Kasalukuyang hindi pinagana ang Javascript sa iyong browser. Ang ilang mga tampok ng website na ito ay hindi gagana kapag hindi pinagana ang javascript.
Magrehistro gamit ang iyong mga partikular na detalye at partikular na gamot na interesado ka at itutugma namin ang impormasyong ibibigay mo sa mga artikulo sa aming malawak na database at agad na mag-email ng kopya sa iyo gamit ang PDF.
Pinapahina ng mga granule ng Ban-Lan-Gen ang talamak na relapsing colitis na dulot ng dextran sodium sulfate sa mga daga sa pamamagitan ng pag-modulate ng gut microbiota at pagpapanumbalik ng produksyon ng intestinal SCFA Derived-GLP-1
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 University Shenzhen Hospital Departamento ng Parmasya, Shenzhen, Republikang Bayan ng Tsina;2Shenzhen University Health Science Center School of Pharmacy, Shenzhen, Republikang Bayan ng Tsina;3Guizhou Medical University Engineering Technology Research Center of Ethnic Medicine and Traditional Chinese Medicine Development and Application Ministry of Education, Guizhou Provincial Key Laboratory of Pharmacy, Guizhou Medical University, Guiyang, Republikang Bayan ng Tsina;4Departamento ng Gastroenterology, Peking University Shenzhen Hospital, Shenzhen, Republikang Bayan ng Tsina;5Paaralan ng Parmasya, Guizhou Medical University, State Key Laboratory of Medicinal Plant Function and Application, Guiyang; 6 Kagawaran ng Laboratoryo ng Medisina, Peking University Shenzhen Hospital, Shenzhen, Tsina [email protected] Shen Xiangchun, Paaralan ng Parmasya, Guizhou Medical University, Guizhou, People's Republic of China, 550004, Email [email protected] Layunin: Ang therapy na nakabatay sa GLP-1 ay isang bagong opsyon sa paggamot para sa nagpapaalab na sakit sa bituka. Ang mga granule ng Ban-Lan-Gen (BLG) ay isang kilalang antiviral TCM formulation na nagpapakita ng potensyal na anti-inflammatory activity sa paggamot ng iba't ibang mga kondisyon ng pamamaga. Gayunpaman, ang anti-inflammatory effect nito sa colitis at ang mekanismo ng pagkilos nito ay hindi pa rin malinaw. MGA PAMAMARAAN: Upang maitatag ang dextran sodium sulfate (DSS)-induced chronic relapsing colitis sa mga daga. Ang mga indeks ng aktibidad ng sakit, mga histological marker ng pinsala, at mga antas ng proinflammatory cytokine ay isinagawa upang masuri ang proteksiyon na epekto ng BLG. Ang mga epekto ng BLG sa gut microbiota at gut ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga antas ng serum GLP-1 at colonic Gcg, GPR41, at ekspresyon ng GRP43, komposisyon ng gut microbiota, mga antas ng fecal SCFAs, at Paglabas ng GLP-1 mula sa mga pangunahing selula ng epithelial colon ng daga. Ang produksyon ng GLP-1 na nagmula sa SCFA. Mga Resulta: Ang paggamot sa BLG ay makabuluhang nagbawas sa pagbaba ng timbang ng katawan, DAI, pag-ikli ng colon, pinsala sa tisyu ng colon, at mga antas ng proinflammatory cytokine ng TNF-α, IL-1β, at IL-6 sa tisyu ng colon. Bilang karagdagan, ang paggamot sa BLG ay maaaring makabuluhang magpanumbalik ng ekspresyon ng colonic Gcg, GPR41 at GRP43 at mga antas ng serum GLP-1 sa mga daga na may colitis, at sa pamamagitan ng pagpapataas ng mga bacteria na gumagawa ng SCFA tulad ng Akkermansia at Prevotellaceae_UCG-001, at pagbabawas ng kasaganaan ng bacteria tulad ng Eubacterium_xylanophilum_group, Ruminococcaceae_UCG-014, Intestinimonas at Oscillibacter. Bilang karagdagan, ang paggamot sa BLG ay maaaring makabuluhang magpataas ng antas ng SCFAs sa dumi ng mga daga na may colitis. Kasabay nito, ipinakita rin ng mga in vitro na eksperimento na ang fecal extract ng mga daga na ginamot ng BLG ay maaaring lubos na pasiglahin ang mga pangunahing maliliit na selula ng epithelial colon ng Murine na naglalabas ng GLP-1. Mga Konklusyon: Ang mga natuklasang ito ay nagmumungkahi na ang BLG ay may epektong kontra-kolitis. Ang BLG ay may potensyal na mabuo bilang isang therapy, kahit man lang sa pamamagitan ng pag-modulate ng gut microbiota at pagpapanumbalik ng produksyon ng GLP-1 na nagmula sa SCFA sa bituka. Mga magagandang gamot para sa talamak na relapsing colitis. Mga Keyword: colitis, Ban-Lan-Gen granules, gut microbiota, short-chain fatty acids, GLP-1
Ang ulcerative colitis (UC) ay isang pangmatagalang sakit na nagpapaalab sa colon at tumbong na nailalarawan sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagtatae, pananakit ng tiyan, pagbaba ng timbang, at mucopurulent at madugong dumi.1 Kamakailan lamang, ang paglaganap ng UC ay tumataas sa mga bansang dati'y mababa ang insidente, kabilang ang Tsina, kasabay ng pagtaas ng popularidad ng mga pamumuhay sa Kanluran.2 Ang pagtaas na ito ay nagdudulot ng malalaking problema para sa kalusugan ng publiko at may malubhang implikasyon para sa kakayahan ng mga pasyente na magtrabaho at kalidad ng buhay. Kapansin-pansin, ang pathogenesis ng UC ay nananatiling hindi malinaw, ngunit sa pangkalahatan ay tinatanggap na ang genetics, mga salik sa kapaligiran, ang gut microbiota, at ang immune system ay pawang nakakatulong sa pag-unlad ng UC.3 Kahit ngayon, wala pang lunas para sa UC, at ang layunin ng paggamot ay klinikal na kontrolin ang mga klinikal na sintomas, pukawin at panatilihin ang remission, itaguyod ang mucosal healing, at bawasan ang pag-ulit. Kasama sa mga klasikal na paggamot ang aminosalicylates, corticosteroids, immunosuppressants, at biologics. Gayunpaman, hindi makakamit ng mga gamot na ito ang ninanais na epekto dahil sa kanilang iba't ibang side effect.4 Kamakailan lamang, maraming case study ang nagpakita na ang tradisyonal na gamot na Tsino (TCM) ay nagpakita ng malaking potensyal sa pagtulong na mapawi ang UC na may mababang toxicity, na nagmumungkahi na ang pagbuo ng mga bagong TCM therapy ay isang promising na diskarte sa paggamot para sa UC.5-7​​​
Ang Banlangen Granules (BLG) ay isang tradisyonal na paghahanda ng gamot na Tsino na gawa sa katas ng tubig ng ugat ng Banlangen.8 Bukod sa bisa nitong antiviral, ang BLG ay nagpapakita ng potensyal na anti-inflammatory activity sa paggamot ng iba't ibang mga kondisyon ng pamamaga.9,10 Bukod pa rito, ang mga glucosinolates (R,S-goitrin, progoitrin, epiprorubin at glucoside ay naihiwalay at natukoy mula sa mga aqueous extract ng Radix isatidis) at mga nucleosides (hypoxanthine, adenosine, uridine at guanosine) at mga indigo alkaloid tulad ng indigo at indirubin.11,12 Mahusay na naidokumento ng mga nakaraang pag-aaral na ang mga compound na adenosine, uridine at indirubin ay nagpapakita ng malakas na anti-colitis effect sa iba't ibang modelo ng hayop ng colitis.13-17 Gayunpaman, walang mga pag-aaral batay sa ebidensya ang isinagawa upang suriin ang bisa ng BLG sa colitis. Sa kasalukuyang pag-aaral, sinuri namin ang proteksiyon na epekto ng BLG sa dextran sodium sulfate (DSS)-induced chronic relapsing colitis sa mga daga na C57BL/6 at natagpuan na ang oral administration ng BLG ay makabuluhang nagpahina sa pamamaga na dulot ng DSS na dulot ng chronic relapsing colon sa mga daga, at ang mga mekanismo ng regulasyon nito ay nauugnay sa modulasyon ng gut microbiota at pagpapanumbalik ng produksyon ng glucagon-like peptide-1 (GLP-1) na nagmula sa bituka.
Ang mga BLG granules (walang asukal, inaprubahan ng NMPA na Z11020357; Beijing Tongrentang Technology Development Co., Ltd., Beijing, China; batch number: 20110966) ay binili mula sa mga botika. Ang DSS (Molecular Weight: 36,000–50,000 Daltons) ay binili mula sa MP Biologicals (Santa Ana, USA). Ang Sulfasalazine (SASP) (≥ 98% kadalisayan), hematoxylin at eosin ay binili mula sa Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Ang mga Mouse TNF-α, IL-1β at IL-6 luminex Elisa assay kit ay binili mula sa mga R&D system (Minneapolis, MN, USA). Ang acetic acid, propionic acid, at butyric acid ay binili mula sa Aladdin Industries (Shanghai, China). Ang 2-Ethylbutyric acid ay binili mula sa Merck KGaA (Darmstadt, Germany).
Ang mga lalaking daga na C57BL/6 na may edad na 6-8 linggo (timbang ng katawan na 18-22 g) ay binili mula sa Beijing Wetahe Laboratory Animal Technology Co., Ltd. (Beijing, China) at pinatira sa isang kapaligirang 22 ± 2 °C na may 12 oras na light/dark cycle. Ang mga daga ay pinakain ng karaniwang diyeta ng daga na may libreng pag-inom ng tubig sa loob ng isang linggo upang masanay sa bagong kapaligiran. Ang mga daga ay random na hinati sa apat na grupo: control group, DSS model group, SASP-treated group (200 mg/kg, oral) at BLG-treated group (1 g/kg, oral). Gaya ng ipinapakita sa Figure 1A, ayon sa aming nakaraang pag-aaral, ang experimental chronic relapsing colitis ay na-induce sa mga daga sa pamamagitan ng tatlong cycle ng 1.8% DSS sa loob ng 5 araw, na sinundan ng distilled water sa loob ng 7 araw, ayon sa aming nakaraang pag-aaral.18 Ang mga daga sa mga grupong ginamot ng SASP at BLG ay ginamot ng SASP at BLG, ayon sa pagkakabanggit, araw-araw simula sa araw 0. Ayon sa mga paunang eksperimento, ang Ang dosis ng BLG ay itinakda sa 1 g/kg. Samantala, ang dosis ng SASP ay itinakda sa 200 mg/Kg ayon sa literatura.4 Ang mga grupo ng kontrol at modelo ng DSS ay nakatanggap ng parehong dami ng tubig sa buong eksperimento.
Pigura 1 Pinapabuti ng BLG ang DSS-induced chronic relapsing colitis sa mga daga. (A) Disenyo ng eksperimento ng chronic recurrent colitis at paggamot, (B) pagbabago ng timbang ng katawan, (C) score ng disease activity index (DAI), (D) haba ng colon, (E) kinatawan na imahe ng colon, (F) H&E staining Colon (magnification, ×100) at (G) histological score. Ang datos ay ipinapakita bilang mean ± SEM (n = 6).##p < 0.01 o ###p < 0.001 vs control (Con) group; *p < 0.05 o **p < 0.01 o ***p < 0.001 vs DSS group.
Ang timbang ng katawan, konsistensya ng dumi, at pagdurugo sa tumbong ay itinala araw-araw. Ang disease activity index (DAI) ay natukoy sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga marka ng timbang ng katawan, konsistensya ng dumi, at pagdurugo sa tumbong gaya ng nailarawan noon.19 Sa pagtatapos ng eksperimento, lahat ng daga ay pinatay sa euthanasia at ang dugo, dumi, at colon ay kinolekta para sa mga karagdagang eksperimento.
Ang tisyu ng colon ay nilagyan ng formalin at inilagay sa paraffin. Ang mga 5-micron na seksyon ay ginawa at kinulayan ng hematoxylin-eosin (H&E), pagkatapos ay binulag at binigyan ng marka gaya ng naunang inilarawan.19
Ang kabuuang RNA ng tisyu ng colon ay kinuha gamit ang Trizol reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA), na sinundan ng cDNA extraction gamit ang reverse transcriptase (TaKaRa, Kusatsu, Shiga, Japan). Ang quantitative PCR ay isinagawa gamit ang real-time PCR system na may SYBR Green Master (Roche, Basel, Switzerland). Ang mga target gene transcript ay na-normalize sa β-actin at ang datos ay sinuri gamit ang 2-ΔΔCT method. Ang mga sequence ng gene primer ay ipinapakita sa Table 1.
Isinagawa ang paghihiwalay at pag-culture ng primary mouse colonic epithelial cell gaya ng nailarawan noon.20 Sa madaling salita, ang mga colon ng 6-8 linggong gulang na daga ay unang tinanggalan ng eliminasyon pagkatapos isakripisyo sa pamamagitan ng cervical dislocation, pagkatapos ay binuksan nang pahaba, ginamot gamit ang Hanks Balanced Salt Solution (HBSS, walang calcium at magnesium) at hiniwa sa 0.5-1 mm na maliliit na piraso. Kasunod nito, ang mga tisyu ay hinukay gamit ang 0.4 mg/mL collagenase XI (Sigma, Poole, UK) sa libreng DMEM medium at sinentrifuga sa 300 xg sa loob ng 5 minuto sa temperatura ng silid. Muling i-suspend ang pellet sa DMEM medium (dinagdagan ng 10% fetal bovine serum, 100 Units/mL penicillin, at 100 µg/mL streptomycin) sa 37 °C at dumaan sa nylon mesh (laki ng butas ~250 µm). Ang mga aliquot ng colonic epithelial cell ay inilagay sa mga lalagyang may ilalim na salamin at in-incubate kasama ng acetic acid, propionic acid, butyric acid, at dumi ng daga. mga katas sa loob ng 2 oras sa 37°C, 5% CO2.
Ang tisyu ng colon ay hinalo gamit ang PBS, at ang mga antas ng cytokines na IL-6, TNF-α at IL-1β sa tisyu ng colon ay natukoy gamit ang luminex ELISA assay kits (R&D systems, Minneapolis, MN, USA). Gayundin, ang mga antas ng GLP-1 sa serum at culture medium ng mga primary murine colonic epithelial cells ay natukoy gamit ang isang ELISA kit (Bioswamp, Wuhan, China) ayon sa mga tagubilin ng gumawa.
Ang kabuuang DNA mula sa dumi ay kinuha gamit ang isang DNA extraction kit (Tiangen, China). Ang kalidad at dami ng DNA ay sinukat sa mga ratio na 260 nm/280 nm at 260 nm/230 nm, ayon sa pagkakabanggit. Kasunod nito, gamit ang bawat nakuha na DNA bilang template, ginamit ang mga partikular na primer na 338F (ACTCCTACGGGAGGCAGCAG) at 806R (GGACTACHVGGGTWTCTAAT) upang palakasin ang mga rehiyon ng V3-V4 ng 16S rRNA gene sa iba't ibang rehiyon. Ang mga produktong PCR ay pinadalisay gamit ang QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN, Germany), na-quantify sa pamamagitan ng real-time PCR, at na-sequence gamit ang IlluminaMiseq PE300 sequencing platform (Illumina Inc., CA, USA). Para sa pagsusuri ng bioinformatics, isinagawa ang pagproseso ng datos kasunod ng mga naunang naiulat na protocol.21,22 Sa madaling salita, gamitin ang Cutadapt (V1.9.1) upang i-filter ang mga raw express file. Ang mga OTU ay pinagsama-sama gamit ang UPARSE (bersyon 7.0.1001) na may similarity cutoff na 97%, at ginamit ang UCHIME upang alisin ang mga chimeric sequence. Isinagawa ang pagsusuri at klasipikasyon ng komposisyon ng komunidad gamit ang RDP classifier (http://rdp.cme.msu.edu/) batay sa SILVA ribosomal RNA gene database.
Ang mga antas ng short-chain fatty acids (acetic acid, propionic acid, at butyric acid) ay sinukat gaya ng naunang inilarawan nina Tao et al., na may ilang mga pagbabago.23 Sa madaling salita, ang 100 mg ng dumi ay unang hinaluan ng tubig na deionized, na sinundan ng 0.1 mL ng 50% sulfuric acid at 0.5 mL ng 2-ethylbutyric acid (internal standard), pagkatapos ay hinalo at pinainit sa 4°C. I-centrifuge sa 12,000 rpm sa loob ng 15 minuto sa temperaturang C. Ang supernatant ay kinuha gamit ang 0.5 mL ng ether at iniksyon sa GC para sa pagsusuri. Para sa pagsusuri ng gas chromatography (GC), ang mga sample ay sinuri gamit ang isang GC-2010 Plus gas chromatograph (Shimadzu, Inc.) na may kasamang flame ionization detector (FID). Ang paghihiwalay ay nakamit gamit ang isang ZKAT-624 column, 30 m × 0.53 mm × 0.3 μm (Lanzhou Zhongke Antai Analytical Technology Co., Ltd., China). Ang datos ay nakuha gamit ang GC solution software (Shimadzu, Inc.). Ang split ratio ay 10:1, ang carrier gas ay nitrogen, at ang flow rate ay 6 mL/min. Ang injection volume ay 1 μL. Ang temperatura ng injector at detector ay 300°C. Ang temperatura ng oven ay pinanatili sa 140°C sa loob ng 13.5 minuto, pagkatapos ay tumaas sa 250°C sa rate na 120°C/min; pinanatili ang temperatura sa loob ng 5 minuto.
Ang datos ay ipinakita bilang mean ± standard error of the mean (SEM). Ang kahalagahan ng datos ay tinasa sa pamamagitan ng one-way ANOVA na sinundan ng Duncan's multiple range test. Ginamit ang GraphPad Prism 5.0 software (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA) para sa lahat ng kalkulasyon at ang p < 0.05 ay itinuturing na makabuluhan sa istatistika.
Kilalang-kilala na ang UC ay isang talamak na relapsing colitis disease na may matinding pananakit ng tiyan, pagtatae, at pagdurugo. Samakatuwid, itinatag ang DSS-induced chronic relapsing colitis sa mga daga upang suriin ang anti-colitis efficacy ng BLG (Fig. 1A). Kung ikukumpara sa control group, ang mga daga sa DSS model group ay nagkaroon ng makabuluhang pagbawas ng timbang ng katawan at mas mataas na DAI, at ang mga pagbabagong ito ay makabuluhang nabaligtad pagkatapos ng 24 na araw ng paggamot sa BLG (Figure 1B at C). Ang pag-ikli ng colon ay isang mahalagang tanda ng UC. Tulad ng ipinapakita sa Figures 1D at E, ang haba ng colon ng mga daga na nakatanggap ng DSS ay makabuluhang umikli, ngunit nabawasan ng paggamot sa BLG. Kasunod nito, isinagawa ang histopathological analysis upang masuri ang pamamaga ng colon. Ipinakita ng mga imahe na may kulay na H&E at mga pathological score na ang pangangasiwa ng DSS ay makabuluhang nakagambala sa arkitektura ng colon at nagresulta sa pagkasira ng crypt, samantalang ang paggamot sa BLG ay makabuluhang nagbawas sa pagkasira ng crypt at mga pathological score (Figure 1F at G). Kapansin-pansin, ang proteksiyon na epekto ng BLG sa dosis na 1 g/Kg ay maihahambing sa SASP sa isang dosis na 200 mg/Kg. Sama-sama, iminumungkahi ng mga natuklasang ito na ang BLG ay epektibo sa pagbabawas ng kalubhaan ng DSS-induced chronic relapsing colitis sa mga daga.
Ang TNF-α, IL-1β at IL-6 ay mahahalagang marker ng pamamaga ng colon. Gaya ng ipinapakita sa Figure 2A, ang DSS ay nagdulot ng malaking pagtaas sa gene expression ng TNF-α, IL-1β at IL-6 sa colon kumpara sa control group. Ang pagbibigay ng BLG ay maaaring makabuluhang baligtarin ang mga pagbabagong ito na pinamagitan ng DSS. Susunod, ginamit namin ang ELISA upang matukoy ang mga antas ng mga inflammatory cytokine na TNF-α, IL-1β, at IL-6 sa tisyu ng colon. Ipinakita rin ng mga resulta na ang mga antas ng TNF-α, IL-1β, at IL-6 sa colon ay tumaas nang malaki sa mga daga na ginamot gamit ang DSS, samantalang ang paggamot ng BLG ay nagpagaan sa mga pagtaas na ito (Figure 2B).
Pigura 2 Pinipigilan ng BLG ang ekspresyon ng gene at produksyon ng mga proinflammatory cytokine na TNF-α, IL-1β at IL-6 sa colon ng mga daga na ginamot gamit ang DSS.(A) Ekspresyon ng colonic gene ng TNF-α, IL-1β at IL-6; (B) mga antas ng colonic protein ng TNF-α, IL-1β at IL-6. Ang datos ay ipinapakita bilang mean ± SEM (n = 4–6).#p < 0.05 o ##p < 0.01 o ###p < 0.001 vs control (Con) group; *p < 0.05 o **p < 0.01 vs DSS group.
Ang dysbiosis sa bituka ay kritikal sa pathogenesis ng UC.24 Upang siyasatin kung binabago ng BLG ang gut microbiota ng mga daga na ginamot ng DSS, isinagawa ang 16S rRNA sequencing upang suriin ang bacterial community ng mga nilalaman ng bituka. Ipinapakita ng Venn diagram na ang tatlong grupo ay may 385 OTU. Kasabay nito, ang bawat grupo ay may natatanging OTU (Fig. 3A). Bukod pa rito, ang Chao1 index at Shannon index na ipinapakita sa Figure 3B at C ay nagpakita na ang community diversity ng gut microbiota ay nabawasan sa mga daga na ginamot ng BLG, dahil ang Shannon index ay makabuluhang nabawasan sa grupong ginamot ng BLG. Ang Principal component analysis (PCA) at principal coordinate analysis (PCoA) ay ginamit upang matukoy ang mga clustering pattern sa tatlong grupo at ipinakita na ang community structure ng mga daga na ginamot ng DSS ay malinaw na nakahiwalay pagkatapos ng paggamot ng BLG (Figure 3D at E). Ipinapahiwatig ng mga datos na ito na ang paggamot ng BLG ay makabuluhang nakaapekto sa community structure ng mga daga na may DSS-induced colitis.
Pigura 3 Binabago ng BLG ang pagkakaiba-iba ng gut microbiota sa mga daga na may DSS-induced colitis.(A) Venn diagram ng OTU, (B) Chao1 index, (C) Shannon's richness index, (D) Principal Component Analysis (PCA) score plot ng OTU, (E) OTU Principal Coordinate Analysis (PCoA) score Pigura. Ang datos ay ipinapakita bilang mean ± SEM (n = 6).**p < 0.01 vs DSS group.
Upang masuri ang mga partikular na pagbabago sa fecal microbiota, sinuri namin ang komposisyon ng gut microbiota sa lahat ng antas ng taxonomic. Gaya ng ipinapakita sa Figure 4A, ang pangunahing phyla sa lahat ng grupo ay Firmicutes at Bacteroidetes, na sinundan ng Verrucomicrobia. Ang relatibong kasaganaan ng mga ratio ng Firmicutes at Firmicutes/Bacteroidetes ay tumaas nang malaki sa mga fecal microbial communities ng mga daga na ginagamot ng DSS kumpara sa mga control mice, at ang mga pagbabagong ito ay nabaligtad nang malaki pagkatapos ng paggamot ng BLG. Sa partikular, ang paggamot ng BLG ay makabuluhang nagpataas ng relatibong kasaganaan ng Verrucobacterium sa dumi ng mga daga na may DSS-induced colitis. Sa antas ng sambahayan, ang mga fecal microbial communities ay inookupahan ng Lachnospiriaceae, Muribaculaceae, Akkermansiaceae, Ruminococcaceae at Prevotellaceae (Fig. 4B). Kung ikukumpara sa grupo ng DSS, ang pagkaubos ng BLG ay nagpataas ng kasaganaan ng Akkermansiaceae, ngunit binawasan ang kasaganaan ng Lachnospiraceae at Ruminococcaceae. Kapansin-pansin, sa genus Sa antas na ito, ang fecal microbiota ay sinakop ng Lachnospira_NK4A136_group, Akkermansia at Prevotellaceae_UCG-001 (Fig. 4C). Ipinakita rin ng natuklasang ito na epektibong nabaligtad ng paggamot ng BLG ang kawalan ng balanse ng microbiota bilang tugon sa hamon ng DSS, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagbaba sa Eubacterium_xylanophilum_group, Ruminococcaceae_UCG-014, Intestinimonas at Oscillibacter, at pagtaas sa Akkermansia at Prevotellaceae_UCG-001.
Pigura 4 Binabago ng BLG ang kasaganaan ng gut microbiota sa mga daga na may colitis na dulot ng DSS.(A) Kasaganaan ng gut microbiota sa antas ng phylum; (B) Kasaganaan ng gut microbiota sa antas ng pamilya; (C) Kasaganaan ng gut microbiota sa antas ng genus. Ang datos ay ipinapakita bilang mean ± SEM (n = 6).#p < 0.05 o ###p < 0.001 vs control (Con) group; *p < 0.05 o **p < 0.01 o ***p < 0.001 vs DSS group.
Kung isasaalang-alang na ang mga short-chain fatty acid (SCFA) ang mga pangunahing metabolite ng Akkermansia at Prevotellaceae_UCG-001, habang ang acetate, propionate at butyrate ang pinakamaraming SCFA sa lumen ng bituka, 25-27 ay nasa aming pag-aaral pa rin tayo. Gaya ng ipinapakita sa Figure 5, ang konsentrasyon ng fecal acetate, propionate, at butyrate ay makabuluhang nabawasan sa grupong ginamot ng DSS, habang ang paggamot ng BLG ay maaaring lubos na mapigilan ang pagbawas na ito.
Pigura 5. Pinapataas ng BLG ang mga antas ng SCFA sa dumi ng mga daga na may DSS-induced colitis.(A) Nilalaman ng acetic acid sa dumi; (B) nilalaman ng propionic acid sa dumi; (C) nilalaman ng butyric acid sa dumi. Ang datos ay ipinapakita bilang mean ± SEM (n = 6).#p < 0.05 o ##p < 0.01 vs control (Con) group; *p < 0.05 o **p < 0.01 vs DSS group.
Kinakalkula pa namin ang Pearson correlation coefficient sa pagitan ng genus-level differential SCFA at fecal microbiota. Gaya ng ipinapakita sa Figure 6, ang Akkermansia ay positibong nauugnay sa produksyon ng propionic acid (Pearson = 0.4866) at butyric acid (Pearson = 0.6192). Sa kabaligtaran, ang parehong Enteromonas at Oscillobacter ay negatibong nauugnay sa produksyon ng acetate, na may Pearson coefficient na 0.4709 at 0.5104, ayon sa pagkakabanggit. Gayundin, ang Ruminococcaceae_UCG-014 ay negatibong nauugnay sa produksyon ng propionic acid (Pearson = 0.4508) at butyric acid (Pearson = 0.5842), ayon sa pagkakabanggit.
Pigura 6 Pagsusuri ng korelasyon ni Pearson sa pagitan ng magkakaibang SCFA at mga mikrobyong nasa colon. (A) Enteromonas na may acetic acid; (B) Concussion bacillus na may acetic acid; (C) Akkermansia vs propionic acid; (D) Ruminococcus_UCG-014 na may propionic acid; (E) Akkermansia na may butyric acid; (F) ) Ruminococcus _UCG-014 na may butyric acid.
Ang Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) ay isang cell-type-specific post-translational product ng proglucagon (Gcg) na may mga anti-inflammatory properties.28 Gaya ng ipinapakita sa Figure 7, ang DSS ay nagdulot ng malaking pagbaba sa ekspresyon ng Gcg mRNA. Ang paggamot sa colon at BLG ay maaaring makabuluhang baligtarin ang pagbawas ng Gcg na dulot ng DSS kumpara sa control group (Fig. 7A). Kasabay nito, ang antas ng GLP-1 sa serum ay makabuluhang nabawasan sa grupong ginamot ng DSS, at ang paggamot sa BLG ay maaaring higit na maiwasan ang pagbawas na ito (Fig. 7B). Dahil ang short-chain fatty acids ay maaaring magpasigla sa pagtatago ng GLP-1 sa pamamagitan ng G-protein-coupled receptor 43 (GRP43) at G-protein-coupled receptor 41 (GRP41) activation, sinuri rin namin ang GPR41 at GRP43 sa colon ng mga daga na may colitis at natuklasan na ang ekspresyon ng colonic mRNA ng GRP43 at GPR41 ay makabuluhang nabawasan pagkatapos ng DSS challenge, at ang paggamot sa BLG ay maaaring epektibong mailigtas ang mga pagbabang ito (Fig. 7C). at D).
Pigura 7 Pinapataas ng BLG ang mga antas ng serum GLP-1 at ekspresyon ng colonic Gcg, GPR41 at GRP43 mRNA sa mga daga na ginamot ng DSS.(A) Ekspresyon ng Gcg mRNA sa tisyu ng colon; (B) Antas ng GLP-1 sa serum; (C) Ekspresyon ng GPR41 mRNA sa tisyu ng colon; (D) Ekspresyon ng GPR43 mRNA sa tisyu ng colon. Ang datos ay ipinapakita bilang mean ± SEM (n = 5–6).#p < 0.05 o ##p < 0.01 vs control (Con) group; *p < 0.05 vs DSS group.
Dahil ang paggamot ng BLG ay maaaring magpataas ng mga antas ng serum GLP-1, ekspresyon ng colonic Gcg mRNA, at mga antas ng fecal SCFA sa mga daga na ginamot ng DSS, sinuri pa namin ang acetate, propionate, at butyrate pati na rin mula sa control (F-Con), DSS colitis (F-Con) -DSS) at BLG-treated colitis (F-BLG) na daga sa paglabas ng GLP-1 mula sa mga primary murine colonic epithelial cells. Gaya ng ipinapakita sa Figure 8A, ang mga primary mouse colonic epithelial cells na ginamot ng 2 mM acetic acid, propionic acid, at butyric acid, ayon sa pagkakabanggit, ay makabuluhang nagpasigla sa paglabas ng GLP-1, na naaayon sa mga nakaraang pag-aaral.29,30 Gayundin, lahat ng F-Con, F-DSS, at F-BLG (katumbas ng 0.25 g ng dumi) ay lubos na nagpasigla sa paglabas ng GLP-1 mula sa mga primary murine colonic epithelial cells. Kapansin-pansin, ang dami ng GLP-1 na inilabas ng mga primary mouse colonic epithelial cells na ginamot ng F-DSS ay mas mababa kaysa sa mga primary F-Con at F-BLG-treated primary mga selula ng epithelial sa colon ng daga. (Larawan 8B). Ipinahihiwatig ng mga datos na ito na ang paggamot sa BLG ay makabuluhang nakapagpanumbalik ng produksyon ng GLP-1 na nagmula sa SCFA sa bituka.
Pigura 8 Ang SCFA na nagmula sa BLG ay nagpapasigla sa paglabas ng GLP-1 mula sa mga primary murine colonic epithelial cells.(A) Ang acetic acid, propionic acid, at butyric acid ay nagpasigla sa paglabas ng GLP-1 mula sa mga primary murine colonic epithelial cells; (B) mga katas ng dumi na pinasigla ng F-Con, F-DSS at F-BLG ang mga primary murine colonic epithelial cells Dami ng GLP-1 na inilabas. Ang mga aliquot ng colonic epithelial cells ay inilagay sa mga glass-bottom petri dish at ginamot gamit ang 2 mM acetic acid, propionic acid, butyric acid, at mga katas ng dumi na F-Con, F-DSS, at F-BLG (katumbas ng 0.25 g feces), ayon sa pagkakabanggit. 2 oras sa 37°C, 5% CO2, ayon sa pagkakabanggit. Ang dami ng GLP-1 na inilabas mula sa mga primary murine colonic epithelial cells ay na-detect sa pamamagitan ng ELISA. Ang datos ay ipinapakita bilang mean ± SEM (n = 3).#p < 0.05 o ##p < 0.01 vs. blank o F-Con; *p < 0.05 kumpara sa F-DSS.
Mga Daglat: Ace, acetic acid; Pro, propionic acid; gayunpaman, butyric acid; F-Con, katas ng dumi mula sa mga kontrol na daga; F-DSS, katas ng dumi mula sa mga daga na may colitis; F-BLG, mula sa colon na ginamot ng BLG. Mga katas ng dumi ng mga daga na may pamamaga.
Nakalista ng World Health Organization bilang isang sakit na hindi tinatablan ng sakit, ang UC ay nagiging isang pandaigdigang panganib; Gayunpaman, limitado pa rin ang mga epektibong pamamaraan para sa paghula, pagpigil, at paggamot sa sakit. Samakatuwid, mayroong agarang pangangailangan na galugarin at bumuo ng mga bago at ligtas na estratehiya sa paggamot para sa UC. Ang mga tradisyonal na paghahanda sa medisinang Tsino ay isang promising na opsyon dahil maraming tradisyonal na paghahanda sa medisinang Tsino ang naipakitang epektibo sa paggamot ng UC sa populasyon ng mga Tsino sa paglipas ng mga siglo, at lahat ng mga ito ay mga biological organic at natural na materyales na kadalasang hindi nakakapinsala sa mga tao at hayop.31,32 Ang pag-aaral na ito ay naglalayong maghanap ng ligtas at epektibong paghahanda sa tradisyonal na medisinang Tsino para sa paggamot ng UC at tuklasin ang mekanismo ng pagkilos nito. Ang BLG ay isang kilalang Chinese herbal formula na ginagamit upang gamutin ang trangkaso.8,33 Ipinakita ng trabaho sa aming laboratoryo at iba pa na ang indigo, isang naprosesong produktong tradisyonal na medisinang Tsino mula sa parehong hilaw na materyal tulad ng BLG, ay nagpapakita ng makabuluhang bisa sa paggamot ng UC sa mga tao at hayop.4,34 Gayunpaman, ang mga anti-colitis na epekto ng BLG at ang mga epekto nito ay hindi malinaw.Sa kasalukuyang pag-aaral, ipinapakita ng aming mga resulta na epektibong pinapahina ng BLG ang pamamaga ng colon na dulot ng DSS, na nauugnay sa modulasyon ng gut microbiota at pagpapanumbalik ng produksyon ng GLP-1 na nagmula sa bituka.
Kilalang-kilala na ang UC ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga paulit-ulit na panahon na may mga tipikal na klinikal na katangian, tulad ng pagbaba ng timbang, pagtatae, pagdurugo sa tumbong, at malawakang pinsala sa colonic mucosal.35 Kaya, ang chronic relapsing colitis ay ibinigay sa pamamagitan ng pagbibigay ng tatlong siklo ng 1.8% DSS sa loob ng limang araw, na sinundan ng pitong araw na pag-inom ng tubig. Gaya ng ipinapakita sa Figure 1B, ang pabago-bagong pagbaba ng timbang at mga marka ng DAI ay nagpapahiwatig ng matagumpay na pag-udyok ng chronic relapsing colitis. Ang mga daga sa grupong ginamot gamit ang BLG ay nagpakita ng upshift recovery mula sa ika-8 araw, na makabuluhang naiiba mula sa ika-24 na araw. Ang parehong mga pagbabago ay naobserbahan din sa marka ng DAI, na nagmumungkahi ng isang pagbuti sa klinikal na pagbuti ng colitis. Sa mga tuntunin ng pinsala sa colon at katayuan ng pamamaga, ang haba ng colon, pinsala sa tisyu ng colon, at pagpapahayag ng gene at produksyon ng mga proinflammatory cytokine na TNF-α, IL-1β, at IL-6 sa tisyu ng colon ay lubos ding bumuti pagkatapos ng paggamot ng BLG. Sama-sama, malinaw na ipinapakita ng mga resultang ito na ang BLG ay epektibo sa paggamot ng chronic relapsing colitis sa mga daga.
Paano ipinapatupad ng BLG ang mga parmakolohikong epekto nito? Ipinakita ng maraming nakaraang pag-aaral na ang gut microbiota ay may mahalagang papel sa pathogenesis ng UC, at ang mga microbiome-based at microbiome-targeted therapies ay lumitaw bilang isang kaakit-akit na estratehiya para sa paggamot ng UC. Sa kasalukuyang pag-aaral, ipinakita namin na ang paggamot ng BLG ay nagresulta sa mga makabuluhang pagbabago sa komposisyon ng gut microbiota, na nagmumungkahi na ang proteksiyon na epekto ng BLG laban sa DSS-induced colitis ay nauugnay sa modulasyon ng gut microbiota. Ang obserbasyong ito ay naaayon sa paniwala na ang pag-reprogram sa homeostasis ng gut microbiota ay isang mahalagang pamamaraan sa pag-unawa sa bisa ng mga paghahanda ng TCM.36,37 Kapansin-pansin, ang Akkermansia ay isang Gram-negative at mahigpit na anaerobic bacterium na naninirahan sa mucus layer ng gut, na nagpapababa ng mga mucin, gumagawa ng propionic acid, nagpapasigla sa goblet cell differentiation, at nagpapanatili ng mucosa. function ng barrier integrity.26 Maraming klinikal at datos ng hayop ang nagmumungkahi na ang Akkermansia ay lubos na nauugnay sa malusog na mucosa,38 at oral administration ng Akkermansia spp. ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pamamaga ng mucosal.39 Ang aming kasalukuyang datos ay nagmumungkahi na ang relatibong kasaganaan ng Akkermansia ay makabuluhang tumaas pagkatapos ng paggamot ng BLG. Bilang karagdagan, ang Prevotellaceae_UCG-001 ay isang bakteryang gumagawa ng SCFA.27 Ipinakita ng maraming pag-aaral na ang Prevotellaceae_UCG-001 ay natagpuan sa mababang relatibong kasaganaan sa dumi ng mga hayop na may colitis.40,41 Ipinapakita rin ng aming kasalukuyang datos na ang paggamot ng BLG ay maaaring makabuluhang mapataas ang relatibong kasaganaan ng Prevotellaceae_UCG-001 sa colon ng mga daga na ginagamot ng DSS. Sa kabaligtaran, ang Oscillibacter ay isang mesophilic, mahigpit na anaerobic na bakterya.42 iniulat na ang relatibong kasaganaan ng Oscillibacter ay makabuluhang tumaas sa mga daga ng UC at makabuluhang positibong nauugnay sa mga antas ng IL-6 at IL-1β at mga marka ng pathological.43,44 Kapansin-pansin, ang paggamot ng BLG ay makabuluhang nagbawas sa relatibong kasaganaan ng Oscillibacter sa dumi ng mga daga na ginagamot ng DSS. Kapansin-pansin, ang mga bakteryang ito na binago ng BLG ang pinakamaraming bakteryang gumagawa ng SCFA. Maraming nauna Ipinakita ng mga pag-aaral ang mga potensyal na kapaki-pakinabang na epekto ng mga SCFA sa pamamaga ng colon at proteksyon ng integridad ng epithelial ng bituka.45,46 Naobserbahan din ng aming kasalukuyang datos na ang mga konsentrasyon ng SCFA acetate, propionate, at butyrate sa mga dumi na ginamot ng DSS ay lubhang tumaas sa mga daga na ginamot ng BLG. Kung pagsasama-samahin, malinaw na ipinapakita ng mga natuklasang ito na ang paggamot ng BLG ay maaaring epektibong mapahusay ang bakterya na gumagawa ng SCFA na dulot ng DSS sa mga daga na may talamak na relapsing colitis.
Ang GLP-1 ay isang incretin na pangunahing ginagawa sa ileum at colon at gumaganap ng mahalagang papel sa pagpapaliban ng pag-aalis ng laman sa tiyan at pagpapababa ng postprandial blood glucose.47 Ipinapahiwatig ng ebidensya na ang dipeptidyl peptidase (DPP)-4, isang GLP-1 receptor agonist, at isang GLP-1 nanomedicine ay maaaring epektibong makapagpagaan ng pamamaga ng bituka sa mga daga.48-51 Gaya ng iniulat sa mga nakaraang pag-aaral, ang mataas na konsentrasyon ng SCFA ay nauugnay sa mga antas ng plasma GLP-1 sa mga tao at daga. 52 Ipinapakita ng aming kasalukuyang datos na pagkatapos ng paggamot sa BLG, ang mga antas ng serum GLP-1 at ekspresyon ng Gcg mRNA ay tumaas nang malaki. Gayundin, ang pagtatago ng GLP-1 ay tumaas nang malaki sa mga kultura ng colon kasunod ng pagpapasigla gamit ang mga katas ng dumi mula sa mga daga na ginamot ng BLG na may colitis kumpara sa pagpapasigla gamit ang mga katas ng dumi mula sa mga daga na ginamot ng DSS na may colitis. Paano nakakaapekto ang mga SCFA sa paglabas ng GLP-1? Gwen Tolhurst et al. iniulat na ang SCFA ay maaaring magpasigla ng pagtatago ng GLP-1 sa pamamagitan ng GRP43 at GPR41.29 Ipinapakita rin ng aming kasalukuyang datos na ang paggamot ng BLG ay makabuluhang nagpapataas ng ekspresyon ng mRNA ng GRP43 at GPR41 sa colon ng mga daga na ginagamot ng DSS. Ipinahihiwatig ng mga datos na ito na ang paggamot ng BLG ay maaaring magpanumbalik ng produksyon ng GLP-1 na itinaguyod ng SCFA sa pamamagitan ng pag-activate ng GRP43 at GPR41.
Ang BLG ay isang pangmatagalang over-the-counter (OTC) na gamot sa Tsina. Ang pinakamataas na tolerated na dosis ng BLG sa mga daga sa Kunming ay 80g/Kg, at walang naobserbahang acute toxicity.53 Sa kasalukuyan, ang inirerekomendang dosis ng BLG (walang asukal) sa mga tao ay 9-15 g/araw (3 beses sa isang araw). Ipinakita ng aming pag-aaral na ang BLG sa 1g/Kg ay nakapagpabuti sa DSS-induced chronic relapsing colitis sa mga daga. Ang dosis na ito ay malapit sa dosis ng BLG na ginagamit sa klinika. Natuklasan din ng aming pag-aaral na ang mekanismo ng pagkilos nito ay namamagitan, kahit papaano, sa pamamagitan ng mga pagbabago sa gut microbiota, partikular na ang mga bacteria na gumagawa ng SCFA, tulad ng Akkermansia at Prevotellaceae_UCG-001, upang maibalik ang produksyon ng GLP-1 na nagmula sa bituka. Ang mga natuklasang ito ay nagmumungkahi na ang BLG ay nararapat na isaalang-alang pa bilang isang potensyal na therapeutic agent para sa klinikal na paggamot ng colitis. Gayunpaman, ang eksaktong mekanismo kung paano nito binabago ang gut microbiota ay nananatiling kumpirmahin ng mga daga na kulang sa microbiota at fecal bacterial transplantation.
Ace, acetic acid; but, butyric acid; BLG, pandan; DSS, dextran sodium sulfate; DAI, disease activity index; DPP, dipeptidyl peptidase; FID, flame ionization detector; F-Con, control Fecal extracts ng mga daga; F-DSS, fecal extracts ng mga daga na may DSS colitis; F-BLG, fecal extracts ng mga daga na may BLG-treated colitis; GLP-1, glucagon-like peptide-1; Gcg, glucagon; gas chromatography, gas chromatography; GRP43, G protein-coupled receptor 43; GRP41, G protein-coupled receptor 41; H&E, hematoxylin-eosin; HBSS, Hanks' Balanced Salt Solution; OTC, OTC; PCA, principal component analysis; PCoA, principal coordinate analysis; Pro, propionic acid; SASP, sulfasalazine; SCFA, short-chain fatty acids; Medisinang Tsino, tradisyonal na medisinang Tsino; UC, ulcerative colitis.
Ang lahat ng mga protokol sa eksperimento ay inaprubahan ng Animal Ethics Committee ng Peking University Shenzhen-Hong Kong University of Science and Technology Medical Center (Shenzhen, China) ayon sa Institutional Guidelines and Animal Regulations (ethics number A2020157).
Ang lahat ng mga may-akda ay nagbigay ng makabuluhang kontribusyon sa konsepto at disenyo, pagkuha ng datos, o pagsusuri at interpretasyon ng datos; lumahok sa pagbalangkas ng artikulo o kritikal na pagrerebisa ng mahahalagang nilalamang intelektwal; sumang-ayon na isumite ang manuskrito sa kasalukuyang dyornal; sa wakas ay inaprubahan ang bersyon para sa publikasyon; at responsable para sa lahat ng aspeto ng trabaho.
Ang gawaing ito ay sinuportahan ng National Natural Science Foundation of China (81560676 at 81660479), ang primera klaseng proyekto ng Shenzhen University (86000000210), ang Shenzhen Science and Technology Innovation Committee Fund (JCYJ20210324093810026), at ang Guangdong Provincial Medical Science and Technology Research Fund (A2020157 at A2020272), Guizhou Medical University Pharmacy Guizhou Province na Pinondohan ng Key Laboratory (YWZJ2020-01) at Peking University Shenzhen Hospital (JCYJ2018009).
1. Tang B, Zhu J, Zhang B, et al. Potensyal na therapeutic ng triptolide bilang isang anti-inflammatory agent sa dextran sodium sulfate-induced experimental colitis sa mga daga.pre-immune.2020;11:592084.doi: 10.3389/fimmu.2020.592084
2. Kaplan GG. Ang pandaigdigang pasanin ng IBD: mula 2015 hanggang 2025. Nat Rev Gastroenterol Hepatol.2015;12:720–727.doi: 10.1038/nrgastro.2015.150
3. Peng J, Zheng TT, Li Xue, et al. Mga alkaloid na nagmula sa halaman: mga promising disease modifier sa inflammatory bowel disease.Prepharmacology.2019;10:351.doi:10.3389/fphar.2019.00351
4. Xiao Haiteng, Peng Jie, Wen B, et al. Pinipigilan ng Indigo Naturalis ang colonic oxidative stress at mga tugon ng Th1/Th17 sa DSS-induced colitis sa mga daga. Oxid Med Cell Longev.2019;2019:9480945.doi: 10.1155/2019/9480945
5. Chen M, Ding Y, Tong Z. Bisa at kaligtasan ng Sophora flavescens (Sophora flavescens) na herbal na gamot na Tsino sa paggamot ng ulcerative colitis: klinikal na ebidensya at mga potensyal na mekanismo.Prepharmacology.2020;11:603476.doi:10.3389/fphar.2020.603476
6. Cao Fang, Liu Jie, Sha Benxing, Pan HF. Mga natural na produkto: mga gamot na epektibong eksperimental para sa paggamot ng nagpapaalab na sakit sa bituka. Curr Pharmaceuticals.2019;25:4893–4913.doi: 10.2174/1381612825666191216154224
7. Zhang C, Jiang M, Lu A. Mga repleksyon sa adjuvant na paggamot ng ulcerative colitis gamit ang tradisyonal na medisinang Tsino. Clinical Rev Allergy Immunization.2013;44:274–283.doi: 10.1007/s12016-012-8328-9
8. Li Zhongteng, Li Li, Chen TT, et al. Bisa at kaligtasan ng mga butil ng Banlangen sa paggamot ng pana-panahong trangkaso: isang protokol ng pag-aaral para sa isang randomized controlled trial.trial.2015;16:126.doi: 10.1186/s13063-015-0645-x