Що таке відкритий на даний момент активатор теломерази - циклоастраганол?

У 1985 році Грейдер та ін. вперше виявив теломеразу, і цей нещодавно відкритий фермент може додавати повтори ДНК до кінців хромосом, щоб підтримувати довжину теломер. Теломераза - це рибонуклеопротеїновий комплекс, каталітичне ядро ​​якого включає TERT і TERC, з яких TERT є ключем до регуляції активності теломерази. Довжина теломер продовжує скорочуватися в міру поділу клітин. Коли він досягає критичного значення, він викликає сигнали пошкодження ДНК, що призводить до скорочення клітинного циклу та серії захворювань тканинної недостатності, що характеризуються короткими теломерами.

У 2010 році американська компанія Geron співпрацювала з Гонконгським університетом науки і технологій над дослідницьким проектом зі скринінгу активаторів теломерази. Було встановлено, щоциклоастраганолможе активувати активність теломерази та індукувати подовження теломер. Це відкриття активно сприяло розробці активаторів теломерази. Прогрес дослідження та розробка супутнього продукту астрагалового спирту. Циклоастрагенол (CAG) на даний момент є єдиним зареєстрованим активатором теломерази серед натуральних продуктів. Він може ефективно боротися зі скороченням теломер і має антистаріння, антиапоптоз, антифіброз, імунну регуляцію, стимулювання клітинної проліферації та загоєння ран тощо. Фармакологічні ефекти, таким чином, маючи потенційний терапевтичний вплив на захворювання, пов’язані з дисфункцією теломер.

Циклоастрагенол і старіння

теломери
Теломери — це спеціальні структури на кінцях хромосом, які захищають хромосоми та вкорочуються під час реплікації хромосом і поділу клітин. Клітини також старіють, оскільки теломери скорочуються.

теломераза
Теломераза може синтезувати теломери для стабілізації довжини та структури теломерів, тим самим захищаючи хромосоми та сповільнюючи старіння клітин.

Анти-старіння: активатор теломерази, який має антивіковий ефект, збільшуючи теломеразу і, таким чином, затримуючи вкорочення теломер.

Теломери - це кришечки, розташовані на кінцях клітинних хромосом, які захищають їх від пошкодження під час поділу клітини. Оскільки клітини продовжують ділитися, теломери продовжують скорочуватися, досягаючи критичної точки, коли клітини старіють або гинуть. Теломераза може збільшити довжину теломерів, і тривалість життя клітин відповідно збільшиться.

Старіння є неминучою частиною життя; однак дослідники вивчають різноманітні методи лікування, щоб спробувати уникнути деяких наслідків старіння, включаючи вивчення сенолітиків. Сенолітики - це сполуки, які усувають старіючі клітини та, як було показано, зменшують наслідки старіння. Нове дослідження показує, що циклоастраганол має антивіковий ефект.

Дослідження, проведене в Китаї та опубліковане в Міжнародному журналі молекулярних наук, було зосереджено на старіючих клітинах людини та мишей із радіаційним старінням. Циклоастрагенол зменшує кількість старіючих клітин, не впливаючи на клітини, які не старіють. Лікування циклоастрагенолом також зменшує кількість білків у старіючих клітинах, необхідних для росту та виживання клітин. Крім того, він пригнічує рух клітин, пов’язаний із запальними клітинами та процесами, пов’язаними з віком. Було виявлено, що у літніх мишей, які отримували циклоастраганол, було менше старіючих клітин і покращилася вікова фізична дисфункція.

Циклоастрагенол зменшує старіння клітин

Старіння є відомою ознакою старіння, але дослідники виявили, що усунення старіючих клітин та їхніх прозапальних сигнальних молекул може допомогти запобігти віковим захворюванням і навіть у деяких випадках повернути їх назад. Тут дослідники обробили клітини людини циклоастраганолом і виявили, що він ефективно усуває старіючі клітини, не впливаючи на клітини, які не старіють. Крім того, клітинні маркери старіючих клітин були значно знижені після лікування циклоастраганолом.

Попередні дослідження показали, що шлях PI3K/AKT/mTOR — сигнальний шлях, який бере участь у зростанні та виживанні клітин — бере участь у запальних процесах, ініційованих старіючими клітинами, допомагаючи сприяти старінню оточуючих клітин. Дослідники виявили, що циклоастрагенол допоміг зменшити білки на цьому шляху, припускаючи, що сполука може працювати, блокуючи шлях PI3K/AKT/mTOR, щоб допомогти запобігти старінню. Крім того, було показано, що циклоастрагенол знижує здатність старіючих клітин сприяти старінню через вивільнення запальних молекул, факторів росту та імуномодуляторів, що узгоджується з припущеннями про те, що зниження сигналізації PI3K, AKT і mTOR може зменшити ефекти, що сприяють старінню, серед оточуючих клітин .

Циклоастрагенол належить до тритерпенових сапонінів і в основному одержується шляхом гідролізу астрагалозиду IV. Він має відносно малу молекулярну масу та сильну ліпофільність, що сприяє проникненню біоплівки та шлунково-кишковому всмоктуванню для досягнення кращої біодоступності. Ефективність циклоастрагалінолу
1. Лікування уражень головного мозку
2. Поліпшення фіброзу печінки
3. Лікування остеопорозу
4. Антивіковий ефект
5. Затримка старіння клітин

Для чого необхідний синтез циклоастраганолу?

① Циклоастраганол має різні фармакологічні ефекти, такі як інгібування апоптозу клітин мозку та нейрозапалення під час церебральної ішемії та підтримання гематоенцефалічного бар’єру.
② Циклоастрагенол є єдиною терпеноїдною сполукою з невеликою молекулою, яка має активність теломерази і може лікувати нейродегенеративні захворювання.
③ Він має ефект пригнічення фіброзу міокарда та підвищення протипухлинного імунітету. Це популярна молекула в дослідженнях і розробці препаратів проти старіння.

Існуючі проблеми

Вміст циклоастраганолу в Astragalus membranaceus дуже низький, і його важко отримати безпосередньо. Існуюча стратегія виробництва циклоастраганолу спирається на екстракцію традиційної китайської медицини, яку в основному отримують шляхом перетворення астрагалозиду IV в Astragalus membranaceus. Тобто астрагалозид IV отримують за допомогою технології посадки астрагалу та культури тканин, а потім астрагалозид IV перетворюють на циклоастрагалозид за допомогою ацидолізу, деградації Сміта, ферментного та мікробного гідролізу. Однак ці методи підготовки є дорогими, легко спричиняють забруднення навколишнього середовища, їх важко відокремити та очистити, і вони не сприяють застосуванню та просуванню. Тому люди звернули увагу на штучний синтез циклоастраганолу.

Як використовувати синтетичну біологію для синтезу? ---Синтетична біологія

Синтетична біологія стосується цілеспрямованого проектування, трансформації та навіть створення «штучного життя» з неприродними функціями під керівництвом інженерних ідей, тобто інженерної біології. Взагалі кажучи, його виробляють біологічними методами.