Partie 1: L'échinacoside isolé de Cistanche Tubulosa stimule de manière putative la sécrétion d'hormone de croissance via l'activation du récepteur de la ghréline

L'échinacoside isolé de Cistanche tubulosa stimule potentiellement la sécrétion d'hormone de croissance via l'activation du récepteur de la ghréline

Chieh-Ju Wu 1, Mei-Yin Chien 2, Nan-Hei Lin 1, Yi-Chiao Lin 1, Wen-Ying Chen 3, Chao-Hsiang Chen 2,4,* et Jason TC Tzen 1,*

1 Institut universitaire de biotechnologie, Université nationale Chung-Hsing, Taichung 402, Taïwan ; baby159357520@gmail.com (C.-JW); CMNHEI@mohw.gov.tw (N.-HL) ; s9755702@gmail.com (Y.-CL)

2 Ko Da Pharmaceutical Co. Ltd., Taoyuan 324, Taïwan ; rd1@koda.com.tw

3 Département de médecine vétérinaire, Université nationale Chung-Hsing, Taichung 402, Taïwan ; wychen@dragon.nchu.edu.tw

4 Institut universitaire de pharmacognosie, Université médicale de Taipei, Taipei 110, Taïwan

* Correspondance : gm@koda.com.tw (C.-HC) ; TCTZEN@dragon.nchu.edu.tw (JTCT) ; Tél. : plus 886-4-22840328 (poste 776) (JTCT) ; Télécopie : plus 886-4-22853527 (JTCT)

Éditeur académique : Pinarosa Avato

Reçu : 22 janvier 2019 ; Accepté : 14 février 2019 ; Publié: 17 février 2019

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Résumé:Cistancheespèce, le ginseng du désert, possède de nombreuses activités biologiques dans la pharmacopée traditionnelle chinoise et a été utilisée comme médicament anti-âge. Trois glycosides phényléthanoïdes—échinacoside, tubuloside A et actéoside - ont été détectés dans l'extrait aqueux deCistanchetubuleux(Schenk) R. Wight et le principal constituant,échinacoside, a été purifié davantage.Échinacosided'une concentration supérieure à 10_6 M a montré une activité significative pour stimuler la sécrétion d'hormone de croissance des cellules hypophysaires de rat. Semblable à l'hormone de libération de l'hormone de croissance-6, un analogue synthétique de la ghréline, la stimulation de la sécrétion de l'hormone de croissance par l'échinacoside a été inhibée par [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-substance P , un agoniste inverse du récepteur de la ghréline. La modélisation moléculaire a montré que les trois glycosides phényléthanoïdes interagissaient de manière adéquate avec la poche de liaison du récepteur de la ghréline, et l'échinacoside présentait une interaction légèrement meilleure avec le récepteur que le tubuloside A et l'actéoside. Les résultats suggèrent que les glycosides phényléthanoïdes, en particulieréchinacoside, sont des constituants actifs présumés responsables des effets anti-vieillissement de C. tubulosa et peuvent être considérés comme se développant en tant qu'analogues non peptidyliques de la ghréline.

Mots clés: cistanchetubuleuse;échinacoside; ghréline; sécrétion d'hormone de croissance; glycosides phényléthanoïdes

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Échinacosideen cistanche peut améliorer lasystème immunitaire

1. Introduction

Cistanche(Orobanchaceae), le soi-disant ginseng du désert, est une plante holoparasite trouvée dans la région désertique du nord-ouest de la Chine. Cette plante médicinale a été enregistrée pour posséder plusieurs activités biologiques telles que le soulagement de la constipation, la longévité et les propriétés aphrodisiaques dans la pharmacopée traditionnelle chinoise [1]. Différentes espèces de Cistanche sont communément nommées en fonction de leurs hôtes et de leurs environnements de croissance, telles que Cistanche deserticola YC Ma etCistanchetubuleux(Schenk) R.Wight. C. deserticola, hébergé par Haloxylon ammodendron que l'on trouve principalement en Mongolie intérieure, était à l'origine considéré comme la source standard de Cistanche dans la pharmacopée chinoise, mais est répertorié comme une espèce végétale en voie de disparition en Chine depuis 1984. C. tubulosa, hébergé par Tamarix ramosissima cultivé au Xinjiang Hetian, a tendance à posséder un taux de croissance rapide, et donc la culture agricole de cette Molécules 2019, 24, 720 ; doi:10.3390/molecules24040720 conduit à un bien meilleur rendement que le traditionnel C. deserticola. De nos jours, les deux espèces ci-dessus sont collectées dans la pharmacopée chinoise [2].

C. désertiqueetC. tubuleuxpossèdent des constituants chimiques et des activités pharmacologiques similaires, ils sont donc tous deux considérés comme des plantes médicinales potentielles pour les maladies liées au vieillissement [3–5]. Les glycosides de phényléthanol sont des ingrédients actifs communs trouvés dans ces deux espèces, et l'échinacoside est identifié comme le principal glycoside de phényléthanol chez C. tubulosa [6]. Au cours de la dernière décennie, il a été démontré que l'échinacoside et l'extrait de C. tubulosa riche en échinacoside possédaient de nombreuses activités pharmacologiques, telles que l'anti-âge, la neuroprotection, l'amélioration de l'apprentissage et de la mémoire, l'amélioration de la fonction cardiaque, la réduction de l'hyperlipidémie et de l'hyperglycémie, et prévention du diabète induit par l'obésité et du syndrome métabolique [7–12].

Connue sous le nom « d'hormone de la faim », la ghréline est une hormone peptidique composée de 28 résidus d'acides aminés dont le troisième résidu sérine est acylé avec un groupe n-octanoyle essentiel à ses fonctions biologiques [13]. Il a été démontré que la ghréline est un ligand endogène pour un récepteur couplé aux protéines G appelé récepteur sécrétagogue-1a de l'hormone de croissance (GHS-R1a), qui est principalement exprimé dans l'hypothalamus et l'hypophyse [14]. L'activation de GHS-R1a par la ghréline entraîne la stimulation de la sécrétion d'hormone de croissance et la régulation de plusieurs réactions physiologiques [15]. Des études cliniques montrent qu'une supplémentation exogène en hormones de croissance pourrait atténuer les symptômes des maladies liées au vieillissement chez les personnes âgées, telles que l'augmentation de la force musculaire et de la densité osseuse et l'amélioration de la qualité du sommeil et des capacités cognitives [16,17]. Cependant, des inquiétudes concernant des effets secondaires graves (par exemple, cancer de la prostate, douleurs articulaires, résistance à l'insuline, rétention d'eau, syndrome du canal carpien et gynécomastie) ont été soulevées pour le traitement avec des hormones de croissance exogènes [18,19]. Par conséquent, la stimulation de la sécrétion d'hormone de croissance par la ghréline via l'activation du GHS-R1a a été considérée comme une approche thérapeutique alternative pour les maladies liées au vieillissement des personnes âgées, et son effet thérapeutique est supposé être supérieur à la supplémentation exogène en hormone de croissance.

Récemment, il a été démontré que les teaghrélines et les ginkgoghrélines, des glycosides flavonoïdes acylés uniques trouvés dans le thé oolong Chin-shin et les feuilles de Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae), induisent la sécrétion d'hormone de croissance des cellules primaires de l'hypophyse antérieure du rat via la liaison au récepteur de la ghréline [20–22 ]. Compte tenu des effets thérapeutiques de Cistanche spp. sur les maladies liées au vieillissement étaient similaires aux effets anti-âge du thé oolong Chin-shin et des feuilles de Ginkgo biloba, nous nous sommes demandé si les activités pharmacologiques des glycosides de phényléthanol pouvaient être exécutées par la même voie que celles des teaghrelins et des ginkgoghrelins en se liant au récepteur de la ghréline. Premièrement, trois glycosides phényléthanoïdes - échinacoside, tubuloside A et actéoside - ont été identifiés dans l'extrait aqueux de C. tubulosa. Le principal constituant, l'échinacoside, a ensuite été purifié et examiné pour sa capacité à stimuler la libération d'hormone de croissance des cellules hypophysaires de rat via l'activation du récepteur de la ghréline. La modélisation moléculaire de l'amarrage de l'échinacoside, du tubuloside A et de l'actéoside au récepteur de la ghréline a été réalisée et comparée pour les interactions possibles dans la poche de liaison.

2. Résultats

2.1. Séparation et identification de trois principaux glycosides de phényléthanol dans l'extrait aqueux de deux espèces de Cistanche

Dans l'analyse HPLC de deux espèces de Cistanche, C. tubulosa s'est avéré posséder des teneurs beaucoup plus élevées en glycosides de phényléthanol que C. deserticola (Figure 1A,B). Trois principaux glycosides de phényléthanol ont été observés chez C. tubulosa et identifiés comme étant l'échinacoside, le tubuloside A et l'actéoside par analyse par spectrométrie de masse (Figure 2) en comparaison avec les profils HPLC et les données MS de composés connus publiés précédemment [23,24]. Selon la fragmentation moléculaire 785 m/z dans MS1 et 623 m/z dans MS2, le pic majeur dans l'extrait aqueux de C. tubulosa a été identifié comme étant l'échinacoside (Figure 2A). De même, le tubuloside A a été attribué par sa fragmentation moléculaire 827 m/z dans MS1 et 665, 623 et 782 m/z dans MS2 (figure 2B) ; L'actéoside a été confirmée par la fragmentation moléculaire de 623 m/z dans MS1 et de 461 m/z dans MS2 (Figure 2C). L'échinacoside a ensuite été purifié jusqu'à une quasi-homogénéité (figure 1C) et utilisé dans les essais biologiques suivants.

Figure 2. Suite.

Figure 2. Analyses par spectrométrie de masse de l'échinacoside (A), du tubuloside A (B) et de l'actéoside (C) dans la fragmentation MS1 ​​(panneaux de gauche) et MS2 (panneaux de droite).

2.2. Effet de l'échinacosidesur l'induction de la sécrétion d'hormone de croissance dans les cellules hypophysaires de rat

Pour évaluer si l'échinacoside pouvait être un agoniste du récepteur sécrétagogue de l'hormone de croissance (GHSR), il a été soumis à l'examen de l'induction de la sécrétion d'hormone de croissance à partir de cellules hypophysaires primaires de rat. Semblable au GHRP-6, un agoniste synthétique du GHSR, l'échinacoside a pu stimuler la sécrétion d'hormones de croissance par les cellules hypophysaires de rat (Figure 3). Des augmentations significatives de la sécrétion d'hormone de croissance ont été détectées lorsque des cellules hypophysaires de rat ont été traitées avec de l'échinacoside à une concentration supérieure à 10_6 M pendant 15 et 30 min. Le traitement à l'échinacoside (de 10_8 à 10_5 M) pendant 15 et 30 min s'est avéré stimuler la sécrétion d'hormone de croissance des cellules hypophysaires de rat de manière dose-dépendante. De plus, un agoniste inverse du GHSR, [D-Arg1, D-Phe5, D-Trp7,9, Leu11]-substance P, a manifestement inhibé les effets stimulants du GHRP-6 et de l'échinacoside sur l'induction de la sécrétion d'hormone de croissance par cellules hypophysaires de rat (Figure 4). Les résultats suggèrent que l'échinacoside est un agoniste potentiel du GHSR.

Figure 3. Effet de l'échinacosideadministration sur la sécrétion d'hormone de croissance des cellules hypophysaires. La sécrétion d'hormone de croissance (GH) des cellules hypophysaires primaires de rat a été mesurée

après incubation avec milieu (témoin), GHRP-6 (agoniste GHSR, 10_7 M), et diverses concentrations (de 10_8 à10_5 M) d'échinacoside (ECH) pendant 15 (A) et 30 min (B),

respectivement. Les données ont été présentées sous forme de moyennes o SD avec n=6. Niveaux de signification vus parLes tests T étaient * p < 0.05 et ** p < 0,005 par rapport au contrôle.