Что представляет собой обнаруженный в настоящее время активатор теломеразы — циклоастраганол?

В 1985 году Грейдер и соавторы впервые открыли теломеразу, и этот недавно обнаруженный фермент способен добавлять повторяющиеся последовательности ДНК к концам хромосом для поддержания длины теломер. Теломераза — это рибонуклеопротеиновый комплекс, каталитическое ядро ​​которого включает TERT и TERC, причем TERT играет ключевую роль в регуляции активности теломеразы. Длина теломер продолжает укорачиваться по мере деления клеток. Достигнув критического значения, она индуцирует сигналы повреждения ДНК, что приводит к укорочению клеточного цикла и ряду заболеваний, связанных с нарушением функции тканей и характеризующихся короткими теломерами.

В 2010 году американская компания Geron в сотрудничестве с Гонконгским университетом науки и технологий провела исследовательский проект по скринингу активаторов теломеразы. Было обнаружено, чтоциклоастраганолАстрагаловый спирт может активировать активность теломеразы и вызывать удлинение теломер. Это открытие активно способствовало разработке активаторов теломеразы. Прогресс исследований и разработка соответствующих продуктов на основе астрагалового спирта. Циклоастрагенол (CAG) в настоящее время является единственным известным активатором теломеразы среди природных продуктов. Он может эффективно бороться с укорочением теломер и обладает фармакологическими эффектами, такими как омоложение, антиапоптоз, антифиброз, регуляция иммунитета, стимуляция пролиферации клеток и заживления ран и др., что делает его потенциально эффективным в лечении заболеваний, связанных с дисфункцией теломер.

Циклоастрагенол и старение

теломеры
Теломеры — это особые структуры на концах хромосом, которые защищают хромосомы и укорачиваются при репликации хромосом и делении клеток. Кроме того, клетки стареют по мере укорочения теломеров.

теломераза
Теломераза способна синтезировать теломеры, стабилизируя их длину и структуру, тем самым защищая хромосомы и замедляя клеточное старение.

Антивозрастное действие: Активатор теломеразы, оказывающий омолаживающий эффект за счет увеличения активности теломеразы и, следовательно, замедления укорочения теломер.

Теломеры — это колпачки, расположенные на концах хромосом клеток, которые защищают их от повреждений во время деления клеток. По мере деления клеток теломеры продолжают укорачиваться, достигая критической точки, после которой клетки стареют или погибают. Теломераза может удлинять теломеры, и, соответственно, продолжительность жизни клеток увеличивается.

Старение — неизбежная часть жизни; однако исследователи изучают различные методы лечения, чтобы попытаться избежать некоторых последствий старения, в том числе изучают сенолитики. Сенолитики — это соединения, которые уничтожают стареющие клетки и, как было показано, уменьшают последствия старения. Новое исследование предполагает, что циклоастраганол обладает омолаживающим действием.

Исследование, проведенное в Китае и опубликованное в Международном журнале молекулярных наук, было посвящено стареющим клеткам человека и мышам с индуцированным радиацией старением. Циклоастрагенол уменьшает количество стареющих клеток, не влияя на нестареющие клетки. Лечение циклоастрагенолом также снижает количество белков в стареющих клетках, необходимых для роста и выживания клеток. Кроме того, он подавляет клеточные движения, связанные с возрастными воспалительными процессами и клетками. У старых мышей, получавших циклоастрагенол, было обнаружено меньшее количество стареющих клеток и улучшение возрастных физических нарушений.

Циклоастрагенол снижает старение клеток.

Старение — известный признак старения, но исследователи обнаружили, что удаление стареющих клеток и содержащихся в них провоспалительных сигнальных молекул может помочь предотвратить возрастные заболевания и даже обратить их вспять в некоторых случаях. В данном исследовании ученые обработали клетки человека циклоастраганолом и обнаружили, что он эффективно удаляет стареющие клетки, не затрагивая при этом нестареющие клетки. Кроме того, после обработки циклоастраганолом значительно снизились клеточные маркеры стареющих клеток.

Предыдущие исследования показали, что сигнальный путь PI3K/AKT/mTOR, участвующий в росте и выживании клеток, задействован в воспалительных процессах, инициируемых стареющими клетками, способствуя старению окружающих клеток. Исследователи обнаружили, что циклоастрагенол помогает снизить уровень белков в этом пути, предполагая, что это соединение может действовать, блокируя путь PI3K/AKT/mTOR, и тем самым предотвращать старение. Кроме того, было показано, что циклоастрагенол снижает способность стареющих клеток способствовать старению за счет высвобождения воспалительных молекул, факторов роста и иммуномодуляторов, что согласуется с предположениями о том, что снижение активности сигнальных путей PI3K, AKT и mTOR может уменьшить эффекты, способствующие старению окружающих клеток.

Циклоастрагенол относится к тритерпеновым сапонинам и в основном получают путем гидролиза астрагалозида IV. Он имеет относительно небольшую молекулярную массу и высокую липофильность, что способствует проникновению в биопленки и всасыванию в желудочно-кишечном тракте, обеспечивая лучшую биодоступность. Эффективность циклоастрагалинола
1. Лечение повреждений головного мозга
2. Улучшение состояния при фиброзе печени.
3. Лечение остеопороза
4. Омолаживающий эффект
5. Замедление старения клеток.

Зачем необходимо синтезировать циклоастраганол?

① Циклоастраганол обладает различными фармакологическими эффектами, такими как ингибирование апоптоза клеток головного мозга и нейровоспаления во время церебральной ишемии, а также поддержание гематоэнцефалического барьера.
② Циклоастрагенол — единственное обнаруженное на сегодняшний день низкомолекулярное терпеноидное соединение с теломеразной активностью, способное лечить нейродегенеративные заболевания.
③ Обладает свойствами, подавляющими фиброз миокарда и усиливающими противоопухолевый иммунитет. Является популярным веществом в исследованиях и разработке препаратов против старения.

Существующие проблемы

Содержание циклоастраганола в Astragalus membranaceus очень низкое, и получить его напрямую сложно. Существующая стратегия производства циклоастраганола основана на традиционной китайской медицине, которая в основном использует астрагалозид IV, полученный из Astragalus membranaceus. То есть астрагалозид IV получают путем выращивания астрагала и технологии культивирования тканей, а затем астрагалозид IV преобразуют в циклоастрагалозид с помощью ацидолиза, деградации Смита, ферментативного и микробного гидролиза. Однако эти методы получения дорогостоящи, легко загрязняют окружающую среду, сложны в разделении и очистке, и не способствуют их применению и распространению. Поэтому внимание исследователей обратилось к искусственному синтезу циклоастраганола.

Как использовать синтетическую биологию для синтеза? ---Синтетическая биология

Синтетическая биология подразумевает целенаправленное проектирование, преобразование и даже создание «искусственной жизни» с неестественными функциями под руководством инженерных идей, то есть инженерии биологии. В общем, она создается с использованием биологических методов.