Teh Hijau Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) Menyasarkan Salah Lipatan Protein dalam Penemuan Ubat Untuk Penyakit Neurodegeneratif Bahagian 3

4.2. Bukti daripada Model Haiwan

Oleh kerana spektrum aktiviti farmakologinya yang luas, EGCG memaparkan potensi terapeutik pada pelbagai model in vivo ND, termasuk AD, PD, HD dan ALS (Jadual 2).

EGCG adalah sebatian yang banyak terdapat dalam daun teh, terutamanya teh hijau. Ia telah dikaji secara meluas dan telah terbukti mempunyai banyak manfaat kesihatan, termasuk memori yang lebih baik. Ini adalah penemuan yang sangat positif dan bermanfaat, kerana ramai orang menghadapi masalah ingatan apabila populasi semakin meningkat.

Kajian telah menunjukkan bahawa EGCG boleh membantu meningkatkan daya ingatan. EGCG boleh melindungi sel saraf dengan mengurangkan kerapuhan dan pengoksidaan. Ia juga boleh merangsang pertumbuhan dan sambungan neuron, meningkatkan penghantaran saraf, dan meningkatkan fungsi kognitif dalam otak. Proses ini membantu meningkatkan kebolehan kognitif seperti ingatan jangka panjang dan perhatian.

Selain itu, EGCG juga boleh meningkatkan aliran darah di otak, membekalkan lebih banyak oksigen dan nutrien, yang membantu melindungi sel-sel saraf dan meningkatkan fungsi otak.

Ringkasnya, EGCG adalah positif dan bermanfaat untuk meningkatkan daya ingatan. Ia boleh menggalakkan ingatan dan keupayaan kognitif melalui pelbagai laluan dan meningkatkan kesihatan dan fungsi otak. Oleh itu, minum teh hijau secara sederhana boleh membolehkan orang ramai memperoleh banyak manfaat kesihatan dan meningkatkan kualiti hidup mereka. Ia boleh dilihat bahawa kita perlu meningkatkan ingatan, dan Cistanche boleh meningkatkan ingatan dengan ketara kerana ia juga boleh mengawal keseimbangan neurotransmitter, seperti meningkatkan tahap asetilkolin dan faktor pertumbuhan, yang sangat penting untuk ingatan dan pembelajaran. Selain itu, Cistanche juga boleh meningkatkan aliran darah dan menggalakkan penghantaran oksigen, yang dapat memastikan otak memperoleh nutrisi dan tenaga yang mencukupi, seterusnya meningkatkan daya hidup dan daya tahan otak.

Klik tahu cara untuk meningkatkan ingatan anda

Potensi terapeutik EGCG dalam model haiwan AD pertama kali dilaporkan pada tahun 2005 menggunakan tikus pengekspresian APP mutan Sweden (Tg APPsw). Para penyelidik menunjukkan bahawa suntikan intraperitoneal (ip) (20 mg/kg) EGCG dengan ketara mengurangkan kedua-dua tahap A dan plak A di otak.

Kajian selanjutnya menunjukkan bahawa EGCG menggalakkan belahan dalam serpihan terminal-C APP dan meningkatkan produk belahan APP terminal-N, APP larut.

Ini menunjukkan bahawa pengurangan tahap serebrum A dikaitkan dengan peningkatan aktiviti pembelahan -secretase [184]. Selain itu, EGCG juga mengurangkan pemendapan A dalam Tg APPsw apabila ditadbir secara dalam air minuman (50 mg/kg), seperti yang diperhatikan dalam kajian yang dijalankan pada tahun 2008 Keputusan selanjutnya menunjukkan bahawa EGCG memberikan faedah kognitif dan memodulasi hiperfosforilasi tau dalam tikus transgenik AD ini [186].

Satu lagi kajian yang melibatkan tikus Tg APPsw memfokuskan pada mekanisme molekul tindakan neuroprotektif EGCG. EGCG didapati dapat mengurangkan neurotoksisiti akibat A dengan menghalang pengaktifan glycogen synthase kinase-3 (GSK-3 ) dan translokasi nuklear kompleks c-Ab/FE65 dalam tikus transgenik ini [177].

Sebagai tambahan kepada model tetikus transgenik patologi AD manusia, model yang disebabkan oleh toksin juga dianggap sesuai untuk meneroka rawatan ND.

Kesan europrotektif EGCG telah dilaporkan dalam model AD yang disebabkan oleh toksin seperti model AD yang disebabkan oleh A-induced, LPS-induced, D-galaktosa (D-gal), streptozotocin-induced, andaluminum chloride (AlCl3) [13]. Dua kajian dari tahun 2000-an dan awal 2010-an menggunakan model AD yang disebabkan oleh LPS dengan EGCG yang ditadbir secara lisan (1.5 atau 3 mg/kg).

Mereka menunjukkan bahawa EGCG menghalang kematian sel apoptosis dengan menghalang paras A yang tinggi melalui perencatan - dan -secretase. Penemuan juga menunjukkan bahawa EGCG menghalang kerosakan ingatan dan amyloidogenesis dengan menghalang sitokin berkaitan neuroinflamasi yang dikeluarkan daripada astrosit [187,190].

Pentadbiran lisan EGCG (1.5 atau 3 mg/kg) juga telah ditunjukkan untuk melindungi terhadap gangguan ingatan dan koordinasi yang disebabkan oleh A dalam tikus AD yang disebabkan oleh A, manakala pentadbiran intragastrikal (ig) EGCG (2 atau 6 mg/kg) mempunyai kesan yang kuat. kesan neuroprotektif pada tikus penuaan yang disebabkan oleh D-gal, bertindak melalui mekanisme antioksidatif dan antiapoptosis [188,189].

Tambahan pula, bukti tambahan daripada model yang disebabkan oleh toksin mengesahkan potensi EGCG untuk meningkatkan tekanan oksidatif dengan model yang disebabkan oleh streptozotocin dan AlCl3-yang disebabkan.

Kajian-kajian ini menunjukkan bahawa EGCG boleh mengurangkan tekanan oksidatif dalam tisu otak pinggiran dan ia boleh menyekat perubahan tingkah laku yang berkaitan dengan defisit kognitif yang disebabkan oleh toksin dalam model haiwan ini [191,195]. Tikus yang dipercepatkan penuaan (SAMP8), model haiwan spontan yang mempercepat penuaan. , juga telah digunakan dalam kajian dengan EGCG.

Model haiwan ini dianggap sebagai model yang teguh untuk mengkaji patologi AD sporadis [225]. Kajian telah menunjukkan keupayaan EGCG untuk melemahkan kemerosotan kognitif dan defisit ingatan dalam tikus ini melalui pemberian dos rendah (5 mg/kg) dan tinggi (15 mg/kg) [193,194]. Pentadbiran ECG ditunjukkan dapat mengawal selia protein anti-apoptosis. Bcl-2 menguatkan nisbah Bcl- 2/Bax dan perkaitan ditemui antara pengurangan akibat EGCG dalam pengumpulan A dan ekspresi neprilysin yang dinaikkan (enzim degradasi pengehad kadar A ) [193].

Selain daripada mengawal selia ekspresi neprilysin, EGCG ditunjukkan untuk menghalang aktiviti BACE-1 dan memperbaiki tahap protein sinaptik yang tidak normal dalam korteks hadapan dan hippocampus dalam model tikus SAMP8 [194].

Kembali kepada model tikus transgenik, pada penghujung 2010-an, kajian dengan micep APP/PS1 memberikan bukti tambahan untuk sifat neuroprotektif in vivo EGCG. Satu kajian menyiasat kesan EGCG pada apoptosis neuron yang disebabkan oleh tekanan retikulum (ER) endoplasma, mendedahkan bahawa rawatan EGCG menghalang apoptosis yang disebabkan oleh tekanan ER dalam korteks serebrum tikus APP/PS1 [196].

Ia juga telah dicadangkan bahawa terapi yang menggabungkan EGCG dan asid ferulik dalam tikus APP/PS1 berumur memberikan faedah tambahan berbanding rawatan tunggal dari segi memperbaiki defisit tingkah laku, memperbaiki amiloidosis serebrum, dan mengurangkan generasi A [197]. Terdapat juga bukti bahawa dwi-ubat dimuatkan nanopartikel EGCG/asid askorbik meningkatkan keberkesanan terapeutik EGCG dalam tikus transgenik APPswe/PS1 [198].

Baru-baru ini, satu kajian dengan model campuran praklinikal yang mantap bagi AD familial dan diabetes mellitus jenis 2 (T2DM) menggunakan tikus APP/PS1 transgenik yang diberi makan dengan diet tinggi lemak mendedahkan bahawa EGCGi meningkatkan defisit kognitif yang diperburuk oleh diet obesogenik melalui modulasi yang tidak dilipat. tindak balas protein [199].EGCG juga telah dikaji secara meluas dalam model haiwan PD yang disebabkan oleh toksin, termasuk 6-OHDA dan MPTP klasik, yang merupakan dua neurotoksin yang paling banyak digunakan untuk model PD in vivo [226].

Kesan neuroprotective EGCG pada model MPTP-inducedPD mula-mula dilaporkan pada awal 2000s. Pentadbiran lisan EGCG (2 dan 10mg/kg), serta ekstrak teh hijau (0.5 dan 1 mg/kg) yang mengandungi tahap EGCG yang tinggi, dengan jelas mengurangkan kehilangan neuron dopamin dalam substantia nigra dan pengurangan tahap protein TH [201]. Dalam model ini, ketoksikan MPTP dimediasi oleh tekanan oksidatif, terutamanya oleh NO.

Satu lagi kajian menguji sama ada EGCG melemahkan PD yang disebabkan oleh MPTP pada tikus dengan menghalang ekspresi NO synthase (nNOS) neuron. Hasilnya mendedahkan bahawa kedua-dua ekstrak teh hijau dan EGCG mengurangkan ekspresi nNOS dalam substantia nigra [202]. Pada tahun 2010-an, kajian tambahan menggunakan model PD yang disebabkan oleh MPTP mengesahkan kesan europrotektif EGCG terhadap neurotoksisiti MPTP [204,205].

EGCG ditunjukkan untuk mengawal selia ferroportin protein eksport besi dalam substantia nigra, mengurangkan tekanan oksidatif dan memberikan kesan penyelamat saraf terhadap defisit fungsi dan neurokimia yang disebabkan oleh MPTP pada tikus [204]. Kajian 2018 dengan model tetikus PD yang disebabkan oleh MPTP memfokuskan pada kesannya. ofEGCG pada sistem imun periferal.

Hasilnya mendedahkan bahawa rawatan EGCG melindungi neuron dopaminergik daripada degenerasi yang disebabkan oleh MPTP, memulihkan tingkah laku pergerakan tikus ini. Di samping itu, EGCG menghalang ekspresi sitokin neuroinflamasi dan membalikkan disfungsi sel T dalam sistem imun periferi tikus MPTP [205].

Kajian in vivo dengan 6-model tikus PD yang disebabkan oleh OhDA menunjukkan bahawa EGCG yang ditadbir secara gavage (10 mg/kg) mengembalikan tekanan oksidatif striatal dan perubahan imunohistokimia. Tambahan pula, rawatan EGCG melemahkan perubahan tingkah laku, menunjukkan perlindungan saraf yang ditunjukkan sebagai penurunan tingkah laku putaran, peningkatan aktiviti lokomotor, kesan anti-kemurungan, dan peningkatan disfungsi kognitif [203].

Baru-baru ini, satu lagi kajian dengan model tikus PD memfokuskan pada kesan EGCG pada disfungsi motor dan neurokimia yang disebabkan oleh ROT. Kajian ini menunjukkan bahawa kemungkinan kesan neuroprotektif EGCG (100 atau 300 mg/kg ip) terhadap disfungsi motor dan neurokimia akibat ROT pada tikus dikaitkan dengan kesan antioksidannya, pencegahan disfungsi mitokondria, pencegahan kekurangan neurokimia, kesan antineuroinflamasi, dan anti- kesan apoptosis [207].

Suplemen EGCG baru-baru ini ditunjukkan untuk menghasilkan perubahan mendalam dalam komposisi gutmikrobial dalam model PD invertebrata, memulihkan banyak set bakteria [206]. Kajian dengan lalat mutan putative kinase 1 (PINK1) yang disebabkan oleh PTEN menunjukkan bahawa EGCG memperbaiki kecacatan neuron dan tingkah laku dengan membentuk semula mikrobiota usus [206].

Dalam model haiwan PD, mikrobiota usus mengawal defisit motor dan neuroinflammation [227]. Menariknya, bukti yang muncul menunjukkan bahawa EGCG mengubah suai seni bina mikrobiota usus manusia [228,229].

Walau bagaimanapun, kajian lanjut adalah perlu untuk menyatakan bahawa modulasi mikrobiota usus adalah berkaitan dengan cara tindakan EGCG. Penyelidik kini yakin bahawa bakteria usus mungkin terlibat dalam banyak ND, dan membentuk semula mikrobiota usus untuk mengekalkan keseimbangannya mungkin merupakan strategi terapeutik baru [ 230,231]. Malah, ubat terbaru yang diluluskan untuk AD adalah natrium oligomannate, yang cara tindakannya berkaitan dengan mikrobiota usus dan keradangan saraf, menonjolkan kepentingan mikrobiom usus sebagai sasaran dadah yang berpotensi untuk AD [53].

Banyak bukti daripada kajian dengan model AD dan PD haiwan menunjukkan bahawaEGCG mungkin berguna untuk merawat AD dan PD. Walau bagaimanapun, bukti yang ada mengenai kesan EGCGneuroprotective tidak hanya terhad kepada kajian dengan model haiwan AD dan PD.

EGCG juga telah menunjukkan potensi in vivo dalam mencegah ND lain dalam kajian yang diterbitkan sejak tahun 2000-an, termasuk model tetikus transgenik ALS dan FAP, model Drosophila HD dan 3-model tikus yang disebabkan oleh asid nitro propionik HD [25,208– 211]. Secara keseluruhan, kajian haiwan praklinikal ini mencadangkan bahawa EGCG mempunyai potensi yang besar sebagai calon ubat untuk penemuan ubat neurodegeneratif.

4.3. Bukti daripada Ujian Klinikal

Keberkesanan EGCG telah ditunjukkan dalam model praklinikal ND pada 2000sand 2010s; Oleh itu, ia telah diluluskan untuk percubaan klinikal pada tahun 2019. Untuk tujuan ini, kajian fasa III kumpulan selari terkawal rawak, buta dua kali, plasebo telah dijalankan pada pesakit dengan atrofi sistem berbilang (MSA), ND yang jarang dicirikan oleh pengagregatan -syn inoligodendrocytes dan neuron, yang berkongsi ciri neuropatologi dengan PD.

Walau bagaimanapun, percubaan ini mendapati bahawa suplemen EGCG tidak menjejaskan perkembangan MSA. Kajian yang sama mendapati bahawa walaupun EGCG umumnya diterima dengan baik, ia dikaitkan dengan kesan hepatotoksik pada sesetengah pesakit, oleh itu dos lebih daripada 1200 mg tidak boleh digunakan [232]. Terdapat juga laporan bahawa ujian klinikal fasa II untuk AD (NCT00951834) danHD (NCT01357681) telah selesai.

Memandangkan peranan tekanan oksidatif dalam patogenesis ND, terapi antioksidan untuk ND telah mendapat perhatian yang besar dalam beberapa tahun kebelakangan ini sebagai pendekatan yang menjanjikan untuk melambatkan atau memperlahankan neurodegenerasi yang disebabkan oleh tekanan oksidatif. Banyak antioksidan, termasukEGCG, telah menjalani kajian klinikal dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Namun begitu, terdapat halangan untuk mengambil antioksidan dari peringkat praklinikal kepada tetapan klinikal, yang terutamanya berkaitan dengan kekangan farmakokinetik dan farmakodinamik.

Oleh itu, walaupun hasil yang menjanjikan secara in vitro dan in vivo assay, sedikit atau tiada keputusan positif telah dicapai sehingga kini dalam ujian klinikal untuk mana-mana antioksidan yang disiasat [233].

Penyelidik telah mengandaikan bahawa bioavailabiliti rendah EGCG adalah faktor penting di sebalik ketidakkonsistenan ini. Malah, telah dicadangkan bahawa potensi terapeutik EGCG dihadkan oleh penyerapan sistemiknya yang lemah selepas pentadbiran oral, termasuk penyerapan yang rendah, farmakokinetik dan bioavailabiliti yang lemah, pengagihan bio yang terhad, metabolisme laluan pertama, penembusan remeh, dan pengumpulan rendah dalam tisu berkaitan badan, atau keberkesanan penyasaran yang rendah.

Tambahan pula, EGCG adalah tidak stabil di bawah keadaan fisiologi, dan ia boleh terdegradasi atau dimetabolismekan dengan cepat disebabkan oleh interaksi dengan kumpulan hidroksil pada gelang fenol. Pentadbiran intravena EGCG mengakibatkan kemerosotan separa sebelum ia mencapai tisu sasaran [234].

5. EGCG Menyasarkan Agregat Tersalah Lipat dalam AD dan PD

Kesan in vitro NP yang menyasarkan salah lipatan protein telah dikaji secara meluas oleh banyak kumpulan penyelidikan bebas, menggabungkan pencirian biokimia dan biofizikal dengan teknik pengimejan dan ujian daya maju sel.

Ini termasuk mikroskopi elektron penghantaran (TEM), mikroskop daya atom (AFM), ujian pengikatan tioflavin (ThT), penyerakan cahaya dinamik (DLS), spektroskopi dichroism (CD), spektroskopi Fourier-transforminfrared (FTIR), sinar-x sudut kecil hamburan (SAXS), dan resonans magnet nuklear (NMR) [125].

Pelbagai kajian telah menunjukkan keberkesanan EGCG dalam menghalang A dan -synaggregation dan protein lain (Jadual 4). EGCG pertama kali dilaporkan pada tahun 2006 oleh DagmarE. Ehrnhoefer et al. sebagai modulator kejadian awal dalam salah lipatan huntingtin, yang mengubah bentuk huntingtin dan menghalang pembentukan interaksi protein-protein yang merosakkan [25].

Seterusnya, Ehrnhoefer et al. berpaling untuk menyiasat sama ada EGCG mempunyai kesan yang sama dalam fibrilogenesis polipeptida 'terbentang asli' yang terdedah kepada pengagregatan lain seperti A dan -syn.

Mereka dapat menunjukkan bahawa EGCG secara berkesan menghalang fibrilogenesis kedua-dua -syn dan A dengan mengikat secara langsung kepada polipeptida terungkap asli, yang juga boleh menghalang penukarannya kepada perantaraan pengagregatan beracun di laluan. Ini menunjukkan bahawa EGCG mengiktiraf polipeptida yang tidak dilipat dan secara langsung mengikat rantai utama yang biasa kepada semua protein [26].

Penemuan ini menunjukkan bahawa EGCG berpotensi menjadi calon untuk membangunkan terapi farmakologi biasa untuk ND dan salah lipatan protein dan penyakit amiloid secara umum. Sejak penemuan ini diketahui, banyak kajian menyatakan bahawa EGCG boleh mengurangkan neurotoksisiti protein tersalah lipat yang berkaitan dengan banyak ND.

Kebanyakan kajian dalam kawasan ini telah tertumpu pada pengagregatan dan ketoksikan A dan -syn (Jadual 4). Pada awal 2010-an, selepas dapatan menunjukkan bahawa EGCG mengubah hala polipeptida amyloidogenik kepada oligomer luar laluan tidak berstruktur, penyelidik menyiasat sama adaEGCG membongkar fibril amiloid yang telah terbentuk sebelumnya.

Keputusan menunjukkan bahawa rawatan EGCG bagi fibril amiloid tidak membalikkan proses pembentukan amiloid tetapi secara langsung menukar spesies fibrillar kepada agregat protein jinak, menunjukkan bahawa EGCG adalah agen pengubahsuaian yang kuat bagi fibril amiloid matang [148]. Penyelidik mendapati bahawa EGCG mengikat kepada A yang telah terbentuk sebelumnya. dan -syn amiloid fibrils andoligomer dan secara langsung mengubah morfologinya, seperti yang disahkan oleh ujian biokimia, biofizikal dan berasaskan sel, memberikan bukti eksperimen bahawa EGCG mengikat secara langsung kepada agregat kaya helaian, mengantara perubahan konformasi tanpa membuka monomer minto atau oligomer boleh resapan kecil [148].

Telah dicadangkan bahawa orientasi semula ikatan pengantara kompaun antara molekul protein yang dipesan dalam polimer mungkin bertanggungjawab untuk pembentukan semula amiloid dan penampilan agregat amorfusprotein yang tidak teratur.

Sebaliknya, kajian lain telah mencadangkan bahawa EGCG boleh mengasingkan oligomer yang telah terbentuk dengan kukuh dan mempunyai aktiviti perencatan bergantung dos yang kuat pada pengagregatan -syn. Kajian ini menggunakan spektroskopi pendarfluor molekul tunggal confocal untuk mencirikan kesan ke atas pembentukan -syn oligomer 14 sebatian fenolik dan ekstrak teh hitam, termasuk EGCG.

Analisis aktiviti struktur menyimpulkan bahawa kehadiran tiga kumpulan vicinal pada cincin fenil tunggal, yang telah diperhatikan dalam sebatian seperti EGCG, boleh menjadi ciri molekul penting untuk lebih berkesan dalam menghalang dan menstabilkan pemasangan diri oleh -syn [212] .

Mengenai mekanisme kimia interaksi EGCG–A, satu kajian menunjukkan bahawaEGCG mengganggu teras hidrofobik aromatik A , membentuk oligomer A tidak toksik. Menggunakan penyiasatan NMR keadaan pepejal sudut ajaib berputar, penyelidik menunjukkan bahawa agregat tidak toksik yang terbentuk dengan kehadiran EGCG adalah berstruktur dengan baik, dengan struktur jepit rambut ciri yang biasa diperhatikan untuk fibril A dan oligomer [128].

Satu kajian yang bertujuan untuk memahami mekanisme molekul yang EGCG membentuk semula fibril amiloid matang telah diterbitkan pada tahun 2013 dan menunjukkan bahawa aktiviti pembentukan semula amiloid EGCG secara in vitro bergantung kepada pengoksidaan auto EGCG [213].

EGCG boleh mengoksida sendiri, menghasilkan campuran kompleks kuinon berasaskan EGCG monomerik dan polimer, dan autooksidasi telah dianggap sebagai salah satu tindak balas utama yang menyebabkan ketidakstabilan in vitro EGCG [235].

Penyelidik telah mencadangkan bahawa mekanisme molekul yang EGCG membentuk semula fibril amiloid yang matang mungkin sebahagiannya disebabkan oleh pengikatan hidrofobik dan pembentukan asas Schiff dengan residu lisin protein. Telah dihipotesiskan bahawa pengubahsuaian pasca translasi menyimpang yang dimediasi oleh rawatan EGCG boleh berlaku serentak dengan proses pembentukan semula hidrofobik yang nampaknya menjadi pemacu utama untuk pembentukan semula amiloid EGCG.

Akhirnya, mekanisme pengikatan hidrofobik utama yang dicadangkan untuk pembentukan semula amiloid oleh EGCG dan, lebih berkemungkinan, produk pengoksidaannya juga boleh menjelaskan keupayaan EGCG untuk menghalang pengagregatan fibrillar protein amyloidogenik monomerik, mungkin dengan mengikat dan menjadikan benih oligomerik kurang cekap secara kinetik [213].

Selain itu, satu lagi kajian dari 2013 menyatakan bahawa EGCG teroksida boleh berguna untuk fabrikasi mikropartikel penghantaran dadah daripada teh hijau yang boleh dihasilkan semula dan boleh dimakan secara semula jadi [236].

Baru-baru ini, telah ditunjukkan bahawa mikropartikel polifenol teh hijau berdasarkan gandingan oksidatif EGCG menghalang pengagregatan amiloid / sitotoksisiti protein -synand berfungsi sebagai platform untuk penghantaran ubat [219]. Kajian itu mencadangkan menggunakan mikropartikel EGCG sebagai strategi dwifungsi yang mungkin, menyekat amiloidogenesis secara langsung dan membawa molekul yang boleh bertindak secara sinergi untuk memperkasakan kesan anti-amyloidogenik [219].

Pada tahun 2014, kajian yang menggabungkan spektroskopi NMR, TEM dan CD mencirikan interaksi katekin teh hijau (epicatechin, epigallocatechin, epicatechin gallate, danEGCG) dengan oligomer toksik secara terperinci.

Unit flavan-3-ol katekin ditunjukkan sangat penting untuk interaksi EGCG–A. Selain itu, percubaan serupa masih menunjukkan bahawa unit flavan-3-ol yang sama juga penting untuk interaksi dengan oligomer PrP [214]. Kesan EGCG pada pengagregatan tau juga telah dilaporkan.

Kesan ini dicirikan dalam kajian yang dijalankan pada tahun 2015, yang menggabungkan pengagregatan bebas sel dan ujian berasaskan sel, dan mendapati bahawa EGCG boleh menjadi perencat kuat pengagregatan tau dan ketoksikan, menghalang pengagregatan protein tau ke dalam oligomer toksik pada substoikiometricratios [150] .

Baru-baru ini, kajian dengan pelbagai analisis biofizikal dan biokimia mencadangkan kemungkinan dua kesan EGCG pada perencatan pengagregatan dan pembongkaran tau panjang penuh dan pertalian mengikatnya [28].

Kembali kepada kajian oligomer -syn, telah dicadangkan bahawa mekanisme tindakan EGCG untuk menghalang pembentukan dan menyekat ketoksikan oligomer adalah berkaitan dengan EGCG yang mempengaruhi tahap pengikatan oligomer -syn pada membran, mengakibatkan reduksi (tetapi tidak lengkap). penghapusan) pertalian oligomer untuk membran sel.

Menurut ujian in vitro, ini tidak menjejaskan taburan saiz oligomer atau struktur sekunder. Data menunjukkan bahawa EGCG melumpuhkan kawasan terminal-C dan secara sederhana mengurangkan tahap pengikatan oligomer kepada membran [149].

Telah diakui bahawa EGCG tidak menghalang fibrilformasi -syn sebaliknya memberi perlindungan terhadap sitotoksisiti -syn, kedua-duanya dengan memperkayakan populasi oligomer luar laluan bukan toksik serta dengan menggalakkan penukaran oligomer toksik kepada fibril yang kurang toksik (Rajah 4).

Ini mungkin dikaitkan dengan EGCGbinding kepada oligomer on-pathway dan mempercepatkan penukarannya kepada fibril supaya populasi efektif perantaraan oligomerik toksik dapat dikurangkan [131].

Dalam hal ini, kajian 2017 oleh Yang et al. memberikan bukti yang meyakinkan bahawa EGCG tidak menghalang fibrilasi -syn tetapi memudahkannya, bercanggah dengan laporan sebelumnya bahawa EGCG bertindak sebagai agen pengubahsuaian yang memihak kepada pengeluaran agregat protein amorf kecil daripada fibril matang [26,131].

Satu sampel campuran diinkubasi bersama bagi -syn denganEGCG mengurangkan sepenuhnya isyarat pendarfluor dalam ujian pengikatan ThT, menunjukkan kemungkinan perencatan penuh pembentukan amiloid.

Fibril yang diubah secara morfologi yang kelihatan sedikit kerinting berbanding dengan fibril lurus yang diperolehi dalam keadaan fibrilasi yang sama tetapi jika tiada EGCG diperhatikan. Oleh itu, penulis mencadangkan bahawa ujian pengikatan ThT tidak sesuai untuk menilai kesan 'perencatan' EGCG pada fibrilasi -syn [131].

Walaupun ThT ialah probe standard emas untuk mengesan fibril amiloid secara in vitro, ia telah disyorkan berhati-hati untuk menguji polifenol menggunakan ujian pengikatan ThT kerana beberapa had kritikal telah dilaporkan seperti isyarat latar belakang dan pengikatan kompetitif dengan probe ekstrinsik. Kaedah ini perlu disahkan oleh teknik lain untuk mengesahkan bahawa penurunan ketara dalam pendarfluor ThT yang diperhatikan dengan kehadiran kompaun yang dinilai adalah berkaitan dengan kesan perencatan pada fibrilasi amiloid atau sebaliknya dengan anjakan kompaun oleh ThT [237-240].

Perlu dinyatakan bahawa pengurangan pelepasan dengan kehadiran EGCGmight hasil daripada persaingan sebatian ini dengan ThT untuk tapak pengikat fibril amiloid [237,238]. Baru-baru ini, pendarfluor thiophene pentamerik telah dicadangkan sebagai prob alternatif untuk memantau kinetik agregasi dengan kehadiran EGCG [240]. Menurut kajian oleh Yang et al., adalah wajar untuk mempertimbangkan bahawa EGCG mendorong dua jenis oligomer syn. Penemuan TEM dan AFM mendedahkan bahawa -syn yang dirawat EGCG bukan sahaja menghasilkan oligomer padat luar laluan tetapi juga menghasilkan fibril amiloid yang terbentuk melalui penukaran oligomer toksik on-pathway kepada fibril.

Ini menyokong hipotesis bahawa EGCG bertindak untuk memudahkan penukaran oligomer on-pathway kepada fibril amiloid, menekan populasi oligomer toksik ini [131]. Dalam kajian baru-baru ini, penyelidik mengesahkan bahawa EGCG boleh mempercepatkan fibrilformasi amiloid -syn dengan memudahkan nukleasi primernya yang heterogen. .

Kerja ini menunjukkan bahawa keadaan pengagregatan menentukan sama ada EGCG adalah perencat atau penambah pembentukan -syn amyloidfibril memandangkan tindakan perencatan tidak kukuh terhadap pelbagai perubahan fisiologi yang berkaitan dalam keadaan eksperimen [241]. Diambil bersama, penemuan terakhir ini mencadangkan bahawa EGCG boleh menggunakan pelindung sarafnya. kesan terhadap sitotoksisiti yang disebabkan oleh -syn dengan mengubah suai laluan pengagregatan ke arah pembentukan agregat tidak toksik dan memperbaiki ketoksikan yang disebabkan oleh oligomer, mungkin melalui mengurangkan tahap agregat bytoksik yang disebabkan oleh permeabilisasi membran sel [131,149]. Dalam kajian lain yang diterbitkan pada tahun 2017, EGCG pada fibrilasi dan pengasingan -syn pada tahap molekul dinilai dengan menggunakan kaedah kimia, biokimia dan berasaskan sel seperti ujian pengikatan ThT, NMR, mikroskop dan MTT.

Kajian-kajian ini menunjukkan bahawa pengikatan EGCG kepada residu asid amino Leu, His, Phe, dan Tyr menghalang peralihan konformasi konformer yang diperkaya -syn kepada -sheet dan juga mengasingkan fibril amiloid -syn dalam cara yang bergantung kepada dos [151]. Selain itu, dalam 2017, satu kajian membandingkan kesan EGCG pada -syn aggregation toother three inhibitors (dopamine, amphotericin-B, dan quinacrine dihydrochloride). Eksperimen yang dijalankan dalam kajian ini mendedahkan bahawa, pada kepekatan tinggi, EGCG memperlahankan kinetik fibrilasi.

EGCG juga dapat mengurangkan ketoksikan agregat -syn dalam cara yang bergantung kepada kepekatan. Kajian morfologi agregat tidak toksik yang terbentuk dengan kehadiran EGCG menunjukkan saiz fibrillar yang lebih kecil. Penyelidik mencadangkan penurunan sitotoksisiti agregat -syn dengan kehadiran kepekatan EGCG yang lebih tinggi boleh dikaitkan dengan keupayaannya untuk mengurangkan pendedahan permukaan hidrofobik, seperti yang ditunjukkan dalam 8-anilino-1-asid naftalenasulfonik (ANS). ) kajian yang mengikat [215].

Menariknya, ujian pengikatan ANS telah memberikan pandangan yang berharga ke dalam therole pendedahan permukaan hidrofobik akibat daripada pengagregatan spesies tersalah lipat, yang merupakan ciri penting dan biasa bagi spesies patogen ini [242]. Kini diketahui bahawa pendedahan kumpulan hidrofobik pada permukaan oligomer nampaknya menjadi penentu utama ketoksikan pengantara oligomer. Pelbagai protein, spesies oligomerik dengan saiz dan morfologi yang serupa tetapi dengan ketoksikan yang sangat berbeza, telah diasingkan dan ditunjukkan berbeza dalam hidrofobisiti terdedah kepada pelarut mereka [243].

Terdapat juga bukti kukuh bahawa ketoksikan A dikawal oleh pendedahan pelarut permukaan hidrofobik. Sementara itu, pendedahan permukaan hidrofobik adalah faktor penentu untuk ketoksikan dan bukannya kehadiran -helaian. Pelbagai bukti menunjukkan bahawa pendedahan kepada permukaan toksik ini memudahkan interaksi dengan pelbagai komponen selular, termasuk membran, yang mendasari langkah patogenik utama dalam perkembangan AD [244,245].

Oleh kerana pendedahan permukaan hidrofobik seolah-olah mengubah suai pengagregatan protein yang salah lipatan, kajian terbaru melaporkan bahawa mekanisme tindakan EGCG terhadap salah lipatan protein secara langsung berkaitan dengan peraturan pendedahan pelarut permukaan hidrofobik. Oleh itu, EGCG mengurangkan ketoksikan agregat tersalah lipatan dengan mengikat oligomer dan fibril yang telah terbentuk dan mengubah pendedahan permukaan hidrofobiknya [216,217].

Ahmed et al., pada tahun 2017, menjelaskan cara EGCG merombak oligomer A menggunakan pemindahan ketepuan pertukaran keadaan gelap (DEST), kelonggaran dan unjuran anjakan kimiaNMR menganalisis dengan pendarfluor, DLS dan mikroskop elektron 15N dan 1H. Penemuan eksperimen mencadangkan bahawa mekanisme perencatan amiloid EGCG didorong oleh pengikatan keutamaan kepada oligomer A [216]. Penyelesaian kajian NMR menyimpulkan bahawa EGCG boleh mengikat lemah kepada monomer A semasa ia memaparkan pertalian yang lebih tinggi terhadap oligomer.

Itis membuat spekulasi bahawa oligomer A 40 menjadi kurang terdedah kepada pelarut apabila mengikat kepadaEGCG, dan kawasan-kawasan, yang terlibat dalam hubungan monomer-protofibril langsung tanpa ketiadaan EGCG, menjalani anjakan hubungan langsung-ke-terikat [216]. Untuk mendapatkan wawasan lanjut tentang penentu struktur ketoksikan A, Ahmed et al. menyiasat oligomer A dengan darjah ketoksikan berbeza yang dijana tanpa ketiadaan atau kewujudan perpustakaan katekin yang termasuk EGCG dan enam analog EGCG.

Dengan menggabungkan ujian ketoksikan sel, mikroskop elektron, spektroskopi NMR, DLS, pembelauan sinar-X sudut lebar (WAXD), dan ujian pendarfluor, analisis perbandingan mengenal pasti kumpulan penentu ketoksikan kunci dan mekanisme tindakan yang berkaitan, yang merangkumi pendedahan permukaan hidrofobik. merentangi sisa 17–28 dan perisai serentak terminal-N yang bercas tinggi [217].

Penemuan kajian menunjukkan bahawa himpunan A toksik (A n) mempamerkan tapak hidrofobik terdedah pelarut yang boleh diakses oleh pengikatan ANS, manakala agregat A yang diubah suai EGCG tidak toksik dan mempunyai tapak hidrofobik terdedah yang lebih sedikit. Permukaan hidrofobik yang terdedah ini memudahkan kolokalisasi, interaksi, dan pemasukan pemasangan A seterusnya ke dalam membran tema.

Penemuan ini menunjukkan bahawa ketoksikan A n dikawal oleh pendedahan pelarut permukaan hidrofobik [217]. Sehingga tahap perbincangan kami ini, semua bukti in vitro sangat mencadangkan bahawaEGCG menyasarkan salah lipatan protein, menunjukkan potensi terapeutik untuk ND.

Walau bagaimanapun, adalah penting untuk menyedari bahawa semua kajian yang disebut telah menganalisis fibril amiloid dan agregat lain yang terbentuk daripada protein peptida atau peptida yang diekspresikan secara kimia atau rekombinan secara in vitro, dan struktur fibril amiloid in vitro mungkin berbeza secara mendalam daripada struktur fibril amiloid exvivo [246,247]. Tidak jelas sama ada ujian yang menggunakan struktur protein yang mungkin tidak mewakili struktur amiloid in vivo benar-benar boleh menerangkan bagaimanaEGCG bertindak terhadap salah lipatan protein dalam vivo.

6. Kesimpulan

Sebilangan besar bukti yang menyokong penggunaan EGCG untuk terapi ND telah tersedia sejak dua dekad yang lalu. Kesan potensi EGCG dalam ND kini diterangkan dengan baik dan dibuktikan oleh pelbagai ujian in vitro dan in vivo yang dibincangkan dalam ulasan ini.

Walau bagaimanapun, walaupun terdapat bukti yang meluas daripada model in vitro dan in vivo AD, PD, dan ND lain yang mencadangkan bahawa EGCG adalah calon ubat yang menjanjikan untuk rawatan ND, bukti klinikal mengenai kesan anti-neurodegeneratifnya masih belum wujud. Dalam percubaan klinikal fasa III dengan Pesakit MSA, tiada kesan ke atas perkembangan penyakit ditemui, manakala sesetengah pesakit menunjukkan kesan hepatotoksik [232].

Sesetengah pengarang telah mencadangkan bahawa ketidakkonsistenan antara bukti dari peringkat praklinikal dan ujian klinikal pada manusia mungkin dikaitkan dengan katekin, seperti EGCGmempunyai sifat farmakokinetik dan bioavailabiliti yang lemah, mengehadkan keberkesanannya sebagai petunjuk ubat. Walau bagaimanapun, ini boleh diperbaiki melalui teknik baru seperti sistem penghantaran berasaskan nanopartikel, molekul catechin yang diubah suai secara struktur, atau pentadbiran bersama dengan ubat lain atau sebatian bioaktif [234].

Keupayaan molekul kecil untuk mengurangkan ketoksikan spesies oligomerik telah ditunjukkan untuk mewakili strategi terapeutik yang menjanjikan terhadap ND. EGCG telah ditunjukkan dengan ketara mengurangkan ketoksikan sel beberapa agregat amiloid dengan mengikat kepada preformedoligomer dan fibril dan mengubah pendedahan permukaan hidrofobiknya.

Penemuan ini mencadangkan bahawa penggunaan EGCG boleh, oleh itu, dilihat sebagai terapi ubat biasa bagi kebanyakan ND yang menyasarkan salah lipatan protein, satu ciri umum bagi banyak ND. Ia juga penting untuk ambil perhatian bahawa kajian mengenai mekanisme yang EGCG memerangi neurodegenerasi telah disediakan. kemajuan yang ketara dalam pengetahuan kita tentang mekanisme ketoksikan salah lipatan protein.

Tambahan pula, EGCG dan teacatechin hijau lain telah diiktiraf sebagai alat yang berharga untuk mengenal pasti pemacu amiloagregasi dan membangunkan modulator agregasi lain melalui mimikri struktur [16].

Terutama, pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme molekul interaksi antara molekul kecil dan protein yang salah lipat mungkin mempunyai peranan penting dalam reka bentuk ubat rasional dan pembangunan strategi terapeutik baru untuk ND. Mesej muktamad yang muncul ialah, walaupun penyelidikan EGCG semasa mempunyai kesan terhad kepada amalan onlinikal, ia telah memberikan bukti kukuh dan hipotesis yang boleh diuji untuk menyumbang kemajuan klinikal dan penemuan ubat penyakit neurodegeneratif.

Sumbangan Pengarang: PBG menyusun topik, mengkonseptualisasikan reka bentuk dan menulis manuskrip.ACRS dan YC menyemak manuskrip dan menyumbang kepada reka bentuk kajian. Semua pengarang telah membaca dan bersetuju dengan versi manuskrip yang diterbitkan.

Pembiayaan: Kerja ini dibiayai oleh Majlis Kebangsaan untuk Pembangunan Saintifik dan Teknologi (CNPq); Majlis Kebangsaan bagi Peningkatan Pendidikan Tinggi (CAPES) kod Kewangan001; dan Yayasan Carlos Chagas Filho untuk Sokongan Penyelidikan Negeri Rio de Janeiro (FAPERJ).

Penyata Lembaga Semakan Institusi: Tidak berkenaan.

Kenyataan Persetujuan Termaklum: Tidak berkenaan.

Penghargaan: Penulis mengakui Lucas Machado Ascari dan Mariana J. do Amaral kerana memberikan perbincangan yang berguna.

Konflik Kepentingan: Penulis mengisytiharkan bahawa penyelidikan telah dijalankan tanpa adanya sebarang hubungan komersial atau kewangan yang boleh ditafsirkan sebagai potensi konflik kepentingan.

Rujukan

1. Dorsey, ER; Elbaz, A.; Nicholas, E.; Abd-Allah, F.; Abdelalim, A.; Adsuar, JC; Ansha, MG; Brayne, C.; Choi, JYJ; Collado-Mateo,D.; et al. Beban global, serantau dan kebangsaan penyakit Parkinson, 1990–2016: Analisis sistematik untuk Kajian Beban Global Penyakit 2016. Lancet Neurol. 2018, 17, 939–953. [CrossRef]

2. Nichols, E.; Szoeke, CEI; Vollset, SE; Abbasi, N.; Abd-Allah, F.; Abdela, J.; Aichour, MTE; Akinyemi, RO; Alahdab, F.;Asgedom, SW; et al. Beban global, serantau dan kebangsaan bagi penyakit Alzheimer dan demensia lain, 1990–2016: Analisis sistematik untuk Kajian Beban Global Penyakit 2016. Lancet Neurol. 2019, 18, 88–106. [CrossRef]

3. Fakta dan angka penyakit Alzheimer 2020. Demen Alzheimer. 2020, 16, 391–460. [CrossRef]

4. Yacoubian, TA Gangguan Neurodegeneratif: Mengapa Kita Memerlukan Terapi Baru? Elsevier Inc.: Amsterdam, Belanda, 2017;ISBN 9780128028117.

5. Gribkoff, VK; Kaczmarek, LK Keperluan untuk pendekatan baru dalam penemuan ubat CNS: Mengapa ubat gagal, dan apa yang boleh dilakukan untuk meningkatkan hasil. Neuropharmacology 2017, 120, 11–19. [CrossRef] [PubMed]

6. Koeberle, A.; Werz, O. Pendekatan pelbagai sasaran untuk produk semulajadi dalam keradangan. Discov dadah. Hari ini 2014, 19, 1871–1882.[CrossRef]

7. Ho, TT; Tran, QT; Chai, CL Polifarmakologi produk semula jadi. Med masa depan. Kimia. 2018, 10, 1361–1368. [CrossRef]

8. Gonçalves, PB; Romeiro, NC Produk semula jadi berbilang sasaran sebagai alternatif terhadap tekanan oksidatif dalam Penyakit Pulmonari Obstruktif Kronik (COPD). Eur. J. Med. Kimia. 2019, 163, 911–931. [CrossRef]

9. Martins, M.; Silva, R.; Pinto, MMM; Sousa, E. Produk semula jadi marin, terapi berbilang sasaran dan agen guna semula dalam penyakit Alzheimer. Farmaseutikal 2020, 13, 242. [CrossRef] [PubMed]

10. Singh, NA; Mandal, AKA; Khan, ZA Potensi sifat neuroprotektif epigallocatechin-3-gallate (EGCG). Nutr. J.2016, 15, 1–17. [CrossRef]

11. Cascella, M.; Bimonte, S.; Muzio, MR; Schiavone, V.; Cuomo, A. Keberkesanan Epigallocatechin-3-gallate (teh hijau) dalam rawatan penyakit Alzheimer: Gambaran keseluruhan kajian pra-klinikal dan perspektif translasi dalam amalan klinikal. Infect.Agent. Kanser 2017, 12, 1–7. [CrossRef] [PubMed]

12. Chowdhury, A.; Sarkar, J.; Chakraborti, T.; Pramanik, PK; Chakraborti, S. Peranan pelindung epigallocatechin-3-gallate dalam kesihatan dan penyakit: Satu perspektif. Berbiomed. Farmakoter. 2016, 78, 50–59. [CrossRef] [PubMed]

For more information:1950477648nn@gmail.com