A Javascript jelenleg le van tiltva a böngészőjében. A weboldal egyes funkciói nem fognak működni, ha a JavaScript le van tiltva.
Regisztráljon a megadott adataival és az Önt érdeklő gyógyszerrel, és mi összepárosítjuk az Ön által megadott információkat a kiterjedt adatbázisunkban található cikkekkel, és azonnal elküldjük Önnek a PDF-példányt e-mailben.
A Ban-Lan-Gen granulátumok egerekben csökkentik a dextrán-nátrium-szulfát által kiváltott krónikus, relapszáló vastagbélgyulladást a bélmikrobiota modulálásával és a bélrendszeri SCFA-származékú GLP-1 termelésének helyreállításával
Jiao Peng,1-3,*Li Xi,4,*Zheng Lin,3,5 Duan Lifang,1 Gao Zhengxian,2,5 Diehu,1 Li Jie,6 Li Xiaofeng,6 Shen Xiangchun,5 Xiao Haitao21Pekingi Egyetem, Sencseni Kórház Gyógyszerészeti Tanszék, Sencsen, Kínai Népköztársaság; 2Sencseni Egyetem Egészségtudományi Központ Gyógyszerészeti Kar, Sencsen, Kínai Népköztársaság; 3Guizhoui Orvostudományi Egyetem Mérnöki Technológiai Kutatóközpontja, Etnikai Orvostudomány és Hagyományos Kínai Orvoslás Fejlesztése és Alkalmazása, Oktatási Minisztérium, Guizhoui Tartományi Gyógyszerészeti Kulcslaboratórium, Guizhoui Orvostudományi Egyetem, Guiyang, Kínai Népköztársaság; 4Gasztroenterológiai Tanszék, Pekingi Egyetem, Sencseni Kórház, Sencsen, Kínai Népköztársaság; 5Guizhoui Orvostudományi Egyetem Gyógyszerészeti Kar, Gyógynövények Funkciójának és Alkalmazásának Állami Kulcslaboratóriuma, Guiyang; 6. Laboratóriumi Orvostudományi Tanszék, Pekingi Egyetem, Sencsen, Kína [email protected] Shen Xiangchun, Gyógyszerészeti Kar, Guizhoui Orvostudományi Egyetem, Guizhou, Kínai Népköztársaság, 550004, Email [email protected] Célkitűzés: A GLP-1 alapú terápia új kezelési lehetőség a gyulladásos bélbetegségek kezelésére. A Ban-Lan-Gen (BLG) granulátum egy ismert vírusellenes hagyományos kínai gyógyszerkészítmény, amely potenciális gyulladáscsökkentő aktivitást mutat különféle gyulladásos állapotok kezelésében. A vastagbélgyulladásra gyakorolt ​​gyulladáscsökkentő hatása és hatásmechanizmusa azonban még mindig nem tisztázott. MÓDSZEREK: A dextrán-nátrium-szulfát (DSS) által kiváltott krónikus, relapszusos vastagbélgyulladás megállapítása egerekben. A BLG védőhatásának felmérésére betegségaktivitási indexeket, sérülés szövettani markereit és gyulladáskeltő citokinszinteket végeztek. A BLG bélmikrobiotára és a bélflórára gyakorolt ​​hatását a szérum GLP-1 szintje és a vastagbél Gcg, GPR41 és GRP43 expressziója, a bélmikrobiota összetétele, a széklet rövid szénláncú zsírsavainak szintje és a primer egér vastagbél hámsejtekből felszabaduló GLP-1 jellemezte. SCFA-ból származó GLP-1 termelés. Eredmények: A BLG kezelés jelentősen csökkentette a testsúlycsökkenést, a DAI-t, a vastagbél rövidülését, a vastagbél szövetkárosodását, valamint a TNF-α, IL-1β és IL-6 gyulladáskeltő citokinszintjét a vastagbél szövetében. Ezenkívül a BLG kezelés jelentősen visszaállíthatja a vastagbél Gcg, GPR41 és GRP43 expresszióját és a szérum GLP-1 szintjét vastagbélgyulladásos egerekben, azáltal, hogy növeli az SCFA-termelő baktériumok, például az Akkermansia és a Prevotellaceae_UCG-001 mennyiségét, és csökkenti az olyan baktériumok mennyiségét, mint az Eubacterium_xylanophilum_group, a Ruminococcaceae_UCG-014, az Intestinimonas és az Oscillibacter. Ezenkívül a BLG kezelés jelentősen növelheti az SCFA-k szintjét vastagbélgyulladásos egerek székletében. Ugyanakkor az in vitro kísérletek azt is kimutatták, hogy a BLG-vel kezelt egerek székletkivonata nagymértékben stimulálhatja a GLP-1-et termelő primer kis egér vastagbél hámsejteket. Következtetések: Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a BLG vastagbélgyulladás-ellenes hatással rendelkezik. A BLG potenciálisan terápiás célú fejlesztésre kerülhet, legalább részben a bélmikrobiota modulálásával és a bélrendszeri rövid szénláncú zsírsavakból származó GLP-1 termelés helyreállításával. Ígéretes gyógyszerek a krónikus kiújuló vastagbélgyulladás kezelésére. Kulcsszavak: vastagbélgyulladás, Ban-Lan-Gen granulátumok, bélmikrobiota, rövid szénláncú zsírsavak, GLP-1
A fekélyes vastagbélgyulladás (UC) a vastag- és végbél hosszú távú gyulladásos betegsége, amelyet visszatérő hasmenés, hasi fájdalom, fogyás és nyálkás-gennyes, véres széklet jellemez.1 Az utóbbi időben az UC előfordulása nőtt a korábban alacsony előfordulási gyakoriságú országokban, beleértve Kínát is, a nyugati életmód növekvő népszerűségével.2 Ez a növekedés komoly közegészségügyi problémákat okoz, és komoly következményekkel jár a betegek munkaképességére és életminőségére nézve. Figyelemre méltó, hogy az UC patogenezise nagyrészt továbbra sem tisztázott, de általánosan elfogadott, hogy a genetika, a környezeti tényezők, a bélmikrobiota és az immunrendszer mind hozzájárul az UC kialakulásához.3 Még ma sem gyógyítható az UC, és a kezelés célja a klinikai tünetek kontrollálása, a remisszió kiváltása és fenntartása, a nyálkahártya gyógyulásának elősegítése és a kiújulás csökkentése. A klasszikus kezelések közé tartoznak az aminoszalicilátok, a kortikoszteroidok, az immunszuppresszánsok és a biológiai készítmények. Ezek a gyógyszerek azonban különféle mellékhatásaik miatt nem érik el a kívánt hatást.4 Az utóbbi időben számos esettanulmány kimutatta, hogy a hagyományos kínai orvoslás (HKO) nagy potenciált mutat az UC alacsony toxicitással történő enyhítésében, ami arra utal, hogy a ... Az új hagyományos kínai orvoslás (HKO) terápiák ígéretes kezelési stratégiát jelentenek a colitis ulcerosában.5-7​​​
A Banlangen granulátum (BLG) egy hagyományos kínai orvoslásban használt készítmény, amelyet a Banlangen gyökér vizes kivonatából készítenek.8 Vírusellenes hatékonysága mellett a BLG potenciális gyulladáscsökkentő aktivitást is mutat különféle gyulladásos állapotok kezelésében.9,10 Ezenkívül glükozinolátokat (R,S-goitrin, progoitrin, epiprorubin és glükozid) izoláltak és azonosítottak a Radix isatidis vizes kivonataiból), valamint nukleozidokat (hipoxantin, adenozin, uridin és guanozin) és indigó alkaloidokat, például indigót és indirubint.11,12 Korábbi tanulmányok jól dokumentálták, hogy az adenozin, uridin és indirubin vegyületek erős vastagbélgyulladás-ellenes hatást mutatnak a vastagbélgyulladás különböző állatmodelljeiben.13-17 A BLG vastagbélgyulladásban való hatékonyságának értékelésére azonban nem végeztek bizonyítékokon alapuló vizsgálatokat. Jelen tanulmányunkban a BLG védő hatását vizsgáltuk a dextrán-nátrium-szulfát (DSS) által kiváltott krónikus, relapszáló vastagbélgyulladásra C57BL/6 egerekben, és azt találtuk, hogy a BLG orális adagolása jelentősen... A DSS által kiváltott krónikus, kiújuló vastagbélgyulladás egerekben, melynek szabályozó mechanizmusai a bélmikrobiota modulációjával és a bélből származó glukagonszerű peptid-1 (GLP-1) termelés helyreállításával járnak.
A BLG granulátumokat (cukormentes, NMPA által jóváhagyott Z11020357; Beijing Tongrentang Technology Development Co., Ltd., Peking, Kína; gyártási szám: 20110966) gyógyszertárakban vásároltuk. A DSS-t (molekulatömeg: 36 000–50 000 Dalton) az MP Biologicals-tól (Santa Ana, USA) vásároltuk. A szulfaszalazint (SASP) (≥ 98%-os tisztaság), a hematoxilint és az eozint a Sigma-Aldrich-tól (St. Louis, MO, USA) vásároltuk. Az egér TNF-α, IL-1β és IL-6 luminex Elisa assay készleteket az R&D systems-től (Minneapolis, MN, USA) vásároltuk. Az ecetsavat, a propionsavat és a vajsavat az Aladdin Industries-től (Sanghaj, Kína) vásároltuk. A 2-etil-vajsavat a Merck KGaA-tól (Darmstadt, Németország) vásároltuk.
6-8 hetes hím C57BL/6 egereket (testtömeg 18-22 g) vásároltunk a Beijing Wetahe Laboratory Animal Technology Co., Ltd.-től (Peking, Kína), és 22 ± 2 °C-os környezetben tartottuk őket, 12 órás fény/sötétség ciklussal. Az egereket standard rágcsálótáppal etettük, és egy hétig szabadon hozzáférhettünk ivóvízhez, hogy hozzászokjanak az új környezethez. Az egereket ezután véletlenszerűen négy csoportra osztottuk: kontrollcsoport, DSS modellcsoport, SASP-vel kezelt csoport (200 mg/kg, orálisan) és BLG-vel kezelt csoport (1 g/kg, orálisan). Amint az 1A. ábrán látható, korábbi tanulmányunk szerint, kísérleti krónikus relapszusos vastagbélgyulladást indukáltunk egerekben három ciklusban 1,8%-os DSS-sel 5 napig, majd desztillált vízzel 7 napig, korábbi tanulmányunk szerint.18 Az SASP-vel és BLG-vel kezelt csoportokban lévő egereket a 0. naptól kezdve minden nap SASP-vel, illetve BLG-vel kezeltük. Az előzetes kísérletek szerint a BLG dózisát a következőre állítottuk be: 1 g/kg. Eközben a SASP dózisát az irodalom szerint 200 mg/kg-ra állították be.4 A kontroll- és a DSS modellcsoportok a kísérlet során azonos mennyiségű vizet kaptak.
1. ábra A BLG enyhíti a DSS által kiváltott krónikus, relapszáló vastagbélgyulladást egerekben. (A) Krónikus, relapszáló vastagbélgyulladás kísérleti felépítése és kezelése, (B) testtömegváltozás, (C) betegségaktivitási index (DAI) pontszám, (D) vastagbél hossza, (E) a vastagbél reprezentatív képe, (F) H&E festés Vastagbél (nagyítás, ×100) és (G) szövettani pontszám. Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg (n = 6). ##p < 0,01 vagy ###p < 0,001 vs kontroll (Con) csoport; *p < 0,05 vagy **p < 0,01 vagy ***p < 0,001 vs DSS csoport.
A testtömeget, a széklet állagát és a végbélvérzést naponta feljegyezték. A betegségaktivitási indexet (DAI) a testtömeg, a széklet állagának és a végbélvérzés pontszámainak kombinálásával határozták meg a korábban leírtak szerint.19 A kísérlet végén az összes egeret elaltatták, és a vért, a székletet és a vastagbelet összegyűjtötték a további kísérletekhez.
A vastagbél szövetét formalinban fixáltuk és paraffinba ágyaztuk. 5 mikronos metszeteket készítettünk, amelyeket hematoxilin-eozinnal (H&E) festettünk, majd a korábban leírtak szerint vakmetszéssel értékeltük és értékeltük.19
A vastagbél szövetének teljes RNS-ét Trizol reagenssel (Invitrogen, Carlsbad, CA) extraháltuk, majd reverz transzkriptázzal (TaKaRa, Kusatsu, Shiga, Japán) cDNS-t extrakcióval végeztük. A kvantitatív PCR-t valós idejű PCR rendszerrel végeztük SYBR Green Master (Roche, Bázel, Svájc) felhasználásával. A célgén transzkriptjeit β-aktinra normalizáltuk, és az adatokat 2-ΔΔCT módszerrel elemeztük. A gén primer szekvenciáit az 1. táblázat mutatja.
Az elsődleges egér vastagbél hámsejtek izolálását és tenyésztését a korábban leírtak szerint végeztük.20 Röviden, a 6-8 hetes egerek vastagbelét először nyaki diszlokációval történő leölés után kimetszettük, majd hosszirányban felnyitottuk, Hanks kiegyensúlyozott sóoldattal (HBSS, kalcium és magnézium nélkül) kezeltük, és 0,5-1 mm-es apró darabokra vágtuk. Ezt követően a szöveteket 0,4 mg/ml kollagenáz XI-vel (Sigma, Poole, Egyesült Királyság) emésztettük szabad DMEM táptalajban, és 300 xg-vel centrifugáltuk 5 percig szobahőmérsékleten. A pelletet DMEM táptalajban (10% magzati szarvasmarha-szérummal, 100 egység/ml penicillinnel és 100 µg/ml sztreptomicinnel kiegészítve) 37 °C-on reszuszpendáltuk, és egy nejlonhálón (pórusméret ~250 µm) átengedtük. A vastagbél hámsejtek alikvotjait üvegfenekű tálakba helyeztük, és ecetsavval, propionsavval, vajsavval és egér székletkivonatokkal inkubáltuk 2 órán át 37 °C-on, 5%-os oldatban. CO2.
A vastagbél szövetet PBS-sel homogenizáltuk, és az IL-6, TNF-α és IL-1β citokinek szintjét a vastagbél szövetben luminex ELISA assay kitekkel (R&D systems, Minneapolis, MN, USA) határoztuk meg. Hasonlóképpen, a primer egér vastagbél hámsejtek szérumában és táptalajában a GLP-1 szintjét ELISA kittel (Bioswamp, Wuhan, Kína) határoztuk meg a gyártó utasításai szerint.
A székletből teljes DNS-t extrakciós készlettel (Tiangen, Kína) extraháltuk. A DNS minőségét és mennyiségét 260 nm/280 nm, illetve 260 nm/230 nm arányban mértük. Ezt követően, minden extrahált DNS-t templátként használva, specifikus 338F (ACTCCTACGGGAGGCAGCAG) és 806R (GGACTACHVGGGTWTCTAAT) primereket használtunk a 16S rRNA gén V3-V4 régióinak amplifikálására különböző régiókban. A PCR-termékeket QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN, Németország) segítségével tisztítottuk, valós idejű PCR-rel kvantifikáltuk, és IlluminaMiseq PE300 szekvenálási platformmal (Illumina Inc., CA, USA) szekvenáltuk. A bioinformatikai elemzéshez az adatfeldolgozást a korábban ismertetett protokollok szerint végeztük.21,22 Röviden, a nyers expressz fájlok szűréséhez a Cutadapt (V1.9.1) programot használtuk. Az OTU-kat UPARSE (7.0.1001 verzió) segítségével klasztereztük. 97%-os hasonlósági határértékkel, és UCHIME-t használtak a kiméra szekvenciák eltávolítására. A közösségösszetétel-elemzést és osztályozást az RDP osztályozóval (http://rdp.cme.msu.edu/) végezték a SILVA riboszomális RNS génadatbázis alapján.
A rövid szénláncú zsírsavak (ecetsav, propionsav és vajsav) szintjét Tao és munkatársai által korábban leírtak szerint mérték, némi módosítással.23 Röviden, 100 mg székletet először 0,4 ml ioncserélt vízben szuszpendáltak, majd 0,1 ml 50%-os kénsavat és 0,5 ml 2-etil-vajsavat (belső standard) adtak hozzá, majd homogenizálták és 4°C-on melegítették. Centrifugáljuk 12 000 fordulat/perc sebességgel 15 percig C-on. A felülúszót 0,5 ml éterrel extraháltuk, és GC-be injektáltuk elemzés céljából. Gázkromatográfiás (GC) elemzéshez a mintákat GC-2010 Plus gázkromatográffal (Shimadzu, Inc.) elemeztük, amely lángionizációs detektorral (FID) volt felszerelve. Az elválasztást ZKAT-624 oszloppal, 30 m × 0,53 mm × 0,3 μm (Lanzhou Zhongke Antai Analytical Technology Co., Ltd., Kína) végeztük. Az adatokat GC oldat szoftverrel (Shimadzu, Inc.) gyűjtöttük. A megosztási arány 10:1 volt, a vivőgáz nitrogén volt, az áramlási sebesség pedig 6 ml/perc. A befecskendezési térfogat 1 μL volt. Az injektor és a detektor hőmérséklete 300 °C volt. A kemence hőmérsékletét 13,5 percig 140 °C-on tartottuk, majd 120 °C/perc sebességgel 250 °C-ra emeltük; a hőmérsékletet 5 percig tartottuk.
Az adatokat átlag ± átlag standard hibája (SEM) formájában adjuk meg. Az adatok szignifikanciáját egyutas ANOVA-val, majd Duncan-féle többszörös tartománypróbával értékeltük. Minden számításhoz a GraphPad Prism 5.0 szoftvert (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA) használtuk, és a p < 0,05 értéket tekintettük statisztikailag szignifikánsnak.
Közismert, hogy a colitis ulcerosa (CU) egy krónikus, relapszáló vastagbélgyulladás (CU), amely súlyos hasi fájdalommal, hasmenéssel és vérzéssel jár. Ezért egerekben DSS-indukált krónikus, relapszáló vastagbélgyulladást vizsgáltak a BLG vulvovaginális hatékonyságának értékelésére (1A. ábra). A kontrollcsoporthoz képest a DSS modellcsoport egerei szignifikánsan csökkent testsúlyúak és magasabb DAI-val rendelkeztek, és ezek a változások 24 napos BLG-kezelés után szignifikánsan visszafordultak (1B. és C. ábra). A vastagbél rövidülése a colitis ulcerosa fontos jellemzője. Amint az 1D. és E. ábrán látható, a DSS-t kapó egerek vastagbélhossza szignifikánsan lerövidült, de a BLG-kezelés enyhítette a tüneteket. Ezt követően hisztopatológiai analízist végeztek a vastagbélgyulladás felmérésére. A H&E festett képek és a patológiai pontszámok azt mutatták, hogy a DSS adagolása jelentősen megzavarta a vastagbél architektúráját és kriptakárosodást eredményezett, míg a BLG-kezelés szignifikánsan csökkentette a kriptakárosodást és a patológiai pontszámokat (1F. és G. ábra). Figyelemre méltó, hogy a BLG védőhatása 1 g/kg dózisban összehasonlítható volt a SASP 200 mg/kg dózisú hatásával. mg/kg. Összességében ezek az eredmények arra utalnak, hogy a BLG hatékonyan csökkenti a DSS által kiváltott krónikus relapszáló vastagbélgyulladás súlyosságát egerekben.
A TNF-α, IL-1β és IL-6 a vastagbélgyulladás fontos gyulladásos markerei. Amint a 2A. ábrán látható, a DSS a TNF-α, IL-1β és IL-6 génexpressziójának jelentős növekedését indukálta a vastagbélben a kontrollcsoporthoz képest. A BLG adagolása jelentősen visszafordíthatja ezeket a DSS által közvetített változásokat. Ezután ELISA-t alkalmaztunk a TNF-α, IL-1β és IL-6 gyulladásos citokinek szintjének meghatározására a vastagbél szövetében. Az eredmények azt is mutatták, hogy a TNF-α, IL-1β és IL-6 vastagbélszintje szignifikánsan megemelkedett a DSS-sel kezelt egerekben, míg a BLG kezelés enyhítette ezeket a növekedéseket (2B. ábra).
2. ábra A BLG gátolja a gyulladáskeltő TNF-α, IL-1β és IL-6 citokinek génexpresszióját és termelődését DSS-sel kezelt egerek vastagbélében. (A) A TNF-α, IL-1β és IL-6 vastagbél-génexpressziója; (B) a TNF-α, IL-1β és IL-6 vastagbélfehérje-szintjei. Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg (n = 4–6). #p < 0,05 vagy ##p < 0,01 vagy ###p < 0,001 vs. kontroll (Con) csoport; *p < 0,05 vagy **p < 0,01 vs. DSS csoport.
A béldiszbiózis kritikus szerepet játszik a colitis ulcerosa (CU) patogenezisében.24 Annak vizsgálatára, hogy a BLG modulálja-e a DSS-kezelt egerek bélmikrobiotáját, 16S rRNA szekvenálást végeztek a béltartalom bakteriális közösségének elemzésére. A Venn-diagram azt mutatja, hogy a három csoport 385 OTU-val osztozik. Ugyanakkor minden csoport egyedi OTU-val rendelkezett (3A. ábra). Továbbá a 3B. és C. ábrán látható Chao1 index és Shannon index azt mutatta, hogy a bélmikrobiota közösségi diverzitása csökkent a BLG-kezelt egerekben, mivel a Shannon index szignifikánsan csökkent a BLG-kezelt csoportban. Főkomponens-analízist (PCA) és főkoordináta-analízist (PCoA) alkalmaztak a három csoport közötti klaszterezési mintázatok meghatározására, és kimutatták, hogy a DSS-kezelt egerek közösségi szerkezete egyértelműen elkülönült a BLG-kezelés után (3D. és E. ábra). Ezek az adatok arra utalnak, hogy a BLG-kezelés szignifikánsan befolyásolta a DSS-indukált vastagbélgyulladásban szenvedő egerek közösségszerkezetét.
3. ábra A BLG megváltoztatja a bélmikrobiota diverzitását DSS által kiváltott vastagbélgyulladásban szenvedő egerekben. (A) Az OTU Venn-diagramja, (B) Chao1 index, (C) Shannon-féle gazdagsági index, (D) Az OTU főkomponens-elemzési (PCA) pontszámdiagramja, (E) OTU főkoordináta-elemzési (PCoA) pontszám. 1. ábra. Az adatokat átlag ± SEM formában mutatjuk be (n = 6). **p < 0,01 vs DSS csoport.
A székletmikrobiota specifikus változásainak felméréséhez elemeztük a bélmikrobiota összetételét minden taxonómiai szinten. Amint a 4A. ábrán látható, minden csoportban a fő törzseket a Firmicutes és a Bacteroidetes alkotta, ezt követte a Verrucomicrobia. A Firmicutes és a Firmicutes/Bacteroidetes arány relatív gyakorisága szignifikánsan megnőtt a DSS-sel kezelt egerek székletében található mikrobiális közösségekben a kontroll egerekhez képest, és ezek a változások szignifikánsan visszafordultak a BLG kezelés után. A BLG kezelés különösen jelentősen növelte a Verrucobacterium relatív gyakoriságát a DSS által kiváltott vastagbélgyulladásban szenvedő egerek székletében. A háztartások szintjén a székletmikrobiota közösségeit a Lachnospiriaceae, Muribaculaceae, Akkermansiaceae, Ruminococcaceae és Prevotellaceae foglalta el (4B. ábra). A DSS csoporthoz képest a BLG csökkenése növelte az Akkermansiaceae gyakoriságát, de csökkentette a Lachnospiraceae és a Ruminococcaceae gyakoriságát. Figyelemre méltó, hogy a nemzetség szintjén a székletmikrobiotát a következők foglalták el: Lachnospira_NK4A136_group, Akkermansia és Prevotellaceae_UCG-001 (4C. ábra). Ez a megállapítás azt is igazolta, hogy a BLG-kezelés hatékonyan visszafordította a mikrobiota egyensúlyhiányát a DSS-fertőzésre adott válaszként, amelyet az Eubacterium_xylanophilum_group, Ruminococcaceae_UCG-014, Intestinimonas és Oscillibacter számának csökkenése, valamint az Akkermansia és Prevotellaceae_UCG-001 számának növekedése jellemzett.
4. ábra A BLG megváltoztatja a bélmikrobiota mennyiségét DSS-indukálta vastagbélgyulladásos egerekben. (A) A bélmikrobiota mennyisége a törzs szintjén; (B) A bélmikrobiota mennyisége a család szintjén; (C) A bélmikrobiota mennyisége a nemzetség szintjén. Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg (n = 6). #p < 0,05 vagy ###p < 0,001 vs. kontroll (Con) csoport; *p < 0,05 vagy **p < 0,01 vagy ***p < 0,001 vs. DSS csoport.
Figyelembe véve, hogy a rövid szénláncú zsírsavak (SCFA-k) az Akkermansia és a Prevotellaceae_UCG-001 fő metabolitjai, míg az acetát, propionát és butirát a leggyakoribb SCFA-k a béllumenben,25-27 még mindig a vizsgálatunkban tartunk. Amint az 5. ábrán látható, a széklet-acetát, -propionát és -butirát koncentrációja szignifikánsan csökkent a DSS-sel kezelt csoportban, míg a BLG-kezelés nagymértékben elnyomhatta ezt a csökkenést.
5. ábra. A BLG növeli az SCFA-k szintjét DSS által kiváltott vastagbélgyulladásban szenvedő egerek székletében. (A) Ecetsavtartalom a székletben; (B) propionsavtartalom a székletben; (C) vajsavtartalom a székletben. Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg (n = 6). #p < 0,05 vagy ##p < 0,01 vs kontroll (Con) csoport; *p < 0,05 vagy **p < 0,01 vs DSS csoport.
Továbbá kiszámítottuk a Pearson-féle korrelációs együtthatót a nemzetség szintű differenciális rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) és a széklet mikrobiota között. Amint a 6. ábrán látható, az Akkermansia pozitív korrelációt mutatott a propionsav (Pearson = 0,4866) és a vajsav (Pearson = 0,6192) termelésével. Ezzel szemben mind az Enteromonas, mind az Oscillobacter negatív korrelációt mutatott az acetáttermeléssel, Pearson-együtthatókkal 0,4709, illetve 0,5104 értékben. Hasonlóképpen, a Ruminococcaceae_UCG-014 negatív korrelációt mutatott a propionsav (Pearson = 0,4508), illetve a vajsav (Pearson = 0,5842) termelésével.
6. ábra Pearson-féle korrelációs analízis a differenciális rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) és a vastagbél mikrobái között. (A) Enteromonas ecetsavval; (B) Agyrázkódást okozó bacillus ecetsavval; (C) Akkermansia vs. propionsav; (D) Ruminococcus_UCG-014 propionsavval; (E) Akkermansia vajsavval; (F) ) Ruminococcus_UCG-014 vajsavval.
A glukagonszerű peptid-1 (GLP-1) a proglukagon (Gcg) sejttípus-specifikus poszttranszlációs terméke, gyulladáscsökkentő tulajdonságokkal.28 Amint a 7. ábrán látható, a DSS a Gcg mRNS expressziójának jelentős csökkenését indukálta. A vastagbél- és BLG-kezelés jelentősen visszafordíthatta a DSS által kiváltott Gcg-csökkenést a kontrollcsoporthoz képest (7A. ábra). Ugyanakkor a szérum GLP-1 szintje szignifikánsan csökkent a DSS-sel kezelt csoportban, és a BLG-kezelés nagymértékben megakadályozhatta ezt a csökkenést (7B. ábra). Mivel a rövid szénláncú zsírsavak a G-proteinhez kapcsolt 43-as receptor (GRP43) és a G-proteinhez kapcsolt 41-es receptor (GRP41) aktivációján keresztül stimulálhatják a GLP-1 szekréciót, a GPR41-et és a GRP43-at is megvizsgáltuk vastagbélgyulladásos egerek vastagbélében, és azt találtuk, hogy a GRP43 és GPR41 vastagbél mRNS expressziója szignifikánsan csökkent a DSS-fertőzés után, és a BLG-kezelés hatékonyan helyre tudta állítani ezeket a csökkenéseket (7C. és D. ábra).
7. ábra A BLG növeli a szérum GLP-1 szintjét és a vastagbél Gcg, GPR41 és GRP43 mRNS expresszióját DSS-sel kezelt egerekben. (A) Gcg mRNS expresszió vastagbél szövetben; (B) GLP-1 szint a szérumban; (C) GPR41 mRNS expresszió vastagbél szövetben; (D) GPR43 mRNS expresszió vastagbél szövetben. Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg (n = 5–6). #p < 0,05 vagy ##p < 0,01 vs kontroll (Con) csoport; *p < 0,05 vs DSS csoport.
Mivel a BLG-kezelés növelheti a szérum GLP-1 szintjét, a vastagbél Gcg mRNS expresszióját és a széklet SCFA szintjét a DSS-sel kezelt egerekben, tovább vizsgáltuk az acetát, propionát és butirát, valamint a kontroll (F-Con), DSS vastagbélgyulladásos (F-Con) és BLG-vel kezelt vastagbélgyulladásos (F-BLG) egerek GLP-1 felszabadulását primer egér vastagbél hámsejtekből. Amint a 8A. ábra mutatja, a 2 mM ecetsavval, propionsavval és vajsavval kezelt primer egér vastagbél hámsejtek jelentősen stimulálták a GLP-1 felszabadulását, összhangban a korábbi vizsgálatokkal.29,30 Hasonlóképpen, az összes F-Con, F-DSS és F-BLG (ami 0,25 g széklettel egyenértékű) nagymértékben stimulálta a GLP-1 felszabadulását primer egér vastagbél hámsejtekből. Figyelemre méltó, hogy az F-DSS-sel kezelt primer egér vastagbél hámsejtek által felszabaduló GLP-1 mennyisége sokkal alacsonyabb volt, mint az F-Con és F-BLG-vel kezelt primer egér vastagbél hámsejteké.(8A. ábra) 8B). Ezek az adatok arra utalnak, hogy a BLG-kezelés jelentősen helyreállította a bélrendszeri SCFA-eredetű GLP-1 termelést.
8. ábra A BLG-ből származó rövid szénláncú zsírsavak (SCFA) stimulálják a GLP-1 felszabadulását primer egér vastagbél hámsejtekből. (A) Az ecetsav, a propionsav és a vajsav stimulálták a GLP-1 felszabadulását primer egér vastagbél hámsejtekből; (B) az F-Con, F-DSS és F-BLG székletkivonatok stimulálták a primer egér vastagbél hámsejteket. A felszabadult GLP-1 mennyisége. A vastagbél hámsejtek alikvotjait üvegaljú Petri-csészékbe helyeztük, és 2 mM ecetsavval, propionsavval, vajsavval és F-Con, F-DSS és F-BLG székletkivonatokkal (ami 0,25 g széklettel egyenértékű) kezeltük. 2 óra 37°C-on, 5% CO2 mellett. A primer egér vastagbél hámsejtekből felszabaduló GLP-1 mennyiségét ELISA-val detektáltuk. Az adatokat átlag ± SEM formában adjuk meg (n = 3). #p < 0,05 vagy ##p < 0,01 vs. üres vagy F-Con; *p < 0,05 az F-DSS-hez képest.
Rövidítések: Ace, ecetsav; Pro, propionsav; azonban vajsav; F-Con, kontroll egerek székletkivonata; F-DSS, vastagbélgyulladásos egerek székletkivonata; F-BLG, BLG-vel kezelt vastagbélből. Gyulladásos egerek székletkivonatai.
Az Egészségügyi Világszervezet által a kezelésre nehezen kezelhető betegségként számon tartott colitis ulcerosa globális veszélyt jelent; A betegség előrejelzésére, megelőzésére és kezelésére szolgáló hatékony módszerek azonban még mindig korlátozottak. Ezért sürgősen szükség van új, biztonságos és hatékony terápiás stratégiák feltárására és kidolgozására a fekélyes vastagbélgyulladás (CU) kezelésére. A hagyományos kínai orvoslás készítményei ígéretes lehetőséget jelentenek, mivel számos hagyományos kínai orvoslás készítményről kimutatták, hogy hatékony a kínai lakosság CU-jának kezelésében az évszázadok során, és ezek mind biológiai szerves anyagok és természetes anyagok, amelyek többnyire ártalmatlanok az emberekre és az állatokra nézve.31,32 Ez a tanulmány egy biztonságos és hatékony hagyományos kínai orvoslás készítmény keresését célozta meg a fekélyes vastagbélgyulladás kezelésére, és annak hatásmechanizmusának feltárását. A BLG egy jól ismert kínai gyógynövénykészítmény, amelyet az influenza kezelésére használnak.8,33 Laboratóriumunkban és másokban végzett munka kimutatta, hogy az indigo, egy feldolgozott hagyományos kínai orvoslási termék, amely ugyanabból a nyersanyagból készül, mint a BLG, jelentős hatékonyságot mutat a fekélyes vastagbélgyulladás kezelésében emberekben és állatokban.4,34 A BLG vastagbélgyulladás elleni hatásai és hatásai azonban nem egyértelműek. A jelenlegi vizsgálatban eredményeink azt mutatják, hogy a BLG hatékonyan csökkenti a DSS által kiváltott vastagbélgyulladást, amely a bélmikrobiota modulációjával és a helyreállításával jár. bél eredetű GLP-1 termelés.
Közismert, hogy a fekélyes vastagbélgyulladást (CU) relapszusos periódusok jellemzik, tipikus klinikai tünetekkel, mint például fogyás, hasmenés, végbélvérzés és kiterjedt vastagbélnyálkahártya-károsodás.35 Így a krónikus relapszusos vastagbélgyulladást úgy végezték, hogy három ciklusban 1,8%-os DSS-t adtak be öt napon keresztül, majd hét napon át ivóvizet fogyasztottak. Amint az 1B. ábrán látható, az ingadozó fogyás és a DAI-pontszámok a krónikus relapszusos vastagbélgyulladás sikeres indukcióját jelezték. A BLG-vel kezelt csoportban az egerek a 8. naptól kezdve felfelé irányuló felépülést mutattak, ami szignifikánsan eltért a 24. naptól. Ugyanezeket a változásokat figyelték meg a DAI-pontszámban is, ami a vastagbélgyulladás klinikai javulására utal. A vastagbélkárosodás és a gyulladásos állapot tekintetében a vastagbél hossza, a vastagbélszövet-károsodás, valamint a gyulladáskeltő citokinek, a TNF-α, IL-1β és IL-6 génexpressziója és termelése a vastagbélszövetben szintén nagymértékben javult a BLG-kezelés után. Ezek az eredmények összességében egyértelműen azt mutatják, hogy a BLG hatékony a krónikus relapszusos vastagbélgyulladás kezelésében egerekben.
Hogyan fejti ki farmakológiai hatásait a BLG? Számos korábbi tanulmány kimutatta, hogy a bélmikrobiota kulcsszerepet játszik a colitis ulcerosában, és a mikrobiom-alapú, valamint a mikrobiom-célzott terápiák nagyon vonzó stratégiának bizonyultak a colitis ulcerosa kezelésében. Jelen tanulmányunkban kimutattuk, hogy a BLG-kezelés jelentős változásokat eredményezett a bélmikrobiota összetételében, ami arra utal, hogy a BLG DSS által kiváltott vastagbélgyulladás elleni védőhatása összefügg a bélmikrobiota modulációjával. Ez a megfigyelés összhangban van azzal az elképzeléssel, hogy a bélmikrobiota homeosztázisának átprogramozása fontos megközelítés a hagyományos kínai orvoslás (HKO) készítmények hatékonyságának megértéséhez.36,37 Figyelemre méltó, hogy az Akkermansia egy Gram-negatív és szigorúan anaerob baktérium, amely a bél nyálkahártyájában él, lebontja a mucinokat, propionsavat termel, serkenti a kehelysejtek differenciálódását, és fenntartja a nyálkahártya barrier integritásának funkcióját.26 Több klinikai és állatkísérleti adat arra utal, hogy az Akkermansia szorosan összefügg az egészséges nyálkahártyával,38 és az Akkermansia spp. orális adagolásával. jelentősen javíthatja a nyálkahártya-gyulladást.39 Jelenlegi adataink arra utalnak, hogy az Akkermansia relatív abundanciája jelentősen megnő a BLG-kezelés után. Ezenkívül a Prevotellaceae_UCG-001 egy SCFA-termelő baktérium.27 Több tanulmány kimutatta, hogy a Prevotellaceae_UCG-001 alacsony relatív abundanciában volt megtalálható vastagbélgyulladásos állatok székletében.40,41 Jelenlegi adataink azt is mutatják, hogy a BLG-kezelés jelentősen növelheti a Prevotellaceae_UCG-001 relatív abundanciáját a DSS-sel kezelt egerek vastagbélében. Ezzel szemben az Oscillibacter egy mezofil, szigorúan anaerob baktérium.42 arról számoltak be, hogy az Oscillibacter relatív abundanciája szignifikánsan megnőtt az UC egerekben, és szignifikánsan pozitív korrelációt mutatott az IL-6 és IL-1β szintekkel és a patológiai pontszámokkal.43,44 Figyelemre méltó, hogy a BLG-kezelés szignifikánsan csökkentette az Oscillibacter relatív abundanciáját a DSS-sel kezelt egerek székletében. Figyelemre méltó, hogy ezek a BLG-módosított baktériumok voltak a legtöbb SCFA-termelő baktériumok. Számos korábbi tanulmány kimutatta az SCFA-k potenciális jótékony hatásait. a vastagbélgyulladásra és a bélhám integritásának védelmére.45,46 Jelenlegi adataink azt is megfigyelték, hogy a DSS-sel kezelt székletben az SCFA-acetát, -propionát és -butirát koncentrációja jelentősen megnőtt a BLG-vel kezelt egerekben. Összefoglalva, ezek az eredmények egyértelműen azt mutatják, hogy a BLG-kezelés hatékonyan fokozhatja a DSS által indukált SCFA-termelő baktériumok mennyiségét krónikus relapszáló vastagbélgyulladásban szenvedő egerekben.
A GLP-1 egy inkretin, amelyet főként a vékonybélben és a vastagbélben termelnek, és fontos szerepet játszik a gyomorürülés késleltetésében és az étkezés utáni vércukorszint csökkentésében.47 A bizonyítékok arra utalnak, hogy a dipeptidil-peptidáz (DPP)-4, egy GLP-1 receptor agonista és egy GLP-1 nanomedicina hatékonyan enyhítheti a bélgyulladást egerekben.48-51 Amint azt korábbi vizsgálatokban is közölték, a magas rövid láncú zsírsavak (SCFA) koncentrációja összefüggésben állt a plazma GLP-1 szintjével emberekben és egerekben.52 Jelenlegi adataink azt mutatják, hogy a BLG kezelés után a szérum GLP-1 szintje és a Gcg mRNS expressziója szignifikánsan megemelkedett. Hasonlóképpen, a GLP-1 szekréció szignifikánsan megnőtt a vastagbéltenyészetekben a BLG-vel kezelt vastagbélgyulladásos egerek székletkivonatával történő stimulációt követően a DSS-sel kezelt vastagbélgyulladásos egerek székletkivonatával történő stimulációhoz képest.Hogyan befolyásolják az SCFA-k a GLP-1 felszabadulását?Gwen Tolhurst et al. arról számoltak be, hogy az SCFA stimulálhatja a GLP-1 szekréciót a GRP43 és a GPR41 révén.29 Jelenlegi adataink azt is mutatják, hogy a BLG kezelés jelentősen növeli a GRP43 és a GPR41 mRNS expresszióját a DSS-sel kezelt egerek vastagbélében. Ezek az adatok arra utalnak, hogy a BLG kezelés visszaállíthatja az SCFA által elősegített GLP-1 termelést a GRP43 és a GPR41 aktiválásával.
A BLG egy hosszú távú, vény nélkül kapható (OTC) gyógyszer Kínában. A BLG maximálisan tolerálható adagja Kunming egereknél 80 g/kg, és akut toxicitást nem figyeltek meg.53 Jelenleg az ajánlott BLG adag (cukor nélkül) emberekben 9-15 g/nap (naponta 3-szor). Tanulmányunk kimutatta, hogy az 1 g/kg-os BLG enyhítette a DSS által kiváltott krónikus, relapszáló vastagbélgyulladást egerekben. Ez a dózis közel áll a klinikailag alkalmazott BLG dózishoz. Tanulmányunk azt is megállapította, hogy hatásmechanizmusát legalább részben a bélmikrobiota megváltozása közvetíti, különösen az SCFA-termelő baktériumok, például az Akkermansia és a Prevotellaceae_UCG-001, amelyek visszaállítják a bélből származó GLP-1 termelést. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a BLG további megfontolást érdemel, mint potenciális terápiás szer a klinikai vastagbélgyulladás kezelésében. A bélmikrobiota modulálásának pontos mechanizmusát azonban még meg kell erősíteni mikrobiota-hiányos egerek és székletbakteriális transzplantáció segítségével.
Ace, ecetsav; but, vajsav; BLG, pandan; DSS, dextrán-nátrium-szulfát; DAI, betegségaktivitási index; DPP, dipeptidil-peptidáz; FID, lángionizációs detektor; F-Con, kontroll; Egerek székletkivonatai; F-DSS, DSS vastagbélgyulladásos egerek székletkivonatai; F-BLG, BLG-vel kezelt vastagbélgyulladásos egerek székletkivonatai; GLP-1, glukagonszerű peptid-1; Gcg, glukagon; gázkromatográfia, gázkromatográfia; GRP43, G-proteinhez kapcsolt receptor 43; GRP41, G-proteinhez kapcsolt receptor 41; H&E, hematoxilin-eozin; HBSS, Hanks-féle kiegyensúlyozott sóoldat; OTC, OTC; PCA, főkomponens-analízis; PCoA, főkoordináta-analízis; Pro, propionsav; SASP, szulfaszalazin; SCFA, rövid szénláncú zsírsavak; kínai orvoslás, hagyományos kínai orvoslás; fekélyes vastagbélgyulladás, fekélyes vastagbélgyulladás.
Minden kísérleti protokollt a Pekingi Egyetem Sencsen-Hongkongi Tudományos és Technológiai Egyetem Orvosi Központjának (Sencsen, Kína) Állatietikai Bizottsága hagyott jóvá az intézményi irányelvek és az állatkísérletekre vonatkozó előírások (etikai szám: A2020157) szerint.
Minden szerző jelentős mértékben hozzájárult a koncepcióhoz és a tervezéshez, az adatgyűjtéshez, vagy az adatelemzéshez és -értelmezéshez; részt vett a cikk megírásában vagy fontos intellektuális tartalom kritikai átdolgozásában; beleegyezett a kézirat benyújtásába a jelenlegi folyóiratba; végül jóváhagyta a közlésre szánt verziót; Felelős a munka minden aspektusáért.
Ezt a munkát a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány (81560676 és 81660479), a Sencseni Egyetem elsőrangú projektje (86000000210), a Sencseni Tudományos és Technológiai Innovációs Bizottság Alapja (JCYJ20210324093810026), a Guangdong Tartományi Orvostudományi és Technológiai Kutatási Alap (A2020157 és A2020272), a Guizhoui Orvostudományi Egyetem Gyógyszertára (Guizhou tartomány, a Key Laboratórium finanszírozásában) (YWZJ2020-01) és a Pekingi Egyetem Sencseni Kórháza (JCYJ2018009) támogatta.
1. Tang B, Zhu J, Zhang B és munkatársai. A triptolid terápiás potenciálja gyulladáscsökkentő szerként dextrán-nátrium-szulfáttal kiváltott kísérletes vastagbélgyulladásban egerekben. pre-immune.2020;11:592084.doi: 10.3389/fimmu.2020.592084
2. Kaplan GG. Az IBD globális terhe: 2015-től 2025-ig. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2015;12:720–727. doi: 10.1038/nrgastro.2015.150
3. Peng J, Zheng TT, Li Xue és munkatársai. Növényi eredetű alkaloidok: ígéretes betegségmódosítók gyulladásos bélbetegségben. Prepharmacology.2019;10:351.doi:10.3389/fphar.2019.00351
4. Xiao Haiteng, Peng Jie, Wen B és munkatársai. Az Indigo Naturalis gátolja a vastagbél oxidatív stresszét és a Th1/Th17 válaszokat DSS által kiváltott vastagbélgyulladásban egerekben. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:9480945.doi: 10.1155/2019/9480945
5. Chen M, Ding Y, Tong Z. A Sophora flavescens (Sophora flavescens) kínai gyógynövény hatékonysága és biztonságossága a fekélyes vastagbélgyulladás kezelésében: klinikai bizonyítékok és lehetséges mechanizmusok. Prepharmacology.2020;11:603476.doi:10.3389/fphar.2020.603476
6. Cao Fang, Liu Jie, Sha Benxing, Pan HF. Természetes termékek: kísérletileg hatékony gyógyszerek gyulladásos bélbetegségek kezelésére. Curr Pharmaceuticals. 2019;25:4893–4913. doi: 10.2174/1381612825666191216154224
7. Zhang C, Jiang M, Lu A. Gondolatok a fekélyes vastagbélgyulladás adjuváns kezeléséről a hagyományos kínai orvoslással. Clinical Rev Allergy Immunization. 2013;44:274–283. doi: 10.1007/s12016-012-8328-9
8. Li Zhongteng, Li Li, Chen TT és munkatársai. A Banlangen granulátumok hatékonysága és biztonságossága a szezonális influenza kezelésében: egy randomizált, kontrollált vizsgálat protokollja. trial.2015;16:126.doi: 10.1186/s13063-015-0645-x