Av Cocer Peptides       1 månad sedan

ALL ARTIKEL OCH PRODUKTINFORMATION SOM TILLHANDAHÅLLS PÅ DENNA WEBBPLATS ÄR ENDAST FÖR INFORMATIONSSPREDNING OCH UTBILDNINGSÄNDAMÅL.  

Produkterna som tillhandahålls på denna webbplats är uteslutande avsedda för in vitro-forskning. In vitro-forskning (latin: *i glas*, vilket betyder i glas) bedrivs utanför människokroppen. Dessa produkter är inte läkemedel, har inte godkänts av US Food and Drug Administration (FDA) och får inte användas för att förebygga, behandla eller bota något medicinskt tillstånd, sjukdom eller åkomma. Det är strängt förbjudet enligt lag att införa dessa produkter i människo- eller djurkroppen i någon form.

Grundläggande information om KPV

KPV är en tripeptid med betydande antiinflammatoriska egenskaper som gör att den kan spela en roll inom många områden.

Figur 1 De terapeutiska effekterna av HA-KPV-NPs mot UC Oral administrering av HA-KPV-NPs inbäddade i hydrogel (kitosan/alginat) ger kombinerade terapeutiska effekter mot UC genom att påskynda läkning av slemhinnor och lindra inflammation.

Antiinflammatorisk mekanism av KPV

1. Reglering av cellsignaleringsvägar  

NF-KB-signalväg: NF-KB är en viktig transkriptionsfaktor som spelar en central roll i inflammatoriska svar. När celler exponeras för inflammatoriska stimuli, translokeras NF-KB från cytoplasman till kärnan, vilket initierar transkriptionen av pro-inflammatoriska cytokingener. KPV kan hämma aktiveringen av NF-KB. I humana tarmepitelceller och humana T-celler stimulerades celler med pro-inflammatoriska cytokiner och KPV tillsattes samtidigt. Genom att använda metoder som NF-KB luciferasgenreporteranalyser, proteinimmunoblotting, realtidsomvänd transkriptionspolymeraskedjereaktion och enzymlänkad immunosorbentanalys (ELISA), fann man att KPV vid nanomolära koncentrationer kan hämma NF-KB-aktivering, och därigenom minska den inflammatoriska utsöndringen av cytokiner. Denna mekanism är avgörande för regleringen av tarminflammation, eftersom överdriven aktivering av NF-KB i tarmepitelceller och immunceller är en nyckelfunktion för inflammatorisk tarmsjukdom (IBD) och andra intestinala inflammatoriska tillstånd.

MAP-kinassignaleringsväg: Den mitogenaktiverade proteinkinas (MAPK) signaleringsvägen är en annan viktig regulatorisk väg i inflammatoriska svar, inklusive extracellulärt signalreglerat kinas (ERK), c-Jun N-terminalt kinas (JNK) och p38 MAPK. Dessa kinaser aktiveras när celler exponeras för inflammatoriska stimuli, vilket leder till fosforylering av nedströms transkriptionsfaktorer och främjar uttrycket av inflammationsrelaterade gener. KPV kan också hämma den inflammatoriska signalvägen för MAP-kinas. När celler exponeras för inflammatoriska stimuli kan KPV blockera MAPK-aktivering, vilket minskar dess fosforylering av nedströms transkriptionsfaktorer, och därigenom minska produktionen av pro-inflammatoriska cytokiner. I ett inflammatoriskt tillstånd leder aktivering av p38 MAPK till ökat uttryck av pro-inflammatoriska cytokiner såsom TNF-α och IL-6, medan KPV kan hämma p38 MAPK-aktivitet, vilket minskar utsöndringen av dessa cytokiner och därigenom lindra det inflammatoriska svaret.

2. Celltransportörmedierade effekter

PepT1-transportör: PepT1 är en di/tripeptidtransportör som vanligtvis uttrycks i tunntarmen men induceras i tjocktarmen under IBD. De antiinflammatoriska effekterna av KPV förmedlas delvis av PepT1. I upptagsexperiment användes kall KPV som en kompetitiv hämmare för hPepT1 som ett radioaktivt märkt substrat, eller så användes [⊃3;H]KPV för att bestämma de kinetiska egenskaperna för KPV-upptag. KPV går in i immunceller och tarmepitelceller via hPepT1. Detta indikerar att PepT1, som transportör, underlättar KPV-inträde i celler för att utöva sina antiinflammatoriska effekter. När PepT1-funktionen hämmas, minskar mängden KPV som kommer in i cellerna, och dess antiinflammatoriska effekter försvagas i motsvarande grad. I cellmodeller med knockdown av PepT1-uttryck, även när det administreras i samma koncentration, uppvisar KPV signifikant minskade hämmande effekter på NF-KB-aktivering och minskad utsöndring av pro-inflammatoriska cytokiner jämfört med celler med normalt PepT1-uttryck, vilket ytterligare bekräftar den avgörande förmedlande rollen av PepT1 i den antiinflammatoriska mekanismen för KPV.

3. Reglering av inflammatoriska cytokiner  

Hämning av pro-inflammatoriska cytokiner: KPV kan signifikant hämma produktionen och frisättningen av flera pro-inflammatoriska cytokiner. TNF-α är ett nyckelcytokin i inflammatoriska svar, som kan aktivera immunceller, inducera produktionen av andra pro-inflammatoriska cytokiner och orsaka vävnadsskada. I olika inflammatoriska modeller reducerades uttrycksnivåerna av TNF-α signifikant efter KPV-behandling. Till exempel, i en modell av natriumsulfatinducerad muskolit, resulterade behandling med KPV i en signifikant minskning av mRNA-uttrycket av TNF-α i kolonvävnad, som detekterats med realtids-RT-PCR, och en signifikant minskning av proteininnehållet av TNF-α i serum, som detekterats med ELISA. IL-1β, IL-6 och andra pro-inflammatoriska cytokiner hämmades också av KPV. IL-1β kan utlösa en inflammatorisk kaskadreaktion, vilket främjar frisättningen av andra inflammatoriska mediatorer. KPV kan minska dess uttryck och utsöndring i inflammatoriska vävnader och därigenom lindra intensiteten av det inflammatoriska svaret.  

Främjande av antiinflammatoriska cytokiner: Förutom att hämma proinflammatoriska cytokiner kan KPV också främja uttrycket av antiinflammatoriska cytokiner. Interleukin-10 (IL-10) är ett viktigt antiinflammatoriskt cytokin som kan hämma aktiveringen av immunceller och minska produktionen av pro-inflammatoriska cytokiner.

4. Reglering av immunceller  

Reglering av T-cellsfunktion: T-celler spelar en avgörande roll i immunsvar och inflammationsreglering. Under inflammatoriska tillstånd aktiveras T-celler och utsöndrar pro-inflammatoriska cytokiner. Studier har visat att KPV kan reglera T-cellsfunktion. I experiment med den humana T-cellinjen Jurkat, när Jurkat-celler stimulerades med pro-inflammatoriska cytokiner, hämmade tillägget av KPV T-cellsaktivering och minskade utsöndringen av pro-inflammatoriska cytokiner såsom IFN-y. Detta kan uppnås genom att hämma NF-KB- och MAPK-signalvägarna i T-celler. Dessutom, i vissa djurmodeller, såsom CD45RB(hi) koloninflammationsmodellen, kan KPV-behandling reglera T-cellsinfiltration och funktion i tarmen, minska inflammationsrelaterade T-cellsundergrupper som Th1- och Th17-celler och öka andelen regulatoriska T-celler, och därigenom lindra tarminflammation.

Modulering av makrofagfunktion: Makrofager är viktiga immunceller i det inflammatoriska svaret och kan klassificeras i klassiskt aktiverade M1-makrofager och alternativt aktiverade M2-makrofager baserat på deras aktiveringstillstånd. M1-makrofager utsöndrar stora mängder pro-inflammatoriska cytokiner, medan M2-makrofager har antiinflammatoriska och vävnadsreparationsfunktioner. KPV kan reglera makrofagpolarisering. In vitro-experiment visade att när makrofager stimulerades med lipopolysackarid (LPS) att polarisera mot M1-typen, inhiberade samtidig administrering av KPV makrofagpolarisering mot M1-typen, minskade uttrycket av M1-makrofagmarkörer, samtidigt som de främjade deras polarisering mot M2-typen, vilket ökade uttrycket av M2-makrofag-markörer (saruch-arg-markörer). I in vivo-inflammatoriska modeller, såsom DSS-inducerad kolit hos möss, resulterade behandling med KPV i att fler makrofager i kolonvävnaden polariserade mot M2-typen, och därigenom lindra inflammatoriska svar och främja vävnadsreparation.

5. Skyddseffekter på tarmepitelceller

Förbättra epitelbarriärfunktionen: Den fysiska barriären som bildas av tarmepitelceller fungerar som den första försvarslinjen mot invasion av patogener och skadliga ämnen. I inflammatoriska tillstånd leder försämrad intestinal epitelbarriärfunktion till bakteriell translokation och endotoxinläckage, vilket ytterligare förvärrar inflammatoriska svar. KPV kan förbättra barriärfunktionen hos tarmepitelceller. In vitro cellexperiment, där tarmepitelcellinjer behandlades med pro-inflammatoriska cytokiner för att simulera en inflammatorisk miljö, resulterade i minskat uttryck av tight junction-proteiner (som ZO-1 och occludin) och försämrad barriärfunktion. Tillsatsen av KPV upprätthåller emellertid uttrycket av tight junction-proteiner, förbättrar intercellulära anslutningar och återställer barriärfunktionen hos tarmepitelceller. Hos DSS-inducerad kolitmöss behandlade med KPV, visade immunhistokemi och Western blot-analys ökat uttryck av tight junction-proteiner i kolonvävnad och minskad tarmpermeabilitet, vilket indikerar att KPV skyddar den intestinala epiteliala barriären in vivo, minskar invasionen av skadliga ämnen och lindrar inflammatoriska svar.

Främjar proliferation och reparation av epitelceller: Inflammation kan orsaka skada och död av tarmepitelceller, vilket försämrar normal tarmfunktion. KPV har förmågan att främja proliferation och reparation av tarmepitelceller. In vitro cellodlingsexperiment visade att behandling av skadade tarmepitelceller med KPV förbättrade cellproliferationen, vilket detekterats av Cell Counting Kit (CCK-8). Dessutom avslöjade immunfluorescensanalys ökat uttryck av prolifererande cellkärnantigen (PCNA), vilket indikerar att celler var i ett aktivt proliferativt tillstånd. I en råttmodell av TNBS-inducerad ulcerös kolit, efter behandling med KPV/SH-PGA-hydrogel, visade histologiska observationer att skador på epitelceller i tjocktarmen reparerades, och kryptstrukturerna återgick gradvis till det normala. Detta kan vara relaterat till KPV:s främjande av epitelcellsproliferation och reparation, vilket hjälper till att lindra inflammation och främja återhämtning av tarmvävnad.

Figur 2 KPV är terapeutiskt vid DSS-kolit.

6. Antioxidanteffekter  

Reglering av oxidativ stress-relaterade markörer: Inflammation åtföljs ofta av oxidativa stressreaktioner, med ökad produktion av reaktiva syrearter (ROS) och reaktiva kvävearter (RNS), vilket leder till oxidativ skada på celler och vävnader. KPV uppvisar antioxidanteffekter och kan reglera oxidativ stressrelaterade markörer. I vissa inflammatoriska modeller, såsom bomullstuss-inducerad musgranulommodell och äggvite-inducerad råttdorsal luftsäcksynovitmodell, upptäcktes förhöjda nivåer av malondialdehyd (MDA) och reducerad superoxiddismutas (SOD) aktivitet i inflammatoriska vävnader. Efter KPV-behandling minskade MDA-nivåerna signifikant och SOD-aktiviteten ökade. MDA är en produkt av lipidperoxidation, och dess reducerade nivåer indikerar minskad lipidperoxidationsskada på celler; SOD är ett viktigt antioxidantenzym, och dess ökade aktivitet betyder förbättrad förmåga att rensa fria radikaler. KPV kan lindra oxidativ skada i inflammatoriska vävnader genom att reglera nivåerna av oxidativ stress och därigenom utöva antiinflammatoriska effekter.

7. Andra potentiella mekanismer

Relation med melanokortinreceptorn: KPV är en tripeptid som härrör från α-MSH. Även om dess antiinflammatoriska effekter är delvis oberoende av MC1R-signalering, kan de vara associerade med MC1R i vissa sammanhang. Hos djur som uttrycker MC1Re/e utövade KPV-behandling efter DSS-inducerad kolit fortfarande betydande antiinflammatoriska effekter, vilket räddade alla djur i behandlingsgruppen från döden under DSS-inducerad kolit, vilket indikerar att KPV:s antiinflammatoriska effekter är åtminstone delvis oberoende av MC1R-signalering. Hos djur med normalt MC1R-uttryck kan KPV förstärka antiinflammatoriska effekter genom att interagera med MC1R eller reglera dess nedströms signalvägar.

Antiinflammatoriska effekter av KPV

1. Roll i tarminflammationsmodeller

DSS-inducerad kolitmodell: I den DSS-inducerade muskolitmodellen visade KPV signifikanta antiinflammatoriska effekter. När det gäller viktförändringar återhämtade möss behandlade med KPV sin vikt tidigare och i större utsträckning jämfört med obehandlade möss. Histologiska observationer avslöjade en markant minskning av inflammatorisk infiltration i kolonvävnaden hos KPV-behandlade möss, ytterligare bekräftad av en signifikant minskning av myeloperoxidas (MPO) aktivitet. MPO är ett enzym som finns i neutrofiler, och dess aktivitetsnivåer återspeglar omfattningen av inflammatorisk cellinfiltration i vävnader. Minskningen av MPO-aktivitet efter KPV-behandling indikerar minskad neutrofilinfiltration i kolonvävnad och lindrade inflammatoriska svar. Genom att detektera mRNA-uttrycket av pro-inflammatoriska cytokiner i tjocktarmsvävnad, såsom TNF-α och IL-1β, fann man att KPV-behandling signifikant minskade expressionsnivåerna av dessa pro-inflammatoriska cytokiner. KPV lindrade DSS-inducerade kolitsymptom från flera aspekter, inklusive att minska inflammatorisk cellinfiltration, sänka uttryck av inflammatorisk faktor och främja viktåterhämtning.

CD45RB(hi) koloninflammationsmodell: I CD45RB(hi) koloninflammationsmodellen visade KPV också goda antiinflammatoriska effekter. Denna modell inducerades genom att överföra T-celler som starkt uttrycker CD45RB till immunbristande möss. Efter KPV-behandling uppvisade mössen förbättrade inflammatoriska symtom, gradvis viktåterhämtning och histologisk undersökning visade minskade tarminflammatoriska förändringar. Den KPV-behandlade gruppen visade minskad inflammatorisk cellinfiltration och minskad kryptstrukturskada i tarmvävnad, vilket indikerar att KPV effektivt lindrar CD45RB(hi)-inducerad tarminflammation och återställer normal tarmvävnadsstruktur och funktion.

TNBS-inducerad ulcerös kolitmodell: I råttmodellen för TNBS-inducerad ulcerös kolit visade KPV signifikanta terapeutiska effekter. Efter administrering av KPV/SH-PGA-hydrogel rektalt till råttor förbättrades kolitsymptomen markant. Graden av viktminskning hos råttor lindrades och sjukdomsaktivitetsindexet (DAI) minskade. DAI-poängen tar heltäckande hänsyn till indikatorer som förändringar i råttkroppsvikt, fekala egenskaper och hematokesi. Dess minskning indikerar att KPV/SH-PGA-hydrogelen effektivt kan lindra svårighetsgraden av TNBS-inducerad ulcerös kolit. KPV/SH-PGA-hydrogelbehandling förhindrar också kolonförkortning hos råttor, reducerade kolonmyeloperoxidasnivåer och återställd kolonmorfologisk struktur, inklusive epitelbarriären, krypterna och intakta bägareceller. Uttrycket av pro-inflammatoriska cytokiner, TNF-α och IL-6, i kolonvävnad reducerades också signifikant, vilket ytterligare visar den antiinflammatoriska effekten av KPV i den TNBS-inducerade ulcerös kolitmodellen.

Slutsats

KPV, som en tripeptid med antiinflammatoriska egenskaper, visar lovande effekter vid förebyggande och behandling av tarminflammation och olika andra inflammationsrelaterade sjukdomar. Dess antiinflammatoriska mekanismer involverar flera aspekter, inklusive reglering av cellulära signalvägar, antioxidantstress och modulering av apoptos och autofagi.

Källor

[1] Shao W, Chen R, Lin G, et al. In situ mukoadhesiv hydrogelfångande tripeptid KPV: den antiinflammatoriska, antibakteriella och reparerande effekten på kemoterapi-inducerad oral mukosit[J]. Biomaterials Science, 2021,10(1):227-242.DOI:10.1039/d1bm01466h.

[2] Sun J, Xue P, Liu J, et al. Självkorsbunden hydrogel av cysteamin-ympad y-polyglutaminsyrastabiliserad tripeptid KPV för att lindra TNBS-inducerad ulcerös kolit hos råttor[J]. Acs Biomaterials Science & Engineering, 2021,7(10):4859-4869.DOI:10.1021/acsbiomaterials.1c00792.

[3] Xiao B, Xu Z, Viennois E, et al. Oralt riktad tillförsel av tripeptid KPV via hyaluronsyra-funktionaliserade nanopartiklar Lindrar effektivt ulcerös kolit[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: PepT1-medierad tripeptid KPV-upptag minskar tarminflammation[J]. Inflammatoriska tarmsjukdomar, 2008,14(suppl_1):S32.DOI:10.1097/00054725-200801001-00111.

[5] Kannengiesser K, Maaser C, Heidemann J, et al. Melanokortin-härledd tripeptid KPV har antiinflammatorisk potential i murina modeller av inflammatorisk tarmsjukdom[J]. Inflammatory Bowel Diseases, 2008,14(3):324-331.DOI:10.1002/ibd.20334.

Produkt endast tillgänglig för forskningsanvändning: