فعال‌کننده تلومراز-سیکلوآستراگانول که در حال حاضر کشف شده است، چیست؟

در سال ۱۹۸۵، گریدر و همکارانش برای اولین بار تلومراز را کشف کردند و این آنزیم تازه کشف شده می‌تواند تکرارهای DNA را به انتهای کروموزوم‌ها اضافه کند تا طول تلومر را حفظ کند. تلومراز یک کمپلکس ریبونوکلئوپروتئینی است که هسته کاتالیزوری آن شامل TERT و TERC است که TERT کلید تنظیم فعالیت تلومراز است. طول تلومر با تقسیم سلول‌ها همچنان کوتاه‌تر می‌شود. هنگامی که به یک مقدار بحرانی می‌رسد، سیگنال‌های آسیب DNA را القا می‌کند که منجر به کوتاه شدن چرخه سلولی و مجموعه‌ای از بیماری‌های نارسایی بافتی می‌شود که با تلومرهای کوتاه مشخص می‌شوند.

در سال ۲۰۱۰، شرکت آمریکایی Geron با دانشگاه علوم و فناوری هنگ کنگ در یک پروژه تحقیقاتی برای غربالگری فعال‌کننده‌های تلومراز همکاری کرد. مشخص شد کهسیکلواستراگانولمی‌تواند فعالیت تلومراز را فعال کرده و باعث افزایش طول تلومر شود. این کشف به طور فعال توسعه فعال‌کننده‌های تلومراز را ارتقا داد. پیشرفت تحقیقات و توسعه محصولات مرتبط با الکل گون. سیکلواستراژنول (CAG) در حال حاضر تنها فعال‌کننده تلومراز گزارش شده در بین محصولات طبیعی است. این ماده می‌تواند به طور مؤثر با کوتاه شدن تلومر مبارزه کند و دارای اثرات ضد پیری، ضد آپوپتوز، ضد فیبروز، تنظیم ایمنی، تقویت تکثیر سلولی و بهبود زخم و غیره است. اثرات دارویی، در نتیجه اثرات درمانی بالقوه‌ای بر بیماری‌های مرتبط با اختلال عملکرد تلومر دارد.

سیکلواستراژنول و پیری

تلومرها
تلومرها ساختارهای ویژه‌ای در انتهای کروموزوم‌ها هستند که از کروموزوم‌ها محافظت می‌کنند و با تکثیر کروموزوم و تقسیم سلولی کوتاه می‌شوند. سلول‌ها همچنین با کوتاه شدن تلومرها پیر می‌شوند.

تلومراز
تلومراز می‌تواند تلومرها را سنتز کند تا طول و ساختار تلومرها را تثبیت کند، در نتیجه از کروموزوم‌ها محافظت کرده و پیری سلولی را به تأخیر بیندازد.

ضد پیری: یک فعال‌کننده تلومراز که با افزایش تلومراز و در نتیجه به تأخیر انداختن کوتاه شدن تلومرها، اثر ضد پیری دارد.

تلومرها کلاهک‌هایی هستند که در انتهای کروموزوم‌های سلولی قرار دارند و آنها را از آسیب در طول تقسیم سلولی محافظت می‌کنند. با ادامه تقسیم سلول‌ها، تلومرها همچنان کوتاه می‌شوند و به نقطه بحرانی می‌رسند که در آن سلول‌ها پیر می‌شوند یا می‌میرند. تلومراز می‌تواند طول تلومرها را افزایش دهد و طول عمر سلول‌ها به طور طبیعی بر این اساس افزایش می‌یابد.

پیری بخش اجتناب‌ناپذیری از زندگی است؛ با این حال، محققان در حال مطالعه انواع درمان‌ها برای جلوگیری از برخی از اثرات پیری، از جمله مطالعه سنولیتیک‌ها هستند. سنولیتیک‌ها ترکیباتی هستند که سلول‌های پیر (پیر) را از بین می‌برند و نشان داده شده است که اثرات پیری را کاهش می‌دهند. یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که سیکلواستراگانول اثرات ضد پیری دارد.

این مطالعه که در چین انجام شده و در مجله بین‌المللی علوم مولکولی منتشر شده است، بر روی سلول‌های پیر انسان و موش‌هایی که دچار پیری ناشی از تابش شده‌اند، تمرکز دارد. سیکلواستراژنول سلول‌های پیر را بدون تأثیر بر سلول‌های غیرپیر کاهش می‌دهد. درمان با سیکلواستراژنول همچنین پروتئین‌های موجود در سلول‌های پیر را که برای رشد و بقای سلول مورد نیاز هستند، کاهش می‌دهد. علاوه بر این، حرکات سلولی مرتبط با سلول‌ها و فرآیندهای التهابی مرتبط با سن را مهار می‌کند. مشخص شد که موش‌های پیر تحت درمان با سیکلواستراگانول، سلول‌های پیر کمتری دارند و اختلال عملکرد فیزیکی مرتبط با سن در آنها بهبود یافته است.

سیکلواستراژنول سلول‌های پیر را کاهش می‌دهد

پیری یکی از نشانه‌های شناخته‌شده‌ی پیری است، اما محققان دریافته‌اند که حذف سلول‌های پیر و مولکول‌های سیگنال‌دهنده‌ی پیش‌التهابی آن‌ها می‌تواند به جلوگیری از بیماری‌های مرتبط با سن کمک کند و حتی در برخی موارد آن‌ها را معکوس کند. در اینجا، محققان سلول‌های انسانی را با سیکلواستراگانول درمان کردند و دریافتند که این ماده به طور مؤثر سلول‌های پیر را بدون تأثیر بر سلول‌های غیرپیر از بین می‌برد. علاوه بر این، نشانگرهای سلولی سلول‌های پیر پس از درمان با سیکلواستراگانول به طور قابل توجهی کاهش یافتند.

تحقیقات قبلی نشان داده است که مسیر PI3K/AKT/mTOR - یک مسیر سیگنالینگ دخیل در رشد و بقای سلول - در فرآیندهای التهابی آغاز شده توسط سلول‌های پیر نقش دارد و به ترویج پیری در سلول‌های اطراف کمک می‌کند. محققان دریافتند که سیکلواستراژنول به کاهش پروتئین‌ها در این مسیر کمک می‌کند، که نشان می‌دهد این ترکیب ممکن است با مسدود کردن مسیر PI3K/AKT/mTOR به جلوگیری از پیری کمک کند. علاوه بر این، نشان داده شده است که سیکلواستراژنول توانایی سلول‌های پیر را در ترویج پیری از طریق آزادسازی مولکول‌های التهابی، فاکتورهای رشد و تعدیل‌کننده‌های سیستم ایمنی کاهش می‌دهد، که با پیشنهاداتی مبنی بر اینکه کاهش سیگنالینگ PI3K، AKT و mTOR می‌تواند اثرات ترویج پیری را در بین سلول‌های اطراف کاهش دهد، مطابقت دارد.

سیکلواستراژنول متعلق به ساپونین‌های تری‌ترپن است و عمدتاً از هیدرولیز آستراگالوزید IV به دست می‌آید. وزن مولکولی نسبتاً کمی دارد و لیپوفیلیسیته‌ی قوی آن برای نفوذ به بیوفیلم و جذب گوارشی و دستیابی به فراهمی زیستی بهتر مفید است. اثربخشی سیکلواستراگالینول
۱. درمان آسیب مغزی
۲. بهبود فیبروز کبدی
۳. درمان پوکی استخوان
۴. اثر ضد پیری
۵. پیری سلول را به تأخیر بیندازید

چرا سنتز سیکلواستراگانول ضروری است؟

① سیکلواستراگانول اثرات دارویی مختلفی مانند مهار آپوپتوز سلول‌های مغزی و التهاب عصبی در حین ایسکمی مغزی و حفظ سد خونی-مغزی دارد.
② سیکلواستراژنول تنها ترکیب ترپنوئیدی مولکول کوچک با فعالیت تلومراز است که تاکنون کشف شده و می‌تواند بیماری‌های نورودژنراتیو را درمان کند.
③ این ماده اثرات مهار فیبروز میوکارد و تقویت ایمنی ضد تومور را دارد. این یک مولکول محبوب در تحقیق و توسعه داروهای ضد پیری است.

مشکلات موجود

محتوای سیکلواستراگانول در Astragalus membranaceus بسیار کم است و به دست آوردن مستقیم آن دشوار است. استراتژی تولید سیکلواستراگانول موجود به استخراج طب سنتی چینی متکی است که عمدتاً با تبدیل آستراگالوزید IV در Astragalus membranaceus به دست می‌آید. یعنی، آستراگالوزید IV از طریق کاشت آستراگالو و فناوری کشت بافت به دست می‌آید و سپس آستراگالوزید IV با استفاده از اسیدولیز، تخریب اسمیت، آنزیم و هیدرولیز میکروبی به سیکلواستراگالوزید تبدیل می‌شود. با این حال، این روش‌های آماده‌سازی پرهزینه هستند، به راحتی باعث آلودگی محیط زیست می‌شوند، جداسازی و خالص‌سازی آنها دشوار است و برای کاربرد و تبلیغ مفید نیستند. بنابراین، مردم توجه خود را به سنتز مصنوعی سیکلواستراگانول معطوف کرده‌اند.

چگونه از زیست‌شناسی مصنوعی برای سنتز استفاده کنیم؟ --- زیست‌شناسی مصنوعی

زیست‌شناسی مصنوعی به طراحی هدفمند، تبدیل و حتی ایجاد «حیات مصنوعی» با عملکردهای غیرطبیعی تحت هدایت ایده‌های مهندسی، یعنی مهندسی زیست‌شناسی، اشاره دارد. به طور کلی، با استفاده از روش‌های بیولوژیکی تولید می‌شود.