Antitumor- und entzündungshemmende Wirkung von Oligosacchariden aus Cistanche Deserticola-Extrakt auf Rückenmarksverletzungen

Kontakt: Audrey Hu WhatsApp/hp: 0086 13880143964 E-Mail:audrey.hu@wecistanche.com

Hong Zhanget al

Abstrakt

In der vorliegenden Studie gehen die pharmakologischen Wirkungen von Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaExtraktanEntzündung, oxidativer Stress und Apoptose bei männlichen Albino-Ratten mit Rückenmarksverletzung untersucht. Lipidperoxidation, GSH, Katalase, Superoxiddismutase, Acetylcholinesterase, GPx, ROS und Salpetersäure waren bei Ratten mit Rückenmarksverletzung signifikant verändert. Die mRNA-Expressionsniveaus von IL-6, TNF-, Cyclooxygenase-2, iNOS, p53, Caspase-3, Bax und pro-NGF wurden nach der Extraktergänzung um N20 Prozent reduziert. Die Proteinexpressionsniveaus von Caspase-3 und pro-NGF wurden ebenfalls um N20 Prozent reduziert. Die Anzahl der p53-positiven Zellen war 1, 79, 54, 33 bzw. 19 in den Gruppen GI–GV, und die entsprechende Anzahl an Caspase-3-positiven Zellen war 2, 87, 51, 23 und 14. Basierend auf den vorliegenden Ergebnissen bietet sich die Verwendung von Oligosacchariden anCistancheDeserticolaExtrakt war wirksam gegenEntzündung, oxidativer Stress und Apoptose bei männlichen Albinoratten mit Rückenmarksverletzung.

Schlüsselwörter:Cistanche deserticola, Entzündung Oxidativer Stress, ApoptoseRatten

1. Einleitung

Bei einer Rückenmarksverletzung handelt es sich um eine Schädigung des Rückenmarks, die zu einer funktionellen Veränderung mit Verlust von Empfindung, Muskel und autonomer Funktion führt [1]. Darüber hinaus kann Apoptose in Oligodendrozyten und Neuronen induziert werden, was zu einer Dysfunktion des Rückenmarks aufgrund von Demyelinisierung und axonaler Degeneration führt [2,3]. Eine Rückenmarksverletzung induziert erheblichen oxidativen Stress undEntzündungnach Beginn der Apoptose in Oligodendrozyten und Neuronen [2,4]. Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und proinflammatorische Zytokine werden während der Neurodegeneration freigesetzt, und Mikroglia sind während der neurodegenerativen und entzündlichen Prozesse lebenswichtig [5–7]. Interleukine (ILs) sind wichtige Zytokine, die an verschiedenen immunologischen Prozessen beteiligt sind [8]. Yune et al. [9] berichteten, dass der von Mikroglia freigesetzte Pro-Nerven-Wachstumsfaktor (Pro-NGF) zum apoptotischen Zelltod führt. Daher werden neuartige und potente Therapeutika gegen oxidativen Stress uEntzündungwird gebraucht.

Die PflanzeCistancheDeserticolaist allgemein bekannt als Wüsten-Sommerwurz und ist ein holoparasitäres Mitglied der Orobanchaceae-Familie [10].Cistanche Deserticolahat kein Chlorophyll und bezieht Wasser und Nährstoffe auf parasitäre Weise aus dem weißen Saxaul (Haloxylon persicum) und dem schwarzen Saxaul (Haloxylon ammodendron). DasCistancheDeserticolamehrjährige Pflanze, bekannt als Rou Cong Rong, kann bis zu 160 cm groß werden und hat gelbe Blüten. Es ist in China und der Mongolei weit verbreitet [11] und in der traditionellen chinesischen Medizin eine ausgezeichnete Ressource für die Behandlung verschiedener Krankheiten. Es dient auch als primäre Kräuterbehandlung, um das Yang zu beleben und die Nieren zu tonisieren [11]. Kooet al. [12] berichteten, dass die Glykoside vonCistancheDeserticolawirken als Wirkstoffe im Zentralnervensystem (ZNS). Mehrere Forscher haben über die antiapoptotischen, entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften von berichtetCistancheDeserticola[13,14]. Aus Lebensmitteln gewonnene Antioxidantien und entzündungshemmende Moleküle können als chemopräventive Substanzen gegen chronische Krankheiten dienen [15]. Angesichts der oben genannten therapeutischen Vorteile nimmt die therapeutische Wirksamkeit von Oligosacchariden abCistancheDeserticolaextrahieren gegenEntzündung, oxidativer Stress und Apoptose wurden in der vorliegenden Studie unter Verwendung eines männlichen Albino-Rattenmodells mit Rückenmarksverletzung untersucht.

2. Materialien und Methoden

2.1. Materialien

Primer von Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-), IL-6, Cyclooxygenase, induzierbare Stickoxidsynthase (iNOS), p53, Bax, Caspase-3, BCL-2, pro-NGF und Glyceraldehyd-3-phosphatdehydrogenase (GAPDH) wurden von Thermo Fisher Scientific (Peking, China) bezogen. Primärantikörper für Caspase-3 (AV00021), p53 (P5813-100UL), monoklonale Anti-Ziege/Schaf-IgG-Peroxidase (A9452) und Anti-Maus-IgG Fluoresceinisothiocyanat (FITC; F{{15} }ML) wurden von Sigma-Aldrich China, Inc. (Shanghai, VR China) bezogen.

2.2. Ratten

Männliche Ratten vom Wistar-Albino-Stamm (180–220 g) wurden vom Tierhaus des West China Hospital, Sichuan University, China, gekauft. Ratten wurden mit Futter und Wasser ad libitum versorgt. In Rattenkäfigen aus Polypropylen wurde unter relativer Luftfeuchtigkeit ein Zyklus von 12- h Licht: 12- h Dunkelheit aufrechterhalten. Alle Rattenexperimente wurden von der Ethikkommission des WestChina Hospital der Universität Sichuan, China, genehmigt. Alle anwendbaren internationalen, nationalen und institutionellen Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Tieren wurden befolgt.

2.3. Induktion einer Rückenmarksverletzung

Eine Rückenmarksverletzung wurde durch einen chirurgischen Längsschnitt nach einer Halothan-Exposition (1,5 Prozent) induziert. Das gesamte chirurgische Verfahren wurde bei Raumtemperatur durchgeführt. Der Einschnitt wurde von den unteren bis mittleren Brustwirbeln auf der Rückseite des Tieres vorgenommen. Ein Gewicht von 20–25 g wurde 30 Minuten lang auf die exponierte Th12-Oberfläche gelegt, um eine Verletzung hervorzurufen. Haut und Muskeln wurden nach Gewichtsentnahme von der Th12-Oberfläche genäht, und in den unteren Extremitäten wurde eine vorübergehende reproduzierbare Lähmung induziert [16,17]. Die Ratten wurden 24 Stunden lang unter geeigneten Bedingungen und tierärztlicher Kontrolle gehalten.

2.4. Herstellung von Cistanche deserticola-Extrakt und quantitative Analyse

Die PflanzeCistancheDeserticola(1 kg) wurde von Gansuprovince, China, gesammelt, luftgetrocknet und unter Verwendung einer elektrischen Mühle pulverisiert. Das Pulver wurde 60 Minuten lang in Ethanol (70 Prozent) extrahiert, filtriert und bei reduziertem Druck konzentriert. Das Konzentrat wurde zu Pulver vakuumgetrocknet [18]. Quantitative Analyse vonCistancheDeserticolaDer Extrakt wurde unter Verwendung von Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) durchgeführt, wie zuvor beschrieben [11].

2.5. Behandlung

Die experimentellen Gruppen waren wie folgt: Gruppe I (GI), normale Kontrollratten; Gruppe II (GII), Ratten mit Rückenmarksverletzung (Scheinkontrollen); und Gruppen III–V (GIII–V), Ratten mit Rückenmarksverletzung, die 100, 200 oder 400 mg/kg Oligosaccharide von erhaltenCistancheDeserticolaextrahieren bzw. Jede Gruppe enthielt sechs Ratten undCistancheDeserticolaExtrakt wurde Ratten 6 aufeinanderfolgende Wochen lang oral verabreicht.

2.6. Blutentnahme

Am Ende der Behandlung wurde Blut (5–6 ml) mit einer 5-ml-Spritze mit einer 23G1-Nadel durch die Herzpunktion entnommen, und die Ratten wurden mit Ketaminhydrochlorid (100 mg/kg Körpergewicht) und Xylazin (10 mg/kg Körpergewicht) anästhesiert Gewicht) und durch Enthauptung geopfert.

2.7. Herstellung von Gewebehomogenat

Am Ende der Behandlung wurden die Ratten mit Ketaminhydrochlorid (100 mg/kg Körpergewicht) und Xylazin (10 mg/kg Körpergewicht) anästhesiert und durch Enthauptung getötet. Aus dem operierten Bereich wurden Rückenmarksproben (12 mm) entnommen. Rückenmarksgewebe wurden in kleine Stücke geschnitten und in Tris-HCl-Puffer (pH 7,4, 50 mM) bei 6000 U/min für 5 min homogenisiert. Das Homogenat wurde zentrifugiert und der Überstand für weitere Experimente gesammelt. Alle Homogenat- und Überstandspräparationen wurden bei 4 Grad durchgeführt.

2.8. Biomarker für oxidativen Stress

Die Lipidperoxidation wurde gemäß dem Malondialdehyd(MDA)-Gehalt durch Messen der Thiobarbitursäure-reaktiven Spezies (TBARS) bestimmt. Das Endprodukt wurde bei 534 nm gemessen [19]. ROS wurden mit dem Dichlorfluorescein-Assay bestimmt [20]. Der Gehalt an reduziertem Glutathion (GSH) wurde durch Messen des Endprodukts bei 405 nm bestimmt [21]. Die Enzymaktivitäten von Superoxiddismutase (SOD), Glutathionperoxidase (Gpx), Katalase und Acetylcholinesterase (AChE) wurden mittels Spektrophotometrie gemessen [19].

2.9. Entzündungsmarker

Serum-TNF- und IL-6-Spiegel wurden für alle Gruppen bestimmt [22]. Der Nitritgehalt wurde als Index des Stickoxidgehalts (NO) gemessen und in mM ausgedrückt [23,24]. Die mRNA-Expressionsniveaus von TNF-, IL-6, iNOS, Cyclooxygenase-2 und GAPDH wurden gemäß Moon et al. [25]. Die in dieser Studie verwendeten Primer sind in Tabelle 1 gezeigt.

2.10. Biomarker der Apoptose

Die mRNA-Expressionsniveaus von Caspase-3, p53, bcl-2, bax, pro-NGF und GAPDH wurden gemäß Moon et al. [25]. Die Proteinexpressionsniveaus von Caspase-3, p53, bcl-2, bax, pro-NGF und GAPDH wurden nach Lobos et al. [26]. TUNEL-Färbung von Caspase-3 und p53 wurde in neuronalen Schnitten durchgeführt [25]. Die für die RT-PCR verwendeten Primer sind in Tabelle 1 angegeben.

2.11. Statistische Analysen

Die Werte werden als Mittelwerte mit einem Standardfehler des Mittelwerts (SEM) dargestellt. Die Steuerung uCistancheDeserticolaExtrakt-behandelte Gruppen wurden unter Verwendung des ungepaarten Student-t-Tests verglichen. Für die Mehrfachvergleiche wurde eine Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) verwendet. P-Werte ˂0.05 wurden als statistische Signifikanz angesehen.

3. Ergebnisse

In der vorliegenden Studie wird die therapeutische Wirksamkeit von Oligosacchariden ausCistanche Deserticolaextrahieren gegenEntzündung, oxidativbetonenund Apoptose bei männlichen Albino-Ratten mit Rückenmarksverletzung untersucht. Das Vorhandensein von Oligosacchariden (78,68 %), Acteosid (9,29 %), Echinacosid (6,34 %) und 8-Epilogansäure (5,75 %) wurde beobachtetCistanche Deserticolaextrahieren (Abb. 1). Der MDA-Gehalt, gemessen als Endprodukt der Lipidperoxidation, betrug 22,58 nmol/g bei normalen Kontrollratten (GI) und war bei Scheinkontrollratten (GII) drastisch um 179,5 Prozent erhöht. Behandlung von Ratten mit Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaExtrakt reduzierte den MDA-Gehalt signifikant um 50,1 Prozent in der GV-Gruppe (Tabelle 2, P b 0,05). Der GSH-Gehalt betrug 85,31 mg/g in der GI-Gruppe und war in der GII-Gruppe drastisch um 61,1 Prozent reduziert. Behandlung mitCistancheDeserticolaExtrakt in Ratten mit Rückenmarksverletzung erhöhte den GSH-Gehalt signifikant um 121,6 Prozent in der GV-Gruppe (Tabelle 2, P b0.05).

Die SOD-Aktivität betrug 6,2 U/mg in der GI-Gruppe und war in der GII-Gruppe wesentlich um 51,1 Prozent reduziert. Ratten mit Rückenmarksverletzung, ergänzt mit Oligosacchariden vonCistancheDeserticolaExtrakt zeigte eine signifikant erhöhte SOD-Aktivität um 91,4 Prozent in der GV-Gruppe (Tabelle 2, P b0.05). Die Katalase-Aktivität betrug 12,8 U/g in der GI-Gruppe und war in der GII-Gruppe um 59,3 Prozent erheblich reduziert. Ratten mit Rückenmarksverletzung ergänzt mit Oligosacchariden ausCistanche Deserticola-Extrakt zeigte eine signifikant erhöhte Katalase-Aktivität um 106,1 Prozent in der GV-Gruppe (Tabelle 2, P b 0.05). Die GPx-Aktivität betrug 0,87 (mg/Protein) in der GI-Gruppe und war in der GII-Gruppe um 55,2 Prozent reduziert. Die GPx-Aktivität war in der GV-Gruppe um 100 Prozent erhöht (Tabelle 2, P b 0,05). Die AChE-Aktivität betrug 9,3 (μmol/min/mg Protein) in der GI-Gruppe und war in der GII-Gruppe um 54,8 Prozent reduziert. Ratten mit Rückenmarksverletzung ergänzt mit Oligosacchariden ausCistancheDeserticola-Extrakt zeigte eine signifikant erhöhte AChE-Aktivität um 26,2, 57,1 bzw. 107,1 Prozent in der GIII-, GIV- bzw. GV-Gruppe (Tabelle 2, P b 0,05).

ROS wurden gemessen und in relativen Fluoreszenzeinheiten (RFUs) ausgedrückt: Die intrazelluläre ROS betrug 44,23 in der GI-Gruppe, die in der GII-Gruppe um 349 Prozent erhöht war. Ergänzung mit Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaExtrakte reduzierten die intrazellulären ROS-Spiegel signifikant um 61,9 Prozent in der GV-Gruppe (Abb. 2A, P b 0.05). Der Nitritgehalt wurde als Index des NO-Gehalts gemessen und in mM ausgedrückt. Der NO-Wert betrug 3,7 (mM) in der GI-Gruppe, der in der GII-Gruppe um 349 Prozent erhöht war. Ergänzung mit Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaExtrakt reduzierte die NO-Konzentrationen signifikant um 63,6 Prozent in der GV-Gruppe (Abb. 2B, P b 0,05).

Die IL-6- und TNF-Spiegel wurden gemessen und als pg/mg Protein ausgedrückt. IL-6- und TNF-Spiegel waren wesentlich erhöht, um 912,7 bzw. 695,4 Prozent in der GII-Gruppe. Allerdings ist eine Supplementierung mit Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaExtrakt reduzierte den IL{{0}}- und TNF-Spiegel signifikant um N60 Prozent in der GI-Gruppe im Vergleich zur GII-Gruppe (Abb. 3, P b 0.{{16 }}5). Die mRNA-Expression von Entzündungsmarkern wie IL-6, TNF-, Cyclooxygenase-2 und iNOS wurde quantifiziert und als fold changes ausgedrückt. Die mRNA-Expressionsniveaus von IL 6, TNF-, Cyclooxygenase-2 und iNOS waren um 0.72-, 0,81-,0,54- erhöht. , bzw. 0,67--fach in der GII-Gruppe. ErgänzungmitCistancheDeserticolaExtrakt reduzierte die mRNA-Expressionsniveaus von IL{{0}}, TNF-, Cyclooxygenase-2 und iNOS um N20 Prozent in der GV-Gruppe im Vergleich zur GII-Gruppe (Abb. 4, P b 0,05).

Die mRNA-Expression der apoptotischen Marker Caspase{{0}}, p53, bcl-2, bax und pro-NGF wurde ebenfalls bestimmt. Die mRNA-Expressionsniveaus von p53, Caspase-3, Bax und pro-NGF wurden um 0.97-,1.{{10}}, 1.{ erhöht. {12}}- und 0.76--fach in der GII-Gruppe, und das bcl-2-mRNA-Expressionsniveau war um das 0.67--fache reduziert . Die Extraktbehandlung reduzierte die mRNA-Expressionsniveaus von p53, Caspase-3, bax und pro-NGF signifikant um N30 Prozent, während das bcl-2-mRNA-Expressionsniveau um 178 Prozent anstieg (Abb .5, P b 0,05). Basierend auf der Western-Blot-Analyse waren die Caspase-3- und Pro-NGF-Proteinspiegel um das 0,95--Fache bzw. 0,68--Fache in der GII-Gruppe signifikant erhöht. Supplementierung mit Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaextrahieren Sie deutlich reduzierte Caspase{{0}}- und Pro-NGF-Proteinexpressionsniveaus um N20 Prozent in der GI-Gruppe im Vergleich zur GII-Gruppe (Abb. 6, P b 0,05). Der TUNEL-Färbeassay wurde verwendet, um die Anzahl der p53-- und Caspase-3--positiven Zellen nachzuweisen. Die Anzahl der p53--positiven Zellen betrug 1, 79, 54, 33 bzw. 19 in den Gruppen GI–GV. Die Anzahl der Caspase-3--positiven Zellen betrug 2, 87, 51, 23 bzw. 14 in den Gruppen GI–GV (Abb. 7–8, P b 0,05).

4. Diskussion

In der vorliegenden Studie wird die therapeutische Wirksamkeit von Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaextrahieren gegenEntzündung, oxidativer Stress und Apoptose bei männlichen Albinoratten mit Rückenmarksverletzung untersucht. Leut al. [27] berichteten, dass die Supplementierung mit einem Antioxidans gegen mehrere neurodegenerative Erkrankungen wirksam sein könnte. Das Vorhandensein von Echinacosid (Phenylethanoidglykosid) wurde in der berichtetCistancheDeserticolaExtrakt [10], und mehrere Forscher haben die entzündungshemmenden und antinozizeptiven Eigenschaften von nachgewiesenCistanche Deserticola[28,29]. In der vorliegenden Studie wurden Oligosaccharide, Acteosid, Echinacosid und 8- Epilogansäure als Hauptbestandteile des Cistanche-Deserticola-Extrakts beobachtet.

TNF-verbesserte Verhaltensstörungen und Apoptose wurden in SH-SY5Y-Neuronenzellen nach Behandlung mit Echinacosid beobachtet [30,31]. Nanet al. [32] berichteten über eine Verringerung der TNF-, T-tau- und IL-1-Spiegel bei Alzheimer-Patienten und eine verbesserte Wiederherstellung der Hippocampus-Atrophie und der kognitiven Fähigkeiten nach einer Supplementierung mit Cistanche herba. Die therapeutische Wirkung vonCistancheDeserticolaextrahierenEntzündung, oxidativer Stress und Apoptose wurden bisher nicht berichtet. Dies ist der erste Bericht über die pharmakologischen Wirkungen vonCistancheDeserticolaExtrakt in einem Rattenmodell mit Rückenmarksverletzung.

Mehrere Forscher haben berichtet, dass die Acteosid-Behandlung den oxidativen Stress und den Darm signifikant reduziertEntzündungentzündliche Darmerkrankungen-induzierte Mäuse [33]. Name et al. [34] haben berichtet, dass die entzündungshemmende Aktivität von Isoacteosid von Abeliophyllum distichum in menschlichen Mastzellen. Entzündungshemmende Phenylpropanoidglykoside aus Blättern von Clerodendron trichotomum wurden im Mausmodell beschrieben [35]. Zhouet al. [36] haben berichtet, dass die entzündungshemmende Aktivität von Oligosacchariden in Makrophagen RAW 264.7-Zellen. Oligosaccharid-Monomere sind für die Hemmung von berichtet wordenEntzündungin LPS-stimulierten Makrophagen durch Unterdrückung von MAPK- und NF-κB-Signalwegen [37].

Fahnestocket al. [38] berichteten, dass pro-NGF die vorherrschende Form im Gehirn ist und bei Alzheimer-Patienten erhöht ist. Mehrere gespaltene Proteine, zusätzlich zu pro-NGF, aktivieren anti-apoptotische zelluläre Reaktionen [39]. Das Verhältnis zwischen reifem NGF- und Pro-NGF spielt eine entscheidende Rolle beim Ausgleich von Zellüberleben und Zelltodrate [40]. Ke Zhang et al. [18] berichteten über eine verringerte Tumorbildung und eine längere Lebensdauer von Mäusen, die mit ergänzt wurdenCistancheDeserticolaExtrakt. Neuroprotektive Wirkungen vonCistancheDeserticolaExtrakt auf Neurotoxin-induzierte Verletzungen wurden bereits berichtet [41]. Xuan und Liu et al. [42] berichteten über Verbesserungen der Immunfunktion, des Gedächtnisses, des Lernens und der Antioxidation bei Mäusen, die mit ergänzt wurdenCistancheDeserticolaExtrakt. Die Ergänzung mit Cistanche-Deserticola-Extrakt verringerte die MDA- und erhöhten GPx- und SOD-Spiegel in einem Ischämie-Reperfusions-Rattenmodell. Darüber hinaus wurde eine Herunterregulierung von Caspase-3 mit einem gleichzeitigen Anstieg des Bax/BCL-2-Verhältnisses beobachtet [43], was mit unseren Befunden übereinstimmt, die verringerte Werte von oxidativen, entzündlichen und apoptotischen Markern in der Wirbelsäule zeigen Nabelschnurverletzung Ratten ergänzt mitCistancheDeserticolaExtrakt.

5. Schlussfolgerung

Zusammenfassend ergab die quantitative Analyse das Vorhandensein von Oligosacchariden, Acteosid, Echinacosid und 8-EpilogansäureCistancheDeserticolaExtrakt.Entzündung, oxidativer Stress und Apoptosemarker waren bei Ratten mit Rückenmarksverletzung, die mit Oligosacchariden aus Cistanche-Deserticola-Extrakt ergänzt wurden, wesentlich reduziert.

Grenzen der Studie

Obwohl diese Studie die Antitumor- und entzündungshemmenden Wirkungen offenbart,CistancheDeserticolaExtrakt hat einige Einschränkungen. Wir haben die akute Wirkung von nicht bewertetCistancheDeserticolaextrahieren auf Tumor undEntzündungbei Rückenmarksverletzungen.

Finanzierung

Diese Studie wird von der National Natural Science Foundation of China (Grant No. 31370984, 81501879, 31870961, GZ1219), Department of Science & Technology of Sichuan Province (No. 2015HH004)Scientific Research Project by Health and Family Planning Commission of Sichuan Province (No 100097).

Konkurrierende Interessen

Alle Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Autorenbeiträge

Hong Zhang, Zhou Xiang, Xin Duan und Juan li Jiang führten Experimente durch und entwarfen das Manuskript. Yi Ming Xing, Cheng Zhu und Qiang Song sammelten Literaturrezensionen, führten Rohdatenanalysen und Dateninterpretationen durch. Qin Rong Yu überarbeitete den intellektuellen Inhalt des Manuskripts.

Aus: 'Antitumor uAnti-entzündlichWirkungen von Oligosacchariden ausCistancheDeserticolaAuszug über Rückenmarksverletzungen' vonHong Zhanget al

---H. Zhanget al. / Internationale Zeitschrift für biologische Makromoleküle 124 (2019) 360–367

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