Door Cocer Peptides 
1 maand geleden
ALLE ARTIKELEN EN PRODUCTINFORMATIE DIE OP DEZE WEBSITE WORDEN VERSTREKT, ZIJN UITSLUITEND VOOR DE VERSPREIDING VAN INFORMATIE EN EDUCATIEVE DOELEINDEN.
De op deze website aangeboden producten zijn uitsluitend bedoeld voor in vitro onderzoek. In vitro onderzoek (Latijn: *in glas*, wat in glaswerk betekent) vindt plaats buiten het menselijk lichaam. Deze producten zijn geen farmaceutische producten, zijn niet goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) en mogen niet worden gebruikt om een medische aandoening, ziekte of kwaal te voorkomen, behandelen of genezen. Het is bij wet ten strengste verboden om deze producten in welke vorm dan ook in het menselijk of dierlijk lichaam te introduceren.
Basisinformatie over KPV
KPV is een tripeptide met aanzienlijke ontstekingsremmende eigenschappen, waardoor het op veel gebieden een rol kan spelen.
Figuur 1 De therapeutische effecten van HA-KPV-NP's tegen UC Orale toediening van HA-KPV-NP's ingebed in hydrogel (chitosan/alginaat) verleent gecombineerde therapeutische effecten tegen UC door de genezing van slijmvliezen te versnellen en ontstekingen te verlichten.
Ontstekingsremmend mechanisme van KPV
1. Regulatie van celsignaleringsroutes
NF-KB-signaleringsroute: NF-KB is een belangrijke transcriptiefactor die een centrale rol speelt bij ontstekingsreacties. Wanneer cellen worden blootgesteld aan ontstekingsstimuli, transloceert NF-KB van het cytoplasma naar de kern, waardoor de transcriptie van pro-inflammatoire cytokinegenen wordt geïnitieerd. KPV kan de activering van NF-KB remmen. In menselijke darmepitheelcellen en menselijke T-cellen werden cellen gestimuleerd met pro-inflammatoire cytokines en werd gelijktijdig KPV toegevoegd. Met behulp van methoden zoals NF-KB-luciferase-genreportertests, eiwit-immunoblotting, real-time reverse transcriptie-polymerasekettingreactie en enzymgekoppelde immunosorbenttest (ELISA) werd gevonden dat KPV bij nanomolaire concentraties de NF-KB-activering kan remmen, waardoor de secretie van pro-inflammatoire cytokines wordt verminderd. Dit mechanisme is cruciaal bij de regulatie van darmontstekingen, aangezien overmatige activering van NF-KB in darmepitheelcellen en immuuncellen een sleutelkenmerk is van inflammatoire darmziekten (IBD) en andere darmontstekingsaandoeningen.
MAP-kinase-signaleringsroute: De door mitogeen geactiveerde proteïnekinase (MAPK)-signaleringsroute is een andere belangrijke regulerende route bij ontstekingsreacties, waaronder extracellulair signaalgereguleerd kinase (ERK), c-Jun N-terminale kinase (JNK) en p38 MAPK. Deze kinasen worden geactiveerd wanneer cellen worden blootgesteld aan ontstekingsstimuli, wat leidt tot de fosforylatie van stroomafwaartse transcriptiefactoren en het bevorderen van de expressie van ontstekingsgerelateerde genen. KPV kan ook de ontstekingssignaleringsroute van MAP-kinase remmen. Wanneer cellen worden blootgesteld aan ontstekingsstimuli, kan KPV de MAPK-activering blokkeren, waardoor de fosforylatie van stroomafwaartse transcriptiefactoren wordt verminderd, waardoor de productie van pro-inflammatoire cytokines wordt verminderd. In een ontstekingstoestand leidt activering van p38 MAPK tot verhoogde expressie van pro-inflammatoire cytokines zoals TNF-α en IL-6, terwijl KPV de p38 MAPK-activiteit kan remmen, waardoor de secretie van deze cytokines wordt verminderd en daardoor de ontstekingsreactie wordt verlicht.
2. Door celtransporteurs gemedieerde effecten
PepT1-transporter: PepT1 is een di/tripeptide-transporter die doorgaans tot expressie komt in de dunne darm, maar tijdens IBD in de dikke darm wordt geïnduceerd. De ontstekingsremmende effecten van KPV worden gedeeltelijk gemedieerd door PepT1. In opname-experimenten werd koude KPV gebruikt als een competitieve remmer voor hPepT1 als radioactief gelabeld substraat, of werd [⊃3;H]KPV gebruikt om de kinetische kenmerken van de opname van KPV te bepalen. KPV dringt via hPepT1 immuuncellen en darmepitheelcellen binnen. Dit geeft aan dat PepT1, als transporter, de toegang van KPV tot cellen vergemakkelijkt om zijn ontstekingsremmende effecten uit te oefenen. Wanneer de PepT1-functie wordt geremd, neemt de hoeveelheid KPV die de cellen binnendringt af en worden de ontstekingsremmende effecten ervan overeenkomstig verzwakt. In celmodellen met knockdown van PepT1-expressie vertoont KPV, zelfs wanneer het in dezelfde concentratie wordt toegediend, significant verminderde remmende effecten op NF-KB-activering en verminderde uitscheiding van pro-inflammatoire cytokines vergeleken met cellen met normale PepT1-expressie, wat de cruciale mediërende rol van PepT1 in het ontstekingsremmende mechanisme van KPV verder bevestigt.
3. Regulatie van inflammatoire cytokinen
Remming van pro-inflammatoire cytokines: KPV kan de productie en afgifte van meerdere pro-inflammatoire cytokines aanzienlijk remmen. TNF-α is een sleutelcytokine bij ontstekingsreacties, in staat immuuncellen te activeren, de productie van andere pro-inflammatoire cytokines te induceren en weefselschade te veroorzaken. In verschillende ontstekingsmodellen waren de expressieniveaus van TNF-α significant verminderd na behandeling met KPV. In een door natriumsulfaat geïnduceerd colitismodel bij muizen resulteerde behandeling met KPV bijvoorbeeld in een significante vermindering van de mRNA-expressie van TNF-α in colonweefsel, zoals gedetecteerd door real-time RT-PCR, en een significante afname van het eiwitgehalte van TNF-α in serum, zoals gedetecteerd door ELISA. IL-1β, IL-6 en andere pro-inflammatoire cytokines werden ook geremd door KPV. IL-1β kan een inflammatoire cascadereactie veroorzaken, waardoor de afgifte van andere ontstekingsmediatoren wordt bevorderd. KPV kan de expressie en uitscheiding ervan in ontstekingsweefsels verminderen, waardoor de intensiteit van de ontstekingsreactie wordt verlicht.
Bevordering van ontstekingsremmende cytokines: Naast het remmen van pro-inflammatoire cytokines kan KPV ook de expressie van ontstekingsremmende cytokines bevorderen. Interleukine-10 (IL-10) is een belangrijk ontstekingsremmend cytokine dat de activering van immuuncellen kan remmen en de productie van pro-inflammatoire cytokines kan verminderen.
4. Regulatie van immuuncellen
Regulatie van T-celfunctie: T-cellen spelen een cruciale rol bij immuunreacties en ontstekingsregulatie. Onder inflammatoire omstandigheden worden T-cellen geactiveerd en scheiden ze pro-inflammatoire cytokines af. Studies hebben aangetoond dat KPV de T-celfunctie kan reguleren. In experimenten met de menselijke T-cellijn Jurkat, toen Jurkat-cellen werden gestimuleerd met pro-inflammatoire cytokines, remde de toevoeging van KPV de T-celactivering en verminderde de uitscheiding van pro-inflammatoire cytokines zoals IFN-γ. Dit kan worden bereikt door de NF-KB- en MAPK-signaleringsroutes in T-cellen te remmen. Bovendien kan KPV-behandeling in sommige diermodellen, zoals het CD45RB(hi)-model voor colonontsteking, de infiltratie en functie van T-cellen in de darm reguleren, ontstekingsgerelateerde T-celsubsets zoals Th1- en Th17-cellen verminderen en het aandeel regulerende T-cellen verhogen, waardoor darmontsteking wordt verlicht.
Modulatie van de macrofaagfunctie: Macrofagen zijn belangrijke immuuncellen bij de ontstekingsreactie en kunnen worden geclassificeerd in klassiek geactiveerde M1-macrofagen en alternatief geactiveerde M2-macrofagen op basis van hun activeringstoestand. M1-macrofagen scheiden grote hoeveelheden pro-inflammatoire cytokines af, terwijl M2-macrofagen ontstekingsremmende en weefselherstellende functies bezitten. KPV kan de polarisatie van macrofagen reguleren. In vitro-experimenten toonden aan dat wanneer macrofagen werden gestimuleerd met lipopolysacharide (LPS) om te polariseren naar het M1-type, gelijktijdige toediening van KPV de polarisatie van macrofagen naar het M1-type remde, de expressie van M1-macrofaagmarkers verminderde, terwijl hun polarisatie naar het M2-type werd bevorderd, waardoor de expressie van M2-macrofaagmarkers (zoals arginase-1 Arg-1) werd verhoogd. In in vivo ontstekingsmodellen, zoals door DSS geïnduceerde colitis bij muizen, resulteerde behandeling met KPV in meer macrofagen in het colonweefsel die polariseerden naar het M2-type, waardoor ontstekingsreacties werden verlicht en weefselherstel werd bevorderd.
5. Beschermende effecten op darmepitheelcellen
Verbetering van de epitheliale barrièrefunctie: De fysieke barrière gevormd door darmepitheelcellen dient als de eerste verdedigingslinie tegen de invasie van pathogenen en schadelijke stoffen. Bij ontstekingstoestanden leidt een verminderde darmepitheelbarrièrefunctie tot bacteriële translocatie en lekkage van endotoxinen, waardoor de ontstekingsreacties verder worden verergerd. KPV kan de barrièrefunctie van darmepitheelcellen verbeteren. In vitro celexperimenten, waarbij darmepitheelcellijnen werden behandeld met pro-inflammatoire cytokines om een inflammatoire omgeving te simuleren, resulteerden in verminderde expressie van tight-junction-eiwitten (zoals ZO-1 en occludine) en een verminderde barrièrefunctie. De toevoeging van KPV handhaaft echter de expressie van tight-junction-eiwitten, verbetert de intercellulaire verbindingen en herstelt de barrièrefunctie van darmepitheelcellen. Bij door DSS geïnduceerde colitismuizen behandeld met KPV onthulden immunohistochemie en Western blot-analyse een verhoogde expressie van tight-junction-eiwitten in colonweefsel en verminderde darmpermeabiliteit, wat aangeeft dat KPV de darmepitheelbarrière in vivo beschermt, de invasie van schadelijke stoffen vermindert en ontstekingsreacties verlicht.
Bevordering van de proliferatie en reparatie van epitheelcellen: Ontstekingen kunnen schade aan en de dood van darmepitheelcellen veroorzaken, waardoor de normale darmfunctie wordt aangetast. KPV heeft het vermogen om de proliferatie en het herstel van darmepitheelcellen te bevorderen. In vitro celkweekexperimenten toonden aan dat het behandelen van beschadigde darmepitheelcellen met KPV de celproliferatie verhoogde, zoals gedetecteerd door de Cell Counting Kit (CCK-8). Bovendien onthulde immunofluorescentieanalyse een verhoogde expressie van prolifererend celnucleair antigeen (PCNA), wat aangeeft dat cellen zich in een actieve proliferatieve toestand bevonden. In een door TNBS geïnduceerd rattenmodel met colitis ulcerosa onthulden histologische observaties, na behandeling met KPV/SH-PGA-hydrogel, dat schade aan colonepitheelcellen werd hersteld en dat de cryptestructuren geleidelijk weer normaal werden. Dit kan verband houden met de bevordering door KPV van de proliferatie en het herstel van epitheelcellen, wat helpt bij het verlichten van ontstekingen en het bevorderen van het herstel van darmweefsel.
Figuur 2 KPV is therapeutisch bij DSS-colitis.
6. Antioxiderende effecten
Regulatie van oxidatieve stress-gerelateerde markers: Ontsteking gaat vaak gepaard met oxidatieve stressreacties, met verhoogde productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) en reactieve stikstofsoorten (RNS), wat leidt tot oxidatieve schade aan cellen en weefsels. KPV vertoont antioxiderende effecten en kan oxidatieve stress-gerelateerde markers reguleren. In sommige ontstekingsmodellen, zoals het door wattenbolletjes geïnduceerde muisgranuloommodel en het door eiwit geïnduceerde dorsale luchtzak-synovitismodel van ratten, werden verhoogde niveaus van malondialdehyde (MDA) en verminderde superoxide-dismutase (SOD)-activiteit gedetecteerd in ontstekingsweefsels. Na KPV-behandeling daalden de MDA-niveaus aanzienlijk en nam de SOD-activiteit toe. MDA is een product van lipidenperoxidatie, en de verlaagde niveaus duiden op verminderde lipidenperoxidatieschade aan cellen; SOD is een belangrijk antioxidant-enzym en de verhoogde activiteit ervan duidt op een verbeterd vermogen om vrije radicalen op te vangen. KPV kan oxidatieve schade in ontstekingsweefsels verminderen door de oxidatieve stressniveaus te reguleren, waardoor ontstekingsremmende effecten worden uitgeoefend.
7. Andere potentiële mechanismen
Relatie met de melanocortinereceptor: KPV is een tripeptide afgeleid van α-MSH. Hoewel de ontstekingsremmende effecten gedeeltelijk onafhankelijk zijn van MC1R-signalering, kunnen ze in bepaalde contexten geassocieerd zijn met MC1R. Bij dieren die MC1Re/e tot expressie brachten, oefende KPV-behandeling na door DSS geïnduceerde colitis nog steeds significante ontstekingsremmende effecten uit, waardoor alle dieren in de behandelingsgroep werden gered van de dood tijdens door DSS geïnduceerde colitis, wat aangeeft dat de ontstekingsremmende effecten van KPV op zijn minst gedeeltelijk onafhankelijk zijn van MC1R-signalering. Bij dieren met normale MC1R-expressie kan KPV de ontstekingsremmende effecten versterken door interactie met MC1R of door de stroomafwaartse signaalroutes ervan te reguleren.
Ontstekingsremmende effecten van KPV
1. Rol in modellen voor darmontstekingen
DSS-geïnduceerd colitismodel: In het DSS-geïnduceerde colitismodel bij muizen vertoonde KPV significante ontstekingsremmende effecten. In termen van gewichtsveranderingen herstelden muizen behandeld met KPV hun gewicht eerder en in grotere mate vergeleken met onbehandelde muizen. Histologische waarnemingen onthulden een duidelijke vermindering van de inflammatoire infiltratie in het colonweefsel van met KPV behandelde muizen, verder bevestigd door een significante afname van de myeloperoxidase (MPO)-activiteit. MPO is een enzym dat aanwezig is in neutrofielen en de activiteitsniveaus ervan weerspiegelen de mate van infiltratie van ontstekingscellen in weefsels. De vermindering van de MPO-activiteit na behandeling met KPV duidt op een verminderde infiltratie van neutrofielen in het colonweefsel en een verminderde ontstekingsreacties. Door het detecteren van de mRNA-expressie van pro-inflammatoire cytokines in colonweefsel, zoals TNF-α en IL-1β, werd gevonden dat KPV-behandeling de expressieniveaus van deze pro-inflammatoire cytokines significant verminderde. KPV verlichtte door DSS geïnduceerde colitissymptomen vanuit meerdere aspecten, waaronder het verminderen van de infiltratie van ontstekingscellen, het verlagen van de expressie van ontstekingsfactoren en het bevorderen van gewichtsherstel.
CD45RB(hi) darmontstekingsmodel: In het CD45RB(hi) darmontstekingsmodel vertoonde KPV ook goede ontstekingsremmende effecten. Dit model werd geïnduceerd door T-cellen die CD45RB in hoge mate tot expressie brengen, over te brengen naar immunodeficiënte muizen. Na KPV-behandeling vertoonden de muizen verbeterde ontstekingssymptomen, geleidelijk gewichtsherstel en histologisch onderzoek onthulde verminderde darmontstekingsveranderingen. De met KPV behandelde groep vertoonde een verminderde infiltratie van ontstekingscellen en verminderde structurele schade aan de crypten in darmweefsels, wat aangeeft dat KPV door CD45RB(hi) geïnduceerde darmontsteking effectief verlicht en de normale structuur en functie van het darmweefsel herstelt.
TNBS-geïnduceerd colitis ulcerosa-model: In het TNBS-geïnduceerde colitis ulcerosa-ratmodel vertoonde KPV ook significante therapeutische effecten. Na rectale toediening van KPV/SH-PGA-hydrogel aan ratten verbeterden de symptomen van colitis aanzienlijk. De mate van gewichtsverlies bij ratten werd verminderd en de score van de ziekteactiviteitsindex (DAI) daalde. De DAI-score houdt uitgebreid rekening met indicatoren zoals veranderingen in het lichaamsgewicht van de rat, fecale kenmerken en hematochesie. De vermindering ervan geeft aan dat de KPV/SH-PGA-hydrogel de ernst van door TNBS geïnduceerde colitis ulcerosa effectief kan verlichten. Behandeling met KPV/SH-PGA-hydrogel voorkomt ook verkorting van de dikke darm bij ratten, verlaagde myeloperoxidaseniveaus in de dikke darm en herstelde de morfologische structuur van de dikke darm, inclusief de epitheelbarrière, crypten en intacte bekercellen. De expressie van pro-inflammatoire cytokines, TNF-a en IL-6, in colonweefsel was ook significant verminderd, wat het ontstekingsremmende effect van KPV verder aantoont in het TNBS-geïnduceerde colitis ulcerosa-model.
Conclusie
KPV vertoont als tripeptide met ontstekingsremmende eigenschappen veelbelovende effecten bij de preventie en behandeling van darmontstekingen en diverse andere ontstekingsgerelateerde ziekten. De ontstekingsremmende mechanismen omvatten meerdere aspecten, waaronder de regulering van cellulaire signaalroutes, antioxiderende stress en modulatie van apoptose en autofagie.
Bronnen
[1] Shao W, Chen R, Lin G, et al. In situ mucoadhesieve hydrogel die tripeptide KPV opvangt: het ontstekingsremmende, antibacteriële en herstellende effect op door chemotherapie geïnduceerde orale mucositis [J]. Biomateriaalkunde, 2021,10(1):227-242.DOI:10.1039/d1bm01466h.
[2] Zon J, Xue P, Liu J, et al. Zelf-gekruiste hydrogel van met cysteamine geënt γ-polyglutaminezuur gestabiliseerd tripeptide KPV voor het verlichten van door TNBS geïnduceerde colitis ulcerosa bij ratten [J]. Acs Biomaterials Science & Engineering, 2021,7(10):4859-4869.DOI:10.1021/acsbiomaterials.1c00792.
[3] Xiao B, Xu Z, Viennois E, et al. Oraal gerichte toediening van tripeptide KPV via hyaluronzuur-gefunctionaliseerde nanodeeltjes verlicht op efficiënte wijze colitis ulcerosa [J]. Moleculaire therapie, 2017,25(7):1628-1640.DOI:10.1016/j.ymthe.2016.11.020.
[4] Dalmasso G, Charrier-Hisamuddin L, Nguyen H, et al. P-078: PepT1-gemedieerde opname van tripeptide KPV vermindert darmontsteking [J]. Inflammatoire darmziekten, 2008,14(suppl_1):S32.DOI:10.1097/00054725-200801001-00111.
[5] Kannengiesser K, Maaser C, Heidemann J, et al. Van melanocortine afgeleid tripeptide KPV heeft ontstekingsremmend potentieel in muizenmodellen van inflammatoire darmziekten [J]. Inflammatoire darmziekten, 2008,14(3):324-331.DOI:10.1002/ibd.20334.
Product alleen beschikbaar voor onderzoeksgebruik:
