Honokiol induce l'apoptosi | Gruppo pettine punta Guangdong

Parassiti e vettori volume 16, numero articolo: 287 (2023) Citare questo articolo

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Il Cryptocaryon irritans, un parassita comune nei pesci teleostei marini tropicali e subtropicali, ha causato gravi danni al settore dell’acquacoltura marina. Nel nostro studio precedente è stato dimostrato che Honokiol induce il restringimento e la morte del citoplasma del C. irritans, ma il meccanismo con cui funziona rimane sconosciuto.

In questo studio, i cambiamenti della morfologia apoptotica e del rapporto apoptotico sono stati rilevati mediante osservazione al microscopio e colorazione con AnnexinaV-FITC/PI. Gli effetti dell'honokiolo sulla concentrazione di calcio intracellulare ([Ca2+]i), potenziale della membrana mitocondriale (ΔΨm), specie reattive dell'ossigeno (ROS), quantità di frammentazioni del DNA (QDF) e attività della caspasi sono stati rilevati mediante colorazione Fluo-3, JC-1 colorazione DCFH-DA, metodo Tunel e kit di analisi dell'attività della caspasi. Gli effetti dell'onokiolo sui livelli di espressione dell'mRNA di 61 geni correlati all'apoptosi nei tomonti di C. irritans sono stati rilevati mediante PCR in tempo reale.

I risultati dello studio sugli effetti della concentrazione di honokiolo sulla morte simile ad apoptosi di C. irritans tomont hanno mostrato che i livelli più elevati di tasso di morte simile ad apoptosi profase (PADR), concentrazione di [Ca2+]i, ROS, attività della caspasi-3 /9 e il rapporto di necrosi più basso (NER) sono stati ottenuti ad una concentrazione di 1 μg/ml, che è stata considerata la più adatta per indurre la morte simile all'apoptosi di C. irritans tomont. Quando i tomont di C. irritans sono stati trattati con 1 μg/ml di honokiolo, la concentrazione di [Ca2+]i ha iniziato ad aumentare significativamente dopo 1 ora. Successivamente, i ROS, il QDF e le attività della caspasi-3/9 hanno iniziato ad aumentare in modo significativo e il ΔΨm ha iniziato a diminuire in modo significativo a 2 ore; il PADR più alto è stato ottenuto a 4 ore. L'espressione dell'mRNA di 14 geni è stata significativamente sovraregolata durante il trattamento con honokiolo. Di questi geni, itpr2, capn1, mc, actg1, actb, parp2, traf2 e fos sono stati arricchiti nel percorso correlato all'apoptosi indotta dallo stress del reticolo endoplasmatico (ER).

Questo articolo mostra che l'onokiolo può indurre la morte simile all'apoptosi di C. irritans tomont. Questi risultati suggeriscono che l'honokiolo può interrompere l'omeostasi di [Ca2+]i nel ER e quindi indurre la morte simile all'apoptosi di C. irritans tomont mediante cascata di caspasi o via mitocondriale, che potrebbe rappresentare un nuovo intervento terapeutico per l'infezione da C. irritans.

Il Cryptocaryon irritans, un comune parassita protozoario dei pesci teleostei marini, causa la malattia dei “punti bianchi” [1]. Questa malattia è prevalente principalmente nelle aree marine tropicali e subtropicali [2,3,4]. Il suo ciclo vitale comprende quattro fasi: trofonte, protomont, tomont e theront [5]. Tomont è lo stadio più duraturo e a vita libera di C. irritans. I Tomont hanno una forte resistenza ai farmaci e agli ambienti difficili a causa delle loro cisti dure. I Tomont possono ancora produrre theronti infettivi dopo essere stati conservati a 12 °C per 3 mesi [5]. È difficile rimuovere completamente C. irritans tomonts in un ambiente di maricoltura aperto, il che rende molto difficile la prevenzione e il controllo della malattia dei punti bianchi. È una buona strategia prevenire e curare i parassiti inducendone la morte spontanea; questo presenta il vantaggio di una bassa probabilità di resistenza ai farmaci e di infiammazione dell'ospite. È noto che l’apoptosi è un processo di morte cellulare altamente regolato [6]. Negli ultimi anni, l’apoptosi ha fornito un nuovo trattamento per molte malattie, come l’infiammazione, il cancro, la leishmaniosi, la malaria e la toxoplasmosi [7,8,9,10,11,12,13,14]. Il percorso di morte simile all'apoptosi è stato trovato anche in molti protozoi, come Leishmania, Plasmodium falciparum, Tetrahymena thermophila, Trypanosoma cruzi, Blastocystis hominis, Toxoplasma gondii e Ichthyophthirius multifiliis [12,13,14,15,16,17,18 ,19,20,21], fornendo un nuovo modo di trattare le malattie parassitarie. Molti geni di C. irritans correlati all'apoptosi sono stati trovati tramite l'analisi del trascrittoma [22,23,24,25,26], il che indica che C. irritans potrebbe avere un percorso di morte simile all'apoptosi. È stato riportato che l'honokiolo, uno dei principali componenti attivi della Magnolia officinalis, induce l'apoptosi delle cellule tumorali e della Candida albicans attraverso la via dello stress del reticolo endoplasmatico (ER) [27,28,29,30]. I nostri studi precedenti hanno dimostrato che l'onokiolo ha inibito significativamente la proliferazione e la schiusa dei tomont di C. irritans. Il citoplasma risultante di C. irritans tomont si è ovviamente ridotto senza danni al citoplasma o alla membrana cellulare [31], indicando che l'onokiolo potrebbe indurre la morte simile all'apoptosi di C. irritans tomont. Tuttavia, sono necessari ulteriori esperimenti per confermare questa ipotesi, e il meccanismo resta da scoprire.

4.0 μg/ml, the treated C. irritans tomonts' cytoplasms were irregularly condensed, became hyaline, and were stained by PI (showing red fluorescence), which indicates their cell membranes were damaged (a typical characteristic of middle- and late-stage cell apoptosis or necrosis). Four-quadrant apoptosis diagrams are given in Fig. 2, showing that with the increase in honokiol, the PADR began to increase at a concentration of 0.6 μg/ml. It reached its highest level when the honokiol concentration was 1.0 μg/ml and then decreased, while the AADR and NER began to increase at a concentration of 2.0 μg/ml./p> 4.0 μg/ml, the treated C. irritans tomonts’ cytoplasms were irregularly condensed, became hyaline, and were stained by PI. a–f: Morphologies of C. irritans tomonts respectively treated with 0.0, 0.6, 1.0, 2.0, 4.0, and 8.0 μg/ml honokiol for 8 h. g–l: Morphologies of C. irritans tomonts respectively treated with 0.0, 0.6, 1.0, 2.0, 4.0, and 8.0 μg/ml honokiol for 8 h and observed at Ex/Em = 488/525 nm. m–r: Morphologies of C. irritans tomonts respectively treated with 0.0, 0.6, 1.0, 2.0, 4.0, and 8.0 μg/ml honokiol for 8 h and observed at Ex/Em = 488/630 nm. s–x: Overlapping morphology photos of C. irritans tomonts respectively treated with 0.0, 0.6, 1.0, 2.0, 4.0, and 8.0 μg/ml honokiol for 8 h and recorded at Ex/Em = 488/525 nm and Ex/Em = 488/630 nm. All bars = 300 μm/p> 4.0 μg/ml. As shown in Fig. 3B, the ΔΨm decreased to a level significantly lower than that of the control sample when the honokiol concentration was > 0.6 μg/ml. As shown in Fig. 3C, with the increase of the honokiol concentration, the ROS increased to a level significantly higher than that of the control sample at 1.0 μg/ml and then returned to the level of the control sample. As Fig. 3D shows, with the increase of the honokiol concentration, the QDF began to increase at 0.6 μg/ml, increased to a level significantly higher than that of the control sample at 1.0 μg/ml, reached the highest level at 2.0 μg/ml, and then decreased, but the level remained significantly higher than that of the control sample when the honokiol concentration increased above 4.0 μg/ml. As shown in Fig. 3E, with the increase of the honokiol concentration, both the caspase-3/9 activities began to increase to levels significantly higher than those of the control sample at 0.6 μg/ml and reached the highest levels at 1.0 μg/ml. The activity of caspase-3 gradually returned to the level of the control sample when the honokiol concentration was ≥ 4.0 μg/ml, while the activity of caspase-9 remained at a level higher than that of the control sample, and the activity of caspase-8 always remained at the level of the control sample./p>