Що таке відкритий наразі активатор теломерази – циклоастраганол?

У 1985 році Грайдер та ін. вперше відкрили теломеразу, і цей нещодавно відкритий фермент може додавати повтори ДНК до кінців хромосом для підтримки довжини теломер. Теломераза - це рибонуклеопротеїновий комплекс, каталітичне ядро ​​якого включає TERT та TERC, з яких TERT є ключем до регулювання активності теломерази. Довжина теломер продовжує скорочуватися в міру поділу клітин. Коли вона досягає критичного значення, вона індукує 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 Гонконзьким університетом науки і технологій у дослідницькому проекті зі скринінгу активаторів теломерази. Було виявлено, щоциклоастраганолможе активувати активність теломерази та індукувати подовження теломер. Це відкриття активно сприяло розвитку активаторів теломерази. Прогрес досліджень та розробка пов'язаних з ними продуктів на основі астрагального спирту. Циклоастрагенол (CAG) наразі є єдиним зареєстрованим активатором теломерази серед натуральних продуктів. Він може ефективно боротися зі скороченням теломер та має омолоджувальні, антиапоптотичні, антифіброзні, імунорегуляторні, сприяючі клітинній проліферації та загоєнню 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 скорочуються внаслідок реплікації хромосом і поділу клітин. Клітини також старіють, оскільки теломери скорочуються.

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

Антивіковий ефект: активатор теломерази, який має антивіковий ефект, збільшуючи рівень теломерази та тим самим уповільнюючи скорочення теломер.

Теломери – це ковпачки, розташовані на кінцях хромосом клітин, які захищають їх від пошкодження під час поділу клітин. У міру того, як клітини продовжують ділитися, теломери продовжують скорочуватися, досягаючи критичної точки, коли клітини старіють або гинуть. Теломераза може подовжувати довжину теломер, і тривалість життя клітин відповідно природним чином збільшується.

Старіння є неминучою частиною життя; проте дослідники вивчають різноманітні методи лікування, щоб спробувати уникнути деяких наслідків старіння, зокрема вивчають сенолітики. Сенолітики – це сполуки, які знищують старіючі клітини та, як було показано, зменшують наслідки старіння. Нове дослідження показує, що циклоастраганол має омолоджувальний ефект.

Дослідження, проведене в Китаї та опубліковане в Міжнародному журналі молекулярних наук, було зосереджено на старіючих клітинах людини та мишей зі старінням, індукованим радіацією. Циклоастрагенол зменшує кількість старіючих клітин, не впливаючи на нестаріючі клітини. Лікування циклоастрагенолом також зменшує кількість білків у старіючих клітинах, необхідних для росту та виживання клітин. Крім того, він пригнічує рухи клітин, пов'язані з віковими запальними клітинами та процесами. Було виявлено, що у старіючих мишей, які отримували циклоастраганол, було менше старіючих клітин та покращилися вікові фізичні дисфункції.

Циклоастрагенол зменшує старіння клітин

Старіння є відомою ознакою старіння, але дослідники виявили, що знищення старіючих клітин та їхніх прозапальних сигнальних молекул може допомогти запобігти віковим захворюванням і навіть повернути їх у зворотний розвиток у деяких випадках. Тут дослідники обробили клітини людини циклоастраганолом і виявили, що він ефективно знищує старіючі клітини, не впливаючи на нестаріючі клітини. Крім того, клітинні маркери старіючих клітин значно знизилися після обробки циклоастраганолом.

Попередні дослідження показали, що шлях PI3K/AKT/mTOR — сигнальний шлях, що бере участь у рості та виживанні клітин — бере участь у запальних процесах, ініційованих старіючими клітинами, допомагаючи сприяти старінню в навколишніх клітинах. Дослідники виявили, що циклоастрагенол допомагає зменшити кількість білків у цьому шляху, що свідчить про те, що сполука може діяти, блокуючи шлях PI3K/AKT/mTOR, щоб допомогти запобігти старінню. Крім того, було показано, що циклоастрагенол знижує здатність старіючих клітин сприяти старінню шляхом вивільнення запальних молекул, факторів росту та імуномодуляторів, що узгоджується з припущеннями, що зниження сигналізації PI3K, AKT та mTOR може зменшити ефекти, що сприяють старінню, серед навколишніх клітин.

Циклоастрагенол належить до тритерпенових сапонінів і в основному отримується шляхом гідролізу астрагалозиду IV. Він має відносно невелику молекулярну масу та сильну ліпофільність, що сприяє проникненню в біоплівку та абсорбції в шлунково-кишковому тракті для досягнення кращої біодоступності. Ефективність циклоастрагалінолу
1. Лікування пошкодження мозку
2. Покращує фіброз печінки
3. Лікування остеопорозу
4. Омолоджувальний ефект
5. Уповільнення старіння клітин

Чому необхідно синтезувати циклоастраганол?

① Циклоастраганол має різні фармакологічні ефекти, такі як пригнічення апоптозу клітин мозку та нейрозапалення під час церебральної ішемії, а також підтримка гематоенцефалічного бар'єру.
② Циклоастрагенол — єдина низькомолекулярна терпеноїдна сполука з теломеразною активністю, виявлена ​​на сьогоднішній день, яка може лікувати нейродегенеративні захворювання.
③ Він має ефект пригнічення фіброзу міокарда та посилення протипухлинного імунітету. Це популярна молекула в дослідженнях та розробках 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, яка в основному отримується шляхом перетворення астрагалозиду IV в Astragalus membranaceus. Тобто, астрагалозид IV отримують за допомогою технології посадки астрагалу та культивування тканин, а потім астрагалозид IV перетворюють на циклоастрагалозид за допомогою ацидолізу, деградації за Смітом, ферментативного та мікробного гідролізу. Однак ці методи отримання є дорогими, легко забруднюють навколишнє середовище, важко розділяти та очищати, а також не сприяють застосуванню та просуванню. Тому люди звернули свою 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 інженерії біології. Загалом кажучи, вона виробляється за допомогою біологічних методів.