Chrysophanol, also known as chrysophanic acid, is a fungal isolate and a natural anthraquinone. It is a C-3 methyl substituted chrysazin of the trihydroxyanthraquinone family.[1]

Chrysophanol (other names; 1,8-dihydroxy-3-methyl-anthraquinone and chrysophanic acid) was found commonly within Chinese medicine and is a naturally occurring anthraquinone.[2] Studies have been conducted on the benefits of chrysophanol and have found that it can aid in preventing cancer, diabetes, asthma, osteoporosis, retinal degeneration, Alzheimer's disease, osteoarthritis, and atherosclerosis.[2]

Its most common effects are of chemotherapeutic and neuroprotective properties.

History

Chrysophanol was first noted from Rheum rhabarbarum which is a plant belonging to the Polygonaceae family.[3] It has since been discovered to be present in various families such as Liliaceae, Meliaceae, Asphodelaceae and Fabaceae among more.[3] As of 2019, it has been observed in 65 species from 14 genera, not just in plants but animals and microbes as well.[3]

Uses

Chrysophanol has been shown to exhibit a variety of effects. It was shown in 2015 to lower cholesterol and triglyceride levels in zebrafish, as well as increase the frequency of peristalsis. This could therefore be used for lipid metabolic disorders in a clinical setting.[4] Chrysophanol has also been shown to exhibit the same properties lipid lowering in rats in 2013.[4]

Es besitzt zudem das Potenzial, die Osteoblastendifferenzierung anzuregen [ 5 ] und diabetische Nephropathie zu lindern [ 6 ] . Darüber hinaus kann es Bronchialzellen vor durch Zigarettenrauchextrakt induzierter Apoptose schützen [ 7 ]. Chrysophanol kann außerdem den Zustand der renalen interstitiellen Fibrose verbessern [ 8 ] .

Chrysophanol wurde auch zur Hemmung der T-Zell-Aktivierung und zum Schutz von Mäusen vor durch Dextransulfat-Natrium induzierter entzündlicher Darmerkrankung eingesetzt. [ 9 ] Es konnte gezeigt werden, dass es die im Dickdarmgewebe aufgrund der durch Natriumsulfat induzierten entzündlichen Darmerkrankung vorhandenen proinflammatorischen Zytokine abschwächt. [ 9 ]

Wirkungsmechanismus

Chrysophanol kann diabetische Nephropathie durch Inaktivierung der TGF-β/EMT-Signalübertragung lindern. [ 6 ] Es besitzt zudem das Potenzial, Bronchialzellen vor Zigarettenrauchextrakt zu schützen, indem es die CYP1A-Expression hemmt, die üblicherweise durch einen Überschuss an reaktiven Sauerstoffspezies verursacht wird. [ 7 ] Chrysophanol kann die Osteoblastendifferenzierung durch Induktion der AMP-aktivierten Proteinkinase sowie von Smad1/5/9 steigern. [ 5 ] Chrysophanol trägt zur Verbesserung der renalen interstitiellen Fibrose bei, indem es TGF-β1 und Phospho-Smad3 herunterreguliert und Smad7 hochreguliert. [ 8 ]

Chrysophanol kann auch bei der Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen helfen, indem es die Entzündung hemmt, indem es auf proinflammatorische Zytokine abzielt, die im Tumornekrosefaktor α enthalten sind. [ 9 ] Es wurde auch gezeigt, dass es den Mitogen-aktivierten Proteinkinase-Signalweg hemmt. [ 9 ]

Chrysophanol hemmt die Proliferation von Dickdarmkrebszellen in vitro . [ 10 ] Es induziert die Nekrose von Zellen durch eine Reduktion des ATP- Spiegels. [ 11 ] Chrysophanol mildert die Auswirkungen einer Bleibelastung bei Mäusen, indem es das neuronale Zytoplasmaödem im Hippocampus reduziert, die Crista-Fusion der Mitochondrien fördert, das Gedächtnis und die Lernfähigkeit signifikant verbessert, den Bleigehalt in Blut, Herz, Gehirn, Milz, Niere und Leber senkt, die Aktivität der Superoxiddismutase und der Glutathionperoxidase steigert und den Malondialdehyd-Spiegel in Gehirn, Niere und Leber reduziert. [ 12 ]

Mögliche therapeutische Anwendungen

Chrysophanol kann als Antineoplastikum wirken. Dies wurde in verschiedenen Organismen gezeigt. Berichten zufolge verursacht Chrysophanol nekroseähnlichen Zelltod in Nierenkrebszellen. [ 13 ] Aufgrund seiner Wirkung auf die diabetische Nephropathie und seiner Fähigkeit, die Lipidabsorption zu senken, hat es sich zudem als potenzieller Wirkstoff der ATC-Klasse A10 erwiesen. [ 4 ] [ 6 ]

Produktion

Chrysophanol wird auf natürliche Weise von verschiedenen Pflanzenarten produziert. Die größte Menge wird durch den Verzehr von Rhabarber aufgenommen. [ 1 ]

Arzneimittelwechselwirkungen

Es hat sich gezeigt, dass Chrysophanol zusammen mit Atorvastatin den Cholesterinspiegel senken kann. [ 4 ] Dies beruht auf den unterschiedlichen Wirkmechanismen: Chrysophanol bindet vermutlich an die Magenschleimhaut und stört so die Fettaufnahme, während Atorvastatin die Cholesterinproduktion in der Leber verringert. [ 4 ]

Toxizität

Anthrachinone, darunter Chrysophanolderivate, sind lebertoxisch. [ 14 ] Sie können in normalen menschlichen Leberzellen Apoptose auslösen. [ 14 ] Chrysophanolderivate wie Chrysophanol-8-O-Glucosid besitzen zudem gerinnungshemmende und thrombozytenaggregationshemmende Eigenschaften. [ 15 ] Die Derivate können außerdem eine abnorme oxidative Phosphorylierung verursachen, was zu einem verminderten mitochondrialen Membranpotenzial sowie zu einer erhöhten Konzentration reaktiver Sauerstoffspezies und letztendlich zu mitochondrialen Schäden und schließlich Apoptose führen kann. [ 14 ]

Es gibt auch Hinweise darauf, dass Chrysophanol DNA-Schäden verursachen kann. [ 2 ] Dies wurde an zwei Salmonella-Stämmen (TA 2637 und 1537) nachgewiesen. [ 2 ] Wichtig ist auch, dass es bei der Behandlung von Leberkrebszellen einen nekroseähnlichen Zelltod auslöst. [ 16 ] Nekrose schädigt die Zellumgebung, was bedeutet, dass zwar potenzielle Probleme behandelt werden können, aber auch das umliegende Gewebe. [ 16 ]

Referenzen

  1. ^ a b PubChem. "Chrysophanol" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Abgerufen am 31.05.2021 .
  2. Xie L, Tang H, Song J, Long J, Zhang L, Li X (Oktober 2019). „ Chrysophanol : Eine Übersicht über seine Pharmakologie, Toxizität und Pharmakokinetik“ . The Journal of Pharmacy and Pharmacology . 71 (10): 1475–1487 . doi : 10.1111 / jphp.13143 . PMID 31373015. S2CID 199380101 .  
  3. ^ a b c Yusuf MA, Singh BN, Sudheer S, Kharwar RN, Siddiqui S, Abdel-Azeem AM, et al. (Februar 2019). „Chrysophanol: Ein natürliches Anthrachinon mit vielfältigem biotherapeutischem Potenzial“ . Biomoleküle . 9 (2): 68. doi : 10.3390/biom9020068 . PMC 6406798 . PMID 30781696 .  
  4. ^ a b c d e Chen K, Wang CQ, Fan YQ, Xie YS, Yin ZF, Xu ZJ, et al. (15.07.2015). „Anwendung von Chrysophanol bei Zebrafischen zur Reduzierung von durch die Nahrung aufgenommenen Lipiden und deren möglicher Mechanismus“ . International Journal of Clinical and Experimental Medicine . 8 (7): 10558–67 . PMC 4565228. PMID 26379845 .  
  5. ^ a b Lim YJ, Kim KM, Jang WG (April 2021). „Chrysophanol erhöht die Osteoblastendifferenzierung über AMPK/Smad1/5/9-Phosphorylierung in vitro und in vivo“. Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology . 48 (4): 515–523 . doi : 10.1111 / 1440-1681.13443 . PMID 33300218. S2CID 228087337 .  
  6. ^ a b c Guo C, Wang Y, Piao Y, Rao X, Yin D (16.11.2020). „Chrysophanol hemmt das Fortschreiten der diabetischen Nephropathie durch Inaktivierung des TGF-β-Signalwegs“ . Arzneimitteldesign, -entwicklung und -therapie . 14 : 4951–4962 . doi : 10.2147/DDDT.S274191 . PMC 7678702 . PMID 33235436 .  
  7. Wu G, Yuan T, Zhu H, Zhang H, Su J, Guo L, et al. (15.12.2020). „Chrysophanol schützt humane Bronchialepithelzellen vor durch Zigarettenrauchextrakt (CSE) induzierter Apoptose“ . International Journal of Molecular Epidemiology and Genetics . 11 ( 3): 39–45 . PMC 7811954. PMID 33488953 .  
  8. ^ a b Dou F, Ding Y, Wang C, Duan J, Wang W, Xu H, et al. (Oktober 2020). „Chrysophanol lindert die renale interstitielle Fibrose durch Hemmung des TGF-β/Smad-Signalwegs“. Biochemical Pharmacology . 180 114079. doi : 10.1016 / j.bcp.2020.114079 . PMID 32511988. S2CID 219552025 .  
  9. ^ a b c d Lee HS, Jeong GS (März 2021). „Chrysophanol schwächt Manifestationen von immunvermittelten Darmerkrankungen durch die Regulation der Aktivierung von Kolorektalzellen und T-Zellen in vivo ab“ . Molecules . 26 (6): 1682. doi : 10.3390/molecules26061682 . PMC 8002617. PMID 33802855 .  
  10. ^ Lee MS, Cha EY, Sul JY, Song IS, Kim JY (Juni 2011). „Chrysophansäure hemmt die Proliferation von Dickdarmkrebszellen durch Inhibierung des EGFR/mTOR-Signalwegs“. Phytotherapy Research . 25 (6): 833–7 . doi : 10.1002/ptr.3323 . PMID 21089180. S2CID 2937534 .  
  11. ^ Burnstock G, Di Virgilio F (Dezember 2013). „Purinerge Signalübertragung und Krebs“ . Purinergic Signalling . 9 (4): 491–540 . doi : 10.1007 / s11302-013-9372-5 . PMC 3889385. PMID 23797685 .  
  12. ^ Zhang J, Yan C, Wang S, Hou Y, Xue G, Zhang L (Mai 2014). „ Chrysophanol mildert bleibedingte Schäden an Hippocampusneuronen bei neugeborenen Mäusen“ . Neural Regeneration Research . 9 (9): 924–30 . doi : 10.4103/1673-5374.133141 . PMC 4146226. PMID 25206913 .  
  13. ^ Choi JS (Juni 2016). „Chrysophansäure induziert Nekrose, aber keine Nekroptose in humanen Nierenzellkarzinomzellen (Caki-2) . Journal of Cancer Prevention . 21 (2): 81–87 . doi : 10.15430/JCP.2016.21.2.81 . PMC 4933431. PMID 27390736 .  
  14. Lin L, Yuan F, Liu Y, Zhong M, Xie T, Ni J, Li H (Dezember 2019). „ Hepatotoxizität und Mechanismusstudie von Chrysophanol-8-O-Glucosid in vitro“ . Biomedicine & Pharmacotherapy . 120 109531. doi : 10.1016/j.biopha.2019.109531 . PMID 31648163 . 
  15. ^ Seo EJ, Ngoc TM, Lee SM, Kim YS, Jung YS (2012). „Chrysophanol-8-O-glucosid, ein Anthrachinonderivat aus Rhabarber, besitzt thrombozytenaggregationshemmende und gerinnungshemmende Eigenschaften“ . Journal of Pharmacological Sciences . 118 (2): 245–54 . doi : 10.1254/jphs.11123fp . PMID 22302018 . 
  16. ^ a b Ni CH, Chen PY, Lu HF, Yang JS, Huang HY, Wu SH, et al. (Mai 2012). „Chrysophanol-induzierter nekroseartiger Zelltod durch beeinträchtigte mitochondriale ATP-Synthese in Hep3B-Leberkrebszellen des Menschen“. Archives of Pharmacal Research . 35 (5): 887–95 . doi : 10.1007/s12272-012-0514-z . PMID 22644856. S2CID 5631532 .  

Weiterführende Literatur

Trybus W, Król T, Trybus E, Stachurska A, Król G (Juni 2021). „Die potenzielle Antitumorwirkung von Chrysophanol in Bezug auf Gebärmutterhalskrebszellen“. Journal of Cellular Biochemistry . 122 (6): 639–652 . doi : 10.1002/jcb.29891 . PMID  33417255. S2CID  231193505 .