Javascript is tans gedeaktiveer in jou blaaier. Sommige kenmerke van hierdie webwerf sal nie werk wanneer JavaScript gedeaktiveer is nie.
Registreer met jou spesifieke besonderhede en spesifieke middel van belang en ons sal die inligting wat jy verskaf, pas by artikels in ons uitgebreide databasis en onmiddellik 'n PDF-kopie aan jou per e-pos stuur.
Ban-Lan-Gen-granules verswak dekstraan-natriumsulfaat-geïnduseerde chroniese terugvallende kolitis in muise deur dermmikrobiota te moduleer en derm-SCFA-afgeleide-GLP-1-produksie te herstel.
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 Haitao21Peking Universiteit Shenzhen Hospitaal Departement Farmasie, Shenzhen, Volksrepubliek van China; 2Shenzhen Universiteit Gesondheidswetenskapsentrum Skool vir Farmasie, Shenzhen, Volksrepubliek van China; 3Guizhou Mediese Universiteit Ingenieurstegnologie Navorsingsentrum vir Etniese Geneeskunde en Tradisionele Chinese Geneeskunde Ontwikkeling en Toepassing Ministerie van Onderwys, Guizhou Provinsiale Sleutel Laboratorium vir Farmasie, Guizhou Mediese Universiteit, Guiyang, Volksrepubliek van China; 4 Departement Gastroënterologie, Peking Universiteit Shenzhen Hospitaal, Shenzhen, Volksrepubliek van China; 5 Skool vir Farmasie, Guizhou Mediese Universiteit, Staats Sleutel Laboratorium vir Medisinale Plantfunksie en Toepassing, Guiyang; 6 Departement Laboratoriumgeneeskunde, Peking Universiteit Shenzhen Hospitaal, Shenzhen, China [email protected] Shen Xiangchun, Skool vir Farmasie, Guizhou Mediese Universiteit, Guizhou, Volksrepubliek van China, 550004, E-pos [email protected] Doelwit: GLP-1-gebaseerde terapie is 'n nuwe behandelingsopsie vir inflammatoriese dermsiekte. Ban-Lan-Gen (BLG) korrels is 'n bekende antivirale TCM-formulering wat potensiële anti-inflammatoriese aktiwiteit toon in die behandeling van verskeie inflammatoriese toestande. Die anti-inflammatoriese effek daarvan op kolitis en die werkingsmeganisme daarvan is egter nog onduidelik. METODES: Om dekstraan natriumsulfaat (DSS)-geïnduseerde chroniese terugvallende kolitis in muise vas te stel. Siekte-aktiwiteitsindekse, histologiese merkers van besering en pro-inflammatoriese sitokienvlakke is uitgevoer om die beskermende effek van BLG te bepaal. Die effekte van BLG op die dermmikrobiota en derm is gekenmerk deur serum GLP-1 vlakke en kolon Gcg, GPR41 en GRP43 uitdrukking, dermmikrobiota samestelling, fekale SCFAs vlakke en GLP-1 vrystelling van primêre muis-kolonepiteelselle SCFA-afgeleide GLP-1-produksie. Resultate: BLG-behandeling het liggaamsgewigverlies, DAI, kolonverkorting, kolonweefselskade en pro-inflammatoriese sitokienvlakke van TNF-α, IL-1β en IL-6 in kolonweefsel aansienlik verminder. Daarbenewens kan BLG-behandeling kolon-Gcg-, GPR41- en GRP43-uitdrukking en serum-GLP-1-vlakke in kolitismuise aansienlik herstel, en deur SCFA-produserende bakterieë soos Akkermansia en Prevotellaceae_UCG-001 te verhoog, en die oorvloed van bakterieë soos Eubacterium_xylanophilum_groep, Ruminococcaceae_UCG-014, Intestinimonas en Oscillibacter te verminder. Daarbenewens kan BLG-behandeling die vlak van SCFA's in die ontlasting van kolitismuise aansienlik verhoog. Terselfdertyd het in vitro-eksperimente ook getoon dat die fekale uittreksel van BLG-behandelde muise die primêre klein murine kolonepiteelselle wat GLP-1 afskei, aansienlik kan stimuleer. Gevolgtrekkings: Hierdie bevindinge dui daarop dat BLG 'n anti-kolitis-effek het. BLG het die potensiaal om as 'n terapie ontwikkel te word, ten minste gedeeltelik deur die dermmikrobiota te moduleer en die derm se SCFA-afgeleide GLP-1-produksie te herstel. Belowende middels vir chroniese terugvallende kolitis. Sleutelwoorde: kolitis, Ban-Lan-Gen-granules, dermmikrobiota, kortketting-vetsure, GLP-1
Ulseratiewe kolitis (UC) is 'n langtermyn inflammatoriese siekte van die kolon en rektum wat gekenmerk word deur herhalende diarree, buikpyn, gewigsverlies en mukopurulente bloedige stoelgang.1 Onlangs het die voorkoms van UC toegeneem in lande met voorheen lae voorkoms, insluitend China, met die toenemende gewildheid van Westerse lewenstyle.2 Hierdie toename hou groot probleme vir openbare gesondheid in en het ernstige implikasies vir pasiënte se vermoë om te werk en lewensgehalte. Dit is opmerklik dat die patogenese van UC grootliks onduidelik bly, maar dit word algemeen aanvaar dat genetika, omgewingsfaktore, die dermmikrobiota en die immuunstelsel almal bydra tot die ontwikkeling van UC.3 Selfs nou is daar geen geneesmiddel vir UC nie, en die doel van behandeling is klinies om kliniese simptome te beheer, remissie te veroorsaak en te handhaaf, mukosale genesing te bevorder en herhaling te verminder. Klassieke behandelings sluit in aminosalisilate, kortikosteroïede, immuunonderdrukkers en biologiese middels. Hierdie middels kan egter nie die verlangde effek bereik nie as gevolg van hul verskeie newe-effekte.4 Onlangs het baie gevallestudies getoon dat tradisionele Chinese medisyne (TCM) groot potensiaal getoon het om te help om UC met lae toksisiteit te verlig, wat daarop dui dat die ontwikkeling van nuwe TCM-terapieë 'n belowende behandelingsstrategie vir UC is.5-7
Banlangen Granules (BLG) is 'n tradisionele Chinese medisynepreparaat wat gemaak word van die waterekstrak van Banlangen-wortel.8 Benewens sy antivirale doeltreffendheid, toon BLG potensiële anti-inflammatoriese aktiwiteit in die behandeling van verskeie inflammatoriese toestande.9,10 Daarbenewens is glukosinolate (R,S-goitrien, progoitrien, epiprorubien en glukosied geïsoleer en geïdentifiseer uit waterige ekstrakte van Radix isatidis) en nukleosiede (hipoksantien, adenosien, uridien en guanosien) en indigo-alkaloïede soos indigo en indirubien.11,12 Vorige studies het goed gedokumenteer dat die verbindings adenosien, uridien en indirubien kragtige anti-kolitis-effekte in verskillende diermodelle van kolitis toon.13-17 Geen bewysgebaseerde studies is egter uitgevoer om die doeltreffendheid van BLG in kolitis te evalueer nie. In die huidige studie het ons die beskermende effek van BLG op dekstraan natriumsulfaat (DSS)-geïnduseerde chroniese terugvallende kolitis in C57BL/6-muise ondersoek. en het bevind dat orale toediening van BLG DSS-geïnduseerde chroniese terugvallende kolon in muise aansienlik verswak het, die regulatoriese meganismes daarvan word geassosieer met die modulasie van dermmikrobiota en die herstel van derm-afgeleide glukagonagtige peptied-1 (GLP-1) produksie.
BLG-korrels (suikervry, NMPA-goedgekeurde Z11020357; Beijing Tongrentang Technology Development Co., Ltd., Beijing, China; bondelnommer: 20110966) is by apteke aangekoop. DSS (Molekulêre Gewig: 36 000–50 000 Dalton) is by MP Biologicals (Santa Ana, VSA) aangekoop. Sulfasalasien (SASP) (≥ 98% suiwerheid), hematoksilien en eosine is by Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, VSA) aangekoop. Muis TNF-α, IL-1β en IL-6 luminex Elisa-toetsstelle is by R&D-stelsels (Minneapolis, MN, VSA) aangekoop. Asynsuur, propioonsuur en bottersuur is by Aladdin Industries (Sjanghai, China) aangekoop. 2-Etielbottersuur is by Merck KGaA (Darmstadt, Duitsland) aangekoop.
6-8 weke oue manlike C57BL/6-muise (liggaamsgewig 18-22 g) is aangekoop van Beijing Wetahe Laboratory Animal Technology Co., Ltd. (Beijing, China) en gehuisves in 'n omgewing van 22 ± 2 °C met 'n 12 uur lig/donker siklus. Muise is 'n standaard knaagdierdieet gevoer met vrye toegang tot drinkwater vir een week om aan die nuwe omgewing gewoond te raak. Die muise is toe ewekansig in vier groepe verdeel: kontrolegroep, DSS-modelgroep, SASP-behandelde groep (200 mg/kg, oraal) en BLG-behandelde groep (1 g/kg, oraal). Soos getoon in Figuur 1A, volgens ons vorige studie, is eksperimentele chroniese terugvallende kolitis in muise geïnduseer deur drie siklusse van 1.8% DSS vir 5 dae, gevolg deur gedistilleerde water vir 7 dae, volgens ons vorige studie.18 Muise in die SASP- en BLG-behandelde groepe is elke dag vanaf dag 0 onderskeidelik met SASP en BLG behandel. Volgens voorlopige eksperimente is die dosis van BLG is vasgestel op 1 g/kg. Intussen is die dosis SASP volgens die literatuur op 200 mg/kg vasgestel.4 Die kontrole- en DSS-modelgroepe het dieselfde volume water dwarsdeur die eksperiment ontvang.
Figuur 1 BLG verbeter DSS-geïnduseerde chroniese terugkerende kolitis in muise. (A) Eksperimentele ontwerp van chroniese herhalende kolitis en behandeling, (B) liggaamsgewigverandering, (C) siekte-aktiwiteitsindeks (DAI) telling, (D) kolonlengte, (E) verteenwoordigende beeld van kolon, (F) H&E-kleuring Kolon (vergroting, ×100) en (G) histologiese telling. Data word aangebied as gemiddelde ± SEM (n = 6). ##p < 0.01 of ###p < 0.001 teenoor kontrole (Kon) groep; *p < 0.05 of **p < 0.01 of ***p < 0.001 teenoor DSS-groep.
Liggaamsgewig, stoelkonsistensie en rektale bloeding is daagliks aangeteken. Siekte-aktiwiteitsindeks (DAI) is bepaal deur tellings van liggaamsgewig, stoelkonsistensie en rektale bloeding te kombineer soos voorheen beskryf.19 Aan die einde van die eksperiment is alle muise geëuthanaseer en bloed, ontlasting en dikderm is vir verdere eksperimente versamel.
Kolonweefsel is met formalien gefikseer en in paraffien ingebed. 5-mikron snitte is gemaak en gekleur met hematoksilien-eosien (H&E), dan geblind en gepunt soos voorheen beskryf.19
Totale RNA van kolonweefsel is geëkstraheer deur Trizol-reagens (Invitrogen, Carlsbad, CA), gevolg deur cDNA-ekstraksie met omgekeerde transkriptase (TaKaRa, Kusatsu, Shiga, Japan). Kwantitatiewe PCR is uitgevoer met behulp van 'n intydse PCR-stelsel met SYBR Green Master (Roche, Basel, Switserland). Teikengeen-transkripte is genormaliseer na β-aktien en data is geanaliseer met behulp van die 2-ΔΔCT-metode. Die geenprimervolgordes word in Tabel 1 getoon.
Primêre muis-kolon-epiteelsel-isolasie en -kultuur is uitgevoer soos voorheen beskryf.20 Kortliks, die kolons van 6-8 weke oue muise is eers uitgesny na offer deur servikale dislokasie, dan longitudinaal oopgemaak, behandel met Hanks Balanced Salt Solution (HBSS, sonder kalsium en magnesium) en in 0.5-1 mm klein stukkies gesny. Daarna is weefsels verteer met 0.4 mg/mL kollagenase XI (Sigma, Poole, VK) in vrye DMEM-medium en gesentrifugeer teen 300 xg vir 5 minute by kamertemperatuur. Hersuspendeer die pellet in DMEM-medium (aangevul met 10% fetale beeserum, 100 eenhede/mL penisillien en 100 µg/mL streptomisien) teen 37 °C en blaas deur 'n nylonmaas (poriegrootte ~250 µm). Aliquots van kolon-epiteelselle is in glasbodembakkies geplaas en geïnkubeer met asynsuur, propioonsuur, bottersuur en muis. fekale uittreksels vir 2 ure by 37°C, 5% CO2.
Kolonweefsel is gehomogeniseer met PBS, en die vlakke van sitokiene IL-6, TNF-α en IL-1β in kolonweefsel is opgespoor met behulp van luminex ELISA-toetsstelle (R&D-stelsels, Minneapolis, MN, VSA). Net so is GLP-1-vlakke in serum en kultuurmedium van primêre murine kolonepiteelselle bepaal met 'n ELISA-stel (Bioswamp, Wuhan, China) volgens die vervaardiger se instruksies.
Totale DNS uit ontlasting is geëkstraheer met behulp van 'n DNS-ekstraksiekit (Tiangen, China). Die kwaliteit en hoeveelheid DNS is gemeet teen die verhoudings van onderskeidelik 260 nm/280 nm en 260 nm/230 nm. Vervolgens, met behulp van elke geëkstraheerde DNS as 'n sjabloon, is spesifieke primers 338F (ACTCCTACGGGAGGCAG) en 806R (GGACTACHVGGGTWTCTAAT) gebruik om die V3-V4-streke van die 16S rRNA-geen in verskillende streke te amplifiseer. PCR-produkte is gesuiwer met behulp van die QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN, Duitsland), gekwantifiseer deur intydse PCR, en georden met behulp van die IlluminaMiseq PE300-volgordebepalingsplatform (Illumina Inc., CA, VSA). Vir bioinformatika-analise is dataverwerking uitgevoer volgens voorheen gerapporteerde protokolle.21,22 Kortliks, gebruik Cutadapt (V1.9.1) om rou ekspreslêers te filter. OTU's is gegroepeer met behulp van UPARSE (weergawe 7.0.1001) met 'n ooreenkoms-afsnypunt van 97%, en UCHIME is gebruik om chimeriese rye te verwyder. Gemeenskapsamestellingsanalise en -klassifikasie is uitgevoer met behulp van die RDP-klassifiseerder (http://rdp.cme.msu.edu/) gebaseer op die SILVA ribosomale RNA-geendatabasis.
Vlakke van kortketting-vetsure (asynsuur, propionsuur en bottersuur) is gemeet soos voorheen deur Tao et al. beskryf, met 'n paar wysigings.23 Kortliks, 100 mg ontlasting is eers in 0.4 mL gedeïoniseerde water gesuspendeer, gevolg deur 0.1 mL 50% swaelsuur en 0.5 mL 2-etielbottersuur (interne standaard), dan gehomogeniseer en verhit teen 4°C. Sentrifugeer teen 12 000 rpm vir 15 minute by C. Die supernatant is met 0,5 ml eter onttrek en in die GC ingespuit vir analise. Vir gaschromatografie (GC) analise is monsters geanaliseer met behulp van 'n GC-2010 Plus gaschromatograaf (Shimadzu, Inc.) toegerus met 'n vlamionisasiedetektor (FID). Skeiding is bereik met behulp van 'n ZKAT-624 kolom, 30 m × 0,53 mm × 0,3 μm (Lanzhou Zhongke Antai Analytical Technology Co., Ltd., China). Data is verkry met behulp van GC-oplossingsagteware (Shimadzu, Inc.). Die splitsverhouding was 10:1, die draergas was stikstof, en die vloeitempo was 6 ml/min. Die inspuitvolume was 1 μL. Die inspuiter- en detektortemperatuur was 300°C. Die oondtemperatuur is vir 13,5 minute op 140°C gehou, en toe verhoog tot 250°C teen 'n tempo van 120°C/min; die temperatuur is vir 5 minute gehandhaaf.
Data word aangebied as gemiddelde ± standaardfout van die gemiddelde (SEM). Data-betekenis is bepaal deur eenrigting-ANOVA gevolg deur Duncan se meervoudige reekstoets. GraphPad Prism 5.0 sagteware (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, VSA) is vir alle berekeninge gebruik en p < 0.05 is as statisties beduidend beskou.
Dit is welbekend dat UC 'n chroniese terugvallende kolitis-siekte is met erge buikpyn, diarree en bloeding. Daarom is DSS-geïnduseerde chroniese terugvallende kolitis in muise vasgestel om die anti-kolitis-effektiwiteit van BLG te evalueer (Fig. 1A). In vergelyking met die kontrolegroep het muise in die DSS-modelgroep 'n beduidende verminderde liggaamsgewig en hoër DAI gehad, en hierdie veranderinge is beduidend omgekeer na 24 dae van BLG-behandeling (Figuur 1B en C). Kolonverkorting is 'n belangrike kenmerk van UC. Soos getoon in Figure 1D en E, was die kolonlengtes van muise wat DSS ontvang het, beduidend verkort, maar is verlig deur BLG-behandeling. Daarna is histopatologiese analise uitgevoer om koloninflammasie te bepaal. H&E-gekleurde beelde en patologiese tellings het getoon dat DSS-toediening die kolonargitektuur beduidend ontwrig het en tot kripvernietiging gelei het, terwyl BLG-behandeling kripvernietiging en patologiese tellings beduidend verminder het (Figuur 1F en G). Dit is opmerklik dat die beskermende effek van BLG teen 'n dosis van 1 g/kg vergelykbaar was met dié van SASP teen 'n dosis van 200 mg/Kg. Gesamentlik dui hierdie bevindinge daarop dat BLG effektief is in die vermindering van die erns van DSS-geïnduseerde chroniese terugvallende kolitis in muise.
TNF-α, IL-1β en IL-6 is belangrike inflammatoriese merkers van koloninflammasie. Soos getoon in Figuur 2A, het DSS 'n beduidende toename in die geenekspressie van TNF-α, IL-1β en IL-6 in die kolon veroorsaak in vergelyking met die kontrolegroep. Toediening van BLG kan hierdie DSS-gemedieerde veranderinge aansienlik omkeer. Vervolgens het ons ELISA gebruik om die vlakke van die inflammatoriese sitokiene TNF-α, IL-1β en IL-6 in kolonweefsel te bepaal. Die resultate het ook getoon dat kolonvlakke van TNF-α, IL-1β en IL-6 beduidend verhoog was in muise wat met DSS behandel is, terwyl BLG-behandeling hierdie toenames verlig het (Figuur 2B).
Figuur 2 BLG inhibeer geen-ekspressie en produksie van die pro-inflammatoriese sitokiene TNF-α, IL-1β en IL-6 in die kolon van DSS-behandelde muise. (A) Koloniese geen-ekspressie van TNF-α, IL-1β en IL-6; (B) koloniese proteïenvlakke van TNF-α, IL-1β en IL-6. Data word aangebied as gemiddeld ± SEM (n = 4–6). #p < 0.05 of ##p < 0.01 of ###p < 0.001 teenoor kontrole (Kon) groep; *p < 0.05 of **p < 0.01 teenoor DSS groep.
Intestinale disbiose is krities in die patogenese van UC.24 Om te ondersoek of BLG die dermmikrobiota van DSS-behandelde muise moduleer, is 16S rRNA-volgordebepaling uitgevoer om die bakteriese gemeenskap van derminhoud te analiseer. Die Venn-diagram toon dat die drie groepe 385 OTU's deel. Terselfdertyd het elke groep unieke OTU's gehad (Fig. 3A). Verder het die Chao1-indeks en Shannon-indeks wat in Figuur 3B en C getoon word, getoon dat die gemeenskapsdiversiteit van die dermmikrobiota verminder is in BLG-behandelde muise, aangesien die Shannon-indeks aansienlik verminder is in die BLG-behandelde groep. Hoofkomponentanalise (PCA) en hoofkoördinaatanalise (PCoA) is gebruik om groeperingspatrone tussen die drie groepe te bepaal en het getoon dat die gemeenskapstruktuur van DSS-behandelde muise duidelik geskei was na BLG-behandeling (Figuur 3D en E). Hierdie data dui daarop dat BLG-behandeling die gemeenskapstruktuur van muise met DSS-geïnduseerde kolitis aansienlik beïnvloed het.
Figuur 3 BLG verander die diversiteit van dermmikrobiota in muise met DSS-geïnduseerde kolitis. (A) Venn-diagram van OTU, (B) Chao1-indeks, (C) Shannon se rykheidsindeks, (D) Hoofkomponentanalise (PCA) tellingplot van OTU, (E) OTU Hoofkoördinaatanalise (PCoA) telling Figuur. Data word aangebied as gemiddeld ± SEM (n = 6). **p < 0.01 vs DSS-groep.
Om spesifieke veranderinge in die fekale mikrobiota te bepaal, het ons die samestelling van die dermmikrobiota op alle taksonomiese vlakke geanaliseer. Soos getoon in Figuur 4A, was die hooffilums in alle groepe Firmicutes en Bacteroidetes, gevolg deur Verrucomicrobia. Die relatiewe oorvloed van Firmicutes en Firmicutes/Bacteroidetes-verhoudings was beduidend verhoog in die fekale mikrobiese gemeenskappe van DSS-behandelde muise in vergelyking met kontrolemuise, en hierdie veranderinge was beduidend omgekeer na BLG-behandeling. In die besonder het BLG-behandeling die relatiewe oorvloed van Verrucobacterium in die ontlasting van muise met DSS-geïnduseerde kolitis beduidend verhoog. Op huishoudelike vlak was fekale mikrobiese gemeenskappe beset deur Lachnospiriaceae, Muribaculaceae, Akkermansiaceae, Ruminococcaceae en Prevotellaceae (Fig. 4B). In vergelyking met die DSS-groep het die uitputting van BLG die oorvloed van Akkermansiaceae verhoog, maar die oorvloed van Lachnospiraceae en Ruminococcaceae verminder. Dit is opmerklik dat op genusvlak, Die fekale mikrobiota was beset deur Lachnospira_NK4A136_groep, Akkermansia en Prevotellaceae_UCG-001 (Fig. 4C). Hierdie bevinding het ook getoon dat BLG-behandeling die mikrobiota-wanbalans effektief omgekeer het in reaksie op DSS-uitdaging, gekenmerk deur 'n afname in Eubacterium_xylanophilum_groep, Ruminococcaceae_UCG-014, Intestinimonas en Oscillibacter, en 'n toename in Akkermansia en Prevotellaceae_UCG-001.
Figuur 4 BLG verander die oorvloed van dermmikrobiota in DSS-geïnduseerde kolitismuise. (A) Oorvloed van dermmikrobiota op filumvlak; (B) Oorvloed van dermmikrobiota op familievlak; (C) Oorvloed van dermmikrobiota op genusvlak. Data word aangebied as gemiddeld ± SEM (n = 6). #p < 0.05 of ###p < 0.001 teenoor kontrole (Kon) groep; *p < 0.05 of **p < 0.01 of ***p < 0.001 teenoor DSS-groep.
Aangesien kortketting-vetsure (SKV's) die hoofmetaboliete van Akkermansia en Prevotellaceae_UCG-001 is, terwyl asetaat, propionaat en butiraat die volopste SKV's in die dermlumen is,25-27 is ons steeds in ons studie. Soos getoon in Figuur 5, was fekale asetaat-, propionaat- en butiraatkonsentrasies aansienlik verminder in die DSS-behandelde groep, terwyl BLG-behandeling hierdie vermindering grootliks kon onderdruk.
Figuur 5. BLG verhoog die vlakke van SCFA's in die ontlasting van muise met DSS-geïnduseerde kolitis. (A) Asynsuurinhoud in ontlasting; (B) propioonsuurinhoud in ontlasting; (C) bottersuurinhoud in ontlasting. Data word aangebied as gemiddeld ± SEM (n = 6). #p < 0.05 of ##p < 0.01 teenoor kontrole (Kon) groep; *p < 0.05 of **p < 0.01 teenoor DSS groep.
Ons het verder die Pearson-korrelasiekoëffisiënt tussen genusvlak-differensiële SCFA en fekale mikrobiota bereken. Soos getoon in Figuur 6, was Akkermansia positief gekorreleer met die produksie van propionsuur (Pearson = 0.4866) en bottersuur (Pearson = 0.6192). In teenstelling hiermee was beide Enteromonas en Oscillobacter negatief geassosieer met asetaatproduksie, met Pearson-koëffisiënte van onderskeidelik 0.4709 en 0.5104. Net so was Ruminococcaceae_UCG-014 negatief gekorreleer met die produksie van propionsuur (Pearson = 0.4508) en bottersuur (Pearson = 0.5842), onderskeidelik.
Figuur 6 Pearson-korrelasie-analise tussen differensiële SKFA's en kolonmikrobes. (A) Enteromonas met asynsuur; (B) Konkussiebasil met asynsuur; (C) Akkermansia teenoor propioonsuur; (D) Ruminococcus_UCG-014 met propioonsuur; (E) Akkermansia met bottersuur; (F) Ruminococcus _UCG-014 met bottersuur.
Glukagonagtige peptied-1 (GLP-1) is 'n seltipe-spesifieke post-translasionele produk van proglukagon (Gcg) met anti-inflammatoriese eienskappe.28 Soos getoon in Figuur 7, het DSS 'n beduidende afname in Gcg mRNA-uitdrukking veroorsaak. Kolon- en BLG-behandeling kon die DSS-geïnduseerde Gcg-vermindering aansienlik omkeer in vergelyking met die kontrolegroep (Fig. 7A). Terselfdertyd was die vlak van GLP-1 in serum aansienlik verminder in die DSS-behandelde groep, en BLG-behandeling kon hierdie vermindering grootliks voorkom (Fig. 7B). Aangesien kortketting-vetsure GLP-1-sekresie kan stimuleer deur G-proteïengekoppelde reseptor 43 (GRP43) en G-proteïengekoppelde reseptor 41 (GRP41) aktivering, het ons ook GPR41 en GRP43 in die kolon van kolitismuise ondersoek en gevind dat die koloniese mRNA-uitdrukking van GRP43 en GPR41 aansienlik verminder is na DSS-uitdaging, en BLG-behandeling kon hierdie afnames effektief red (Figuur 7C en D).
Figuur 7 BLG verhoog serum GLP-1 vlakke en kolon Gcg, GPR41 en GRP43 mRNA uitdrukking in DSS-behandelde muise. (A) Gcg mRNA uitdrukking in kolonweefsel; (B) GLP-1 vlak in serum; (C) GPR41 mRNA uitdrukking in kolonweefsel; (D) GPR43 mRNA uitdrukking in kolonweefsel. Data word aangebied as gemiddelde ± SEM (n = 5–6). #p < 0.05 of ##p < 0.01 teenoor kontrole (Kon) groep; *p < 0.05 teenoor DSS groep.
Aangesien BLG-behandeling serum GLP-1-vlakke, kolon Gcg mRNA-uitdrukking en fekale SCFA-vlakke in DSS-behandelde muise kan verhoog, het ons verder asetaat, propionaat en butiraat, sowel as van kontrole (F-Con), DSS-kolitis (F-Con)-DSS) en BLG-behandelde kolitis (F-BLG) muise ondersoek op die vrystelling van GLP-1 uit primêre murine kolon epiteelselle. Soos getoon in Figuur 8A, het primêre muis kolon epiteelselle wat behandel is met onderskeidelik 2 mM asynsuur, propioonsuur en bottersuur, GLP-1-vrystelling aansienlik gestimuleer, in ooreenstemming met vorige studies.29,30 Net so het alle F-Con, F-DSS en F-BLG (gelykstaande aan 0.25 g ontlasting) die vrystelling van GLP-1 uit primêre murine kolon epiteelselle aansienlik gestimuleer. Dit is opmerklik dat die hoeveelheid GLP-1 wat vrygestel is deur F-DSS-behandelde primêre muis kolon epiteelselle baie laer was as dié van F-Con. en F-BLG-behandelde primêre muis-koloniese epiteelselle. (Figuur 8B). Hierdie data dui daarop dat BLG-behandeling die derm-SCFA-afgeleide GLP-1-produksie aansienlik herstel het.
Figuur 8 BLG-afgeleide SCFA stimuleer GLP-1-vrystelling van primêre murine kolonepiteelselle. (A) Asynsuur, propioonsuur en bottersuur het die vrystelling van GLP-1 van primêre murine kolonepiteelselle gestimuleer; (B) fekale uittreksels F-Con, F-DSS en F-BLG het primêre murine kolonepiteelselle gestimuleer Hoeveelheid GLP-1 vrygestel. Aliquots van kolonepiteelselle is in glasbodem-petri-bakkies geplaas en behandel met 2 mM asynsuur, propioonsuur, bottersuur en fekale uittreksels F-Con, F-DSS en F-BLG (gelykstaande aan 0.25 g ontlasting), onderskeidelik. 2 uur by 37°C, 5% CO2, onderskeidelik. Die hoeveelheid GLP-1 wat vrygestel is uit primêre murine kolonepiteelselle is deur ELISA opgespoor. Data word aangebied as gemiddeld ± SEM (n = 3). #p < 0.05 of ##p < 0.01 teenoor blanko of F-Con; *p < 0.05 teenoor F-DSS.
Afkortings: Aas, asynsuur; Pro, propionsuur; egter bottersuur; F-Con, fekale uittreksel van kontrolemuise; F-DSS, fekale uittreksel van kolitismuise; F-BLG, van BLG-behandelde kolon Fekale uittreksels van inflammatoriese muise.
UC, wat deur die Wêreldgesondheidsorganisasie as 'n weerstandige siekte gelys word, word 'n wêreldwye gevaar; Effektiewe metodes vir die voorspelling, voorkoming en behandeling van die siekte is egter steeds beperk. Daarom is daar 'n dringende behoefte om nuwe veilige en effektiewe terapeutiese strategieë vir UC te ondersoek en te ontwikkel. Tradisionele Chinese medisynepreparate is 'n belowende opsie omdat baie tradisionele Chinese medisynepreparate oor die eeue heen bewys is dat hulle effektief is in die behandeling van UC in die Chinese bevolking, en hulle is almal biologiese organiese stowwe en natuurlike materiale wat meestal onskadelik is vir mense en diere.31,32 Hierdie studie het ten doel gehad om 'n veilige en effektiewe tradisionele Chinese medisynepreparaat vir die behandeling van UC te soek en die werkingsmeganisme daarvan te ondersoek.BLG is 'n bekende Chinese kruieformule wat gebruik word om griep te behandel.8,33 Werk in ons laboratorium en ander het getoon dat indigo, 'n verwerkte tradisionele Chinese medisyneproduk van dieselfde grondstof as BLG, beduidende doeltreffendheid toon in die behandeling van UC by mense en diere.4,34 Die anti-kolitis-effekte van BLG en die effekte daarvan Die meganisme is egter onduidelik. In die huidige studie toon ons resultate dat BLG DSS-geïnduseerde koloninflammasie effektief verswak, wat geassosieer word met modulasie van derm. mikrobiota en herstel van derm-afgeleide GLP-1-produksie.
Dit is welbekend dat ulseratiewe kolitis gekenmerk word deur terugkerende periodes met tipiese kliniese kenmerke, soos gewigsverlies, diarree, rektale bloeding en uitgebreide kolonmukosale skade.35 Dus is chroniese terugkerende kolitis toegedien deur drie siklusse van 1.8% DSS vir vyf dae toe te dien, gevolg deur sewe dae se drinkwater. Soos getoon in Figuur 1B, het wisselende gewigsverlies en DAI-tellings suksesvolle induksie van chroniese terugkerende kolitis aangedui. Muise in die groep wat met BLG behandel is, het opwaartse herstel vanaf dag 8 getoon, wat beduidend verskil het van dag 24. Dieselfde veranderinge is ook waargeneem in die DAI-telling, wat dui op 'n verbetering in die kliniese verbetering van kolitis. In terme van kolonbesering en inflammatoriese status, was kolonlengte, kolonweefselskade, en geenuitdrukking en produksie van die pro-inflammatoriese sitokiene TNF-α, IL-1β en IL-6 in kolonweefsel ook aansienlik verbeter na BLG-behandeling. Gesamentlik toon hierdie resultate duidelik dat BLG effektief is in die behandeling van chroniese terugkerende kolitis by muise.
Hoe oefen BLG sy farmakologiese effekte uit? Talle vorige studies het getoon dat die dermmikrobiota 'n sleutelrol speel in die patogenese van UC, en mikrobioom-gebaseerde en mikrobioom-geteikende terapieë het na vore gekom as 'n baie aantreklike strategie vir die behandeling van UC. In die huidige studie het ons gedemonstreer dat BLG-behandeling gelei het tot beduidende veranderinge in die samestelling van die dermmikrobiota, wat daarop dui dat die beskermende effek van BLG teen DSS-geïnduseerde kolitis verband hou met die modulasie van dermmikrobiota. Hierdie waarneming stem ooreen met die idee dat die herprogrammering van die homeostase van die dermmikrobiota 'n belangrike benadering is om die doeltreffendheid van TCM-preparate te verstaan.36,37 Dit is opmerklik dat Akkermansia 'n Gram-negatiewe en streng anaërobiese bakterie is wat in die slymlaag van die derm leef, wat musiene afbreek, propioonsuur produseer, bekerselle-differensiasie stimuleer en die slymvliesfunksie van versperringsintegriteit handhaaf.26 Verskeie kliniese en dierlike data dui daarop dat Akkermansia hoogs geassosieer word met gesonde slymvlies,38 en orale toediening van Akkermansia spp. kan mukosale inflammasie aansienlik verbeter.39 Ons huidige data dui daarop dat die relatiewe oorvloed van Akkermansia aansienlik verhoog word na BLG-behandeling. Daarbenewens is Prevotellaceae_UCG-001 'n SCFA-produserende bakterie.27 Verskeie studies het getoon dat Prevotellaceae_UCG-001 in lae relatiewe oorvloed in die ontlasting van diere met kolitis gevind is.40,41 Ons huidige data toon ook dat BLG-behandeling die relatiewe oorvloed van Prevotellaceae_UCG-001 in die kolon van DSS-behandelde muise aansienlik kan verhoog. In teenstelling hiermee is Oscillibacter 'n mesofiele, streng anaërobiese bakterie.42 het berig dat die relatiewe oorvloed van Oscillibacter aansienlik verhoog is in UC-muise en beduidend positief gekorreleer was met IL-6- en IL-1β-vlakke en patologiese tellings.43,44 Dit is opmerklik dat BLG-behandeling die relatiewe oorvloed van Oscillibacter in die ontlasting van DSS-behandelde muise aansienlik verminder het. Dit is opmerklik dat hierdie BLG-veranderde bakterieë die mees SCFA-produserende bakterieë was. Talle vorige studies het die potensiële voordelige effekte van SCFA's gedemonstreer. op koloninflammasie en beskerming van derm-epiteelintegriteit.45,46 Ons huidige data het ook waargeneem dat konsentrasies van SCFA-asetaat, propionaat en butiraat in DSS-behandelde ontlasting aansienlik verhoog was in BLG-behandelde muise. Saamgevat toon hierdie bevindinge duidelik dat BLG-behandeling DSS-geïnduseerde SCFA-produserende bakterieë effektief kan verbeter in muise met chroniese terugvallende kolitis.
GLP-1 is 'n inkretien wat hoofsaaklik in die ileum en kolon geproduseer word en speel 'n belangrike rol in die vertraging van maaglediging en die verlaging van postprandiale bloedglukose.47 Bewyse dui daarop dat dipeptidielpeptidase (DPP)-4, 'n GLP-1-reseptoragonis en 'n GLP-1-nanomedisyne dermontsteking in muise effektief kan verlig.48-51 Soos in vorige studies gerapporteer, was hoë SCFA-konsentrasies geassosieer met plasma-GLP-1-vlakke in mense en muise. 52 Ons huidige data toon dat serum-GLP-1-vlakke en Gcg mRNA-uitdrukking na BLG-behandeling aansienlik verhoog is. Net so was GLP-1-sekresie aansienlik verhoog in kolonkulture na stimulasie met fekale uittreksels van BLG-behandelde kolitismuise in vergelyking met stimulasie met fekale uittreksels van DSS-behandelde kolitismuise. Hoe beïnvloed SCFA's die vrystelling van GLP-1? Gwen Tolhurst et al. het berig dat SCFA GLP-1-sekresie deur GRP43 en GPR41 kan stimuleer.29 Ons huidige data toon ook dat BLG-behandeling die mRNA-uitdrukking van GRP43 en GPR41 in die kolon van DSS-behandelde muise aansienlik verhoog. Hierdie data dui daarop dat BLG-behandeling SCFA-bevorderde GLP-1-produksie kan herstel deur GRP43 en GPR41 te aktiveer.
BLG is 'n langtermyn oor-die-toonbank (OTC) middel in China. Die maksimum verdraagsame dosis BLG in Kunming-muise is 80 g/kg, en geen akute toksisiteit is waargeneem nie.53 Tans is die aanbevole dosis BLG (sonder suiker) in mense 9-15 g/dag (3 keer per dag). Ons studie het getoon dat BLG teen 1 g/kg DSS-geïnduseerde chroniese terugvallende kolitis in muise verbeter het. Hierdie dosis is naby die BLG-dosis wat klinies gebruik word. Ons studie het ook bevind dat die werkingsmeganisme daarvan, ten minste gedeeltelik, gemedieer word deur veranderinge in die dermmikrobiota, spesifiek SCFA-produserende bakterieë, soos Akkermansia en Prevotellaceae_UCG-001, om derm-afgeleide GLP-1-produksie te herstel. Hierdie bevindinge dui daarop dat BLG verdere oorweging verdien as 'n potensiële terapeutiese middel vir kliniese kolitisbehandeling. Die presiese meganisme waardeur dit die dermmikrobiota moduleer, moet egter nog bevestig word deur mikrobiota-tekortkominge muise en fekale bakteriële oorplanting.
Aas, asynsuur; maar, bottersuur; BLG, pandan; DSS, dekstraan natriumsulfaat; DAI, siekte-aktiwiteitsindeks; DPP, dipeptidielpeptidase; FID, vlamionisasiedetektor; F-Con, beheer Fekale uittreksels van muise; F-DSS, fekale uittreksels van DSS kolitismuise; F-BLG, fekale uittreksels van BLG-behandelde kolitismuise; GLP-1, glukagonagtige peptied-1; Gcg, glukagon; gaschromatografie, gaschromatografie; GRP43, G-proteïengekoppelde reseptor 43; GRP41, G-proteïengekoppelde reseptor 41; H&E, hematoksilien-eosine; HBSS, Hanks se Gebalanseerde Soutoplossing; OTC, OTC; PCA, hoofkomponentanalise; PCoA, hoofkoördinaatanalise; Pro, propioonsuur; SASP, sulfasalasien; SCFA, kortketting-vetsure; Chinese medisyne, tradisionele Chinese medisyne; UC, ulseratiewe kolitis.
Alle eksperimentele protokolle is goedgekeur deur die Dieretiekkomitee van die Peking Universiteit Shenzhen-Hong Kong Universiteit van Wetenskap en Tegnologie Mediese Sentrum (Shenzhen, China) volgens die Institusionele Riglyne en Diereregulasies (etieknommer A2020157).
Alle outeurs het beduidende bydraes gelewer tot konsepsie en ontwerp, data-insameling, of data-analise en -interpretasie; het deelgeneem aan die opstel van die artikel of die kritiese hersiening van belangrike intellektuele inhoud; het ingestem om die manuskrip by die huidige tydskrif in te dien; het die weergawe uiteindelik vir publikasie goedgekeur; Verantwoordelik vir alle aspekte van die werk.
Hierdie werk is ondersteun deur die Nasionale Natuurwetenskapstigting van China (81560676 en 81660479), die eersteklasprojek van die Universiteit van Shenzhen (86000000210), die Shenzhen Wetenskap- en Tegnologie-innovasiekomiteefonds (JCYJ20210324093810026), en die Guangdong Provinsiale Mediese Wetenskap- en Tegnologie-navorsingsfonds (A2020157 en A2020272), Guizhou Mediese Universiteit Apteek Guizhou Provinsie Befonds deur Key Laboratory (YWZJ2020-01) en Peking Universiteit Shenzhen Hospitaal (JCYJ2018009).
1. Tang B, Zhu J, Zhang B, et al. Terapeutiese potensiaal van triptolied as 'n anti-inflammatoriese middel in dekstraan natriumsulfaat-geïnduseerde eksperimentele kolitis in muise. pre-immune.2020;11:592084.doi: 10.3389/fimmu.2020.592084
2. Kaplan GG. Die globale las van IBD: van 2015 tot 2025. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2015;12:720–727. doi: 10.1038/nrgastro.2015.150
3. Peng J, Zheng TT, Li Xue, et al. Plant-afgeleide alkaloïede: belowende siektemodifiseerders in inflammatoriese dermsiekte. Prepharmacology.2019;10:351.doi:10.3389/fphar.2019.00351
4. Xiao Haiteng, Peng Jie, Wen B, et al. Indigo Naturalis inhibeer koloniese oksidatiewe stres en Th1/Th17-reaksies in DSS-geïnduseerde kolitis in muise. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:9480945.doi: 10.1155/2019/9480945
5. Chen M, Ding Y, Tong Z. Doeltreffendheid en veiligheid van Sophora flavescens (Sophora flavescens) Chinese kruiemedisyne in die behandeling van ulseratiewe kolitis: kliniese bewyse en potensiële meganismes. Prepharmacology.2020;11:603476.doi:10.3389/fphar.2020.603476
6. Cao Fang, Liu Jie, Sha Benxing, Pan HF. Natuurlike produkte: eksperimenteel effektiewe middels vir die behandeling van inflammatoriese dermsiekte. Curr Pharmaceuticals. 2019;25:4893–4913.doi: 10.2174/1381612825666191216154224
7. Zhang C, Jiang M, Lu A. Refleksie oor die adjuvante behandeling van ulseratiewe kolitis met tradisionele Chinese medisyne. Clinical Rev Allergy Immunization. 2013;44:274–283.doi: 10.1007/s12016-012-8328-9
8. Li Zhongteng, Li Li, Chen TT, et al. Doeltreffendheid en veiligheid van Banlangen-korrels in die behandeling van seisoenale griep: 'n studieprotokol vir 'n gerandomiseerde beheerde proef. trial.2015;16:126.doi: 10.1186/s13063-015-0645-x