Avtor Cocer Peptides 
pred 1 mesecem
VSI ČLANKI IN INFORMACIJE O IZDELKIH NA TEJ SPLETNI STRANI SO SAMO ZA RAZŠIRJANJE INFORMACIJ IN IZOBRAŽEVALNE NAMENE.
Izdelki na tem spletnem mestu so namenjeni izključno in vitro raziskavam. Raziskave in vitro (latinsko: *in glass*, kar pomeni v stekleni posodi) se izvajajo zunaj človeškega telesa. Ti izdelki niso farmacevtski izdelki, Uprava ZDA za hrano in zdravila (FDA) jih ni odobrila in se ne smejo uporabljati za preprečevanje, zdravljenje ali zdravljenje katerega koli zdravstvenega stanja, bolezni ali bolezni. Zakonsko je strogo prepovedano vnašanje teh izdelkov v človeško ali živalsko telo v kakršni koli obliki.
Osnovne informacije o KPV
KPV je tripeptid s pomembnimi protivnetnimi lastnostmi, ki mu omogočajo, da igra vlogo na številnih področjih.
Slika 1 Terapevtski učinki HA-KPV-NP proti UC. Peroralna uporaba HA-KPV-NP, vdelanih v hidrogel (hitozan/alginat), zagotavlja kombinirane terapevtske učinke proti UC s pospeševanjem celjenja sluznice in lajšanjem vnetja.
Protivnetni mehanizem KPV
1. Regulacija celičnih signalnih poti
Signalna pot NF-κB: NF-κB je ključni transkripcijski faktor, ki igra osrednjo vlogo pri vnetnih odzivih. Ko so celice izpostavljene vnetnim dražljajem, se NF-κB premakne iz citoplazme v jedro in tako sproži transkripcijo provnetnih citokinskih genov. KPV lahko zavira aktivacijo NF-κB. V človeških črevesnih epitelijskih celicah in človeških celicah T so bile celice stimulirane s provnetnimi citokini in sočasno dodali KPV. Z uporabo metod, kot so reporterski testi gena NF-κB luciferaze, proteinski imunobloting, verižna reakcija polimeraze z reverzno transkripcijo v realnem času in encimsko vezan imunosorbentni test (ELISA), je bilo ugotovljeno, da lahko KPV v nanomolarnih koncentracijah zavira aktivacijo NF-κB in tako zmanjša izločanje vnetnih citokinov. Ta mehanizem je ključen pri uravnavanju črevesnega vnetja, saj je prekomerna aktivacija NF-κB v črevesnih epitelijskih celicah in imunskih celicah ključna značilnost vnetne črevesne bolezni (KVČB) in drugih črevesnih vnetnih stanj.
Signalna pot kinaze MAP: signalna pot protein kinaze, aktivirane z mitogenom (MAPK), je še ena pomembna regulativna pot pri vnetnih odzivih, vključno z zunajcelično signalno regulirano kinazo (ERK), c-Jun N-terminalno kinazo (JNK) in p38 MAPK. Te kinaze se aktivirajo, ko so celice izpostavljene vnetnim dražljajem, kar vodi do fosforilacije spodnjih transkripcijskih faktorjev in spodbuja izražanje z vnetjem povezanih genov. KPV lahko tudi zavira vnetno signalno pot kinaze MAP. Ko so celice izpostavljene vnetnim dražljajem, lahko KPV blokira aktivacijo MAPK, zmanjša njegovo fosforilacijo spodnjih transkripcijskih faktorjev, s čimer se zmanjša proizvodnja protivnetnih citokinov. V vnetnem stanju aktivacija p38 MAPK povzroči povečano izražanje provnetnih citokinov, kot sta TNF-α in IL-6, medtem ko lahko KPV zavira aktivnost p38 MAPK, zmanjša izločanje teh citokinov in s tem ublaži vnetni odziv.
2. Učinki, posredovani s celičnim prenašalcem
Prenašalec PepT1: PepT1 je di/tripeptidni prenašalec, ki se tipično izraža v tankem črevesu, med KVČB pa se sproži v debelem črevesu. Protivnetne učinke KPV delno posreduje PepT1. V poskusih privzema je bil hladen KPV uporabljen kot kompetitivni inhibitor za hPepT1 kot radioaktivno označen substrat ali [⊃3;H]KPV je bil uporabljen za določitev kinetičnih značilnosti privzema KPV. KPV vstopi v imunske celice in črevesne epitelijske celice prek hPepT1. To kaže, da PepT1 kot prenašalec olajša vstop KPV v celice, da se izvajajo njegovi protivnetni učinki. Ko je delovanje PepT1 zavrto, se količina KPV, ki vstopa v celice, zmanjša, njegovi protivnetni učinki pa so ustrezno oslabljeni. V celičnih modelih z uničenjem izražanja PepT1, tudi če se daje v enaki koncentraciji, ima KPV znatno zmanjšane zaviralne učinke na aktivacijo NF-κB in zmanjšano izločanje vnetnih citokinov v primerjavi s celicami z normalnim izražanjem PepT1, kar dodatno potrjuje ključno posredniško vlogo PepT1 v protivnetnem mehanizmu KPV.
3. Regulacija vnetnih citokinov
Zaviranje provnetnih citokinov: KPV lahko pomembno zavre nastajanje in sproščanje več protivnetnih citokinov. TNF-α je ključni citokin pri vnetnih odzivih, ki je sposoben aktivirati imunske celice, inducirati proizvodnjo drugih protivnetnih citokinov in povzročiti poškodbe tkiva. Pri različnih vnetnih modelih so se ravni izražanja TNF-α po zdravljenju s KPV znatno zmanjšale. Na primer, pri modelu mišjega kolitisa, povzročenega z natrijevim sulfatom, je zdravljenje s KPV povzročilo znatno zmanjšanje izražanja mRNA TNF-α v tkivu debelega črevesa, kot je zaznala RT-PCR v realnem času, in znatno zmanjšanje vsebnosti beljakovin TNF-α v serumu, kot je zaznala ELISA. IL-1β, IL-6 in druge protivnetne citokine je prav tako zaviral KPV. IL-1β lahko sproži vnetno kaskadno reakcijo, ki spodbuja sproščanje drugih vnetnih mediatorjev. KPV lahko zmanjša izražanje in izločanje v vnetnih tkivih in s tem ublaži intenzivnost vnetnega odziva.
Spodbujanje protivnetnih citokinov: Poleg zaviranja protivnetnih citokinov lahko KPV spodbuja tudi izražanje protivnetnih citokinov. Interlevkin-10 (IL-10) je pomemben protivnetni citokin, ki lahko zavre aktivacijo imunskih celic in zmanjša nastajanje protivnetnih citokinov.
4. Regulacija imunskih celic
Regulacija delovanja T-celic: T-celice igrajo ključno vlogo pri imunskem odzivu in uravnavanju vnetja. V vnetnih stanjih se T-celice aktivirajo in izločajo provnetne citokine. Študije so pokazale, da lahko KPV uravnava delovanje celic T. V poskusih s človeško celično linijo T Jurkat, ko so bile celice Jurkat stimulirane s provnetnimi citokini, je dodatek KPV zaviral aktivacijo celic T in zmanjšal izločanje provnetnih citokinov, kot je IFN-γ. To je mogoče doseči z zaviranjem signalnih poti NF-κB in MAPK znotraj celic T. Poleg tega lahko pri nekaterih živalskih modelih, kot je model vnetja debelega črevesa CD45RB(hi), zdravljenje s KPV uravnava infiltracijo celic T in delovanje v črevesju, zmanjša z vnetjem povezane podskupine celic T, kot so celice Th1 in Th17, in poveča delež regulatornih celic T, s čimer ublaži črevesno vnetje.
Modulacija delovanja makrofagov: Makrofagi so pomembne imunske celice pri vnetnem odzivu in jih je mogoče razvrstiti v klasično aktivirane makrofage M1 in alternativno aktivirane makrofage M2 glede na njihovo stanje aktivacije. Makrofagi M1 izločajo velike količine protivnetnih citokinov, medtem ko imajo makrofagi M2 protivnetne funkcije in funkcije popravljanja tkiv. KPV lahko uravnava polarizacijo makrofagov. Poskusi in vitro so pokazali, da ko so bili makrofagi stimulirani z lipopolisaharidom (LPS), da se polarizirajo proti tipu M1, sočasno dajanje KPV zavira polarizacijo makrofagov proti tipu M1, zmanjša izražanje makrofagnih markerjev M1, hkrati pa spodbuja njihovo polarizacijo proti tipu M2, kar poveča izražanje makrofagnih markerjev M2 (kot je npr. arginaza-1 Arg-1). V vnetnih modelih in vivo, kot je kolitis, ki ga povzroča DSS pri miših, je zdravljenje s KPV povzročilo več makrofagov v tkivu debelega črevesa, ki so se polarizirali proti tipu M2, s čimer so ublažili vnetne odzive in spodbudili obnovo tkiva.
5. Zaščitni učinki na črevesne epitelne celice
Izboljšanje funkcije epitelijske pregrade: Fizična pregrada, ki jo tvorijo črevesne epitelijske celice, služi kot prva obrambna linija pred vdorom patogenov in škodljivih snovi. V vnetnih stanjih oslabljena funkcija črevesne epitelijske pregrade vodi do bakterijske translokacije in uhajanja endotoksina, kar dodatno poslabša vnetne odzive. KPV lahko poveča pregradno funkcijo črevesnih epitelijskih celic. Poskusi s celicami in vitro, kjer so črevesne epitelne celične linije obdelali s provnetnimi citokini, da bi simulirali vnetno okolje, so povzročili zmanjšano izražanje proteinov s tesnim stikom (kot sta ZO-1 in okludin) in oslabljeno pregradno funkcijo. Vendar pa dodatek KPV ohranja ekspresijo tesno spojenih proteinov, krepi medcelične povezave in obnavlja pregradno funkcijo črevesnih epitelijskih celic. Pri miših s kolitisom, povzročenim z DSS, zdravljenih s KPV, sta imunohistokemija in Western blot analiza razkrili povečano izražanje proteinov tesne povezave v tkivu debelega črevesa in zmanjšano prepustnost črevesja, kar kaže, da KPV ščiti črevesno epitelijsko pregrado in vivo, zmanjšuje vdor škodljivih snovi in blaži vnetne odzive.
Spodbujanje proliferacije in obnavljanja epitelijskih celic: Vnetje lahko povzroči poškodbe in smrt črevesnih epitelijskih celic, kar ovira normalno delovanje črevesja. KPV ima sposobnost spodbujanja proliferacije in popravljanja črevesnih epitelijskih celic. Poskusi celične kulture in vitro so pokazali, da zdravljenje poškodovanih črevesnih epitelijskih celic s KPV poveča celično proliferacijo, kot je zaznal komplet za štetje celic (CCK-8). Poleg tega je imunofluorescenčna analiza pokazala povečano izražanje proliferirajočega celičnega jedrnega antigena (PCNA), kar kaže, da so bile celice v aktivnem proliferativnem stanju. Pri podganjem modelu ulceroznega kolitisa, ki ga povzroči TNBS, so po zdravljenju s hidrogelom KPV/SH-PGA histološka opazovanja pokazala, da je bila poškodba epitelijskih celic debelega črevesa popravljena, strukture kript pa so se postopoma vrnile v normalno stanje. To je lahko povezano s spodbujanjem proliferacije in popravljanja epitelijskih celic s KPV, kar pomaga ublažiti vnetje in spodbuja okrevanje črevesnega tkiva.
Slika 2 KPV je terapevtski pri kolitisu DSS.
6. Antioksidativni učinki
Regulacija označevalcev, povezanih z oksidativnim stresom: Vnetje pogosto spremljajo reakcije oksidativnega stresa s povečano proizvodnjo reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in reaktivnih dušikovih zvrsti (RNS), kar vodi do oksidativne poškodbe celic in tkiv. KPV ima antioksidativne učinke in lahko uravnava označevalce, povezane z oksidativnim stresom. V nekaterih modelih vnetja, kot je model mišjega granuloma, povzročenega z vatirano kroglico, in model sinovitisa dorzalnega zračnega mešička, povzročenega z jajčnim beljakom, so v vnetnih tkivih odkrili povišane ravni malondialdehida (MDA) in zmanjšano aktivnost superoksid dismutaze (SOD). Po zdravljenju s KPV so se ravni MDA bistveno zmanjšale, aktivnost SOD pa se je povečala. MDA je produkt peroksidacije lipidov in njegove znižane ravni kažejo na zmanjšano poškodbo celic zaradi peroksidacije lipidov; SOD je pomemben antioksidativni encim in njegova povečana aktivnost pomeni izboljšano sposobnost lovljenja prostih radikalov. KPV lahko ublaži oksidativno škodo v vnetnih tkivih z uravnavanjem ravni oksidativnega stresa in tako izvaja protivnetne učinke.
7. Drugi možni mehanizmi
Povezava z melanokortinskim receptorjem: KPV je tripeptid, pridobljen iz α-MSH. Čeprav so njegovi protivnetni učinki delno neodvisni od signalizacije MC1R, so lahko v določenih kontekstih povezani z MC1R. Pri živalih, ki izražajo MC1Re/e, je zdravljenje s KPV po kolitisu, povzročenem z DSS, še vedno imelo znatne protivnetne učinke in rešilo vse živali v zdravljeni skupini pred smrtjo med kolitisom, povzročenim z DSS, kar kaže, da so protivnetni učinki KPV vsaj delno neodvisni od signalizacije MC1R. Pri živalih z normalnim izražanjem MC1R lahko KPV poveča protivnetne učinke z interakcijo z MC1R ali uravnavanjem njegovih spodnjih signalnih poti.
Protivnetni učinki KPV
1. Vloga v modelih črevesnih vnetij
Model kolitisa, ki ga povzroča DSS: V modelu kolitisa pri miših, ki ga povzroča DSS, je KPV pokazal pomembne protivnetne učinke. Kar zadeva spremembe teže, so miši, zdravljene s KPV, povrnile svojo težo prej in v večji meri v primerjavi z nezdravljenimi mišmi. Histološka opazovanja so pokazala izrazito zmanjšanje vnetne infiltracije v tkivu debelega črevesa miši, zdravljenih s KPV, kar je dodatno potrjeno s pomembnim zmanjšanjem aktivnosti mieloperoksidaze (MPO). MPO je encim, ki je prisoten v nevtrofilcih, njegove ravni aktivnosti pa odražajo obseg infiltracije vnetnih celic v tkivih. Zmanjšanje aktivnosti MPO po zdravljenju s KPV kaže na zmanjšano infiltracijo nevtrofilcev v tkivu debelega črevesa in ublažitev vnetnih odzivov. Z odkrivanjem izražanja mRNA provnetnih citokinov v tkivu debelega črevesa, kot sta TNF-α in IL-1β, je bilo ugotovljeno, da je zdravljenje s KPV pomembno zmanjšalo ravni izražanja teh protivnetnih citokinov. KPV je ublažil simptome kolitisa, ki jih povzroča DSS, z več vidikov, vključno z zmanjšanjem infiltracije vnetnih celic, znižanjem izražanja vnetnega faktorja in spodbujanjem okrevanja telesne teže.
Model vnetja debelega črevesa CD45RB(hi): V modelu vnetja debelega črevesa CD45RB(hi) je KPV pokazal tudi dobre protivnetne učinke. Ta model je bil induciran s prenosom celic T, ki močno izražajo CD45RB, v miši z imunsko pomanjkljivostjo. Po zdravljenju s KPV so miši pokazali izboljšane vnetne simptome, postopno okrevanje teže in histološki pregled je pokazal zmanjšane črevesne vnetne spremembe. Skupina, zdravljena s KPV, je pokazala zmanjšano infiltracijo vnetnih celic in zmanjšano strukturno poškodbo kript v črevesnih tkivih, kar kaže, da KPV učinkovito blaži črevesno vnetje, ki ga povzroča CD45RB(hi), ter obnavlja normalno strukturo in delovanje črevesnega tkiva.
Model ulceroznega kolitisa, ki ga povzroča TNBS: V modelu ulceroznega kolitisa, ki ga povzroča TNBS, je KPV pokazal tudi pomembne terapevtske učinke. Po rektalnem dajanju hidrogela KPV/SH-PGA podganam so se simptomi kolitisa opazno izboljšali. Stopnja izgube teže pri podganah se je zmanjšala, rezultat indeksa aktivnosti bolezni (DAI) pa se je zmanjšal. Ocena DAI celovito upošteva kazalnike, kot so spremembe telesne teže podgan, fekalne značilnosti in hematohezija. Njegovo zmanjšanje kaže, da lahko hidrogel KPV/SH-PGA učinkovito ublaži resnost s TNBS povzročenega ulceroznega kolitisa. Zdravljenje s hidrogelom KPV/SH-PGA prav tako prepreči skrajšanje debelega črevesa pri podganah, zmanjša raven mieloperoksidaze debelega črevesa in obnovi morfološko strukturo debelega črevesa, vključno z epitelijsko pregrado, kriptami in nepoškodovanimi vrčastimi celicami. Izražanje vnetnih citokinov, TNF-α in IL-6, v tkivu debelega črevesa je bilo prav tako znatno zmanjšano, kar dodatno dokazuje protivnetni učinek KPV v modelu ulceroznega kolitisa, ki ga povzroči TNBS.
Zaključek
KPV kot tripeptid s protivnetnimi lastnostmi izkazuje obetavne učinke pri preprečevanju in zdravljenju črevesnih vnetij in raznih drugih z vnetjem povezanih bolezni. Njegovi protivnetni mehanizmi vključujejo več vidikov, vključno z regulacijo celičnih signalnih poti, antioksidativnim stresom ter modulacijo apoptoze in avtofagije.
Viri
[1] Shao W, Chen R, Lin G, et al. In situ mukoadhezivni hidrogel, ki zajema tripeptid KPV: protivnetni, protibakterijski in obnovitveni učinek na oralni mukozitis, povzročen s kemoterapijo [J]. Biomaterials Science, 2021,10(1):227-242.DOI:10.1039/d1bm01466h.
[2] Sun J, Xue P, Liu J, et al. Samozamreženi hidrogel stabiliziranega tripeptida KPV s cepljeno cisteaminom γ-poliglutaminsko kislino za ublažitev s TNBS povzročenega ulceroznega kolitisa pri podganah [J]. Acs Biomaterials Science & Engineering, 2021,7(10):4859-4869.DOI:10.1021/acsbiomaterials.1c00792.
[3] Xiao B, Xu Z, Viennois E et al. Oralno usmerjeno oddajanje tripeptida KPV prek nanodelcev, funkcionaliziranih s hialuronsko kislino, učinkovito lajša ulcerozni kolitis [J]. Molecular Therapy, 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: Vnos tripeptida KPV, ki ga posreduje PepT1, zmanjša črevesno vnetje [J]. Vnetne črevesne bolezni, 2008,14(suppl_1):S32.DOI:10.1097/00054725-200801001-00111.
[5] Kannengiesser K, Maaser C, Heidemann J, et al. Tripeptid KPV, pridobljen iz melanokortina, ima protivnetni potencial pri mišjih modelih vnetne črevesne bolezni [J]. Vnetne črevesne bolezni, 2008,14(3):324-331.DOI:10.1002/ibd.20334.
Izdelek je na voljo samo za raziskovalno uporabo:
