Cistanche polüsahhariidid toetavad soolestiku barjääri, rahustavad NLRP3 ja soodustavad tervislikku vananemist

Tulemused

 

3.1 Cistanche deserticola polüsahhariidide mõju soolestiku SA- -gal aktiivsusele

SA- -gal värvimine näitas, et võrreldes noore kontrollrühmaga suurenes SA- -gal-positiivsete rakkude tase looduslikult vananevate hiirte niudesooles. Võrreldes loomuliku vananemise rühmaga näitasid nii väikese kui ka suure annuse CDP rühmad SA- -gal positiivsuse vähenemist (vt joonis 1). Need tulemused näitavad, et CDP-d antagoniseerivad iileaalse koe vananemist.

Joonis 1 CDP-de mõju soolestiku SA- -gal aktiivsusele (SA- -al värvimine, × 20)

 

Tabel 2. CDP-de mõju SASP-le vananevate hiirte käärsoolekoes

(x̄ ± s, n = 10)

Grupp	CXCL-1	IL-6	MMP-2	NF-κB	p16	TNF-
Noor kontroll	1.00 ± 0.09	1.02 ± 0.22	1.15 ± 0.19	1.15 ± 0.73	1.10 ± 0.56	1.11 ± 0.53
Loomulik vananemine	3.18 ± 1.00¹)	3.63 ± 1.52¹)	4.73 ± 0.79¹)	7.51 ± 1.39¹)	3.63 ± 0.42¹)	4.94 ± 1.23¹)
CDP-d madala annusega	2.24 ± 0.67	2.48 ± 0.37³)	2.48 ± 0.97³)	3.11 ± 2.08³)	1.42 ± 1.27⁴)	3.57 ± 0.11⁴)
CDP kõrge annus	1.39 ± 0.12²)	1.38 ± 0.13³)	1.17 ± 0.48⁴)	2.24 ± 1.50⁴)	1.26 ± 0.42⁴)	1.37 ± 0.30⁴)
- Nikotiinamiidmononukleotiid	2.21 ± 0.06	2.00 ± 1.05³)	2.05 ± 0.29⁴)	3.71 ± 2.17³)	2.66 ± 0.18⁴)	2.16 ± 0.64⁴)

Märkused:
¹) P< 0,01 vs. Young Control;
²) P< 0,05 vs. Young Control;
³) P< 0,05 vs loomulik vananemine;
⁴) P< 0,01 vs loomulik vananemine.

 

 

Cistanche suukaudne liköör ja toidulisandid soolestiku vananemisprobleemide korral

 

3.2 Cistanche deserticola polüsahhariidide mõju SASP-le

Võrreldes noore kontrollrühmaga olid CXCL-1, IL-6, MMP-2, NF-κB, p16 ja TNF- mRNA tasemed loomuliku vananemise rühmas kõrgemad (P < 0,05, P < 0,01). Võrreldes loomuliku vananemise rühmaga näitasid madala ja suure annuse CDP rühmad ülaltoodud SASP-markerite mRNA ekspressiooni vähenemist erineval määral (P <0,05, P <0,01). Need leiud viitavad sellele, et CDP-d pärsivad SASP-faktori sekretsiooni (vt tabel 2).

Joonis. 2 CDP-de mõju soolebarjääri funktsioonile (×20)

 

Tabel 3. CDP-de mõju soolebarjääri funktsioonile, rakkude proliferatsioonile ja diferentseerumisele

Grupp	ZO-1	Ki67	Lgr5
Noor kontroll	4	0	0
Loomulik vananemine	1	0	0
CDP-d madala annusega	4	0	0
CDP kõrge annus	4	0	0
- Nikotiinamiidmononukleotiid	3	0	0

 

3.3 Cistanche deserticola polüsahhariidide mõju soolebarjääri funktsioonile

Võrreldes noore kontrollrühmaga vähenes ZO-1 valgu ekspressioon loomuliku vananemise hiirte niudesooles, mis viitab barjäärifunktsiooni kahjustusele (P < 0,01). Võrreldes loomuliku vananemise rühmaga suurenes ZO-1 ekspressioon nii väikese kui ka suure annuse CDP rühmades (P < 0,01) (joonis 2, tabel 3), mis viitab CDP-de kaitsvale toimele soolebarjääri funktsioonile.

Joonis. 3 CDP-de mõju soolerakkude proliferatsioonile ja diferentseerumisele (×200)

3.4 Cistanche deserticola polüsahhariidide mõju soolerakkude proliferatsioonile ja diferentseerumisele

Võrreldes noore kontrollrühmaga vähenes soolerakkude proliferatsioon ja Ki67 ekspressioon vähenes loomuliku vananemise rühmas; soolestiku tüvirakkude (ISC) marker Lgr5 oli samuti allareguleeritud (P <0,01). Võrreldes loomuliku vananemise rühmaga parandasid mõlemad CDP annused märkimisväärselt soolerakkude proliferatsiooni ja Lgr5 tasemed kippusid normaliseeruma (P <0, 01) (joonis 3, tabel 3). Need tulemused viitavad sellele, et CDP-d võivad osaleda soolerakkude proliferatsiooni ja diferentseerumise protsessides.

Joonis. 4 CDP-de mõju põletikulisele vahendatud põletikulisele reaktsioonile

3.5 Cistanche deserticola polüsahhariidide mõju põletikulisele põletikule

Võrreldes noore kontrollrühmaga tõusid LPS-i tasemed loomuliku vananemise rühmas oluliselt (P <0,01). Võrreldes loomuliku vananemise rühmaga langes LPS-i tase oluliselt nii väikese kui ka suure annuse CDP-rühmas (P <0, 01). Võrreldes noore kontrollrühmaga, oli NLRP3 põletikuga seotud valkude (NLRP3, ASC ja kaspaas-1) ekspressioon loomuliku vananemise rühmas ülesreguleeritud; seevastu valgu tasemed olid mõlemas CDP annuserühmas alla reguleeritud (vt joonis 4). Reaalajas PCR kinnitas veel, et võrreldes noorte kontrollidega suurenesid püroptoosiga seotud tsütokiinid IL-18 ja IL-1 märkimisväärselt loomuliku vananemise rühmas (P < 0,01), samas kui mõlemad olid CDP madala ja suure annuse rühmas oluliselt vähenenud võrreldes loomuliku vananemise rühmaga (P < 0,01) (vt tabel 4).

Tabel 4. CDP-de mõju seerumi LPS-ile ning IL-18 ja IL-1 mRNA ekspressioon vananevate hiirte niudesooles

(x̄ ± s, n = 10)

Grupp	LPS	IL-18	IL-1
Noor kontroll	1.38 ± 0.32	1.01 ± 0.16	1.37 ± 1.34
Loomulik vananemine	6.26 ± 0.73¹)	5.53 ± 0.23¹)	9.90 ± 0.43¹)
CDP-d madala annusega	3.23 ± 0.58⁴)	2.04 ± 1.49⁴)	4.57 ± 3.76³)
CDP kõrge annus	1.82 ± 0.35⁴)	1.76 ± 0.55⁴)	3.32 ± 1.36³)
- Nikotiinamiidmononukleotiid	3.63 ± 1.33⁴)	3.67 ± 1.48	4.84 ± 3.18

Märkused:
¹) P< 0,01 vs. Young Control;
³⁴) P< 0,05 võiP< 0,01 vs loomulik vananemine.

Tsistanche polüsahhariidid inhibeerivad NLRP3 põletikulist aktivatsiooni ja parandavad soolestiku vananemist

Arutelu

 

Traditsiooniline hiina meditsiin (TCM) leiab, et "neer on elu juur" ja tugev neeru qi on seotud pikaealisusega, samas kui neeru qi vähenemine lühendab eluiga (Yu Chuan, Medical Orthodox Transmission). Akadeemik Chen Keji tegi juba 1980. aastatel ettepaneku kasutada vananemise edasilükkamiseks neere toniseerivaid meetodeid [18]. Akadeemik Shen Ziyin viis läbi põhjalikud uuringud neeru yangi ja vananemise vahelise seose kohta [19], märkides, et neeru yangi puudus on vananemise võtmelüli. Sisuliselt muutub pikaajaliste välismõjude korral neeru yang siseelundite soojendamiseks ja toetamiseks ebapiisavaks, mis viib aja jooksul vananemiseni [20] - sealhulgas soolestiku vananemine. Neer ja peensool jagavad TCM-i teoorias madalamat põletit; Soolestiku vastuvõtmise ja muundamise funktsioonid sõltuvad neeru yangi soojendavast ja aurustavast toimest. Nagu Xu Shuwei Puji Benshifangis kirjutas: "Kui neeru qi on nõrk ja ürgne qi väheneb, kannatab loomulikult seedimine." Kui neeru yang on puudulik, on liikumapanevad ja soojendavad jõud ebapiisavad ega suuda põrna yangi toetada. Kui põrna transport ja muundumine nõrgeneb, väheneb essentside teke toidust, mis seejärel kahjustab sünnitusjärgset olemust, häirib jaotumist ja eritumist ning tekitab röga, niiskust, hägusust ja soolestiku vananemist soodustavaid patoloogilisi tooteid. Seetõttu on neeru yangi puudulikkus soolestiku vananemise oluline patomehhanism ja annab teoreetilise aluse neeru soojendavate ainete kasutamiseks sekkumiseks.

Cistanche deserticola on peamine neerusoojendav ravimtaim, mis sobib kokku soolestiku vananemise patomehhanismiga. Cistanche, mis on loetletud Shennongi klassika Materia Medica "kõrgema klassi" ürtide hulgas ja kiidetud kui "kõrbe ženšenn", on Cistanche tuntud oma toniseeriva toime poolest, mis paneb aluse oma vananemisvastasele tõhususele [21]. Polüsahhariidid on suure molekulmassiga polümeerid, mis moodustuvad 10 või enamast glükosiidsidemetega seotud monosahhariidist [22]. Viimastel aastatel on looduslike polüsahhariidide uurimine kiiresti edenenud, tõstes esile kümmekond või enamat farmakoloogilist tegevust, sealhulgas vananemisvastast toimet [23]. Cistanche polüsahhariidid on Cistanche peamised aktiivsed koostisosad [21]. Varasemad uuringud näitavad, et CDP-d võivad moduleerida düsbioosi, parandada limaskesta barjääri homöostaasi ja pöörata tagasi vananemisest põhjustatud villuse atroofia [11]. Nende süsteemsed mõjud ja mehhanismid soolestiku vananemise parandamisel on aga jäänud selgitamata.

Selles uuringus, kasutades Cistanche ekstraktist saadud polüsahhariide loomulikus vananeva hiiremudelis, kontrollisime, et CDP sekkumine moduleeris SA- -gal taset, soolebarjääri markereid ja NLRP3 põletikulist aktivatsiooni, kinnitades seeläbi soolestiku vananemise leevendamise tõhusust ja mehhanismi. SA- -gal on lüsosomaalne hüdrolaas; rakkude vananemisega halveneb lüsosomaalne biogenees ja inimkaubandus, mis suurendab SA- -gal sisaldust ja aktiivsust [24–25]. CDP-d vähendasid märkimisväärselt SA- -gal positiivsust hiire niudesooles (joonis 1), aeglustades tõhusalt niudesoole vananemist. Geeniekspressiooni tasemel vähendasid CDP-d SASP põhifaktoreid, nagu p16, TNF- ja NF-κB (tabel 2), mis viitab kroonilise põletikulise mikrokeskkonna leevendamisele SASP modulatsiooni kaudu [26–27], mis on kooskõlas polüsahhariidide teadaolevate immunometaboolsete toimetega [28–30]. Soolebarjääri terviklikkus on homöostaasi säilitamiseks ülioluline. Siin reguleerisid CDP-d tihedat ühendusvalku ZO-1 (joonis 2, tabel 3), mis on kooskõlas aruannetega, mille kohaselt paranenud läbilaskvus võib leevendada vananemisfenotüüpe [31–33]. Mehhaaniliselt on see tõenäoliselt seotud LPS-i taseme langusega (tabel 4) ja sellest tulenevalt NLRP3 põletikulise aktivatsiooni pärssimisega [34–35]. See "barjääri parandamise ja põletiku pärssimise" positiivne tagasiside ahel pakub soolestiku vananemisse sekkumiseks kahte eesmärki.

Oluline on see, et CDP-d mitte ainult ei reguleeri vananemisega seotud radu, vaid parandavad ka soolestiku tüvirakkude funktsiooni. Ki67- ja Lgr5-positiivsete rakkude arvu suurenemine (joonis 3, tabel 3) viitab ISC proliferatsiooni- ja diferentseerumisprogrammide [36–37] aktiveerimisele, mis võib olla seotud NLRP3-vahendatud IL-1 /IL-18 vabanemise [38–39] pärssimisega ja seega põletikuliste tüvirakkude funktsiooni kaitsmisega põletikuliste mikroviiruse tüvirakkude funktsiooni eest. Võrreldes ühe sihtmärgiga väikesemolekuliliste NLRP3 inhibiitoritega [40] pakuvad CDP-d mitmemõõtmelist sekkumist: alandades ülesvoolu LPS-i, et blokeerida põletikulise aktivatsiooni, edendada ZO-1 barjäärifunktsiooni tugevdamiseks ning moduleerida SASP-i ja tüvirakkude aktiivsust, pakkudes laiemat süsteemitasandi regulatsiooni.

 

See uuring ühendab ka TCM-teooria "neeru yangi puudulikkuse" ja soolestiku vananemise kaasaegsete patofüsioloogiliste tunnustega. Põhimehhanism - neeru-yangi puudulikkus - kaardistab hästi vananemisfenotüüpe, nagu barjääri düsfunktsioon, krooniline madala astme põletik ja düsbioos. Mehhaanilisel tasandil võib TCM-i mõistet "sisemine külmapiirang" neeru yangi langusest vaadelda kui NLRP3 aktivatsiooni ja allavoolu põletikuliste kaskaadide käivitajat. Molekulaarsel sihttasemel tõstavad meie leiud esile NLRP3 / kaspaas-1 / ASC telje kui keskse sõlmpunkti, mis ühendab "yangi languse" ja "soolekahjustuse", soodustades tsütokiinide vabanemist ja barjäärikahjustusi ning süvendades seeläbi soolestiku vananemist. Neerude soojendamise meetodiga kooskõlas oleva tüüpilise aktiivse komponendina inhibeerivad CDP-d tõhusalt NLRP3 aktivatsiooni, blokeerivad kaspaas-1 lõhustumist ja ASC küpsemist ning pööravad seega tagasi "yangi puudulikkusest põhjustatud vananemise" patoloogilise protsessi, pakkudes teaduslikku tuge soolestiku vananemise ennetamiseks ja raviks neerude soojendamise seisukohast.

Kokkuvõttes näitab see uuring, et CDP-d parandavad soolestiku vananemist, pärssides NLRP3 põletikulist aktivatsiooni, pakkudes uusi tõendeid Cistanche'i farmakodünaamilise aluse kohta ja teoreetilise põhjenduse mitme sihtmärgiga vananemisvastaste strateegiate väljatöötamiseks. Piirangud jäävad: (1) täpne molekulaarne sihtmärk, mille abil CDP-d inhibeerivad NLRP3 otsest seondumist NLRP3-ga versus ülesvoolu mustri tuvastamise retseptorite moduleerimine, vajab selgitamist; (2) kas CDP-d reguleerivad NLRP3 kaudselt soolestiku mikrobiota-metaboliidi telje kaudu, vajab täiendavat valideerimist. Tulevased uuringud, mis integreerivad üherakulist järjestust ja mikrobiota siirdamist, võivad selgitada CDP elunditevahelisi reguleerimisvõrgustikke ja edendada kliinilist tõlget.

 

Viited

 

[1] Gavrilov LA, Gavrilova NS. Kas vananemine on haigus? Biodemograafide seisukoht. Adv Gerontol. 2017;30(6):841–842.
[2] Zhang X, Zhang F, Li Y jt. PI3K / AKT signaaliraja blokeerimine Astragaloside IV poolt nõrgendab haavandilist koliiti, parandades soole epiteeli barjääri. J Transl Med. 2024;22(1):406.
[3] Rybina OY, Symonenko AV, Pasyukova EG. Pikaealisuse saavutamiseks mõeldud liitkombinatsioonid: väljakutsed ja perspektiivid. Aging Res Rev. 2023;85:101851.
[4] Liao G, Xie Y, Peng H jt. NMN-i bioteraapia edusammud ja uuringute uuendused seedesüsteemi haiguste valdkonnas. J Transl Med. 2024;22(1):805.
[5] Nadeeshani H, Li J, Ying T jt. Nikotiinamiidmononukleotiid (NMN) kui vananemisvastane tervisetoode – lubadused ja ohutusprobleemid. J Adv Res. 2022;37:267–278. doi:10.1016/j.jare.2021.08.003
[6] 刘峰, 庄万欣, 杨媛, 等. NLRP3炎性小体激活的调控机制研究进展. 生物医学转化. 2024;5(02):2–11. Ingliskeelne pealkiri: Liu F, Zhuang W, Yang Y et al. Teadustöö edusammud NLRP3 põletikulise aktiveerimise regulatiivsetes mehhanismides. Biomeditsiiniline transformatsioon. 2024;5(02):2–11.
[7] Liu Y, Xu X, Lei W jt. NLRP3 põletik fibroosi ja vananemise korral: teadaolevad tundmatud. Aging Res Rev. 2022;79:101638. doi:10.1016/j.arr.2022.101638
[8] Chen H, Zhang X, Liao N jt. NLRP3 põletikuga seotud geeni promootori hüpometüleerimise tuvastamine diabeetilise retinopaatia korral. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020;61(13):12.

Praktilised märkused lugejatele ja tootearendajatele

Funktsionaalsed tagajärjed: CDP-d võivad aidata kõhukinnisust leevendada, "niisutades soolestikku", samas kui kaasaegsed andmed viitavad barjääritoetusele (↑ZO-1), vähenenud endotoksiinikoormusele (↓LPS) ja nõrgenenud põletikulisele aktiivsusele (↓NLRP3/ASC/Caspase-1; ↓IL-18} /{).

Toodete eristamine: positsioneerimine soolestiku barjääri ja tervisliku vananemise toetajana. Kaaluge standardiseeritud CDP sisu ja identiteedi testimist.

Tõlkekaalutlused: hiire leidud juhivad hüpoteese; Inimese annustamine peab järgima ohutust, kvaliteeti ja kliinilist valideerimist. Võimalik sünergia probiootikumide või prebiootikumidega, mis vähendavad LPS-i koormust.

Katsete tulemuste markerid: väljaheite sagedus/konsistents, seerumi/fekaali LPS, väljaheite zonuliin või seerumi klaudiinid, põletikulised tsütokiinid ja soolestiku läbilaskvuse analüüsid.