal of Molecular Sciences, fokusirala se na stare ljudske ćelije i miševe sa starenjem izazvanim zračenjem. Cikloastragenol smanjuje broj starih ćelija bez utjecaja na nestareće ćelije. Tretman cikloastragenolom također smanjuje proteine ​​u starim ćelijama koji su potrebni za rast i preživljavanje ćelija. Osim toga, inhibira kretanje ćelija povezano sa upalnim ćelijama i procesima povezanim sa starenjem. Utvrđeno je da stariji miševi tretirani cikloastraganolom imaju manje starih ćelija i poboljšanu fizičku disfunkciju povezanu sa starenjem.

Cikloastragenol smanjuje broj starih ćelija

Starenje je poznati znak starenja, ali istraživači su otkrili da eliminacija starih ćelija i njihovih proinflamatornih signalnih molekula može pomoći u sprečavanju bolesti povezanih sa starenjem, pa čak i u njihovom preokretanju u nekim slučajevima. Ovdje su istraživači tretirali ljudske ćelije cikloastraganolom i otkrili da on efikasno eliminiše stare ćelije bez uticaja na ne-stareće ćelije. Osim toga, ćelijski markeri starih ćelija su značajno smanjeni nakon tretmana cikloastraganolom.

Prethodna istraživanja su pokazala da je PI3K/AKT/mTOR put - signalni put uključen u rast i preživljavanje ćelija - uključen u upalne procese koje pokreću starenje ćelija, pomažući u promovisanju starenja u okolnim ćelijama. Istraživači su otkrili da cikloastragenol pomaže u smanjenju proteina u ovom putu, što sugeriše da bi spoj mogao djelovati blokiranjem PI3K/AKT/mTOR puta kako bi pomogao u sprečavanju starenja. Nadalje, pokazalo se da cikloastragenol smanjuje sposobnost starih ćelija da podstiču starenje oslobađanjem upalnih molekula, faktora rasta i imunomodulatora, što je u skladu sa sugestijama da smanjenje PI3K, AKT i mTOR signalizacije može smanjiti efekte starenja među okolnim ćelijama.

Cikloastragenol pripada triterpenskim saponinima i uglavnom se dobija hidrolizom astragalozida IV. Ima relativno malu molekularnu težinu i jaku lipofilnost, što je korisno za prodiranje u biofilm i gastrointestinalnu apsorpciju radi postizanja bolje bioraspoloživosti. Efikasnost cikloastragalinola
1. Liječenje oštećenja mozga
2. Poboljšava fibrozu jetre
3. Liječenje osteoporoze
4. Učinak protiv starenja
5. Usporava starenje ćelija

Zašto je potrebno sintetizirati cikloastraganol?

Cikloastraganol ima različite farmakološke efekte kao što su inhibicija apoptoze moždanih ćelija i neuroinflamacije tokom cerebralne ishemije i održavanje krvno-moždane barijere.
② Cikloastragenol je jedini do sada otkriveni terpenoidni spoj male molekulske mase s telomeraznom aktivnošću koji može liječiti neurodegenerativne bolesti.
③ Ima efekte inhibicije miokardijalne fibroze i pojačavanja antitumorskog imuniteta. Popularna je molekula u istraživanju i razvoju lijekova protiv starenja.

Postojeći problemi

Sadržaj cikloastraganola u Astragalus membranaceus je vrlo nizak i teško ga je dobiti direktno. Postojeća strategija proizvodnje cikloastraganola oslanja se na ekstrakciju tradicionalnom kineskom medicinom, koja se uglavnom dobija transformacijom astragalozida IV u Astragalus membranaceus. To jest, astragalozid IV se dobija sadnjom astragalusa i tehnologijom kulture tkiva, a zatim se astragalozid IV pretvara u cikloastragalozid korištenjem acidolize, Smithove degradacije, enzima i mikrobne hidrolize. Međutim, ove metode pripreme su skupe, lako uzrokuju zagađenje okoliša, teško ih je odvojiti i pročistiti, te nisu pogodne za primjenu i promociju. Stoga su ljudi svoju pažnju usmjerili na vještačku sintezu cikloastraganola.

Kako koristiti sintetičku biologiju za sintezu? ---Sintetička biologija

Sintetička biologija se odnosi na ciljano dizajniranje, transformaciju, pa čak i stvaranje "umjetnog života" s neprirodnim funkcijama pod vodstvom inženjerskih ideja, odnosno inženjeringa biologije. Općenito govoreći, proizvodi se korištenjem bioloških metoda.