- Abstrakt
- 1. Úvod
- 2. Materiály a metody
- 2.1. Chemikálie
- 2.2. Příprava 70% ethanolových extraktů čínských bylin
- 2.3. Měření produkce dusitanů
- 2.4. Analýza životaschopnosti buněk
- 2.5. Statistická analýza
- 3. Výsledky
- 3.1. Účinek bylinných extraktů na žádnou produkci a buněčný růst
- 3.2. Korelace mezi protizánětlivou účinností a charakteristikami TCM bylin
- 3.3. Korelace mezi ochranným účinkem buněk a charakteristikami TCM bylin
- 4. Diskuse
- střet zájmů
- poděkování
Abstrakt
indukovatelná syntáza oxidu dusnatého (iNOS) je primárním přispěvatelem nadprodukce oxidu dusnatého a jeho inhibitory byly aktivně hledány jako účinné protizánětlivé látky. V této studii jsme připravili 70% ethanolových extraktů z 81 čínských bylin. Tyto extrakty byly následně hodnoceny z hlediska jejich účinku na produkci oxidu dusíku (NO) a růst buněk v buňkách LPS/IFN-costimulovaných a nestimulovaných myších makrofágů RAW264.7 pomocí Griessovy reakce a MTT testu. Výtažky z Daphne genkwa Sieb.et Zucc, Caesalpinia sappan L., Iles pubescens Hook.et Arn, Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl, Zingiber officinale Rosc, Inula japonica Thunb., a Ligusticum chuanxiong Hort významně neinhiboval žádnou produkci (inhibice > 90% při 100 g/mL). Mezi aktivními extrakty (inhibice > 50% při 100 g/mL), Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L., Iles pubescens Hook.et Arn, Nigella glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi a Scutellaria barbata D. Don nevykazovaly cytotoxicitu nestimulovaných RAW246. 7 buněk, zatímco zvyšovaly růst LPS / IFN-costimulovaných buněk. Analýzou korelace mezi jejich aktivitami a charakteristikami tradiční čínské medicíny (TCM) vykazovaly byliny se štiplavou chutí silné protizánětlivé schopnosti. Naše studie poskytuje řadu potenciálních protizánětlivých bylin a naznačuje, že byliny se štiplavou chutí jsou kandidáty účinných protizánětlivých látek.
1. Úvod
zánět je mechanismus sebeobrany, jehož cílem je odstranění škodlivých podnětů, včetně poškozených buněk, dráždivých látek nebo patogenů, a zahájení procesu opravy rány. Zánět však někdy vyvolává další zánět, což vede k chronickému zánětu, který může způsobit vážné poškození buněk a poškození tkání . Chronický zánět byl spojen s celou řadou nemocí , jako je ateroskleróza , Alzheimerova choroba , cukrovka a karcinogeneze .
oxid dusnatý (NO), který je generován hlavně indukovatelnou syntázou oxidu dusnatého (iNOS) za zánětlivých stavů, hraje klíčovou roli v každém kroku patologických procesů během zánětu . Ukázalo se, že selektivní inhibitory iNOS jsou protizánětlivé i tkáňové ochranné v různých zánětlivých zvířecích modelech, a proto jsou považovány za slibné látky pro léčbu zánětlivých onemocnění. Vysoká exprese iNOS může být často detekována u lidských nádorů, což podporuje představu, že chronický zánět se aktivně podílí na progresi nádoru . Ve skutečnosti se nesteroidní protizánětlivé léky (NSAID), včetně aspirinu a kyseliny tolfenamové , v současné době používají jak pro prevenci, tak pro léčbu rakoviny .
bylo hlášeno, že různé přírodní produkty mají protizánětlivé a protinádorové účinky na experimentálních zvířecích modelech. Například bylo prokázáno, že kurkumin inhibuje expresi cyklooxygenázy 2 (COX2) a je ve skutečnosti klinicky používán jako chemoprevenční činidlo . Kvůli slibům v kurkuminu bylo také vyvinuto rozsáhlé úsilí k identifikaci sloučenin schopných zaměřit se na zánětlivé mediátory . Nedávná studie Liao et al. zkoumal potenciální souvislost mezi antioxidační schopností a charakteristikami tradiční čínské medicíny (TCM) u 45 běžně používaných čínských bylin, u nichž bylo zjištěno, že antioxidační schopnost čínských bylin koreluje s jejich chuťovými vlastnostmi . Jejich zjištění jsou velmi povzbudivá, protože naznačují, že účinná protizánětlivá činidla mohou být potenciálně identifikována z čínských bylin na základě jejich charakteristik TCM.
ve snaze identifikovat účinné protizánětlivé látky jsme připravili 70% ethanolové extrakty z 81 čínských bylin a následně otestovali jejich schopnost potlačit žádnou produkci v myších makrofágech raw264. 7 buněk costimulovaných LPS a IFNy. Kromě toho jsme také analyzovali korelaci mezi protizánětlivou kapacitou a charakteristikami TCM mezi těmito bylinami. Došli jsme k závěru, že byliny s štiplavou chutí jsou nejsilnější v jejich protizánětlivé schopnosti.
2. Materiály a metody
2.1. Chemikálie
IFNy byl zakoupen od EMD Millpore Chemicals (Billerica, MA, USA). Bovinní sérový albumin (BSA), lipopolysacharid (LPS, e.coli 0111: B4), N-(1-naftyl)-ethylendiamin dihydrochlorid (L-NIL), 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-difenyltetrazolium (MTT), naftylethylendiamin, sulfanilamid a hydrogenuhličitan sodný byly získány z Sigma-Aldrich Co (St. Louis, MO, USA). RPMI 1640 a trypsin-EDTA byly zakoupeny od společnosti Life Technologies (Grand Island, NY, USA). Fetální bovinní sérum (FBS) bylo zakoupeno od společnosti Hyclone Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, USA).
2.2. Příprava 70% ethanolových extraktů čínských bylin
všechny byliny byly získány z YANG He Tang a Kangqiao Co (Šanghaj, Čína). Všech 81 bylin vybraných pro naši studii bylo hlášeno nebo navrženo, že mají potenciální protizánětlivé aktivity buď literaturou TCM, nebo současnými farmakologickými zprávami. Botanická identifikace těchto bylin byla provedena Šanghajským Institutem pro kontrolu potravin a léčiv (SIFDC). Pro přípravu ethanolových extraktů bylo 100 g každé sušené byliny nakrájeno a extrahováno 1 L 70% ethanolu při C třikrát. Získané ethanolové extrakty byly odpařeny za sníženého tlaku při teplotě C a skladovány při C. extrakty byly před použitím rozpuštěny s DMSO.
2.3. Měření produkce dusitanů
RAW264. 7 buňky byly pokoveny v 96 jamkových deskách (5 × 103 buněk na jamku) po dobu přes noc a poté doplněny médiem bez FBS po dobu 10 h, následovaným přidáním 100 µg/mL bylinných extraktů do každé jamky. Buňky byly costimulovány 100 ng / mL LPS a 10 U / mL IFNy po dobu 24 h a média byla poté odebrána a analyzována na množství dusitanu, stabilního oxidačního metabolitu a věrného indikátoru NO, Griessovou reakcí, jak bylo dříve popsáno . K tomu bylo 100 µL Griessova činidla (0,1% naftyl-ethylendiamin a 1% sulfanilamid v 5% kyselině fosforečné) smícháno se 100 µL sebraného média v 96jamkové destičce. Směs byla inkubována po dobu 10 minut při pokojové teplotě a poté odečtena při 540 nm. Množství dusitanu bylo vypočteno na základě standardní křivky generované dusitanem sodným. Procentuální inhibice v žádné produkci byla vypočtena podle vzorce {/(dusitan bez bylinného extraktu)} × 100.
2.4. Analýza životaschopnosti buněk
životaschopnost buněk byla stanovena testem MTT, jak bylo popsáno výše . Stručně řečeno, RAW264. 7 buňky byly inkubovány s MTT (5 mg / mL ve fyziologickém roztoku s fosfátovým pufrem, pH = 7,4) po dobu 4 h. vytvořený MTT formazan byl solubilizován 50 µL 0,01 M HCl pufru obsahujícího 10% SDS a 5% isobutanolu. Růst buněk byl stanoven odečtením destiček při 570 nm ve čtečce mikrodestiček. Životaschopnost buněk kontrolní skupiny se považuje za 100%.
2.5. Statistická analýza
směr a velikost korelace mezi proměnnými byla provedena pomocí analýzy t-testu. hodnoty menší než 0,05 byly považovány za statisticky významné ().
3. Výsledky
3.1. Účinek bylinných extraktů na žádnou produkci a buněčný růst
pomocí Griessova testu jsme analyzovali ethanolové extrakty 81 bylin pro jejich protizánětlivou aktivitu. U těchto extraktů bylo pozorováno široké spektrum inhibice v žádné produkci (Tabulka 1). Výtažky ze 7 bylin blokovaly více než 90% žádnou produkci v LPS / IFNy stimulovaném RAW264.7 buněk (Tabulka 1). Mezi extrakty, které vyvolaly více než 50% inhibici v žádné produkci, Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L., Iles pubescens Hook.et Arn, Nigella glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi a Scutellaria barbata D. Don nevykazovaly cytotoxicitu na nestimulované raw264. 7 buňky, zatímco významně zvýšily životaschopnost buněk stimulovaných LPS/IFNy (Tabulka 1). Nicméně, Daphne genkwa Sieb.et Zucc, který má nejsilnější inhibiční účinek na produkci NO, byl středně toxický pro buňky RAW264. 7 (Tabulka 1).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HR: herb; RT: kořen; ST: stonek; LF: list; TW: větvička; FL: květina; FR: ovoce; SD: semeno; SC: sklerotium; HW: srdce; SR: kmen a kořen; PE: oplodí. bpercentní inhibice produkce NO: Griessova reakce byla provedena za účelem měření produkce dusitanů v buňkách raw264.7 stimulovaných LPS / IFNy v nepřítomnosti nebo přítomnosti 100 g / mL bylinných extraktů. růst cCell: MTT byl proveden pro měření růstu buněk. Rychlost růstu kontroly (bez ošetření bylinným extraktem) byla považována za 100%. produkce DNA: Griessova reakce byla použita k měření množství dusitanů v nestimulovaném RAW264.7 buněk v nepřítomnosti a přítomnosti 100 g / mL bylinných extraktů. ecell cytotoxicita: pro stanovení buněčné cytotoxicity nestimulovaných raw264.7 buněk ošetřených bylinnými extrakty byl proveden MTT test. Neošetřená skupina byla považována za 100%. fprocentní výtěžek extraktu získaného 70% extrakcí ethanolem z každé 100 g suché byliny. gpercentní inhibice aktivity iNOS při zkušební koncentraci 50 m. |
3.2. Korelace mezi protizánětlivou účinností a charakteristikami TCM bylin
při analýze charakteristik TCM 10 bylin, které vykazují nejsilnější inhibiční účinek na žádnou produkci v buňkách raw264.7 stimulovaných LPS / IFNy, jsme zjistili, že většina z nich je v kategoriích hořké nebo štiplavé chuti, teplé přírody a distribuce plic nebo jater (Tabulka 2). Pro korelaci charakteristik TCM s protizánětlivým účinkem v těchto bylinách jsme kategorizovali charakteristiky TCM těchto bylin, které dokázaly zrušit 50% produkce NO v buňkách stimulovaných LPS/IFNy RAW264.7. Tabulka 3 ukázala, že byliny s větším protizánětlivým účinkem byly distribuovány ve výrazně vyšším procentu u těch, které jsou charakterizovány jako hořká / štiplavá chuť, teplá příroda a distribuce meridiánů jater/plic. Tyto výsledky naznačují, že protizánětlivé byliny mohou mít společné vlastnosti, které mají štiplavou / hořkou chuť, teplou povahu a poledník plic/jater.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
na základě čínského lékopisu (2010). bBased on Chinese Materia Medica (1998). |
|
3.3. Korelace mezi ochranným účinkem buněk a charakteristikami TCM bylin
chronický zánět často vede k poškození buněk, a proto jsou aktivně vyhledávány látky schopné tento proces odradit. Při zkoumání 21 bylin s TCM charakteristickou štiplavou chutí jsme zjistili, že pod costimulací LPS a IFNy, RAW264.7 buněk ošetřených těmito bylinnými extrakty vykazovalo 90% zvýšení životaschopnosti buněk (Tabulka 4). Kromě toho byliny s štiplavou chutí také udělily nejvyšší stupeň ochrany buněk v buňkách stimulovaných LPS / IFNy ve srovnání s bylinami s jinými příchutěmi (Obrázek 1).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
byliny s více než 90% ochrannou schopností buněk v stimulovaných buňkách RAW264.7. bHerbs se schopností zvýšit více než 90% buněčnou proliferaci v klidových buňkách RAW264.7. |
srovnání bylin s životaschopností buněk v různých příchutích. Průměr životaschopnosti buněk LPS / IFNy stimulovaných RAW264. 7 buněk ošetřených bylinami patřícími k jiné chuti. .
4. Diskuse
nadprodukce NO v důsledku zvýšené exprese iNOS byla přesvědčivě spojena s patogenezí chronického zánětu a rakoviny . Proto, látky, které mohou selektivně potlačit INOS generovanou žádnou produkci, by měly být účinné při léčbě chronického zánětu a prevenci rakoviny. Nedávné studie ve skutečnosti ukazují, že selektivní inhibitory iNOS L-NIL a 1400 W jsou terapeuticky účinné jako protizánětlivé a protinádorové léky .
makrofágy hrají rozhodující roli při regulaci zánětu. Makrofágy jsou aktivovány vnějšími podněty a aktivované makrofágy produkují různé zánětlivé mediátory, jako jsou NO a reaktivní druhy kyslíku. Čínské byliny jsou bohatým zdrojem protizánětlivých látek a bylo vyvinuto úsilí k identifikaci účinných složek v těchto bylinách . S využitím dobře zavedeného buněčného modelu RAW264. 7 jsme vyhodnotili 81 bylinných extraktů pro jejich inhibiční účinek na LPS / IFNy indukovanou žádnou produkci. Mezi nimi extrakt z Daphne genkwa Sieb.et Zucc vykazoval nejsilnější inhibiční účinek na žádnou produkci. Složky izolované z Daphne genkwa Sieb.et dříve bylo hlášeno, že Zucc vyvolává cytotoxický účinek na různé nádorové buněčné linie a potlačuje růst transplantovaného myšího sarkomu S180 u myší . Spekulujeme, že protirakovinový účinek Daphne genkwa Sieb.et Zucc může být funkčně spojen s jeho protizánětlivou schopností. V naší studii jsme zjistili, že Rubia cordifolia L. a několik dalších snižuje produkci LPS / IFNy-indukovanou NO, aniž by způsobila významnou cytotoxicitu raw264.7 buněk. Tyto byliny tak mohou být slibnými kandidáty jako účinné léky na kontrolu zánětu a rakoviny. I když v současné době není jasné, jak tyto extrakty blokují LPS / IFN indukovanou produkci v buňkách RAW264. 7, zjištění, že Mollugin potlačuje zánětlivou odpověď blokováním signálních převodníků Janus kinázy a aktivátorů transkripční signální dráhy, implikuje, že byliny mohou cílit na různé kroky signální kaskády zprostředkující LPS / IFN indukovanou žádnou produkci, aby uplatňovaly své protizánětlivé role.
na základě teorie TCM jsme klasifikovali těchto 81 bylin podle odlišných chutí (štiplavá, sladká, kyselá, hořká, svíravá, slaná nebo mírná), povahy (studená, chladná, střední, teplá nebo horká) a distribuce meridiánů (játra, ledviny, srdce, slezina atd.). Naše studie ukázala, že TCM charakteristika chuti velmi dobře korelovala se schopností inhibovat žádnou produkci—štiplavá chuť je nejsilnější, hořká je o něco slabší než štiplavá, sladká chuť je střední a svíravá, slaná, mírná nebo kyselá chuť je slabá nebo neúčinná. TCM charakteristiky přírody a distribuce meridiánů jsou také spojeny se schopností inhibovat žádnou produkci. Například vyšší procento bylin se schopností blokovat žádnou produkci má vlastnosti teplé přírody. Charakteristiky meridiánů jater a plic jsou hlavní distribuce meridiánů v bylinách, jejichž extrakty mohou blokovat 50% žádné produkce. Společně se domníváme, že vlastnosti TCM mohou být potenciálně velmi užitečné při hledání účinných protizánětlivých látek v čínských bylinách.
TCM charakteristika je systematické vyjádření odlišné vlastnosti vyvolané Materia Medica u lidí. Teorie příchutí v TCM představuje základní kontext čínského vedení pro použití bylin. V TCM je charakteristickou chutí kombinace skutečné chuti a léčebného účinku. Podle Shen Nong Ben Cao Jing (Shennong je klasika materiálu Medica), důležitá kniha TCM nejprve napsaná o čínské bylinné chuti a teorii vlastností, štiplavá chuť, která souvisí s plicním poledníkem, může rozptýlit vnitřní teplo sudorifiky, které zase podporují cirkulaci Qi a krve. Byliny se štiplavou chutí se v Číně ve skutečnosti používají tisíce let k oživení oběhu krve a rozbití bloku Qi. Skutečnost, že onemocnění související se zánětem jsou spojena se symptomem Qi a blokádou krve, může vysvětlit účinnost bylin s štiplavou chutí k potlačení zánětu.
naše studie byla omezena na zkoumání 81 bylinných extraktů o jejich účinku na LPS / IFNy-indukovanou žádnou produkci a růst buněk v makrofágových raw264.7 buňkách. Výsledky získané z této studie nicméně podporují úzkou souvislost mezi moderní farmakologií / biomedicínskou vědou a teorií TCM. Teorie TCM byla vyvinuta na základě tisíciletých klinických zkušeností a materiální a farmakologický základ TCM je třeba vysvětlit moderní biomedicínskou vědou. Věříme, že tato studie přispěla k tomuto cíli.
střet zájmů
autoři prohlašují, že neexistuje žádný střet zájmů ohledně zveřejnění tohoto příspěvku.
poděkování
tato práce byla podpořena Národním vědeckým a technologickým hlavním projektem Ministerstva vědy a techniky Číny (2009ZX09311-003), fond mladých vědců Národní Přírodovědné nadace Číny (81001666), inovační Program Šanghajské městské vzdělávací Komise (13YZ048) a Nadace Šanghajské vzdělávací Komise pro vynikající mladé učitele na univerzitě (SZY07029).