La spermidine atténue les dommages mitochondriaux myocardiques induits par l'hypoxie intra-utérine chez les rats en inhibant le stress oxydatif et en régulant le contrôle de la qualité des mitochondries Partie 3

Remerciements

Nous remercions le Dr Meng Yan pour sa participation aux premières étapes de ce travail. Nous sommes également très reconnaissants au professeur Sazonova Elena Nikolaevna pour sa lecture critique et son édition du manuscrit. Ce travail a été soutenu par le Département de l'éducation de la région autonome de Mongolie intérieure en Chine (n° NJZY21112).

Le glycoside de cistanche peut également augmenter l'activité de la SOD dans les tissus cardiaques et hépatiques et réduire considérablement la teneur en lipofuscine et en MDA dans chaque tissu, piégeant efficacement divers radicaux réactifs de l'oxygène (OH-, H₂O₂, etc.) et protégeant contre les dommages à l'ADN causés par des radicaux OH. Les glycosides phényléthanoïdes de Cistanche ont une capacité de piégeage robuste des radicaux libres, une capacité de réduction supérieure à celle de la vitamine C, améliorent l'activité de la SOD dans la suspension de sperme, réduisent la teneur en MDA et ont un certain effet protecteur sur la fonction de la membrane du sperme. Les polysaccharides Cistanche peuvent améliorer l'activité de la SOD et du GSH-Px dans les érythrocytes et les tissus pulmonaires de souris sénescentes expérimentalement causées par le D-galactose, ainsi que réduire la teneur en MDA et en collagène dans les poumons et le plasma et augmenter la teneur en élastine, ont un bon effet de piégeage sur le DPPH, prolonge le temps d'hypoxie chez les souris sénescentes, améliore l'activité de la SOD dans le sérum et retarde la dégénérescence physiologique du poumon chez les souris expérimentalement sénescentes Avec la dégénérescence morphologique cellulaire, des expériences ont montré que Cistanche a la bonne capacité antioxydante et a le potentiel d'être un médicament pour prévenir et traiter les maladies du vieillissement cutané. Dans le même temps, l'échinacoside dans Cistanche a une capacité significative à piéger les radicaux libres DPPH et a la capacité de piéger les espèces réactives de l'oxygène et d'empêcher la dégradation du collagène induite par les radicaux libres, et a également un bon effet réparateur sur les dommages anioniques des radicaux libres thymine.

Cliquez sur l'examen du supplément Cistanche

【Pour plus d'informations :george.deng@wecistanche.com / WhatApp :86 13632399501】

Notes de bas de page

Contribution des auteurs :YZ et LD ont conçu l'étude ; NC, HZ, HZ, LL et XY ont effectué la majorité des expériences ; LW et XB ont réalisé l'expérience in vitro ; LY et TN ont fourni la méthode de dosage ; XL a contribué aux matériaux et aux réactifs ; HL a analysé les données. NC et HZ ont rédigé la première ébauche du manuscrit ; YZ et LD ont révisé le manuscrit. Tous les auteurs ont approuvé le manuscrit final.

Conflit d'interêts:Les auteurs déclarent n'avoir aucun conflit d'intérêts.

Reproductibilité des données :Les données de ce travail sont disponibles sur demande raisonnable de l'auteur correspondant.

Financement/Soutien :Ce travail a été soutenu en partie par le numéro de subvention NJZY21112 du Département de l'éducation de la région autonome de Mongolie intérieure en Chine.

Les références

1. Barker DJ, Osmond C, Forsén TJ, Kajantie E, Eriksson JG. Trajectoires de croissance chez les enfants qui ont des événements coronariens à l'âge adulte. N Engl J Méd. 2005;353(17):1802–9. [Identifiant PubMed : 16251536].

2. Ducsay CA, Goyal R, Pearce WJ, Wilson S, Hu XQ, Zhang L. Hypoxie gestationnelle et plasticité développementale. Physiol Rev. 2018;98(3):1241– 334. [PubMed ID : 29717932]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc6088145].

3. Dominguez JE, Habib AS, Krystal AD. Un examen des associations entre l'apnée obstructive du sommeil et les troubles hypertensifs de la grossesse et les mécanismes possibles de la maladie. Sleep Med Rev. 2018;42:37– 46. [PubMed ID : 29929840]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc6221976].

4. O'Brien LM, Bullough AS, Chames MC, Shelgikar AV, Armitage R, Guilleminualt C, et al. Hypertension, ronflement et apnée obstructive du sommeil pendant la grossesse : une étude de cohorte. Bjog. 2014;121(13):1685– 93. [PubMed ID : 24888772]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc4241143].

5. Giussani DA. Souffle de vie : Lien entre les maladies cardiaques et l'hypoxie développementale. Circulation. 2021;144(17):1429–43. [Identifiant PubMed : 34694887]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc8542082].

6. Gao Y, Dasgupta C, Huang L, Song R, Zhang Z, Zhang L. L'intégration MultiOmics révèle les effets à court et à long terme de l'hypoxie gestationnelle sur le développement du cœur. Cellules. 2019;8(12). [Identifiant PubMed : 31835778]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc6952773].

7. Thompson LP, Turan S, Aberdeen GW. Différences entre les sexes et effets de l'hypoxie intra-utérine sur la croissance et la fonction cardiaque in vivo de cobayes fœtaux. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2020;319(3):R243– r254. [Identifiant PubMed : 32639864]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc7509254].

8. Bae S, Xiao Y, Li G, Casiano CA, Zhang L. Effet de l'exposition hypoxique chronique maternelle pendant la gestation sur l'apoptose dans le cœur de rat fœtal. Suis J Physiol Heart Circ Physiol. 2003;285(3):H983–90. [Identifiant PubMed : 12750058].

9. Silvestro S, Calcaterra V, Pelizzo G, Bramanti P, Mazzon E. Hypoxie prénatale et stress oxydatif placentaire : Aperçus des modèles animaux aux preuves cliniques. Antioxydants (Bâle). 2020;9(5). [Identifiant PubMed : 32408702]. [Identifiant PubMed Central : PMC7278841].

10. Thornburg KL. La programmation des maladies cardiovasculaires. J Dev Orig Health Dis. 2015;6(5):366–76. [Identifiant PubMed : 26173733]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc7587080].

11. Thompson LP, Chen L, Polster BM, Pinkas G, Song H. L'hypoxie prénatale altère la fonction cardiaque mitochondriale et ventriculaire chez la progéniture de cobaye d'une manière liée au sexe. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2018;315(6):R1232–r1241. [Identifiant PubMed : 30365351]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc6425638].

12. Chanson H, Polster BM, Thompson LP. L'hypoxie chronique modifie l'expression et l'activité des protéines du complexe mitochondrial cardiaque chez les cobayes fœtaux d'une manière sélective selon le sexe. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2021;321(6):R912–r924. [Identifiant PubMed : 34730023]. [Identifiant PubMed Central : PMC8714812].

13. Schirone L, Forte M, D'Ambrosio L, Valenti V, Vecchio D, Schiavon S, et al. Un aperçu des mécanismes moléculaires associés aux lésions ischémiques myocardiques : état de l'art et perspectives translationnelles. Cellules. 2022;11(7). [Identifiant PubMed : 35406729]. [Identifiant PubMed Central : PMC8998015].

14. Pohjoismäki JL, Goffart S. Le rôle des mitochondries dans le développement et la protection cardiaques. Radic libre Biol Med. 2017;106:345–54. [Identifiant PubMed : 28216385].

15. Ding Q, Qi Y, Tsang SY. Biogenèse mitochondriale, dynamique mitochondriale et mitophagie dans la maturation des cardiomyocytes. Cellules. 2021;10(9). [Identifiant PubMed : 34572112]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc8466139].

16. Song Y, Xu Y, Liu Y, Gao J, Feng L, Zhang Y, et al. Contrôle de la qualité mitochondriale dans le maintien de l'homéostasie cardiovasculaire : les rôles et l'interrégulation de l'UPS, de la dynamique mitochondriale et de la mitophagie. Oxyd Med Cell Longev. 2021;2021:3960773. [Identifiant PubMed : 34804365]. [Identifiant PubMed Central : PMC8601824].

17. Scarpulla RC. Paradigmes transcriptionnels dans la biogenèse et la fonction des mitochondries chez les mammifères. Physiol Rev. 2008;88(2):611–38. [Identifiant PubMed : 18391175].

18. Lai L, Leone TC, Zechner C, Schaeffer PJ, Kelly SM, Flanagan DP, et al. Les coactivateurs transcriptionnels PGC-1alpha et PGC-bêta contrôlent les programmes qui se chevauchent nécessaires à la maturation périnatale du cœur. Gènes Dév. 2008;22(14):1948–61. [Identifiant PubMed : 18628400]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc2492740].

19. Gong G, Song M, Csordas G, Kelly DP, Matkovich SJ, Dorn G2. La mitophagie médiée par la parkine dirige la maturation métabolique cardiaque périnatale chez la souris. Science. 2015;350(6265):aad2459. [Identifiant PubMed : 26785495]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc4747105].

20. Papanicolaou KN, Kikuchi R, Ngoh GA, Coughlan KA, Dominguez I, Stanley WC, et al. Les mitofusines 1 et 2 sont essentielles au remodelage métabolique postnatal du cœur. Circ Res. 2012;111(8):1012–26. [Identifiant PubMed : 22904094]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc3518037].

21. Quebedeaux TM, Song H, Giwa-Otusajo J, Thompson LP. L'hypoxie chronique inhibe l'activité du complexe respiratoire IV et perturbe la dynamique mitochondriale dans le cerveau antérieur du cobaye fœtal. Reprod Sci. 2022;29(1):184–92. [Identifiant PubMed : 34750769].

22. Hussain T, Tan B, Ren W, Rahu N, Kalhoro DH, Yin Y. Exploration des polyamines : Fonctions dans le développement embryonnaire/fœtal. Anim Nutr. 2017;3(1):7–10. [Identifiant PubMed : 29767087]. [Identifiant PubMed Central : PMCPmc5941083].

23. Wang X, Burghardt RC, Romero JJ, Hansen TR, Wu G, Bazer FW. Rôles fonctionnels de l'arginine pendant la période péri-implantatoire de la grossesse. III. L'arginine stimule la prolifération et la production d'interféron tau par les cellules trophectodermiques ovines via les voies de signalisation de l'oxyde nitrique et de la polyamineTSC2-MTOR. Biol Reprod. 2015;92(3):75. [Identifiant PubMed : 25653279].

24. Kwon H, Wu G, Bazer FW, Spencer TE. Changements développementaux des niveaux et de la synthèse des polyamines dans le conceptus ovin. Biol Reprod. 2003;69(5):1626–34. [Identifiant PubMed : 12855596].

25. Wu G, Bazer FW, Satterfield M, Li X, Wang X, Johnson GA, et al. Impacts de la nutrition arginine sur le développement embryonnaire et fœtal chez les mammifères. Acides aminés. 2013;45:241–56. [Identifiant PubMed : 23732998].

26. Herring CM, Bazer FW, Johnson GA, Wu G. Impacts de l'apport protéique alimentaire maternel sur la survie, la croissance et le développement du fœtus. Exp Biol Med (Maywood). 2018;243(6):525–33. [Identifiant PubMed : 29466875]. [Identifiant PubMed Central : PMC5882021].

27. Ha HC, Sirisoma NS, Kuppusamy P, Zweier JL, Woster PM, Casero RA. La spermine polyamine naturelle fonctionne directement comme un piégeur de radicaux libres. Proc Natl Acad Sci US A. 1998;95(19):11140– 5. [PubMed ID : 9736703]. [Identifiant PubMed Central : PMC21609].

28. Li R, Wu X, Zhu Z, Lv Y, Zheng Y, Lu H, et al. Les polyamines protègent le sperme de verrat du stress oxydatif in vitro. J Anim Sci. 2022;100(4). [Identifiant PubMed : 35247050]. [Identifiant PubMed Central : PMC9030141].

29. Eisenberg T, Knauer H, Schauer A, Buttner S, Ruckenstuhl C, CarmonaGutierrez D, et al. L'induction de l'autophagie par la spermidine favorise la longévité. Nat Cell Biol. 2009;11(11):1305–14. [Identifiant PubMed : 19801973].

30. Nilsson BO, Persson L. Les effets bénéfiques de la spermidine sur la santé cardiovasculaire et la longévité suggèrent une importation spécifique de type cellulaire de polyamines par les cardiomyocytes. Biochimie Soc Trans. 2019;47(1):265–72. [Identifiant PubMed : 30578348].

31. Ni YQ, Liu YS. Nouvelles perspectives sur les rôles et les mécanismes de la spermidine dans le vieillissement et les maladies liées à l'âge. Vieillissement Dis. 2021;12(8):1948– 63. [PubMed ID : 34881079]. [Identifiant PubMed Central : PMC8612618].

32. Chai N, Zhang H, Li L, Yu X, Liu Y, Lin Y, et al. La spermidine prévient les lésions cardiaques chez les rats nouveau-nés exposés à l'hypoxie intra-utérine en inhibant le stress oxydatif et la fragmentation mitochondriale. Oxyd Med Cell Longev. 2019;2019:5406468. [Identifiant PubMed : 31217839]. [Identifiant PubMed Central : PMC6537013].

33. Li YF, Wei TW, Fan Y, Shan TK, Sun JT, Chen BR, et al. La sérine/thréonineprotéine kinase 3 facilite la réparation du myocarde après une lésion cardiaque, peut-être par la voie de la glycogène synthase kinase-3bêta/bêta-caténine. J Am Heart Assoc. 2021;10(22). e022802. [Identifiant PubMed : 34726469]. [Identifiant PubMed Central : PMC8751936].

34. Zhao Q, Shao L, Hu X, Wu G, Du J, Xia J, et al. Le préconditionnement et le postconditionnement de la lipoxine a4 protègent contre les lésions d'ischémie/reperfusion du myocarde chez le rat. Médiateurs Inflamm. 2013;2013:231351. [Identifiant PubMed : 23956501]. [Identifiant PubMed Central : PMC3730367].

35. Hiraumi Y, Iwai-Kanai E, Baba S, Yui Y, Kamitsuji Y, Mizushima Y, et al. Le facteur de stimulation des colonies de granulocytes protège les mitochondries cardiaques dans la phase précoce de la lésion cardiaque. Suis J Physiol Heart Circ Physiol. 2009;296(3):H823–32. [Identifiant PubMed : 19136605].

36. Zhang H, Yan M, Liu T, Wei P, Chai N, Li L, et al. Protéome mitochondrial dynamique sous traitement aux polyamines dans le vieillissement cardiaque. Front Cell Dev Biol. 2022;10:840389. [Identifiant PubMed : 35372351]. [Identifiant PubMed Central : PMC8965055].

37. Piquereau J, Novotova M, Fortin D, Garnier A, Ventura-Clapier R, Veksler V, et al. Développement postnatal du coeur de souris : formation de microdomaines énergétiques. J Physiol. 2010;588(Pt 13):2443– 54. [PubMed ID : 20478976]. [Identifiant PubMed Central : PMC2915519].

38. Louey S, Jonker SS, Giraud GD, Thornburg KL. L'insuffisance placentaire diminue l'activité du cycle cellulaire et la maturation terminale des cardiomyocytes fœtaux de mouton. J Physiol. 2007;580(Pt. 2):639– 48. [PubMed ID : 17234700]. [Identifiant PubMed Central : PMC2075561].

39. Botting KJ, McMillen IC, Forbes H, Nyengaard JR, Morrison JL. L'hypoxémie chronique en fin de gestation diminue le nombre de cardiomyocytes mais ne modifie pas l'expression des gènes sensibles à l'hypoxie. J Am Heart Assoc. 2014;3(4).

40. Derks W, Bergmann O. Polyploïdie dans les cardiomyocytes : obstacle à la régénération cardiaque ? Circ Res. 2020;126(4):552–65. [Identifiant PubMed : 32078450].

41. Bhatti JS, Bhatti GK, Reddy PH. Dysfonctionnement mitochondrial et stress oxydatif dans les troubles métaboliques - Un pas vers des stratégies thérapeutiques basées sur les mitochondries. Biochim Biophys Acta Mol Base Dis. 2017;1863(5):1066–77. [Identifiant PubMed : 27836629]. [Identifiant PubMed Central : PMC5423868].

42. Aljunaidy MM, Morton JS, Kirschenman R, Phillips T, Case CP, Cooke CM, et al. Le traitement maternel avec un antioxydant ciblé sur le placenta (MitoQ) a un impact sur la fonction cardiovasculaire de la progéniture dans un modèle de rat d'hypoxie prénatale. Pharmacol Res. 2018;134:332–42. [Identifiant PubMed : 29778808].

43. Wang J, Li S, Wang J, Wu F, Chen Y, Zhang H, et al. La spermidine atténue le vieillissement cardiaque en améliorant la biogenèse et la fonction mitochondriales. Vieillissement (Albany NY). 2020;12(1):650–71. [Identifiant PubMed : 31907336]. [Identifiant PubMed Central : PMC6977682].

44. Eisenberg T, Abdellatif M, Schroeder S, Primessnig U, Stekovic S, Pendl T, et al. Cardioprotection et prolongation de la durée de vie par la spermidine polyamine naturelle. Nat Med. 2016;22(12):1428– 38. [PubMed ID : 27841876]. [Identifiant PubMed Central : PMC5806691].

45. Wang X, Ying W, Dunlap KA, Lin G, Satterfield MC, Burghardt RC, et al. Arginine décarboxylase et agmatinase : une voie alternative pour la biosynthèse de novo des polyamines pour le développement de conceptus de mammifères. Biol Reprod. 2014;90(4):84. [Identifiant PubMed : 24648395].

46. ​​Zhao YC, Chi YJ, Yu YS, Liu JL, Su RW, Ma XH, et al. Les polyamines sont essentielles dans l'implantation embryonnaire : expression et fonction des gènes liés aux polyamines dans l'utérus de la souris pendant la période péri-implantatoire. Endocrinologie. 2008;149(5):2325–32. [Identifiant PubMed : 18202119].

47. Liu N, Dai Z, Zhang Y, Jia H, Chen J, Sun S, et al. La supplémentation maternelle en L-proline pendant la gestation modifie le métabolisme des acides aminés et des polyamines chez la progéniture femelle de première génération de souris C57BL/6J. Acides aminés. 2019;51(5):805–11. [Identifiant PubMed : 30879150].

48. Zhu YH, Lin G, Dai ZL, Zhou TJ, Yuan TL, Feng CP, et al. Changements développementaux des polyamines et des niveaux de marqueurs autophagiques chez les porcs fœtaux normaux et à croissance limitée. J Anim Sci. 2015;93(7):3503–11. [Identifiant PubMed : 26440019].

49. Zou D, Zhao Z, Li L, Min Y, Zhang D, Ji A, et al. Un examen complet de la spermidine : innocuité, effets sur la santé, absorption et métabolisme, évaluation des matières alimentaires, transformation physique et chimique et biotransformation. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2022;21(3):2820–42. [Identifiant PubMed : 35478379].

50. Yuan H, Wu SX, Zhou YF, Peng F. La spermidine inhibe l'inflammation des articulations et l'activation des macrophages chez les souris atteintes d'arthrite induite par le collagène. J Inflamm Res. 2021;14:2713–21. [Identifiant PubMed : 34194234]. [Identifiant PubMed Central : PMC8238551].

51. Mao M, Yang L, Jin Z, Li LX, Wang YR, Li TT, et al. Impact de l'hypoxie intra-utérine sur la fonction cognitive adolescente et adulte chez la progéniture de rat : différences sexuelles et effets de l'intervention de spermidine. Acta Pharmacol Sin. 2021;42(3):361–9. [Identifiant PubMed : 32694754]. [Identifiant PubMed Central : PMC8027377].

52. Russell LK, Mansfield CM, Lehman JJ, Kovacs A, Courtois M, Saf-Fitz JE, et al. L'induction cardiaque spécifique du coactivateur transcriptionnel du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes, le coactivateur gamma -1 alpha, favorise la biogenèse mitochondriale et la cardiomyopathie réversible en fonction du stade de développement. Circ Res. 2004;94(4):525–33.

53. Gong S, Sovio U, Aye IL, Gaccioli F, Dopierala J, Johnson MD, et al. Le métabolisme des polyamines placentaires diffère selon le sexe fœtal, le retard de croissance fœtal et la prééclampsie. Aperçu JCI. 2018;3(13). [Identifiant PubMed : 29997303]. [Identifiant PubMed Central : PMC6124516].

54. Madeo F, Eisenberg T, Buttner S, Ruckenstuhl C, Kroemer G. Spermidine : un nouvel inducteur d'autophagie et un élixir de longévité. Autophagie. 2010;6(1):160–2. [Identifiant PubMed : 20110777].

55. Bhukel A, Madeo F, Sigrist SJ. La spermidine booste l'autophagie pour protéger du vieillissement des synapses. Autophagie. 2017;13(2):444–5.

【Pour plus d'informations :george.deng@wecistanche.com / WhatApp :86 13632399501】