Der natürliche Wirkstoff Nobiletin zeigt vielversprechende Ansätze zur Prävention von Herzinsuffizienz
Nobiletin könnte helfen, Herzinsuffizienz vorzubeugen, indem es das Wachstum von Herz-Zellen beeinflusst.
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Inhaltsverzeichnis
Herzinsuffizienz ist ein ernstes Gesundheitsproblem, das viele Menschen weltweit betrifft. Es passiert, wenn das Herz nicht effektiv Blut pumpen kann, was zu verschiedenen Gesundheitsproblemen führt. Eine der Hauptursachen für Herzinsuffizienz ist die Herzhypertrophie. Dieser Zustand tritt auf, wenn Herzmuskelzellen, die Kardiomyozyten genannt werden, grösser werden und die linke Herzkammer dicker wird, als Reaktion auf Stress, wie bei einem Herzinfarkt oder Bluthochdruck.
Wenn das Herz über längere Zeit unter ständigem Stress leidet, führt das zu Veränderungen in seiner Struktur und Funktion, was letztendlich zu Herzinsuffizienz führen kann. Trotz Behandlungen, die auf bestimmte biologische Faktoren abzielen, haben viele Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz nur eine geringe Überlebenschance über fünf Jahre. Daher besteht Bedarf an neuen Behandlungen, die helfen können, schwere Herzinsuffizienz zu verhindern.
Wie Kardiomyozyten funktionieren
Verschiedene biologische Faktoren können sich an Rezeptoren auf der Oberfläche von Kardiomyozyten anlagern und interne Prozesse auslösen. Diese Prozesse können die Genexpression im Herzen beeinflussen, was zu Wachstum und Veränderungen in der Herzstruktur führt. Ein wichtiger Prozess in diesem Zusammenhang ist, wie bestimmte Proteine im Zellkern modifiziert werden.
Ein wichtiges Protein heisst P300, das eine spezielle Funktion bei der Modifizierung anderer Proteine hat und das Wachstum von Herzmuskelzellen beeinflusst. Einige natürliche Substanzen, wie Curcumin und bestimmte Fettsäuren, können p300 daran hindern, seine Funktion auszuführen, und helfen so dem Herzen, besser zu arbeiten. Das deutet darauf hin, dass kleine Verbindungen, die beeinflussen, wie Proteine im Kern modifiziert werden, helfen könnten, Herzinsuffizienz zu verhindern.
Mögliche Vorteile von Naturprodukten
Naturprodukte können gesundheitliche Vorteile bieten und können eine Rolle bei der Prävention und Behandlung von Herzkrankheiten spielen. Eine solche natürliche Verbindung ist Nobiletin, das aus einer Zitrusfrucht stammt. Nobiletin hat mehrere positive Effekte gezeigt, darunter die Reduzierung von Entzündungen und den Schutz von Zellen in der Leber und im Gehirn.
Forschungen haben gezeigt, dass Nobiletin helfen kann, das Herz zu schützen. Zum Beispiel könnte es die schädlichen Auswirkungen von Herzinfarkten bei Ratten verringern und das Verdicken des Herzens als Reaktion auf hohen Druck hemmen. Am wichtigsten ist, dass die genauen Wirkungen von Nobiletin auf das Wachstum von Herzmuskelzellen und die spezifischen Proteine, mit denen es interagiert, noch nicht vollständig verstanden sind.
Die Rolle von SIRT5
Ein Protein namens SIRT5 ist Teil einer Familie, die als Sirtuine bekannt ist und die eine Rolle bei der Modifizierung anderer Proteine spielen. Im Gegensatz zu anderen Sirtuinen, die hauptsächlich Acetylgruppen entfernen, kann SIRT5 verschiedene Arten von chemischen Gruppen abnehmen. Während SIRT5 in verschiedenen Kontexten untersucht wurde, ist seine spezifische Rolle bei Herzkrankheiten nicht ganz klar.
In der aktuellen Studie haben Forscher untersucht, wie Nobiletin Herzprobleme in verschiedenen Tiermodellen verhindern kann. Sie entdeckten, dass SIRT5 dabei eine entscheidende Rolle spielt. Als die SIRT5-Spiegel erhöht wurden, nahmen die schädlichen Veränderungen im Herzen ab. Umgekehrt gingen die schützenden Effekte von Nobiletin verloren, wenn SIRT5 abwesend war.
Wechselwirkungen zwischen Nobiletin und SIRT5
Durch eine Reihe von Experimenten wurde bestätigt, dass Nobiletin direkt mit SIRT5 interagiert. Die Forscher verwendeten verschiedene Techniken, um zu zeigen, dass Nobiletin an SIRT5 bindet und seine Funktion verbessert, insbesondere bei der Entfernung bestimmter chemischer Gruppen von Proteinen. Diese Aktion ist wichtig, weil sie die Aktivität von p300 beeinflussen kann, einem Protein, das, wenn es überaktiv ist, zu Herzmuskelwachstum und Herzproblemen führen kann.
Wenn SIRT5 gut funktioniert, kann es die Aktivität von p300 im Zaum halten, was hilft, übermässiges Wachstum des Herzmuskels zu verhindern. Das deutet darauf hin, dass SIRT5 entscheidend für die therapeutischen Effekte von Nobiletin ist.
Nobiletin im Labor und in vivo testen
Um herauszufinden, wie effektiv Nobiletin ist, führten die Forscher verschiedene Tests durch. Sie behandelten Herzmuskelzellen im Labor mit Nobiletin, um zu sehen, wie es deren Wachstum beeinflusste, als sie durch eine Verbindung stimuliert wurden, die Hypertrophie verursacht. Die Ergebnisse zeigten, dass Nobiletin das unerwünschte Wachstum dieser Zellen signifikant reduzierte.
Als nächstes testeten sie Nobiletin an lebenden Tieren. In einem Experiment unterzogen sich Mäuse einem chirurgischen Eingriff, der Herzinsuffizienz nachahmte, und erhielten mehrere Wochen lang Nobiletin. Die Ergebnisse waren vielversprechend: Die Nobiletin-Behandlung reduzierte das Wachstum des Herzmuskels signifikant und verbesserte die allgemeine Herzfunktion der Mäuse.
In einem anderen Experiment mit Ratten, die einen Herzinfarkt erlitten hatten, führte die Behandlung mit Nobiletin zu erheblichen Verbesserungen ihrer Herzzustände. Wiederum reduzierten die Behandlungen das schädliche Wachstum von Herzmuskelzellen und verbesserten die Herzfunktion.
Der Mechanismus hinter der Wirkung von Nobiletin
Die Forscher wollten auch die spezifischen Mechanismen aufdecken, durch die Nobiletin seine Wirkung entfaltet. Sie fanden heraus, dass SIRT5 wichtig für die Vermittlung der Wirkungen von Nobiletin ist, insbesondere in seiner Fähigkeit, die Aktivität von p300 zu regulieren. Nobiletin hilft SIRT5, besser zu arbeiten, was zu einer reduzierten Aktivität von p300 führt und unerwünschte Wachstumszeichen in den Herzmuskelzellen verhindert.
Durch die Beeinflussung von p300 verändert Nobiletin die Art und Weise, wie Gene, die mit dem Wachstum des Herzens zu tun haben, exprimiert werden, und verhindert das übermässige Verdicken des Herzmuskels, das zu Herzinsuffizienz führen kann. Die Studie zeigte, dass Nobiletin auf diesem Weg wirkt, um zu einer besseren Herzgesundheit beizutragen.
Fazit
Zusammenfassend zeigt die Studie das Potenzial von Nobiletin, einer natürlichen Verbindung, signifikante Vorteile bei der Prävention von Herzinsuffizienz durch seine Wechselwirkung mit SIRT5 und p300 zu bieten. Indem Nobiletin die Aktivität von SIRT5 fördert, hilft es, das Wachstum der Herzmuskelzellen zu regulieren und schädliche Veränderungen im Herz zu verhindern. Diese Forschung eröffnet spannende Möglichkeiten für neue Behandlungen, die das Leben von Menschen, die gefährdet sind, an Herzinsuffizienz zu erkranken, verbessern könnten.
Weitere Forschungen sind notwendig, um diesen Weg weiter zu erkunden und die besten Möglichkeiten zur Nutzung von Nobiletin als therapeutische Option bei Herzkrankheiten zu bestimmen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass natürliche Produkte grosses Potenzial haben, um eines der führenden Gesundheitsprobleme weltweit zu bekämpfen.
Titel: Nobiletin, a Polymethoxyflavonoid, Activates the Desuccinylase Activity of SIRT5 and Prevents the Development of Heart Failure
Zusammenfassung: Nobiletin is a natural compound useful for the prevention and treatment of several diseases. However, the precise role of nobiletin in heart failure is unclear. Nobiletin treatment prevents pressure overload- and myocardial infarction-induced heart failure. Using affinity purification of biotinylated nobiletin from rat heart cell lysates, we identified sirtuin 5 (SIRT5) as a novel nobiletin-binding protein. Nobiletin enhanced the desuccinylase activity of SIRT5 in vitro. Compared to wild-type mice, SIRT5-overexpressing transgenic mice resisted pressure overload-induced systolic dysfunction. Conversely, SIRT5 knockout disrupted the nobiletin-mediated therapeutic effects on heart failure in mice. SIRT5 desuccinylated p300 at lysine 1568 and reduced the histone acetyltransferase (HAT) activity of p300. The desuccinylated p300 mutant suppressed the phenylephrine-induced cardiomyocyte hypertrophic responses. These findings suggest that nobiletin prevents heart failure development through SIRT5-dependent inhibition of p300-HAT activity. Nobiletin, a nontoxic dietary compound, is a potential therapeutic agent for heart failure in humans.
Autoren: Tatsuya Morimoto, Y. Sunagawa, M. Funamoto, T. Hamabe-Horiike, K. Hieda, S. Yabuki, M. Tomino, Y. Ikai, A. Suzuki, S. Ogawahara, A. Yabuta, H. Sasaki, A. Ebe, S. Naito, H. Takai, K. Shimizu, S. Shimizu, Y. Kawase, R. Naruta, Y. Katanasaka, T. Asakawa, T. Kan, K. Mori, A. Murakami, M. Ogura, N. Inagaki, K. Hasegawa
Letzte Aktualisierung: 2024-01-16 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.16.575602
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.16.575602.full.pdf
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