Oleoylethanolamine en palmitoylethanolamine Moduleren darmpermeabiliteit in Vitro via TRPV1 en PPARa

SAMENVATTING: Cannabinoïden moduleren de permeabiliteit van de darm via cannabinoïde receptor 1 (CB1). De endocannabinoïde-achtige verbindingen oleoylethanolamine (OEA) en palmitoylethanolamine (PEA) spelen een belangrijke rol in de spijsverteringsregulatie, en we veronderstelden dat ze ook de darmpermeabiliteit zouden moduleren. Transepitheliale elektrische weerstand (TEER) werd gemeten in menselijke Caco-2-cellen om de permeabiliteit na toepassing van OEA en PEA en relevante antagonisten te beoordelen. Cellen behandeld met OEA en PEA werden gekleurd op cytoskeletale F-actineveranderingen en gelyseerd voor immunoassay. OEA en PEA werden gemeten met vloeistofchromatografie-tandem massaspectrometrie. OEA (apicaal toegepast, logEC50 25.4) en PEA (basolateraal, logEC50 24.9; apicaal logEC50 25.3) verhoogden de weerstand tegen Caco-2 met 20-30% via transient receptor potential vanilloid (TRPV) -1 en peroxisome proliferator-geactiveerde receptor (PPAR) - een. Het voorkomen van hun afbraak (door het remmen van vetzuuramidehydrolase) versterkte de effecten van OEA en PEA. OEA en PEA induceerden cytoskeletveranderingen en geactiveerde focale adhesiekinase en ERK's 1/2, en verminderde Src-kinasen en aquaporines 3 en 4. In Caco-2-cellen behandeld met IFNg en TNFa, OEA (via TRPV1) en PEA (via PPARa) voorkomen of omgekeerd de door cytokine geïnduceerde verhoogde permeabiliteit vergeleken met vehikel (0,1% ethanol). PEA (basolateraal) keerde ook de verhoogde permeabiliteit om wanneer deze 48 of 72 uur na cytokines werd toegevoegd (P <0,001, via=""> Cellulaire en uitgescheiden niveaus van OEA en PEA (P <0,001-0,001) waren="" verhoogd="" in="" reactie="" op=""> OEA en PEA hebben endogene rollen en potentiële therapeutische toepassingen in omstandigheden van intestinale hyperpermeabiliteit en ontsteking. - Karwad, MA, Macpherson, T., Wang, B., Theophilidou, E., Sarmad, S., Barrett, DA, Larvin, M ., Wright, KL, Lund, JN, O'Sullivan, SE Oleoylethanolamine en palmitoylethanol-amine moduleren de darmpermeabiliteit in vitro via TRPV1 en PPARa. FASEB J. 31, 469-481 (2017).

Het maag-darmkanaal (GI) vormt het grootste raakvlak tussen de externe omgeving en de interne omgeving (1). Afgezien van zijn spijsverteringsfuncties, vormt het het meest complexe en geëvolueerde element van immuunafweer. Darmepitheelcellen vormen samen met hun slijmlagen een beschermende barrière, waarover paracellulaire permeatie selectief wordt gereguleerd door transmembraan eiwitcontraciliteit in de intercellulaire nauwe verbindingen (2, 3), waardoor het verlies van water en opgeloste stoffen wordt voorkomen de darm, terwijl tegelijkertijd de opname van water en voedingsstoffen mogelijk is, maar het binnendringen van toxines, antigenen en pathogenen wordt voorkomen (4-6). Verminderde darmbarrièrefunctie die leidt tot hyperpermeabiliteit wordt geassocieerd met een breed scala aan menselijke ziekten en aandoeningen, bijvoorbeeld acuut in shock en meervoudige orgaansysteemstoornissen met splanchnische ischemie (3), sepsis (2), of, geleidelijker, inclusief inflammatoire darmaandoeningen (7-10), coeliakie (11), prikkelbare darmsyndroom (12, 13) en een reeks andere aandoeningen (14, 15). Familieonderzoek heeft aangetoond dat verhoogde darmpermeabiliteit kan voorafgaan aan de klinische presentatie van inflammatoire darmaandoeningen (16–18). De regulatie van darmpermeabiliteit wordt slecht begrepen, en een beter begrip is noodzakelijk voor de ontwikkeling van therapeutische interventies die specifiek gericht zijn op het herstellen van de normale permeabiliteit (19).

Cannabis sativa plantenextracten worden al meer dan 5 millennia lang anekdotisch gebruikt voor de behandeling van GI-aandoeningen, waaronder misselijkheid, braken, anorexia, darmontsteking en diarree (20). Endocannabinoïden zijn intercellulaire lipidesignaleringsmoleculen afgeleid van arachidonzuur en op vraag gesynthetiseerd door celmembraanvoorlopers. Er werden voorbeelden gevonden die pas 20 jaar geleden in de darm tot expressie werden gebracht (21) en vervolgens bleken endocannabinoïden en hun receptoren belangrijke regulatoren te zijn van een verscheidenheid aan GI-functies, waaronder emesis (22), darmmotiliteit (23). ) en secretie (24). Endocannabinoïden spelen een belangrijke rol bij ontsteking en apoptose (25, 26) en specifiek bij darmontsteking (27), waardoor nieuwe therapeutische opties mogelijk worden (28).

Endocannabinoïden oefenen hun effecten uit door activering van cannabinoïdereceptor 1 en 2 (CB1 en CB2) (29) en andere doelplaatsen, zoals transient receptor potential ion channels (TRP's) (30), peroxisome proliferator-geactiveerde receptoren (PPAR's) ( 31), en de wees GPCR's GPR119 (32) en GPR55 (33). Al deze doelsites worden uitgedrukt in het GI-kanaal. Deze receptoren, samen met endocannabinoïde liganden en de enzymen die verantwoordelijk zijn voor hun metabolisme, worden gezamenlijk het endocannabinoïde systeem (ECS) genoemd. Het ECS is betrokken bij het moduleren van GI-motiliteit en darmontsteking en wordt naar boven gereguleerd bij darmontsteking. Onze groep heeft gerapporteerd dat cannabinoïden de darmpermeabiliteit in vitro moduleren in Caco-2-darmcellen (34, 35), wat ook in vivo is aangetoond (36). De van planten afgeleide cannabi- noids D9tetrahydrocannabinol en cannabidiol keren de verhoogde permeabiliteit veroorzaakt door EDTA of cytokines via CB1-activering om (34, 35). Daarentegen verhogen de endocannabi- noïden anandamide (AEA) en 2-arachidonoylglycerol (2-AG) de permeabiliteit van de Caco-2 monolaag via CB1 (34, 35), en remming van hun synthese verbetert de effecten van ontsteking op de permeabiliteit, wat suggereert dat de endogene productie van deze verbindingen in reactie op ontsteking een rol speelt bij het bevorderen van houdbaarheidsveranderingen in het epitheel.

Oleoylethanolamine (OEA) is een endocannabinoïde-achtige verbinding die niet bindt aan cannabinoïdereceptoren (37). Het wordt op aanvraag geproduceerd in enterocyten en de productie ervan wordt gestimuleerd door voedselinname (38) of verminderd door voedselgebrek (39). Het is een PPARa-agonist (40) die TRPV1-kanalen (41) en de wees-GPCR's GPR55 en GPR119 (42) activeert. Toediening van OEA onderdrukt voedselinname, remt lichaamsgewichtstoename (43) en induceert verzadiging via PPARa-activering (44). Het speelt ook een rol bij het reguleren van het lipidenmetabolisme (45) en verlaagt het cholesterolgehalte bij muizen via PPARa (40, 46). Palmitoylethanolamine (PEA) is een andere endocannabinoïde-achtige verbinding die op hoge niveaus in het bovenste maagdarmkanaal wordt gevonden in vergelijking met andere organen en weefsels (39). Het vermindert darmletsel en ontsteking bij muizen via PPARa (47, 48). Meer recent is gevonden dat orale of intraperitoneale toediening van PEA ontsteking en schade bij door dinitrobenzeensulfonzuur geïnduceerde colitis bij muizen vermindert, gemedieerd door PPARa, CB2 en GPR55 (49), en remming van het enzym dat verantwoordelijk is voor PEA-afbraak vermindert ook de ontsteking in 2 muismodellen voor colitis (50).

In de huidige studie hebben we de hypothese dat OEA en PEA, die vaak tegengestelde fysiologische acties en farmacologie hebben die verschillen van die van AEA en 2-AG, ook de darmpermeabiliteit kunnen moduleren en een rol kunnen spelen bij darmontsteking. Onze hypothese was dat deze verbindingen een gunstig effect zouden hebben op de darmprestatie op basis van hun positieve effecten in vivo bij gesimuleerde ontsteking.