Care este efectul Cistanche Tubulosa, efectele extractului apos de Cistanche Tubulosa asupra microbiotei intestinale a șoarecilor cu tulburări intestinale

Vă rog contactațioscar.xiao@wecistanche.compentru mai mult

Tulburări ale microbiotei intestinalesunt asociate cu multe boli. * S-a raportat că extractul apos din Cistanche tubulosa (CT), formulă tradițională din plante din China, joacă un rol în protejarea intestinului uman. Cu toate acestea, se știe puțin despre efectele sale asupra microbiotei intestinale. * Studiul de față a fost efectuat pentru a determina dacă extractul apos CT poate modula microbiomul intestinal la șoarecii cu tulburări intestinale. Am constatat că morfologia intestinală deteriorată rezultată în urma tratamentului cu cefixim ar putea fi salvată folosind extractul apos CT. * Comparația diversității microbiene între șoarecii tratați cu extract CT și șoarecii martor a indicat, de asemenea, că tulburarea din comunitatea microbiomului grupurilor model ar putea fi restabilită prin tratament cu concentrații mari și medii ale extractului apos. Tratamentul cu cefixim a dus la o scădere semnificativă a lacticiibacterii acide; cu toate acestea, suplimentarea extractului apos CT a recuperat creșterea acestor bacterii lactice. În plus, extractul apos CT a fost capabil să modereze schimbările dramatice ale căilor metabolice ale microbiomului intestinal induse de cefixim. *Aceste descoperiri au oferit o perspectivă asupra efectelor benefice ale extractului apos CT asupra microbiotei intestinale și au oferit, de asemenea, o referință importantă pentru dezvoltarea unor medicamente similare în viitor.

Vă rugăm să faceți clic aici pentru a afla mai multe

1. Introducere

Microorganismele intestinale colonizează în principal lumenul intestinal și stratul mucos și se mutualizează cu gazda prin schimb de materiale și energie, transformare și alte procese [1]. * Sunt centre de semnalizare care integrează mesaje de mediu, cum ar fi dieta, cu semnale genetice și imunitare, afectând în consecință metabolismul gazdei, imunitatea, sistemul nervos și răspunsul la infecții [2]. In mod normal, exista un echilibru dinamic intre flora intestinala si gazde; cu toate acestea, disbioza intestinală poate duce la modificări ale echilibrului sănătate/boală, tulburări imunitare și o multitudine de boli [3]. Modificările moderate ale microbiotei intestinale sunt acceptabile pentru gazdă; cu toate acestea, acest lucru poate oferi în continuare oportunități de a amplifica modificările altor factori agravanți, cum ar fi bacteriofagi, bacteriocine și stresul oxidativ [4]. Studiile anterioare au arătat că extractul etanolic al Cistanche tubulosa (CT), o formulă tradițională din plante din China, poate regla compoziția microbiană intestinală la șobolani [5], iar glicozidele totale ale CT au ajustat microbiota intestinală dezordonată [6]. Speciile de Cistanche, care parazitează în principal pe rădăcinile speciilor Tamarix, sunt numite și „ginseng al deșertului” și un tonic format din tulpini deCistanchedeserticola(CD) șiCistanche tubulosa(CT) este folosit ca unremediu pe bază de plante[7]. * Principalele componente chimice ale CTglicozide feniletanol(PHG), care sunt substanțe antioxidante [8, 9], s-a dovedit a îmbunătăți disfuncția reproductivă [10], suprimă activarea celulelor stelate hepatice, blochează conducerea căilor de semnalizare în TGF- 1/SMAD [11] și prevenirea fibrozei hepatice induse de albumina serică bovină la șobolani [12]. Dintre cele peste 100 de componente din CT, polizaharida este, de asemenea, una dintre substanțele importante cu conținut abundent [13, 14]. Studiile anterioare au demonstrat că polizaharidele C. deserticola induc melanogeneza în melanocite, reduc stresul oxidativ[15], atenuează disfuncția cognitivă prin reglarea proceselor antioxidante și antiinflamatorii la șobolani [16], protejează celulele PC12 împotriva leziunilor induse de OGD/RP [17] , îmbunătățește absorbția chinacozidelor in vivo și afectează microbiota intestinală [18].Probioticele sunt microorganisme vii nepatogene care au beneficii pentru sănătate și conferă echilibru microbian în tractul gastrointestinal atunci când sunt administrate în cantități adecvate [19]. *Ei pot îmbunătăți răspunsurile imune celulare nespecifice caracterizate prin activarea macrofagelor, a celulelor natural killer (NK) și a limfocitelor T citotoxice specifice antigenului și eliberarea diferitelor citokine într-o manieră specifică tulpinii și dependentă de doză [20]. Tulpinile probiotice îmbunătățesc proprietățile epiteliului intestinal prin modularea TJ și s-a demonstrat că tulpinile probiotice specifice reglează expresia mucinei, influențând astfel proprietățile stratului de mucus și reglând indirect sistemul imunitar intestinal [21]. Tulpinile de bacterii lactice (LAB) și Bifidobacterium sunt probiotice majore care au fost utilizate în multe domenii [22-26]. * Beneficiile lor pentru sănătate sunt numeroase, capacitatea lor antioxidantă fiind un factor important în funcțiile lor legate de sănătate[27]. Probioticele pot chela ionii metalici pentru a-i împiedica să catalizeze oxidarea [28, 29]; de asemenea, pot crește expresia enzimelor antioxidante [30, 31], pot produce diferiți metaboliți cu activitate antioxidantă [32, 33], pot media căile de semnalizare antioxidante [34-36] și pot regla enzimele producătoare de specii reactive de oxigen (ROS) și răspunsul microorganismelor intestinale la stresul oxidativ[37].Un studiu recent a demonstrat că polizaharidele CD ar putea stimula creșterea unor bacterii lactice, ceea ce ar putea aduce beneficii sănătății umane [38]. Cu toate acestea, conținutul de polizaharide din CD este diferit de cel din CT [7, 39], iar această diferență poate duce la efecte diferite asupra microorganismelor intestinale. În plus, deși polizaharidele CD pot reduce stresul oxidativ prin activarea căii NRF2/HO-1 [15], efectele unei singure polizaharide pot diferi de efectul general al compozițiilor multiple în CT. *noi, este necesar să se definească cu precizie efectele extractelor apoase CT asupra microorganismelor intestinale. În plus, fanii pot rezista, de asemenea, stresului oxidativ [40] și pot suprima răspunsurile inflamatorii mediate de lipopolisaccha prin activarea căii Keap1/Nrf2/HO-1 [41]. *inainte, determinarea efectului extractului apos CT este de mare valoare. În plus, efectele anumitor constituenți ai extractului apos de CD asupra stresului oxidativ și florei intestinale sugerează că rezistența la stresul oxidativ ar putea fi corelată cu modificările florei intestinale. efectele extractului apos asupra microbiotei intestinale a șoarecilor cu tulburări ale florei intestinale. *Aceste rezultate vor oferi informații prețioase despre posibilele mecanisme prin care modifică flora intestinală și conferă rezistență intestinală la stresul oxidativ.https://www.xjcistanche.com/news/what-s-the-effect-of-cistanche-tubulosa-effec-54312367.html

2. Materiale și metode

administrat zilnic la 12:00 h, iar alte substanțe au fost administrate zilnic la 15:00 h. În timpul experimentelor, grupurile C, D, E și F au fost menținute în starea model de tulburări intestinale. *fecalele au fost colectate la fiecare șapte zile pe o masă sterilă operabilă și depozitate la -20 grade .2.4. Observarea histopatologică a colonului de șoareci. La sfârșitul experimentului, șoarecii au fost uciși prin luxație cervicală, iar conținutul lor de colon a fost colectat pe o masă operabilă sterilă și depozitat la -80 de grade; în același timp, probele de țesut colonic au fost fixate în formol neutru 10%.*en, probele au fost deshidratate folosind gradient de concentrație de etanol, hialinizate folosind xilen, încorporate în parafină, seccționate și colorate cu hematoxilină-eozină. Modificările morfologice ale mucoasei colonului au fost observate și comparate folosind un microscop optic. Au fost măsurate lungimea vilozităților și adâncimea criptei în colon și a fost calculat raportul dintre lungimea vilozităților și adâncimea criptei (valoarea V/C) (51).2.5. Extragerea ADN-ului și construcția bibliotecii. ADN-ul a fost extras din fecale folosind kitul EZNA® Soil DNA (Omega Bio-Tek, Norcross, GA, SUA) conform protocolului producătorului. Calitatea ADN-ului a fost determinată folosind un fluorometru (QuantiFluor™–ST, Promega Corporation, SUA). Primerii perechi din regiunea V3-V4 a ADNr-ului 16s au fost proiectați pentru a amplifica regiunea și a produce fragmente de ADN de 466 bp. *Primul direct a fost 341F (-5-CCTACGGGNGGCWGCAG-3-), iar primerul invers a fost 806R (-5-GGACTACHVGGGTATCTAAT-3-). Fiecare volum de PCR a fost de 25 μL, conținând 2,5 μL de 10 × tampon PCR, 2 μL de dNTP, 1 μL din fiecare primer și 20-30 ng de ADN șablon. *ro, adaptoarele indexate au fost atașate la capătul ampliconilor pentru a genera biblioteci de secvențiere. *bibliotecile au fost validate folosind un fluorometru QuantiFluor™ și cuantificate la 10 nmol.2.6. Secvențierea genei ARNr 16s și analiza comunității microbiene. *Platforma Illumina (Illumina MiSeq) a fost utilizată pentru a obține date de 2 × 250 bp la capătul pereche. Unitățile taxonomice operaționale (OTU) au fost obținute folosind software-ul Uparse prin clustering standard cu 97 la sută similaritate. *Algoritmul naiv de atribuire Bayesiană al clasificatorului RDP a fost utilizat pentru a alinia OTU-urile cu baza de date Greengene Versiunea 13.5 și pentru a efectua adnotarea speciilor. * Diversitatea alfa a microbiotei intestinale a fost calculată utilizând indicii Shannon și Simpson, iar diferențele dintre grupuri au fost analizate prin analiză discriminantă liniară Mărimea efectului (LEfSe). * Diversitatea beta a fost analizată prin analiza coordonatelor principale (PCoA) a disimilarităților Brady-Curtis. PICRUSt2 a fost folosit pentru a estima capacitatea metabolică microbiană a microbiomului intestinal [42].2.7. Analiza Statistică a Datelor. SPSS 20 a fost utilizat pentru ANOVA unidirecțional, iar datele experimentale au fost exprimate ca X ± S; X indică valoarea medie, iar S indică abaterea standard.

3. Rezultate

3.1. 8e Efectul extractului apos CT asupra morfologiei colonului.* Compușii reprezentativi (echinacozidă și acetonidă) și concentrațiile lor de extract CT au fost validați prin HPLC (Figura S1). Pentru a determina efectul extractului apos asupra intestinului, am investigat lungimea vilozităților colonului și adâncimea adâncimii în urma tratamentului cu extractul apos. * vilozitățile colonului din grupele normale și cu doză mare (A, B și D) erau mai lungi și asemănătoare cu degetele, în timp ce vilozitățile colonului din grupele model și cu doză mică (C și F) erau scurte, iar vârfurile vilozitățile colonului au fost rupte (Figura 1). În consecință, extractul apos CT în doză mare a crescut semnificativ lungimea vilozităților colonului și a redus adâncimea recesiunii la șoarecii cu tulburări intestinale în comparație cu șoarecii din grupul model (P <0.01). în="" schimb,="" adâncimea="" recesiunii="" nu="" a="" fost="" semnificativ="" diferită="" între="" grupul="" cu="" doză="" mare="" și="" grupul="" normal="" (p=""> 0,05) (Tabelul S1). *Aceste rezultate au indicat că doza mare de extract apos CT poate îmbunătăți morfologia în interiorul colonului la șoareci cu tulburări intestinale.3.2. 8e Efectul extractului apos CT asupra diversității microbiotei intestinale. Am efectuat secvențierea genei ARNr 16s pentru a investiga cauza potențială a modificărilor morfologice din interiorul colonului și a investiga modificările microbiotei intestinale în urma tratamentului cu extract apos CT. O medie de 100.553 de etichete efective, variind de la 77.734 la 125.144, a fost obținută din datele brute (Tabelul S2). *cerbii au fost grupați în 4932 OTU-uri (Tabelul S3). Am analizat apoi diversitatea microbiotei intestinale pe baza Tezeului. * Indicii Shannon și Simpson nu au arătat nicio diferență între grupul A (normal cu extractul apos CT) și grupul B (normal fără extractul apos CT) (Figura 2(a)). * este indicat că la șoarecii fără tratament cu cefixim, extractul apos CT ar fi putut să nu fi avut efecte suplimentare benefice sau dăunătoare asupra diversității microbiotei intestinale. Totuși, diversitatea în grupul model (C) a arătat o tendință de scădere în comparație cu cea din grupurile normale. *Șoarecii tratați cu extracte apoase CT cu doze mari și medii au prezentat semne de recuperare a diversității, în timp ce un astfel de fenomen nu a fost observat la șoarecii tratați cu extract apos CT în doză mică (Figura 2(a)). Între timp, PCoA a evidențiat că grupurile normale (A și B) și grupurile cu tulburări intestinale cărora li s-au administrat extracte apoase în doză mare (D) și în doză medie (E) au avut tendința de a avea distanțe între eșantionare mai scurte decât cele din grupul model și din grupul mic. -doza CTapos grup supliment extract (F) (Figura 2(b)). *rezultatele au indicat că extractul apos CT ar putea ajuta la îmbunătățirea diversității microbiotei intestinale la șoarecii cu tulburări intestinale.3.3. Modificări în compoziția microbiotei intestinale tratate cu extract apos CT. * Profilurile de compoziție a microbiotei au fost comparate între diferite grupuri. La nivel de phylum, abundența relativă a Proteobacterii în grupul model a fost mai mare decât în ​​celelalte grupuri.https://www.xjcistanche.com/news/protective-effects-of-taxifolin-on-pazopanib-i-54206149.html

(Figura 3(a)). * Creșterea Proteobacteria a sugerat că microbiomul șoarecilor model a fost modificat de cefixim și că extractul apos CT ar putea beneficia microbiota intestinală, deoarece prevalența crescută a Proteobacteria este un marker central al florei intestinale dezordonate [43-45]. În plus, la nivel de gen, abundența relativă de Lactobacillus în grupul model a scăzut în comparație cu cea din grupurile normale și cu doză mare; cu toate acestea, a crescut în comparație cu cea din grupul cu doze medii și mici (Figura 3(b)). *Aceste rezultate au indicat că extractul CTaqueous în doză mare ar putea promova creșterea unor bacterii din genul Lactobacillus. Microbiota diferențială între grupurile studiate a fost determinată în continuare conform analizei LEfSe. *analiza a arătat că, după tratamentul cu cefixim, abundența relativă a Turicibacter, Alphaproteobacteria, Acidobacteria, Betaproteobacteriales și Chloroflflexi au crescut semnificativ, în timp ce abundența relativă a grupului lactobacillus, Eubacterium_nodatum{{9}, Grupul Pseudono cardiales și Christensenellaceae_R-7_ au scăzut semnificativ în comparație cu cei din grupul normal (Figura 4(a)). În mod surprinzător, atunci când grupul model a fost suplimentat cu extract apos CT în doză mare, abundența relativă a Muribaculaceae, Lactobacillus, Kin eosporiaceae, Eubacterium no datum group și Pedobacter au crescut semnificativ în comparație cu cele din grupul model. Între timp, abundențele relative de Rhodobacter, Ruminococcaceae UCG_013, Roseburia, Ruminiclostri dium_9 și Candidatus Stoquefifichus au scăzut semnificativ în comparație cu cele din grupul model (Figura 4(b)).

3.4. Funcțiile microbiotei intestinale legate de tratamentul cu extract apos CT. Am folosit software-ul PICRUSt2 pentru a prezice căile metabolice ale microbiotei intestinale, iar grupul normal a fost folosit ca referință pentru a analiza modificările din alte grupuri. Sub tratamentul cu cefixim, abundența relativă a degradării etilbenzenului, biosinteza peptidelor nonribozomale ale grupului siderofor și metabolismul xenobioticelor prin căile citocromului P450 a crescut; după tratamentul cu extracte apoase în doze mari și medii, abundența lor relativă a revenit la niveluri normale. Între timp, abundența relativă a căii de metabolizare a cianoaminoacizilor a scăzut sub tratamentul cu cefifiximă; cu toate acestea, a crescut după tratamentul cu extract apos CT în doză mare. În plus, în general, modificările diferitelor căi ale metaboliților după tratamentul cu cefixim au fost semnificative în comparație cu cele din grupul normal; cu toate acestea, adăugarea extractului apos a fost capabilă să prevină modificări excesive (Figura 5).

4. Discutie

grupurile sunt predominante în intestinul uman; s-a constatat că raportul Bacteroidetes/Firmicutes este scăzut la persoanele obeze în comparație cu cel la persoanele slabe și s-a constatat că acest raport crește odată cu pierderea în greutate la persoanele care urmează două tipuri de dietă cu conținut scăzut de calorii [38, 41, 43–45, 48 , 53, 54]. Între timp, Turicibacter, care este asociat cu obezitatea [55], a fost semnificativ crescut în grupul model în comparație cu cel din celelalte grupuri. În special, diversitatea microbiotei intestinale la șoarecii model a fost îmbunătățită prin adăugarea extractului apos. Am observat câteva bacterii intestinale specifice la șoareci sub diferite tratamente; de exemplu, Lactobacillus și Muribaculaceae au fost cele două genuri bacteriene principale care au crescut în grupul tratat cu extract apos în doză mare în comparație cu cei din grupul model (Figura 4). Studii recente au indicat că polizaharidele extractelor apoase CT posedă activități antioxidante semnificative in vitro [56] și pot promova creșterea unor bacterii lactice, care ar putea aduce beneficii sănătății gazdei [43]. În paralel, Muribaculaceae sunt organisme probiotice legate de longevitate [57]. *ese a sugerat că mecanismul prin care extractul apos CT îmbunătățește microbiota intestinală poate fi promovarea sau protecția creșterii organismelor probiotice. O altă bacterie demnă de remarcat a fost bacteria YE57. Deși extractul CTaqueous în doză mare a promovat abundența relativă a bacteriei YE57 în studiul de față (Figura 4), studiile anterioare au descoperit că abundența sa a fost mai mare în intestinul normal decât în ​​intestinul tratat cu reziduuri de ceai de plante cu concentrație ridicată. 58] și că abundența sa a fost redusă după intervenția cu Bacillus licheniformis combinat cu XOS(xylooligosaccharides) [59]. *noi, rolul acestei bacterii în microbiota intestinală merită un studiu suplimentar. În plus, numărul relativ mic de eșantion din acest studiu ar putea determina o măsură de fals pozitiv și fals negativ, iar un studiu viitor pe probe mai mari este sugerat pentru a valida markerii bacterieni identificați.

Compoziția extractului apos CT ar putea fi importantă pentru efectele sale asupra compoziției și modificărilor funcționale în microbiota intestinală a șoarecilor cu tulburări intestinale. PSG-urile sunt componente active comune găsite în CD și CT, iar echinacozidul a fost identificat ca principalul PNG în [60]. În ultimele decenii, sa demonstrat că echinacozidul posedă multe activități farmacologice, cum ar fi efecte anti-îmbătrânire și neuroprotectoare, îmbunătățirea funcției cardiace, reducerea hiperlipidemiei și hiperglicemiei și prevenirea diabetului indus de obezitate și a sindromului metabolic [53, 61-65] . De fapt, am detectat modificări ale căilor metabolice ale microbiotei intestinale.* Tratamentul cu cefixim a dus la îmbogățirea bacteriilor legate de degradarea etilbenzenului și biosinteza peptidelor neribozomale din grupul siderofor, în timp ce tratamentele cu CT cu doze mari și medii. extractul apos ar putea atenua aceste modificări, indicând faptul că acest extract a moderat comunitatea bacteriană legată de aceste funcții. În plus, îmbogățirea bacteriană crescută legată de calea de metabolism al cianoaminoacizilor sub tratamentul cu extract apos în doză mare și îmbogățirea sa scăzută la șoarecii model au indicat că extractul apos CT poate promova metabolismul acidului cianoamino. * Modificările în metaboliții relevanți ar putea furniza acestui extract apos activități farmacologice.

Deși mecanismul prin care extractul apos CT modifică compoziția și funcția microbiotei intestinale este complex, există câteva indicii pentru a specula cu privire la mecanismul potențial. S-a raportat că atât bacteriile lactice, cât și extractele apoase CT pot antagoniza stresul oxidativ. Stresul oxidativ care apare în timpul inflamației este un factor comun care exacerbează tulburările intestinale prin reducerea puternică a diversității microbiene intestinale și promovarea apariției unor bacterii specifice (4). Dimpotrivă, speciile reactive de oxigen promovează și creșterea selectivă a grupurilor bacteriene prin respirația cu nitrați și tetrationați. [66–68]; de exemplu, bacteriile din familia Enterobacteriaceae pot crește rapid ca o consecință a modificărilor compoziției florei intestinale în condiții oxidative în timpul inflamației [69, 70]. Majoritatea organismelor vii dezvoltă apărare enzimatică, apărare antioxidantă neenzimatică și mecanisme de reparare pentru a elimina radicalii de oxigen [71].

Cu toate acestea, aceste sisteme antioxidante native nu sunt în general suficiente pentru a preveni deteriorarea oxidativă a organismelor vii. Mai mulți antioxidanți sintetici suplimentari, inclusiv hidroxianisol butilat și hidroxitoluen butilat, au fost utilizați pe scară largă pentru a reduce oxidarea, dar siguranța lor a fost pusă la îndoială [72, 73]. *Înainte, cercetătorii s-au orientat pentru a găsi antioxidanți mai siguri și mai naturali obținuți din substanțe naturale. Datorită capacității atât a polizaharidelor, cât și a bacteriilor lactice de a elimina stresul oxidativ, determinarea mecanismului antioxidant precis al extractelor apoase CT asupra microbiotei intestinale necesită investigații suplimentare în viitor.

In concluzie,am descoperit că extractul apos CT a fost capabil să îmbunătățească microbiota intestinală la șoarecii cu tulburări intestinale prin promovarea diversității, moderarea modificărilor metabolice și remodelarea structurii microbiotei intestinale, iar aceste rezultate pot oferi o referință pentru dezvoltarea medicamentelor înrudite în viitorul. Disponibilitatea datelor* Statisticile unităților taxonomice operaționale dintre fiecare eșantion de date utilizate pentru a susține concluziile acestui studiu sunt incluse în fișierele de informații suplimentare, iar datele de secvențiere a ARNr 16s utilizate pentru a susține concluziile acestui studiu vor fi publicate la publicare. Conflicte de interese*Autorii declară că nu au conflicte de interese. Mulțumiri*Acest studiu a fost susținut financiar de granturi de la Fundația Națională pentru Științe Naturale din China (81860766). Materiale suplimentareFigura S1: Detectarea HPLC a extractului apos de Cistanche tubulosa. (a) * vârful echinacozidului și actozidei în materialul de referință apare la 5,066 min și 9,988 min separat. (b) *e-piccul de echinacozid și acetonid în extractul apos apare la 5,097 min și 10,076 min separat, iar concentrațiile sunt 236 mg/g și 12,7 mg/separat. Tabelul S1: lungimea vilozităților colonului și adâncimea recesurilor. Tabelul S2: Informații statistice ale datelor de secvențiere ARNr 16S. Tabelul S3: statistica unităților taxonomice operaționale din fiecare eșantion. (material suplimentar)

Articolul provine din Hindawi Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine Volumul 2021, articol ID 4936970, 11 pagini https://doi.org/10.1155/2021/4936970