Study on safety profile in extracts of Pulmonaria officinalis callus cultures and their phytochemical composition for the presence bioactive substances with the potential geroprotective properties

封面

如何引用文章

全文:

详细

Ageing is a natural and inevitable process accompanied by different diseases. Medicinal lungwort (Pulmonaria officinalis) is a source of bioactive substances that can slow down ageing and improve the quality of human life. Callus culture of this plant can be a promising raw material to produce nutraceuticals. However, a composition of individual bioactive substances in medicinal lungwort has been studied insufficiently, particularly when it comes to phenolic compounds with potential geroprotective properties. We performed a study on the phytochemical composition of the callus cultures, extracted from the medicinal lungwort plant, for the presence of bioactive substances with the potential geroprotective properties and determined their quality profile. Twofold extraction of Pulmonaria officinalis callus cultures was carried out on a water bath with 70% ethyl alcohol. Determination of the safety profile of extracts was performed according to the requirements of the Pharmaceutical Norms and Regulations. Organoleptic, physicochemical and microbiological properties were considered important indicators of the quality of the extracts. It was demonstrated that the content of heavy metals, radionuclides, dry residue, residual alcohol content, as well as organoleptic characteristics and microbiological purity, comply with the regulatory documents. The phytochemical composition of the callus culture extract was determined by high-performance liquid chromatography and threelayer chromatography. The following flavonoids (rutin, isorhamnetin, quercetin), triterpenoid saponins and phenolic acids (p-coumaric, ferulaic, gallic, caffeic, rosmarinic and chlorogenic) were identified. The presence of triterpenoid saponin, p- coumaric, ferulaic and gallic acids is discovered in the extract of the lungwort callus culture for the first time. Quantitative analysis of bioactive substances showed that the content of caffeic, rosmarinic and chlorogenic acids in the callus culture extract is higher than that in the extracts from the aerial parts of the plant.

作者简介

L. Dushlyuk

Kemerovo State University

Email: soldatovals1984@mail.ru

M. Drozdova

Kemerovo State University

Email: drozdowa.margarita.00@yandex.ru

A. Loseva

Kemerovo State University

Email: unid.kemsu@mail.ru

参考

  1. Prasanth M.I., Sivamaruthi B.S., Kesika P., Rosmol P.S., Tencomnao T. Unraveling the mode of action of medicinal plants in delaying age-related diseases using model organisms // Medicinal and Aromatic Plants. 2021. P. 37-60. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819590-1.00002-1
  2. Pandey S., Phulara S.C., Mishra S.K., Bajpai R., Kumar A., Niranjan A., et al. Betula utilis extract prolongs life expectancy, protects against amyloid-в toxicity and reduces Alpha Synuclien in Caenorhab-ditis elegans via DAF-16 and SKN-1 // Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. 2020. Vol. 228, 108647. https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2019.108647
  3. Song B., Zheng B., Li T., Liu R.H. Raspberry extract ameliorates oxidative stress in Caenorhabditis elegans via the SKN-1/Nrf2 pathway // Journal of Functional Foods. 2020. Vol. 70. Issue 17. 103977. https://doi.org/10.1016/jjff.2020.103977
  4. Santos M.A., Franco F.N., Caldeira C.A., de Araujo G.R., Vieira A., Chaves M.M., et al. Antioxidant effect of Resveratrol: Change in MAPK cell signaling pathway during the aging process // Archives of Gerontology and Geriatrics. 2020. Vol. 92. 104266. https://doi.org/10.1016/j.archger.2020.104266
  5. Folch J., Busquets O., Ettcheto M., Sanchez-Lopez E., Pallas M., Beas-Zarate C., et al. Experimental models for aging and their potential for novel drug discovery // Current Neuropharmacology. 2018. Vol. 16. Issue 10. P. 1466-1483. https://doi.org/10.2174/1570159X15666170707155345
  6. Lopez-Otin C., Galluzzi L., Freije J.M., Madeo F., Kroemer G. Metabolic control of longevity // Cell. 2016. Vol. 166. Issue 4. P. 802-821. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.07.031
  7. Petr M.A., Tulika T., Carmona-Marin L.M., Scheibye-Knudsen M. Protecting the Aging Genome // Trends in Cell Biology. 2020. Vol. 30 Issue 2. P. 117-132. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2019.12.001
  8. Senol F.S., Orhan I., Yilmaz G., Cicek M., Se-ner B. Acetylcholinesterase, butyrylcholinesterase, and tyrosinase inhibition studies and antioxidant activities of 33 Scutellaria L. taxa from Turkey // Food and Chemical Toxicology. 2010. Vol. 48 Issue 3. P. 781788. https://doi.org/10.1016/j.fct.2009.12.004
  9. Gu J., Li Q., Liu J., Ye Z., Feng T., Wang G., et al. Ultrasonic-assisted extraction of polysaccharides from Auricularia auricula and effects of its acid hydrolysate on the biological function of Caenorhabditis elegans // International Journal of Biological Macromolecules. 2020. Vol. 167. P. 423-433. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.11.160
  10. Markaki M., Tavernarakis N. Caenorhabditis elegans as a model system for human diseases // Current Opinion in Biotechnology. 2020. Vol. 63. P. 118125. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2019.12.011
  11. Apfeld J., Alper S. What can we learn about human disease from the nematode C. elegans? // Disease Gene Identification. 2018. Vol. 1706. P. 5375. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7471-9_4
  12. Полухина Т.С., Нургалиева Г.Б. Изучение количественного содержания аскорбиновой кислоты в надземной части медуницы лекарственной (Pulmonaria officinalis L.) // Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации: сб. ст. победителей V Междунар. науч.-практ. конф.: в 4 ч. (Пенза, 15 мая 2017 г.). Пенза: Наука и Просвещение, 2017. С.243-245.
  13. Dyshlyuk L.S., Fedorova A.M., Dolganyuk V.F., Prosekov A.Y. Optimization of extraction of polyphenolic compounds from medicinal lungwort (Pulmonaria officinalis L.) // Journal of Pharmaceutical Research International. 2020. Vol. 32. Issue 24. P. 36-45. https://doi.org/10.9734/jpri/2020/v32i2430807
  14. Akram M., Rashid A. Anti-coagulant activity of plants: mini review // Journal of Thrombosis and Thrombolysis. 2017. Vol. 44. Issue 3. P. 406-411. https://doi.org/10.1007/s11239-017-1546-5
  15. Neagu E., Radu G.L., Albu C., Paun G. Antioxidant activity, acetylcholinesterase and tyrosinase inhibitory potential of Pulmonaria officinalis and Centarium umbellatum extracts // Saudi Journal of Biological Sciences. 2018. Vol. 25. Issue 3. P. 578-585. https://doi.org/10.1016Zj.sjbs.2016.02.016
  16. Hawryl M.A., Waksmundzka-Hajnos M. Micro 2D-TLC of selected plant extracts in screening of their composition and antioxidative properties // Chromatographia. 2013. Vol. 76. Issue 19-20. P. 1347-1352. https://doi.org/10.1007/s10337-013-2490-y
  17. Krzyzanowska-Kowalczyk J., Kolodziejczyk-Czepas J., Kowalczyk M., Pecio L., Nowak P., Stochmal A. Yunnaneic acid B, a component of Pulmonaria officinalis extract, prevents peroxynitrite-induced oxidative stress in vitro // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2017. Vol. 65. Issue 19. P. 38273834. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b00718
  18. Krzyzanowska-Kowalczyk J., Pecio L., Moldoch J., Ludwiczuk A., Kowalczyk M. Novel phenolic constituents of Pulmonaria officinalis L. LC-MS/MS comparison of spring and autumn metabolite profiles // Molecules. 2018. Vol. 23. Issue 9. 2277. https://doi.org/10.3390/molecules23092277
  19. Захарова О.А., Любаковская Л.А., Гурина Н.С., Спиридович Е.В. Каллусная культура как альтернативный источник микроклонального размножения // Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства. 2004. N 1. C. 54-55.)
  20. Waidyanatha S., Pierfelice J., Cristy T., Mutlu E., Burback B., Rider C.V., et al. A strategy for test article selection and phytochemical characterization of Echinacea purpurea extract for safety testing // Food and Chemical Toxicology. 2020. Vol. 137. 111125. https://doi.org/10.1016/j.fct.2020.111125
  21. Henneh I.T., Huang B., Musayev F.N., Al Hashimi R., Safo M.K., Armah F.A., et al. Structural elucidation and in vivo anti-arthritic activity of j8-amyrin and polpunonic acid isolated from the root bark of Ziziphus abyssinica HochstEx. A Rich (Rhamnaceae) // Bioorganic chemistry. 2020. Vol. 98. 103744. https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2020.103744
  22. De Melo K.M., de Oliveira F.T.B., Silva R.A.C., Quindere A.L.G., Marinho Filho J.D.B., Araujo A.J., et al. a,e-Amyrin, a pentacyclic triterpenoid from Protium heptaphyllum suppresses adipocyte differentiation accompanied by down regulation of PPARy and C/EBPa in 3T3-L1 cells // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2019. Vol. 109. P. 18601866. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.11.027
  23. Cordeiro L.M., Machado M.L., da Silva A.F., Baptista F.B.O., da Silveira T.L., Soares F.A.A., et al. Rutin protects Huntington's disease through the insulin/IGF1 (IIS) signaling pathway and autophagy activity: study in Caenorhabditis elegans model // Food and Chemical Toxicology. 2020. Vol. 141. 111323. https://doi.org/10.1016/j.fct.2020.111323
  24. Sugawara T., Sakamoto K. Quercetin enhances motility in aged and heat-stressed Caenorhabditis elegans nematodes by modulating both HSF-1 activity, and insulin-like and p38-MAPK signalling // PloS ONE. 2020. Vol. 15. Issue 9. e0238528. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0238528
  25. Sharma S.H., Rajamanickam V., Nagarajan S. Supplementation of p-coumaric acid exhibits chemopreventive effect via induction of Nrf2 in a short-term preclinical model of colon cancer // European Journal of Cancer Prevention. 2019. Vol. 28. Issue 6. P. 472482. https://doi.org/10.1097/CEJ.0000000000000496
  26. Amalan V., Vijayakumar N., Indumathi D., Ramakrishnan A. Antidiabetic and antihyperlipidem-ic activity of p-coumaric acid in diabetic rats, role of pancreatic GLUT 2: in vivo approach // Biomedicine and Pharmacotherapy. 2016. Vol. 84. P. 230-236. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.09.039
  27. Peng J., Zheng T.-T., Liang Y., Duan L.-F., Zhang Y.-D., Wang L.J., et al. p-Coumaric acid protects human lens epithelial cells against oxidative stress-induced apoptosis by MAPK signaling // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2018. Vol. 2018. 8549052. https://doi.org/10.1155/2018/8549052
  28. Wang N., Zhou Y., Zhao L., Wang C., Ma W., Ge G., et al. Ferulic acid delayed amyloid в-induced pathological symptoms by autophagy pathway via a fasting-like effect in Caenorhabditis elegans // Food and Chemical Toxicology. 2020. Vol. 146. 111808. https://doi.org/10.1016/j.fct.2020.111808
  29. Szwajgier D., Borowiec K., Pustelniak K. The neuroprotective effects of phenolic acids: molecular mechanism of action // Nutrients. 2017. Vol. 9. Issue 5. 477. https://doi.org/10.3390/nu9050477
  30. Li J.-Q., Fang J.-S., Qin X.-M., Gao L. Metabolomics profiling reveals the mechanism of caffeic acid in extending lifespan in Drosophila melanogaster // Food & Function. 2020. Vol. 11. Issue 9. P. 82028213. https://doi.org/10.1039/d0fo01332c
  31. Carranza A.D.V., Saragusti A., Chiabrando G.A., Carrari F., Asis R. Effects of chlorogenic acid on thermal stress tolerance in C. elegans via HIF-1, HSF-1 and autophagy // Phytomedicine. 2019. Vol. 66. P. 153132. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2019.153132
  32. Han B., He C. Targeting autophagy using saponins as a therapeutic and preventive strategy against human diseases // Pharmacological Research. 2021. Vol. 166. 105428. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2021.105428

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».