A Styphnolobium japonicum (L.) Schott gyümölcsök növelik a stresszállóságot és antioxidáns tulajdonságokat fejtenek ki a Caenorhabditis elegans és az egérmodellekben

Sara Thabit

1 Gyógyszerbiológiai tanszék, Gyógyszerészeti és Biotechnológiai Kar, Kairói Német Egyetem, Kairó 11835, Egyiptom

Heba Handoussa

1 Gyógyszerbiológiai tanszék, Gyógyszerészeti és Biotechnológiai Kar, Kairói Német Egyetem, Kairó 11835, Egyiptom

Mariana Roxo

2 Biológiai Tanszék, Gyógyszerészeti és Molekuláris Biotechnológiai Intézet, Heidelbergi Egyetem, Im Neuenheimer Feld 364, Heidelberg 69120, Németország

Bruna Cestari de Azevedo

2 Biológiai Tanszék, Gyógyszerészeti és Molekuláris Biotechnológiai Intézet, Heidelbergi Egyetem, Im Neuenheimer Feld 364, Heidelberg 69120, Németország

3 Department of de Biotecnologia em Plantas Medicinais, Universidade de Ribeirão Preto, 14096-900 Ribeirão Preto, Brazília

Nesrine S.E. El Sayed

4 Farmakológiai és toxikológiai osztály, Gyógyszerésztudományi Kar, Kairói Egyetem, Kairó 11562, Egyiptom

Michael Wink

2 Biológiai Tanszék, Gyógyszerészeti és Molekuláris Biotechnológiai Intézet, Heidelbergi Egyetem, Im Neuenheimer Feld 364, Heidelberg 69120, Németország

Absztrakt

1. Bemutatkozás

A Styphnolobium japonicum (SJ) (L.) Schott (korábban Sophora japonica), más néven kínai tudósfa és japán pagodafa, egy lombhullató fa, amely a Fabaceae családhoz tartozik. Noha ez a fa Kínából származik, dísznövényként más területeken is megtalálható, például Kelet-Ázsiában, Európában, Dél-Afrikában és Észak-Amerikában [1]. Széles körben ismert a hagyományos kínai orvoslásban, szédülés, fejfájás, magas vérnyomás, vérömleny, bélvérzés és aranyér kezelésére [1,2]. A növény több részét gyógyszerészetileg használják Sophorae fructus, Sophorae flos és Sophorae gemmae néven [3]. A virágrügyek és az izolált rutin kivonatait a fitoterápiában kapilláris és vénás elégtelenség tüneteinek kezelésére használják, ideértve a duzzadt lábakat, visszérgyulladásokat, görcsöket és cölöpöket [1,4]. A különböző növényi részek kivonatai összehúzó, antibakteriális, görcsoldó, vérnyomáscsökkentő, antikoleszterinémiás és gyulladáscsökkentő tulajdonságokat is mutattak [2,5,6,7,8,9].

Az SJ számos fitokémiai vizsgálata számos másodlagos metabolit, például flavonoidok, triterpenoidok és aminosavak jelenlétét tárta fel, de a farmakológiai tulajdonságok többsége mind a flavonoidoknak, mind az izoflavonoidoknak tulajdonítható [1]. Figyelemre méltó az is, hogy a rutin az SJ virágrügyek száraz tömegének 20% -át teszi ki [3].

Számos tanulmány foglalkozott az SJ különböző részeiből származó kivonatok farmakológiai aktivitásával. A gyümölcs kivonatok gátló hatást mutattak az oszteoklasztok aktivitására, ami a csontvesztés megelőzéséhez vezet. A genisteinben gazdag gyümölcsök diklór-metán kivonata oszteogén tulajdonságokat mutatott az osteoblastok differenciálódásának elősegítésével [10]. Az SJ magjaiból talált és izolált ösztrogénvegyület, a sophoricoside ígéretes aktivitást mutatott az oszteoporózis ellen, ha petefészekektől eltávolított patkánymodellben tesztelték [11,12]. Szintén izoflavonokban gazdag gyümölcs kivonat képes volt fokozni a TGF-β és az IGF-1 növekedési faktorok termelését a csontvelő sejtjeiben patkánymodellből [13].

Ezenkívül a virágrügyek kivonata képes volt elnyomni a mikroglia aktiválódását, az IL-1β expresszióját és a sejtek apoptózisát. Ez az ischaemia-reperfúziós sérülés modelljén csökkent agyi infarktus területhez vezetett [14]. Ezenkívül egy etanolos virágrügy-kivonat aktív volt különböző baktériumok, például a Propionibacterium avidum, a Propionibacterium acne és a Staphylococcus aureus ellen [15]. Másrészt, az érett gyümölcsök zsíros étrendben történő alkalmazása elhízott egereknek a testtömeg-növekedés, a nagy sűrűségű lipoprotein-koleszterin és az összes szérum koleszterinszint csökkenését okozta [16].

Néhány gyümölcsből izolált flavonol-triglikozid antioxidáns hatást mutatott a 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH •) és a citokróm-c vizsgálatokban [17]. Kevés tanulmány azonban a növény antioxidáns tulajdonságaira összpontosított. Ezért ez a tanulmány ezen tulajdonságok további vizsgálatát célozta.

Jelen tanulmányban az SJ szárított gyümölcseinek hidroalkoholos kivonatát tesztelték in vitro antioxidáns aktivitása szempontjából DPPH assay segítségével. A bioaktív kivonat szekunder metabolitjait nagy teljesítményű folyadékkromatográfia-fotodiódarendszer-elektrospray ionizációs tömeg/tömeg (HPLC-PDA-ESI-MS/MS) alkalmazásával jellemeztük. Az antioxidáns aktivitásokat tovább vizsgáltuk két különböző in vivo modell, a Caenorhabditis elegans (C. elegans) és a trimethyltin (TMT) által indukált neurotoxicitási modell alkalmazásával egerekben.

A C. elegans fonálféreg egy rendkívül használt sikeres modellrendszer a különböző szerek szűrésére antioxidáns és neuroprotektív aktivitásuk tekintetében [18,19,20]. Ennek a modellnek a felhasználásával vizsgáltuk az extraktum képességét a stressz-rezisztencia növelésére és a stressz-válasz gének expressziójának, a hősokk-fehérje-16,2 (Hsp-16,2) és a szuperoxid-dizmutáz-3 (Sod-3) expressziójának modulálására. Az antioxidáns enzimek szintjét, a SOD, a hem-oxigenáz-1 (HO-1), a glutation (GSH) és az oxidatív stressz marker malondialdehid (MDA) szintjét TMT-stresszben szenvedő egerek agyával értékeltük.

2. Eredmények és megbeszélés

2.1. Az SJ kivonat kémiai jellemzése

A Styphnolobium japonicum hidroalkoholos gyümölcs kivonatának fitokémiai elemzését HPLC-PDA-ESI-MS/MS technikával hajtottuk végre, lásd az 1. ábrát [21]. A szekunder metabolitok több csoportját detektálták fenolsavakként, flavonokként, flavan-3-olokként és tanninokként.