تتميز بانخفاض الوظائف الفسيولوجية في أنظمة الأعضاء الفردية

يرجى الاتصال بـ oscar.xiao@wecistanche.com للحصول على مزيد من المعلومات

ملخص

الشاي الأسود هو مشروب الشاي الأكثر استهلاكًا في العالم ، وقد تم الإبلاغ باستمرار عن فوائده المضادة للشيخوخة. ومع ذلك ، لا يزال غير معروف إلى حد كبير ما إذا كان الثيفلافين ، وهو أحد أنواع المواد الكيميائية النباتية المميزة في مستخلصات الشاي الأسود ، متورطًا في تنظيم الشيخوخة وعمر المستهلكين. في هذه الدراسة ، أظهرنا أن theaflavins تلعب دورًا مفيدًا في منع حدوث التسرب المعوي و dysbiosis مع تقدم العمر ، وبالتالي تأخير الشيخوخة في ذبابة الفاكهة. ميكانيكيًا ، تنظم theaflavins التجمع المكثف لـ Imd للتحكم سلبًا في فرط نشاط إشارات Imd في أمعاء ذبابة الفاكهة. بالإضافة إلى ذلك ، يمنع theaflavins التهاب القولون الناجم عن DSS في الفئران ، مما يشير إلى أن theaflavins تلعب دورًا في تعديل سلامة الأمعاء. بشكل عام ، تكشف دراستنا عن آلية جزيئية يمكن من خلالها تنظيم ثيافلافينات توازن الأمعاء على الأرجح من خلال التحكم في اندماج Imd.

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

المقدمة

الشيخوخة ، التي تتميز بانخفاض الوظائف الفسيولوجية في أنظمة الأعضاء الفردية وزيادة خطر الإصابة بالأمراض والموت ، تنطوي على تراكم الأضرار التي تلحق بالجزيئات والخلايا والأنسجة (Alavez et al.، 2011؛ ​​Bartke et al.، 2019؛ Engeet آل ، 2017). إن تحديد المواد الوظيفية أو المواد الكيميائية التي تمنع التدهور البيولوجي لتأخير عملية الشيخوخة وإطالة العمر أمر محوري بلا شك (Bar-ardo et al. ، 2017 ؛ Kapahi et al. ، 2017). أفادت دراسات سابقة أن الشاي الأسود ، الشاي الأكثر استهلاكًا في العالم ، يمتلك أنشطة مهمة تؤخر الشيخوخة (كاميرون وآخرون ، 2008 ؛ فاي وآخرون ، 2017 ؛ كومار وريزفي ، 2017 ؛ ناوموفسكي وآخرون ، 2019 ؛ Peng et al. ، 2009 ؛ Xiao et al. ، 2020). المكملات الغذائية مع مقتطفات من الشاي الأسود تعمل بكفاءة على إطالة عمر الحيوانات التجريبية مثل الديدان (Feet al. ، 2017) ، ذباب الفاكهة (Peng et al. ، 2009 ؛ Site al. ، 2011) ، الفئران (Site al. ، 2011 ؛ Xiao et al. ، 2020) ، والفئران (Kumar and Rizvi ، 2017).

من المعروف جيدًا أن مستخلصات الشاي الأسود تحتوي بشكل أساسي على نوعين من المواد الكيميائية النباتية ، وهما الكاتيكين والفلافين (TFs) (كاميرون وآخرون ، 2008 ؛ كوندو وآخرون ، 2019 ؛ لي وآخرون ، 2013) ، والأخير منها يتم إنتاجها من الكاتيكين بواسطة بوليفينول أوكسيديز داخلي المنشأ والبيروكسيديز أثناء عملية الأكسدة في إنتاج الشاي الأسود (لي وآخرون ، 2013). حددت سلسلة من الدراسات الدور المضاد للشيخوخة لمضادات الاكسدة عن طريق تحسين الإجهاد التأكسدي والالتهابات المرتبطة بالعمر وتقليل تلف الأنسجة (كاميرون وآخرون ، 2008 ؛ نيو وآخرون ، 2013 ؛ بينج وآخرون ، 2009 ؛ سي وآخرون 2011 ؛ Waaner et al. ، 2015). ومع ذلك ، فإن الدراسات الوظيفية حول مساهمات TFs في الشيخوخة قد تأخرت كثيرًا عن تلك التي تتناول بمضادات الاكسدة ، لأنه من الصعب استخراج كميات كافية من TFs من أوراق الشاي الأسود للدراسات الطبية (Takemoto and Takemoto ، 2018). في الآونة الأخيرة ، تم تطوير العديد من طرق التخليق الحيوي للإنتاج الضخم لـ TFs (Takemoto and Takemoto ، 2018) ، مما يجعل من الممكن استكشاف الآثار البيولوجية الدقيقة لـ TFs والآليات التنظيمية الأساسية.

في الآونة الأخيرة ، سلطت مجموعات متزايدة من البيانات الضوء على الأدوار المحورية للأمعاء في الشيخوخة وتعديل العمر (Guo et al.، 2014؛ Jji et al.، 2019؛ Maynard and Weinkove، 2018؛ Rothenberg and Zhang، 2019؛ Salazar et al. ، 2018). تسمح ظهارة الأمعاء ، التي تعمل كحاجز انتقائي ، بامتصاص العناصر الغذائية والأيونات والماء وتحد من اتصال المضيف بالكيانات الضارة ، بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة ، والمستضدات الغذائية ، والسموم البيئية (Capo et al.، 2019؛ Nicholson et al. ، 2012 ؛ Ryu et al. ، 2010). باعتباره نسيجًا عالي الدوران في الأفراد ، يوفر الجهاز المعوي أفضل بيئة معيشية للكائنات الدقيقة التكافلية ، بما في ذلك الظروف اللاهوائية الطبيعية ، والمغذيات الوفيرة ، ودرجة الحرارة المناسبة ودرجة الحموضة

الشكل 1. يطيل Theaflavins عمر ذبابة الفاكهة ويعزز قدرة التسلق

(أ و ب) تم تربية ذباب الفاكهة الأنثوي بأطعمة قياسية مكملة بـ 1 مجم / مل أو 2.5 مجم / مل من ثيفلافين (TFs) أو بدون TFs كقاعدة. تم نقل الذباب إلى قوارير جديدة تحتوي على وسائط جديدة كل يوم ، وتم تسجيل الذباب الميت طوال عمر البالغين ، وتم تحليل منحنيات البقاء على قيد الحياة (A) ومتوسط ​​طول العمر (B) للذباب الإناث وعرضها.

(Cand D) تم إطعام الإناث w18 بأطعمة ذبابة الفاكهة القياسية (المشار إليها Basal) أو بأطعمة مكملة بـ 1 مجم / مل أو 2.5 مجم / ETFs ، على التوالي. تم إخضاع ست مجموعات مستقلة من الذباب في الأعمار المحددة (10 أيام ، 30 يومًا ، 40 يومًا ، و 50 يومًا ، على التوالي) لمقايسات المقهى (C) ومقايسات التغذية الفلورية (D). القيمة ، وتشكيل منافذ تشغلها أنواع بكتيرية معينة في الجسم (Bonfini et al. ، 2016 ؛ Buchon et al. ، 2013 ؛ Nicholson et al. ، 2012). وفي الوقت نفسه ، تؤثر هذه الكائنات الدقيقة التكافلية ومستقلباتها أيضًا بشكل مباشر أو غير مباشر على معالجة المغذيات ؛ الهضم والامتصاص توازن الطاقة؛ وظيفة المناعة؛ تطور الجهاز الهضمي والنضج. والعديد من الأنشطة الفسيولوجية الهامة الأخرى (Bonfini et al.، 2016؛ Broderick، 2016؛ Maynard and Veinkove، 2018؛ Nicholson et al.، 2012). يمكن أن تحافظ العلاقة ذات المنفعة المتبادلة بين المتعايشين على الاستقرار والتوازن الديناميكي للنظام البيئي الدقيق المعوي (Bonfini et al. ، 2016 ؛ Brodeerick ، ​​2016 ؛ Broderick et al. ، 2014 ؛ Guo et. ، 2014 ؛ May-nard و Weinkove ، 2018 ؛ Nicholson et al. ، 2012).

يمكن cistanche مكافحة الشيخوخة

أظهرت سلسلة من الدراسات أن الاستجابة المناعية الفطرية ضرورية للحفاظ على توازن الجراثيم المعوية ويتم الحفاظ عليها من اللافقاريات إلى الفقاريات (Guillouet al.، 2016؛ Guo et al.، 2014؛ Ryu et al.، 2006، 2010؛ Vijay- كومار وآخرون ، 2010). في ذبابة الفاكهة ، هناك مساران رئيسيان للإشارة ، وهما مساران Toll ونقص المناعة (Imd) ، متورطان في الاستجابات المناعية الفطرية (Lu et al. ، 2020 ؛ Myllymakiet al. ، 2014 ؛ Valanne et al. ، 2011). والجدير بالذكر أن مسار ذبابة الفاكهة يشترك في أوجه التشابه مع مستقبلات إنترلوكين -1 للثدييات (IL -1 R) ومسارات MyD 88- التي تعتمد على مستقبل Toll-like (TLR) ، في حين أن مسار Imd مشابه إلى مسار مستقبل عامل نخر الورم (TNFR) ومسار TLR المعتمد على TRIF في الثدييات (Imler ، 2014 ؛ Myllymaki et al. ، 2014 ؛ Valanne et al. ، 2011). يتحكم هذان المساران في التعبير عن الببتيدات المضادة للميكروبات (AMPs) من خلال تنشيط عوامل النسخ NF-KB (Imler ، 2014 ؛ Myllymaki et al. ، 2014 ؛ Valanne et al. ، 2011).بيوفلافونويدسعادةً ما يتم تنشيط مسار إشارات Imd عن طريق العدوى البكتيرية سالبة الجرام وينتج عن التعبير عن مجموعة أخرى من AMPs ، مثل Attacin و Cecropin و Diptericin (Kleino and Silverman ، 2014 ؛ Myllymaki et al. ، 2014). يتطلب التعبير عن هذه AMPs مستقبل بروتين التعرف على الببتيدوغليكان (PGRP) -LC في مسار Imd والانقسام المعتمد على الإشارة والانتقال النووي لـ Relish ، وهو عامل نسخ عائلة NF-kB (Kleino and Silverman ، 2014 ؛ Myllymaki et al. ، 2014). أظهرت دراسة حديثة أن تكوين الأميلويد مطلوب لتفعيل مسار ذبابة الفاكهة Imd عند التعرف على الببتيدوغليكان البكتيري (Kleino et al. ، 2017). ومع ذلك ، لا يزال غير معروف إلى حد كبير ما إذا كان مكثف Imd هذا متورطًا في عمليات بيولوجية أخرى ، مثل صيانة التوازن المعوي وتنظيم الشيخوخة.

في هذه الدراسة ، استخدمنا ذباب الفاكهة والفئران كنماذج حيوانية للتحقيق في دور TFs في التحكم في سلامة الأمعاء والشيخوخة. لقد أظهرنا أن TFs تؤخر الانتشار المفرط للخلايا الجذعية المعوية في بداية العمر ، وتحمي من دسباقتريوز ميكروبيوم الأمعاء ، وتمنع تنشيط مسار إشارات Imd ، وبالتالي إطالة عمر ذبابة الفاكهة. أشارت دراسات آلية أخرى إلى أن TFs تساهم سلبًا في إشارات Imd قد تكون من خلال منع تكثيف Imd بدلاً من انتشاره. علاوة على ذلك ، وجدنا أن TFs فعالة للغاية في منع التهاب القولون الناجم عن DSS في الفئران. مجتمعة ، تكشف النتائج التي توصلنا إليها عن دور محتمل لـ TFs في تعديل سلوك Imd ، والذي يمكن أن يكون العامل الرئيسي في مساهماتها الإيجابية في التوازن المعوي وإطالة العمر.

النتائج

المكملات الغذائية للثيافلافين تطيل عمر ذبابة الفاكهة

لفحص ما إذا كان theaflavins (TFs) يؤثر على الشيخوخة والعمر في ذبابة الفاكهة ، قمنا بتربية ذبابة ذبابة تحتوي على 118 ذبابة بأطعمة تربية قياسية تم استكمالها بـ 1 مجم / مل أو 2.5 مجم / مل من TFs وقمنا بإجراء فحوصات مدى الحياة كما هو موضح سابقًا (Ji et al. . ، 2019). تم اعتبار الذباب الذي تم تغذيته على نظام غذائي مكمل بحجم متساوٍ من مذيب TFs (H2O) ضوابط. كما هو مبين في الشكل 1 أ ، أدت الإضافة الغذائية لتركيز منخفض نسبيًا من TFs (1 مجم / مل) إلى إطالة عمر ذبابة الفاكهة قليلاً ، وكان للتركيز العالي لـ TFs (2.5 مجم / مل) تأثير إيجابي بشكل ملحوظ على إطالة العمر. والجدير بالذكر أن الامتصاص طويل الأمد لتركيزات عالية من TFs (2.5 مجم / مل) أدى إلى ارتفاع حوالي 8 أيام في متوسط ​​عمر إناث الذباب (الشكل 1 ب) ، مما يشير إلى دور مفيد لـ TFsin في تنظيم طول العمر في ذبابة الفاكهة. تم الحصول على نتائج مماثلة عندما اختبرنا الآثار المحتملة للـ TFs الإضافية على عمر الذباب ذكور 8 ذباب (الشكلان S1A و S1B).

الشكل 2. يمنع Theaflavins ظهور اختلال وظيفي في القناة الهضمية مع تقدم العمر و dysbiosis الجراثيم في ذبابة الفاكهة

(A و B) تم تقييم فقدان سلامة الأمعاء بواسطة Smurftest في سن 10 أيام و 30 يومًا و 40 يومًا و 50 يومًا للإناث من 18 عامًا. تم عرض أمثلة على غير Smurf و Smurf في (A). تم تحليل النسب المئوية من Smurf في مختلف المجموعات المشار إليها وعرضها في (B).

(ج) تم تحليل وعرض الكميات البكتيرية المحفوظة بواسطة qPCR لجين الرنا الريباسي 16S في ملفات w18 الأنثوية من مجموعات مختلفة مشار إليها.

(DF) تم إجراء تسلسل الجين 16S rRNA البكتيرية المتعايشة. تم تحليل وعرض نسب الأصناف البكتيرية (D) ، وخريطة حرارية للأنواع الميكروبية الرئيسية (F) ، والوفرة النسبية للبكتيريا Gammaproteobacteria (F).

الشكل 2. تابع

تم تشريح الأحشاء (G و H) من الذباب الأنثوي الذي تم تغذيته بـ 2.5 مجم / مل من TFs أو بدون TFs كعنصر تحكم في 10 أيام و 40 يومًا من العمر. تم التقاط صور لشرائح المعى المتوسط ​​بالمجهر الفلوري لإشارات GFP (G). يظهر التحليل الإحصائي الذي يوضح النسب المئوية للخلايا الإيجابية لـ GFP في (H).

(1) تم جمع الأحشاء من إناث الذباب المشار إليها وإخضاعها لفحوصات مناعية باستخدام الأجسام المضادة ضد هيستون 3 (pH3) الفسفورية ، تم تحليل النتائج الإحصائية التي تحدد درجة الحموضة 3- وإظهارها في القناة الهضمية. في B و C و H و ، يتم تحليل البيانات بواسطة اختبار الطالب ثنائي الذيل ويتم عرضها كوسائل ± SEM.NS ، ليست مهمة ، * p<><0.001. see="" also="" figure="">

من المعروف أن ETFs لها نكهة مريرة ، وعادة ما يتجنب المستهلكون الأطعمة المرة بما في ذلك ذباب الفاكهة والثدييات (Yamazaki et al. ، 2014 ؛ Yang et al. ، 2018). سعينا بعد ذلك إلى توضيح ما إذا كان بإمكان TFs التأثير على تناول طعام ذبابة الفاكهة ، لأن الدراسات السابقة أثبتت أن التقييد الغذائي يؤدي إلى إطالة العمر في كل من الفقاريات واللافقاريات (Hudry et al. ، 2019 ؛ Kapahi et al. ، 2017 ؛ Moger-Reischer et al. ، 2020). للقيام بذلك ، أجرينا أولاً اختبار المقهى ، وهو نهج مستخدَم على نطاق واسع لقياس معدل التغذية بشكل مباشر ودقيق من خلال استخدام وحدة التغذية الشعرية التي تحتوي على وسط سائل ، كما هو موضح سابقًا (Ja et al. ، 2007). كما هو مبين في الشكلين 1C و S1C ، فإن المكملات الغذائية لـ TFs (1 مجم / مل و 2.5 مجم / مل ، على التوالي) بالكاد غيرت من استهلاك الغذاء للذباب المختبَر. لتأكيد ذلك بشكل أكبر ، استخدمنا الفلورسين كمتتبع للأغذية (Rera et al. ، 2012 ؛ Wang et al. ، 2005) وأجرينا اختبارًا طبيعيًا للتغذية (Danilov et al. ، 2015). كما هو مبين في الشكلين 1D و S1D ، فشلنا في ملاحظة أي ارتباطات بين مكملات TFs ومستويات تناول الطعام. مجتمعة ، اقترحت نتائجنا أن الأدوار المفيدة لـ TFs في إطالة العمر قد لا تكون بسبب القيود الغذائية في ذبابة الفاكهة.

يمكن الاستغناء عن TFs الإضافية للتأثير على توازن طاقة ذبابة الفاكهة

لقد تم اقتراح أن بوليفينول الشاي الأسود له تأثير إيجابي على الوقاية من السمنة عن طريق تثبيط هضم الدهون والسكريات وامتصاصها وتناولها ، وبالتالي تقليل تناول السعرات الحرارية (كاميرون وآخرون ، 2008). سعينا بعد ذلك إلى توضيح ما إذا كان إطالة عمر LDrosophila المنظم لـ TFs يرجع إلى التغيرات في امتصاص المغذيات وتخزين الطاقة. للقيام بذلك ، قمنا أولاً بفحص مستويات ثلاثي الجليسريد (TAG) ، وهو أحد مستقلبات الدهون الأكثر شيوعًا (Tennessen et al. ، 2014) ، في إناث الذباب طوال حياتها كما هو موضح سابقًا (Fan et al. ، 2017).شراء cistancheكما هو مبين في الشكل 1E ، فإن معالجة TFs بالكاد أثرت على وفرة TAG الإجمالية في نقاط عمرية مختلفة. عندما اكتشفنا أيضًا محتويات الجليكوجين والكربوهيدرات المتداولة كميًا (الجلوكوز والتريهالوز) بواسطة مجموعة Hexokinase (Li et al. ، 2018 ؛ Ten-nessen et al. ، 2014) ، أظهرت النتائج أنه لا توجد تغييرات واضحة بين العينات مع أو بدون معالجة TFs (الأشكال 1F -1 H). تجدر الإشارة إلى أنه تم الحصول على نتائج متسقة عندما درسنا الأنماط الظاهرية الأيضية باستخدام ذكور w118 كنماذج حيوانية (الأشكال S1E-S1H). بشكل جماعي ، اقترحت هذه البيانات أن المكملات الغذائية للـ TFs يمكن الاستغناء عنها لتنظيم الكربوهيدرات واستتباب الطاقة طوال فترة حياة ذبابة الفاكهة.

قمنا أيضًا بالتحقيق في حركية الشيخوخة الطبيعية لذبابة الفاكهة تحت تدخل TFs الغذائي عن طريق إجراء اختبارات المحور الجغرافي السلبي التكراري السريع (RING) كما هو موضح سابقًا (Dilliane et al. ، 2017 ؛ Staats et al. ، 2018). كما هو مبين في الأشكال 1l ، 1J ، S1l ، و S1J ، تم تحسين مؤشرات التسلق من الفئة العمرية (40 يومًا) w1118 (للإناث والذكور على حد سواء) في مجموعات مكملات TFs بشكل ملحوظ (زيادة بنسبة 12 بالمائة تقريبًا في الإناث وما يقرب من 18 بالمائة ارتفاع في الذكور ) مقارنة بمجموعات التحكم ، مما يشير إلى أن TFs يحتمل أن تحسن أنشطة التسلق والحركة الحركية.

يمنع Theaflavins تسرب الأمعاء مع تقدم العمر و dysbiosis الجراثيم

أظهرت الدراسات السابقة أن الأنشطة الحركية لذبابة الفاكهة وعمرها مرتبطان ارتباطًا وثيقًا بالحالة الصحية للمضيف ، مثل الجنس والنظام الغذائي والعمر والنمط الجيني (Caruso et al. ، 2013 ؛ Heintz and Mair ، 2014). في الآونة الأخيرة ، أثبتت عدة سطور من الأدلة أن الحفاظ على إشارات Imd المعوية يحسن سلامة الأمعاء عن طريق منع الانتشار المفرط لـ ISC والخلايا السلائف وعن طريق تأخير ظهور الخلل الوظيفي الظهاري المعوي ، والذي بدوره يساهم بشكل إيجابي في صحة الكائنات (Clark et al. ، 2015 ؛ Guo et al. ، 2014). في ذبابة الفاكهة ، يرتبط العمر القصير ارتباطًا وثيقًا بخلل في الحاجز الظهاري المعوي ، ويؤدي تطور سلامة هذا الحاجز أثناء الشيخوخة إلى إطالة العمر (Clark et al. ، 2015 ؛ Guoet al. ، 2014 ؛ Jet al. ، 2019). وبالتالي ، سعينا إلى تحديد ما إذا كانت TFs تغير سلامة الأمعاء عن طريق إجراء اختبار Smurf ، وهي طريقة تم وصفها مسبقًا (Clark et al. ، 2015 ؛ Rera et al. ، 2011). كما هو مبين في الشكل 2 أ ، تمت الإشارة إلى ذباب الفاكهة الذي تم اختباره حيث اقتصرت الأصباغ الزرقاء على الجهاز الهضمي على أنه غير سنفور (اللوحة اليسرى في الشكل 2 أ). إذا لوحظت الأصباغ الزرقاء

الشكل 3. تابع

(EG) تم عزل الأحشاء من ملفات w1118 الأنثوية التي تم تغذيتها بـ 2.5 مجم / مل من TFs أو بدون TFs كقاعدة في 10 أيام و 30 يومًا و 40 يومًا و 50 يومًا من العمر ، على التوالي. تم استخراج مجموع الحمض النووي الريبي وتعريضه لتحليلات aRT-PCR. تم تحليل وعرض مستويات تعبير mRNA من diptericin (F) و attacin (F) و cecropin A1 (G). في مصر ، يتم تحليل البيانات من خلال اختبار t للطالب ثنائي الذيل وتظهر كوسيلة ± SEM.NS ، ليست مهمة ، * p<><><0.001. see="" also="" figure="">

التسرب من الأحشاء إلى البطن ، تم حساب المضيفين على أنهم سنفور (اللوحة اليمنى في الشكل 2 أ). تمشيا مع النتائج السابقة (كلارك وآخرون ، 2 0 15) ، زادت نسب Smurf تدريجيًا أثناء الشيخوخة (الشكل 2 ب). ومن المثير للاهتمام ، أن نسب البالغين من Smurf انخفضت بشكل كبير في المجموعات التي تغذيها TFs مقارنةً بالضوابط المطابقة للعمر في كل من الإناث (من 8.2٪ إلى 3.7٪ ، من 19.4٪ إلى 15.6٪ ، ومن 35.4٪ إلى 27.1٪ للمجموعات) في عمر 3 0 أيام ، و 40 يومًا ، و 50 يومًا ، على التوالي ، الشكل 2 ب) والبالغون الذكور (من 2.7 بالمائة إلى 0.9 بالمائة ، ومن 6.9 بالمائة إلى 0.9 بالمائة ، ومن 8.3 بالمائة إلى 2.7 بالمائة في الأعمار من 30 عامًا يومًا و 40 يومًا و 50 يومًا على التوالي ، الشكل S2A) ، مما يشير إلى أن TFs يمكن أن تمنع ضعف الحاجز المعوي في ذباب الفاكهة المسن. وتجدر الإشارة إلى أننا لاحظنا انخفاضًا أكبر في نسب Smurf في الذكور (انخفضت بنسبة 65.8٪ تقريبًا ، 86. 9٪ ، و 67.4٪ في الأعمار 30 يومًا و 40 يومًا و 50 يومًا على التوالي) من تلك في العمر إناث متطابقة (انخفضت بنسبة 54.1 في المائة تقريبًا و 19.5 في المائة و 23.3 في المائة في أعمار 30 يومًا و 40 يومًا و 50 يومًا على التوالي) ، مما يعني أن TFs قد تلعب دورًا أفضل في تقليل التسرب المعوي في ذكور الذباب.

أشارت الدراسات السابقة إلى أن ضعف الحاجز المعوي الذي يظهر في العمر يرتبط غالبًا بخلل نشاط الجراثيم في الأمعاء (Clark et al. ، 2015 ؛ Guo et al. ، 2014). وهكذا ، قمنا بفحص التركيب البكتيري المعوي المعوي بعد مكملات TFs. استخدمنا لأول مرة مواد أولية عامة وأجرينا تجارب PCR كمية لتحديد مستويات الجينات 16S rRNA البكتيرية. كما هو مبين في الشكل 2C ، في الجروح القديمة ، أظهر إجمالي عدد البكتيريا من مجموعات تدخل TFs انخفاضًا مذهلاً (حوالي 45 بالمائة -55 بالمائة) مقارنة بعناصر التحكم ، مما يشير إلى أن مكملات TFs ربما تمنع توسع الكائنات الحية الدقيقة أثناء الشيخوخة . بعد ذلك ، أجرينا metagenomics لفحص التغييرات في المجتمع الميكروبي المعوي بالتفصيل بسبب المكملات الغذائية مع TFs. كما هو موضح في الأشكال 2D -2 F ، من الواضح أن نسبة البكتريا الغامضة ، التي وجد أن توسعها مرتبط ارتباطًا وثيقًا بفشل الحاجز المعوي (كلارك وآخرون ، 2015) ، من خلال مكملات TFs في الأمعاء المسنة ( انخفاض بنسبة 7 في المائة تقريبًا) ، مما يعني أن TFs تساهم بشكل إيجابي في توازن ميكروبات الأمعاء أثناء الشيخوخة في ذبابة الفاكهة.

يحسن Theaflavins التوازن التكاثري المعوي في ذبابة الفاكهة

We further examined the intestinal integrity of flies that were treated with or without TFs. First, we employed the widely-used P{Esg-Gal4}/P{Uasp-GFP};{Tub-Gal80*s}strain(referred to as esgts>GFP) ، حيث تم تمييز الخلايا الجذعية المعوية (ISCs) والخلايا السلفية بـ GFP. كما هو مبين في الشكلين 2G و 2 H ، كان عدد الخلايا الإيجابية لـ GFP في مجموعات تدخل TFs في عمر 40 يومًا (تم حساب 20 أحشاء) أقل بكثير (حوالي 29.7 بالمائة) من تلك الموجودة في الضوابط المطابقة للعمر (حوالي 47.6 بالمائة و تم حساب 19 شجاعة) ، مما يشير إلى أن TFs قد تمنع الانتشار المفرط للبداية العمرية لمراكز الدعم المتكاملة. علاوة على ذلك ، أجرينا تجارب المناعة باستخدام الأجسام المضادة ضد Phospho-Histone 3 (pH3) ، وهو علامة محددة للخلايا الانقسامية في أنسجة الأمعاء. لاحظنا عددًا أقل من الخلايا الإيجابية في الأحشاء 3- من البالغين الذين تتراوح أعمارهم بين مكملات TFs (كان متوسط ​​العدد 20.6) مقارنةً بتلك الموجودة في عناصر التحكم (كان متوسط ​​العدد 39.5 ، الشكل 2). مجتمعة ، تشير نتائجنا إلى أن المكملات الغذائية التي تحتوي على TFs تعمل على تحسين التوازن التكاثري المعوي وتمنع خلل التنسج الميكروبي في العمر ، وبالتالي تأخير الشيخوخة في ذبابة الفاكهة.

يعدل Theaflavins سلبًا إشارات Imd المعوية

لاستكشاف الآليات الجزيئية الأساسية التي تساهم بها TFs بشكل إيجابي في توازن القناة الهضمية ذبابة الفاكهة ، أجرينا تحليل RNA-seq باستخدام عينات معوية متطابقة مع العمر من إناث w1118 بالغين عولجوا بـ TFs أو بدونها. شظايا لكل كيلوباس لكل مليون (FPKM) تحليلات تشير إلى أن أنماط التعبير الجيني العام كانت متشابهة بين المجموعتين التجريبيتين (الشكل 3 أ). ومع ذلك ، حدد تحليل التعبير التفاضلي الإضافي ما مجموعه 229 جينًا معبرًا تفاضليًا ، تم تنظيم 99 منها و 126 تم تنظيمها (الشكل 3 ب). ومن المثير للاهتمام ، أن تحليل الأنطولوجيا الجينية لهذه الجينات كشف أن مسار الاستجابة المناعية قد تغير بشكل كبير عن طريق المكملات الغذائية مع TFs (الشكل 3C).

في ذبابة الفاكهة ، ثبت أن مسارات الإشارات المناعية الفطرية تلعب دورًا مهيمنًا في تنظيم استتباب القناة الهضمية مع تقدم العمر وطول العمر (Clark et al ، 2015 ؛ Guo et al ، 2014). ثم ركزنا بعد ذلك على فحص أنماط التعبير عن الببتيدات المضادة للميكروبات (AMPs) في اتجاه مجرى الإشارات المناعية الفطرية. كما هو مبين

الشكل 4. يتمة

(D) تم تحضين بروتينات Imd المنقى بتركيزات مختلفة من TFs (50 ميكرومتر ، 100 ميكرومتر ، و 200 ميكرومتر ، على التوالي) عند درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق. تم بعد ذلك إخضاع العينات لتحليل طيف الانبعاث الفلوري باستخدام الأطوال الموجية المحددة (الإثارة عند 430 نانومتر ، الانبعاث من 450 نانومتر إلى 550 نانومتر بعرض شق 5 نانومتر). تم استخدام عينة بدون TFs كعنصر تحكم أساسي.

（E and F）Lysates of guts from NP11>تم تحضير ذبابات Myc-Imd واحتضانها باستخدام TFs （100 ميكرومتر） في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة. تم إجراء فحوصات SDD-AGE - اللوحة العلوية في E) و SDS-PAGE (اللوحة السفلية في E) لتحليل مجاميع البروتين Imd. تم استخدام Tubulin كعنصر تحكم في التحميل.سيستانشتم إجراء تحليل قياس الكثافة لتحديد مكثفات Imd في عينات مختلفة ، وتم عرض النتائج في (F). (G) مخطط كروماتوجرام تمثيلي لعينة TFs.

تم تحضين （H و I） بروتينات Flag-Imd المنقاة باستخدام TFs أو TF1 أو TF2a أو TF2b أو TF3 （100 ميكرومتر لكل عينة） أو بحجم متساوٍ من المخزن المؤقت التحكم في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة كما هو محدد. ثم تم إخضاع العينات لمقايسات SDD-AGE (اللوحة العلوية في H) و SDS-PAGE (اللوحة السفلية في H) لتحديد أنماط التجميع لـ Imd. تم إجراء تحليل قياس الكثافة لتحديد مكثفات Imd في عينات مختلفة وعرضها في (). في C و F و I ، يتم تحليل البيانات بواسطة اختبار الطالب ثنائي الذيل ويتم عرضها كوسائل ± SEM. *** p< 0.001.="" see="" also="" figure="">

في الشكل ثلاثي الأبعاد ، جينات AMP التي يحكمها مسار نقص المناعة (Imd) ، بما في ذلك diptericin A (DptA) و dip-tericin B (DptB) و attacin A (AttA) و cecropin A1 (CecA1) و cecropin A2 (CecA2) و cecropin C (Cece) ، انخفض بشكل ملحوظ (بنسبة 39.4 بالمائة و 72.3 بالمائة و 10.5 بالمائة و 86. 5 بالمائة و 99.8 بالمائة و 36.1 بالمائة على التوالي) في المجموعات المعالجة بـ TFs مقارنة بمجموعات التحكم. لتأكيد النتائج التي تم الحصول عليها من تحليل تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA-seq) ، قمنا بإجراء نسخ عكسي كمي لتفاعل البوليميراز المتسلسل (gRT-PCR) لتحديد مستويات التعبير النسبي لجينات AMP المرتبطة بـ Imd في عينات القناة الهضمية Drosophila التي تم الحصول عليها في أربع نقاط عمرية مختلفة. بما في ذلك 10 أيام و 30 يومًا و 40 يومًا و 50 يومًا. كما هو موضح في الأشكال 3E -3 G ، انخفضت مستويات تعبير mRNA لجينات معينة ، بما في ذلك الديبتريسين ، والأتاسين ، وسيكروبين A1 ، بشكل ملحوظ (بنسبة 35.9 بالمائة تقريبًا -66. 6 بالمائة) في TFs المعالجة شيخوخة الشجاعة. بشكل جماعي ، كشفت بياناتنا أن TFs يحتمل أن تتعارض مع تنشيط مسار إشارات Imd في خلايا القناة الهضمية Drosophila أثناء الشيخوخة.

يمكن الاستغناء عن Theaflavins للتنظيم النسخي لمسار Imd أو انتشار Imd

سعينا لفحص الارتباط بين TFs و Imd وأجرينا اختبار رنين البلازمون السطحي (SPR) كما هو موضح سابقًا (Lan et al. ، 2020). كما هو مبين في الشكل 4 أ. أظهرت TFs تقارب ارتباط معتدل مع بروتين Imd المنقى عند ثابت Kp يقدر بـ 8.078 ميكرومتر. ثم نميل إلى تحديد كيفية تحكم TFs في مسار إشارات الأمعاء Imd. استنادًا إلى نتائج تحليل النسخ من بيانات RNA-seq ، وجدنا أن مستويات التعبير عن العوامل التنظيمية الرئيسية في مسار إشارات Imd ، مثل PGRP-LC و Imd و Relish ، بالكاد تغيرت بواسطة علاج TFs (الشكل S3A ). قمنا أيضًا بجمع عينات الأمعاء من الذباب الذي تعرض لمكملات غذائية مع أو بدون TFs في أعمار مختلفة وأجرينا تجارب qRT-PCR لاكتشاف أنماط التعبير لهذه الجينات على وجه التحديد. كما هو موضح في الشكل S3B ، كانت مستويات mRNA لجينات معينة ، بما في ذلك effete و faded و tak1 و pgrp-Ica و uev1a و bendless و relish و imd و pgrp-sc2 و tab2 و ird5 Kenny و diap2 ، متشابهة بين مجموعات التحكم ومجموعات تدخل TFs ، مما يشير إلى أن TFs لا تشارك في تنظيم إشارات Imd على مستوى النسخ.

بعد ذلك ، قمنا بفحص ملفات تعريف Imd ubiquitination لأن الدراسات السابقة اقترحت أن ubigui-tination لـ Imd ضروري لنقل إشارة المصب في مسار Imd (Myllymaki et al. ، 2014 ؛ Zhou et al. ، 2005). أجرينا أولاً اختبار التحول في المختبر E1 ووجدنا أن العلاج باستخدام TFs ليس له تأثير واضح على التفاعلات الأنزيمية لـ E1 و ubiquitin لتشكيل مترافق E1 / Ub (الشكل S4A). علاوة على ذلك ، قمنا بنقل خلايا ذبابة الفاكهة S2 بالبلازميدات التي تعبر عن Imd الموسوم بعلامة العلم جنبًا إلى جنب مع Ub الموسوم HA ثم عالجنا الخلايا مع أو بدون TFs. اقترحت فحوصات الانتشار الإضافية أن مكملات TFs بالكاد أثرت على مستويات Imd في كل مكان في الخلايا المستزرعة (الشكلان S4B و S4C). لتحديد العلاقات بين TFs وانتشار Imd في الجسم الحي ، استخدمنا الذبابة المعدلة وراثيًا P {NP 1- Gal4} / P {Uasp-Myc-Imd} ؛ P {Tub-Gal80 *} (يشار إليها باسم NP1 * s> Myc-Imd) ، حيث تم التعبير عن بروتين Imd الموسوم Myc بشكل كبير في خلايا الأمعاء (الشكل S4D). أظهرت تجارب الانتشار لدينا أن المكملات الغذائية مع TFs كان من الممكن الاستغناء عنها لتعديل انتشار Imd في أنسجة الأمعاء (الشكلان S4D و S4E). مجتمعة ، أشارت نتائجنا إلى أن TFs تتحكم سلبًا في إشارات Drosophila Imd من خلال عدم التأثير على نمط انتشار Imd.

يمنع Theaflavins تجميع مكثف Imd

اقترحت دراسة حديثة أن تجميع Imd ضروري لتنشيط جينات المصب في مسار Imd (Kleino et al. ، 2017). سعينا بعد ذلك إلى فحص ما إذا كانت الصناديق المالية تنظم عملية

الشكل 5. تابع

(F و G) الإناث w18 (يشار إليها باسم imd plus / plus) ، والطفرات متغايرة الزيجوت ومتماثلة اللواقح (يشار إليها باسم imd plus / - و imd - / - ، على التوالي) تمت تربيتها من أطعمة ذبابة الفاكهة القياسية (يشار إليها باسم Basal) أو المكملات الغذائية مع 2.5 ملغ / مل (يشار إليها باسم TFs) ثم خضعت لاختبار مدى الحياة تم تحليل منحنى البقاء على قيد الحياة (F) ومتوسط ​​الأعمار (G) وعرضها.

في و F ، تم استخدام اختبار Log Rank للتحليل الإحصائي. في BE ، و ، تم استخدام اختبار الطالب ثنائي الذيل للتحليل الإحصائي ، والبيانات هي sh كوسيلة ± SEM. NS ، ليس كبيرا ، * ص<0.05, **p="" <="" 0.01,=""><0.001. see="" also="" figure="">

تشكيل إجمالي IMD. أولاً ، قمنا بتنقية بروتينات Imd الموسومة Myc من خلايا S2 المستزرعة واحتضان البروتينات بتركيزات مختلفة من TFs (الشكل 4 ب). ومن المثير للاهتمام ، وجدنا أن TFs منعت بشكل ملحوظ تجميع Imd (انخفض بنسبة 81.7 بالمائة -89. 7 بالمائة ، الشكلان 4 ب و 4 ج) ، كما هو مقترح من خلال فحوصات الرحلان الكهربائي للهلام المنظف شبه المشبع (SDD-AGE). لتأكيد هذه النتيجة ، أجرينا كذلك فحوصات ملزمة للثيوفلافين- T وحصلنا على نتائج متسقة (الشكل 4 د). أخيرًا ، قمنا برفع NP1ts> الذباب المعدّل وراثيًا Myc-Imd الذي تعرض لمكملات غذائية مع أو بدون TFs وعينات الأمعاء المجمعة من كبار السن. اقترحت تجارب SDD-AGE أن تراكم Imd قد تم تقليله بشكل كبير بواسطة TFs في الخلايا المعوية (انخفض بنسبة 16.7 بالمائة -22 بالمائة ، الشكلان 4E و 4 F).

لتحديد كيفية مساهمة TFs في التحكم في تجميع مكثفات Imd ، قمنا بتعريض TFs لـ HPLCanal-ysis ووجدنا أنها تحتوي بشكل أساسي على أربعة أنواع من المونومرات (الشكل 4 4) ، وهي: theaflavin (TF1) ، theaflavin 3- O-gallate ( TF2a) و theaflavin 3'-O-gallate (TF2b) و theaflavin 3،3'-di-O-gallate (TF3) ، والتي كانت متوافقة مع التقارير السابقة (Li et al.، 2013؛ Takemoto and Takemoto، 2018) . بعد ذلك ، قمنا باحتضان كل مادة من هذه المواد الكيميائية باستخدام بروتين Imdprotein المنقى وأجرينا تجارب SDD-AGE. كما هو مبين في الشكلين 4H و 4l ، نتج عن معالجة كل هؤلاء TFmonomers انخفاضًا ملحوظًا (بنسبة 59.5 بالمائة و 60.9 بالمائة و 58.4 بالمائة .58.2 بالمائة و 55.8 بالمائة بالنسبة إلى TFs و TF1 و TF2a و TF2b و TF3 ، على التوالي) في المستويات الإجمالية Imd. بشكل جماعي ، أشارت نتائجنا إلى أن TFs تنظم بشكل سلبي مسار إشارات ذبابة الفاكهة Imd من المحتمل عن طريق التحكم في سلوك مكثفات Imd.

يعمل Theaflavins على إطالة عمر ذبابة الفاكهة بطريقة تعتمد على Imd

To examine whether TFs prolong Drosophila lifespan depending on their regulatory role in Imd, we specifically knocked down Imd in gut tissues using the transgenic flies P{NP1-gal4)PITub-gal80*}/P{Uasp-imd-IR(KK)} (referred to as Imd RNAi). As shown in Figures 5A and 5B, dietary supplementation of TFs extended the lifespan of controls (elevation of nearly 7.2 days in the mean lifespan), whereas prevention of Imd expression in guts apparently reversed the lifespan extension caused by TFs. Consistent results were obtained when we utilized male Imd RNAi and control flies to perform lifespan assays (Figures S5A and S5B). Further qRT-PCR assays showed that the mRNA expression levels of AMP genes at ages of 10 days, 30 days, 40 days, and 50 days, including diptericin, attacin, and cecropin A1.hardly changed in the gut tissues of Imd RNAi flies(Figures 5C-5E), whereas additional TFs caused reductions of 31%-72.3% in mRNA abundances of these genes in samples from control groups. To confirm these results from Imd RNAi flies, we first performed lifespan assays using w18(control, referred to as imd+/+), imd' heterozygous (referred to as imd+/-), and homozygous(referred as imd-/-)mutant flies. We found that TFs addition extended lifespan and increased mean life longevity of imd+/-flies (elevation of nearly 6.2 days, Figures 5F and 5G). However, this lifespan extension effect by TFs was almost abolished in imd-/-flies (Figures 5F and 5G). Next, we performed lifespan assays utilizing Relish RNAi(NP1's>Relish RNAi and control(NP1ts>زائد) الذباب. لأن Relish هو عامل النسخ الرئيسي المسؤول عن تعبيرات جينية AMP في اتجاه Imd (Myllymaki et al. ، 2014) ، كما هو موضح في Fiqures S5C و S5D. أدت الإضافة الغذائية للـ TFs إلى إطالة عمر ذباب التحكم بشكل ملحوظ ، وتم منع هذا الامتداد في العمر بشكل كبير في ذباب Relish RNAi. بشكل جماعي ، أشارت بياناتنا إلى أن المكملات الغذائية لـ TFs تساهم بشكل إيجابي في عمر ذبابة الفاكهة اعتمادًا على إشارات Imd المعوية.

من أجل معرفة ما إذا كان إطالة العمر بواسطة TFstill يحدث في خلفية محورية ، أجرينا فحوصات عمر باستخدام إناث w1118 في ظل ظروف ممحوضة. كما هو مبين في الشكلين S5E و S5F ، فإن إضافة تركيزات مختلفة من TFs (1 مجم / مل و 2.5 مجم / مل) بالكاد أثرت على نسب الوفيات ومتوسط ​​العمر الافتراضي في W18 البالغين. نظرًا لأن ظروف التربية الممحوضة يمكن أن تمنع إلى حد كبير الميكروبات الوفيرة ، وبالتالي تقيد إشارات Imd في التخفيضات (Clarke al. ، 2015) ، اقترحت بياناتنا أن TFs تطيل عمر ذبابة الفاكهة قد يكون من خلال تعديل الإشارات المناعية الفطرية التي تنظمها ميكروبيوتا الأمعاء.

الشكل 6. يخفف Theaflavins من التهاب القولون الناجم عن DSS في الفئران -1

(أ) لم تؤثر معالجة TFs على استهلاك المياه في مجموعات مختلفة من الفئران -1 المضغوطة.

(BD) أدى إعطاء Gavage لتركيزات مختلفة من TFs (1 مجم / مل ، 2.5 مجم / مل ، و 5 مجم / مل ، على التوالي) إلى تحسين تقصير القولون وتضخم الطحال الناجم عن DSS في CD -1 الفئران. تم عرض الصور التمثيلية (B) والتحليلات الإحصائية للقولون (C) والطحال (D). (هـ) إدارة تركيزات مختلفة من TFs (1 مجم / مل ، 2.5 مجم / مل ، و 5 مجم / مل ، على التوالي) منع تسرب الأمعاء الناجم عن DSS في الفئران -1 المضغوطة. (F و G) تم جمع كولونات من مجموعات الفئران المشار إليها. تم استخراج إجمالي الحمض النووي الريبي وتعريضه لمقايسات qRT-PCR للكشف عن مستويات تعبير mRNA لـ TNFa (F) و IL -6 (G).

(HL) تم جمع كولونات من مجموعات مختلفة من الفئران طوليًا وخضعت لفحوصات تلطيخ HE. تم فحص العينات بالمجهر ، وتم الحصول على صور تمثيلية للعينات المشار إليها （HL） وعرضها. أشرطة مقياس ، 40 ميكرومتر. (M-Q ') صور SEM تُظهر الجزيئات الدقيقة للقولون من عينات مختلفة محددة. أشرطة مقياس ، 50 أم (MQ) و 4 أم (M'-Q ').

في CG ، يتم تحليل البيانات عن طريق اختبار الطالب ثنائي الذيل وتظهر كوسيلة ± SEM.NS ، ليست مهمة ، * p<><><0.001. see="" also="" figure="">

يخفف Theaflavins من التهاب القولون الناجم عن DSS في الفئران -1

لمزيد من التحقيق في الدور المحتمل للـ TFs في الحفاظ على التوازن المعوي في الثدييات ، تم استخدام الفئران المضغوطة -1 للحث على التهاب القولون بواسطة ديكستران كبريتات الصوديوم (DSS). تم إعطاء الفئران داخل المعدة تركيزات مختلفة من TFs (1 جم / لتر ، 2.5 جم / لتر ، أو 5 أ / لتر) أو الماء كعنصر تحكم لمدة أربعة أسابيع ، تليها معالجة بنسبة 2 في المائة من DSS في مياه الشرب لمدة 7 أيام. من أجل معرفة ما إذا كانت TFs تؤثر على كمية شرب DSS عبر مجموعات مختلفة من الفئران ، قمنا بمراقبة شرب الفئران كل يوم. كما هو موضح في Fiqure6A ، يمكن الاستغناء عن علاج TFs للتأثير على استهلاك الشراب في فئران التهاب القولون التي يسببها DSS ، وقد أظهرت الفئران المعالجة بـ DSS متلازمة التهاب القولون مع الإسهال و / أو النزف الدموي ، والتي تم منعها عن طريق علاج TFs المعتمد على الجرعة (الأشكال S6A-S6E).cistanche أسترالياعلاوة على ذلك ، أنقذ التدخل مع TFs انخفاض طول القولون الناجم عن DSS وخفف من تضخم الطحال (الأشكال 6 ب -6 د).

ثم استخدمنا ديكستران -4000- FITC (FITC-DX) لفحص وظيفة الحاجز المعوي لهذه الفئران. كما هو مبين في الشكل 6E ، أظهرت الفئران من المجموعات المعالجة بـ DSS تركيزًا عاليًا من FITC-DX في عينات الدم ، مما يشير إلى تسرب الأمعاء في هذه الحيوانات ، ومع ذلك ، فإن التدخل مع TFs منع بشكل كبير نقل FITC-DX من أعضاء الجهاز الهضمي إلى الجهاز الدوري (انخفض بنسبة 56.1 في المائة -77. 5 في المائة ، الشكل 6 هـ). والجدير بالذكر أن إدارة TFs لم تغير نفاذية القناة الهضمية للفئران في ظل الظروف العادية (الشكل S6F). نظرًا لأن الالتهاب يلعب دورًا محوريًا في تطور التهاب القولون في نموذج الفئران ، فقد أجرينا أيضًا تجارب qRT-PCR ، والتي توضح أن علاج TFs قلل بشكل كبير من تنظيم IL -6 وتعبيرات TNF في أمعاء الفئران المعالجة بـ DSS (الشكلان 6F و 6G).

لمزيد من تحليل التغيرات المرضية في القولون ، أجرينا فحوصات تلطيخ الهيماتوكسيلين إيوزين (HE). كما هو مبين في الأشكال 6H -6 L و S6G-S6J ، تم تخفيف الضرر الظهاري الشديد الناجم عن DSS بشكل ملحوظ عن طريق علاج TFs بطريقة تعتمد على الجرعة. قدم مسح التصوير بالمجهر الإلكتروني لهذه العينات المعوية نتائج متسقة (الشكلان 6M -6 Q 'و S6K-S6N'). مجتمعة ، أشارت النتائج التي توصلنا إليها إلى أن TFs تلعب دورًا مفيدًا في حماية وظيفة الحاجز المعوي في كل من الحشرات والثدييات.

نقاش

في هذه الدراسة ، درسنا الوظائف الفسيولوجية للـ TFs في تعديل التوازن المعوي وطول العمر والآليات الجزيئية الأساسية. لقد أظهرنا أن المكملات الغذائية مع TFs تساهم بشكل إيجابي في الوقاية من دسباقتريوزيس بداية تقدم العمر من الجراثيم المعوية وتأخير ضعف الظهارة المعوية ، وبالتالي إطالة عمر ذبابة الفاكهة. كشفت دراساتنا الميكانيكية في المختبر وفي الجسم الحي أن TFs من المحتمل أن تلعب دورًا سلبيًا في التحكم في مسار إشارات Imd عن طريق منع اندماج Imd. علاوة على ذلك ، وجدنا أنه يمكن تخفيف التهاب القولون الناجم عن DSS بكفاءة عن طريق مكملات TFs في الفئران -1. تدعم نتائجنا فكرة أن TFs تساهم بشكل مفيد في التوازن المعوي في كل من اللافقاريات والفقاريات.

المكملات الغذائية مع theaflavins يطيل عمر ذبابة الفاكهة

يحظى استهلاك الشاي بشعبية في جميع أنحاء العالم ويحتل المرتبة الثانية بعد استهلاك المياه (Rothenberg and Zhang ، 2019). ركزت العديد من الدراسات على الوظائف الفسيولوجية في كثير من الأحيان من خلال كل من الأساليب التجريبية والسريرية (كاميرون وآخرون ، 2008 ؛ نيو وآخرون ، 2013 ؛ بينج وآخرون ، 2009 ؛ روثنبرج وتشانج 2019 ؛ سبيندلريت آل. ، 2013 ؛ تاكيموتو and Takemoto، 2018؛ Unno et al.، 2020؛ Zhou et al.، 2020 لقد ثبت على نطاق واسع أن الشاي يفيد الصحة عن طريق خفض مستويات الدهون وعبر التأثيرات المضادة للسمنة ، والمركبات الوظيفية الرئيسية في الشاي هي الكاتيكين ، خاصة epigallocatechin gallate (EGCG) (Abbas and Wink، 2009؛ Modernelli et al.، 2015؛ Niu et al.، 2013؛ Wagner et al.، 2015؛ Xiong et al.، 2018). أشارت الدراسات السابقة أيضًا إلى أن الشاي الأخضر و يمكن للشاي الأسود أن يزيد من الفترة الصحية وعمر ذباب الفاكهة (Site al.، 2011؛ ​​Wagner et al.، 2015) والديدان (Fei et al.، 2017؛ Xiong et al.، 2018) والفئران (عمران وآخرون. . ، 2018 ؛ Niu etal.2013). والآلية التنظيمية الرئيسية هي الوقاية الفعالة من الإجهاد التأكسدي بواسطة EGCG عن طريق تعديل إشارات ROS.فوائد cistanche ،ومع ذلك ، ما إذا كانت TFs ، باعتبارها المركبات "الذهبية" المميزة في الشاي الأسود ، تلعب دورًا في تنظيم الشيخوخة والعمر لا يزال غير معروف إلى حد كبير. تقدم هذه الدراسة أدلة دامغة تشير إلى أن تدخل TFs يمكن الاستغناء عنه للتأثير على تناول الطعام ، كما أن الامتصاص طويل الأمد لـ TFs عبر النظام الغذائي يطيل بشكل كبير من عمر ذكور وإناث ذباب الفاكهة. توفر هذه النتائج إرشادات لمزيد من الدراسات حول وظائف TFs في طول عمر الثدييات.

تعمل مادة ثيفلافين على تحسين دسباقتريوز الجراثيم التي تبدأ بالعمر وتعزز الاتزان المعوي الخلل التدريجي للتوازن التكاثري والقدرة على التجدد هو سمة مميزة لأمراض الشيخوخة والشيخوخة (كلارك وآخرون ، 2015 ؛ Heintz and Mair ، 2014 ؛ Maynard و Weinkove ، 2018 ؛ Rera وآخرون 2012). يرتبط الالتهاب المزمن بفقدان التوازن وزيادة معدل الإصابة بالسرطان في الكائنات الحية المسنة (Bartke et al. ، 2019 ؛ Kapahi et al. ، 2017 ؛ Xiao et al. ، 2020). هذا مهم بشكل خاص في ظهارة الحاجز مثل ظهارة الأمعاء (Guo et al. ، 2014 ؛ Maynard and Weinkove ، 2018). من خلال نموذج لتطوير خلل التنسج المرتبط بالعمر في الأمعاء المسنة ، أثبتنا أن تحسين التفاعلات بين المضيف في ظهارة حاجز الشيخوخة يمكن أن يعزز الصحة والعمر. استخدمنا عددًا من الأساليب غير الغازية لفحص وظيفة الأمعاء وديناميات الكائنات الحية الدقيقة أثناء الشيخوخة. أولاً ، أشار اختبار Smurf إلى الدور الإيجابي لـ TFs في تنظيم ضعف الحاجز الظهاري أثناء الشيخوخة. بعد ذلك ، كشف اختبار المناعة باستخدام العديد من الذباب المعدل وراثيًا أن TFs أخر الانتشار المفرط لـ ISCs ودوران الخلايا المتمايزة. أخيرًا ، اقترح تسلسل الميكروبيوم أن تعمل TFs على تقليل توسع بداية العمر في البكتيريا المعوية المتعايشة. أشارت هذه النتائج بقوة إلى أن TFs تلعب دورًا رئيسيًا في تأخير عملية الشيخوخة للمضيف من خلال الحفاظ على توازن الأمعاء.

يخفف Theaflavins الاستجابات المناعية المفرطة في القناة الهضمية عن طريق التنظيم السلبي للإشارات Imd

لقد تم اقتراح أنه يجب الحفاظ على التوازن الدقيق بين وظيفة المناعة في الأمعاء والميكروبات لضمان التوازن طويل الأمد لظهارة الحاجز (Guo et al. ، 2014 ؛ Maynard and Weinkove ، 2018). أظهرت الدراسات السابقة أيضًا أن الالتهاب المزمن المفرط في القناة الهضمية يرتبط بخلل وظيفي مرتبط بالعمر في ظهارة الحاجز وهو سمة مميزة للشيخوخة (Clark et al. ، 2015 ؛ Guo et al. ، 2014 ؛ Ji et al. ، 2019) . وبالتالي ، فإن الحفاظ على مجموعة سكانية صحية من خلال الحفاظ على التوازن المناعي الفطري في مثل هذه الظهارة هو نهج واعد لتعزيز الصحة وطول العمر (Bonfini et al.، 2016؛ Broderick، 2016؛ Clark et al.، 2015). لاستكشاف الآليات الجزيئية عن طريق التي تؤخر TFs الشيخوخة ، أجرينا تحليل RNA-seq باستخدام الأمعاء المشرحة مع أو بدون علاج TFs. اقترحت بياناتنا أن مجموعة الجينات التي يتم التعبير عنها بشكل كبير في أمعاء ذباب الفاكهة الضابطة مقارنة بمجموعة الحيوانات المعالجة بـ TFs قد تم إثرائها بجينات مصنفة على أنها جينات "الاستجابة المناعية". كشف تحليل المعلومات الحيوية الإضافية ومقايسات get-PCR أن التعبير عن جينات AMP المرتبطة بـ Imd قد تم تثبيته بشكل كبير عن طريق الإضافة الغذائية لـ TFs. أكدت نتائج تجارب الفئران على القرص المضغوط -1 التي تستخدم DSS للحث على استجابات مناعية غير طبيعية في الأمعاء فكرة أن TFs تعمل كحماية ضد التهاب الأمعاء.

يقوم Theaflavins بقمع الإشارات عن طريق تحديد تجميع الأميلويد لـ Imd

كيف تنظم TFs سلبًا مسار إشارات Imd؟ استنادًا إلى نتائج تحليل النسخ ، وجدنا أن TFs يمكن الاستغناء عنها لتنظيم النسخ للعوامل الرئيسية في مسار إشارات Imd. من المثير للاهتمام ، لاحظنا تقارب الارتباط الواضح لـ TFs مع بروتين Imd المنقى بواسطة اختبار SPR ، مما يشير إلى احتمال أن تلعب TFs دورًا في التحكم في سلوك بروتين Imd أو عملية التعديل بعد الترجمة. سلطت الدراسات السابقة الضوء على الدور المحوري للتواجد في كل مكان في نقل إشارة Imd (Kleino and Silverman ، 2014 ؛ Myllymaki et al. ، 2014) ، والوقاية من انتشار Imd يؤدي إلى الإغلاق العميق لإشارات Imd (Myllymaki et al. ، 2014 ؛ Thevenon وآخرون ، 2009). ومع ذلك ، أظهرت فحوصاتنا في المختبر وفي vivoubiquitination أن TFs بالكاد تؤثر على نمط انتشار Imd. أظهرت دراسة حديثة أن تكوين الأميلويد مطلوب لتفعيل مسار ذبابة الفاكهة عند التعرف على الببتيدوغليكان البكتيري (Kleino et al. ، 2017). ومن المثير للاهتمام ، أن فحوصات SDD-AGE و ThTbinding الخاصة بنا تشير إلى أن اندماج Imd يتم منعه بواسطة TFs. يبدو أن منع تراكم Imd عن طريق هدم أو تحور Imd في خلايا الأمعاء قد عكس التأثيرات المفيدة لـ TFs على إطالة العمر. لتأكيد اكتشافنا بشكل أكبر ، سيكون من المثير للاهتمام فحص ما إذا كانت TFs ليست أكثر فاعلية لإطالة العمر الافتراضي في منشورات الفاكهة عندما يتم تدمير RHIM الخفي المحفوظ (cRHIM ، الأحماض الأمينية من 118 إلى 121 h) من Imd على وجه التحديد ، استنادًا إلى اكتشاف أن الجريمة في Imd ضرورية لتجميعها وتكوين الأميلويد (Kleino et al. ، 2017). ومع ذلك ، تسلط دراستنا الضوء على الدور المحوري لـ TFs في التحكم في التوازن المعوي وعملية الشيخوخة ، ربما من خلال تعديل اندماج Imd. يجب أن تركز الدراسات المستقبلية على استكشاف أي بقايا أو مناطق من Imd مرتبطة بـ TFs وكيف يؤدي هذا الارتباط إلى منع تكثيف Imd. علاوة على ذلك ، أشارت النتائج التي توصلنا إليها في نظام الثدييات إلى أن TFs يمكن أن تحمي القولون بشكل فعال من الالتهاب الناجم عن مادة DSS الكيميائية السامة الخارجية ، مما يشير إلى الدور التنظيمي المحفوظ لـ TFs في الحفاظ على التوازن المعوي. من المفيد التحقق مما إذا كانت TFs تلعب دورًا في تنظيم تجميع البروتين في أنسجة الثدييات.

تم استخراج هذه المقالة من zhongwenxie@ahau.edu.cn