- Abstract
- 1. Inleiding
- 2. Materialen en methoden
- 2.1. Chemische stoffen
- 2.2. Bereiding van 70% Ethanolextracten van Chinese kruiden
- 2.3. Meting van de nitriet productie
- 2.4. Analyse van de levensvatbaarheid van de cellen
- 2.5. Statistische analyse
- 3. Resultaten
- 3.1. Effect van kruidenextracten op geen productie en celgroei
- 3.2. Correlatie tussen Anti-inflammatoire potentie en TCM-eigenschappen van kruiden
- 3.3. Correlatie tussen celbeschermende werking en TCM-eigenschappen van kruiden
- 4. Discussie
- belangenconflicten
Abstract
induceerbare stikstofoxidesynthase (Inos) is de primaire bijdrage aan de overproductie van stikstofmonoxide en de remmers ervan zijn actief gezocht als effectieve ontstekingsremmers. In deze studie hebben we 70% ethanolextracten bereid uit 81 Chinese kruiden. Deze extracten werden vervolgens geëvalueerd op hun effect op de productie van stikstofoxide (NO) en celgroei in LPS/IFN-costimulated en unstimulated muriene macrophage RAW264.7 cellen door Griess reactie en MTT assay. Extracten van Daphne genkwa Sieb.et Zucc, Caesalpinia sappan L., Iles pubescens Hook.et Arn, Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl, Zingiber officinale Rosc, Inula japonica Thunb. en Ligusticum chuanxiong Hort remde duidelijk geen productie (remming > 90% bij 100 g / mL). Onder actieve extracten (remming > 50% bij 100 g / mL), Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L. Wedstrijden in Congo-Brazzaville Hook.et Arn, Nigella glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi en Scutellaria barbata D. Don vertoonden geen cytotoxiciteit voor ongestimuleerde RAW246. 7 cellen, terwijl ze de groei van LPS/IFN-costimuleerde cellen verhoogden. Door het analyseren van de correlatie tussen hun activiteiten en hun traditionele Chinese geneeskunde (TCM) kenmerken, kruiden met scherpe smaak weergegeven krachtige anti-inflammatoire vermogen. Onze studie biedt een reeks potentiële ontstekingsremmende kruiden en suggereert dat kruiden met scherpe smaak kandidaten zijn voor effectieve ontstekingsremmende middelen.
1. Inleiding
ontsteking is een zelfbeschermingsmechanisme dat gericht is op het verwijderen van schadelijke stimuli, waaronder beschadigde cellen, irriterende stoffen of pathogenen, en het starten van het wondherstelproces. Nochtans, veroorzaakt de ontsteking soms verdere ontsteking, leidend tot zichzelf bestendigende chronische ontsteking die strenge cellulaire verwonding en weefselschade kan veroorzaken . Chronische ontsteking is verbonden met een grote verscheidenheid van ziekten zoals atherosclerose , de ziekte van Alzheimer , diabetes , en carcinogenese .
stikstofmonoxide (NO), dat voornamelijk wordt gegenereerd door induceerbare stikstofmonoxidesynthase (Inos) onder ontstekingsomstandigheden, speelt een sleutelrol in elke stap van de pathologische processen tijdens ontstekingen . Selectieve inhibitors van iNOS zijn zowel ontstekingsremmend als weefselbeschermend gebleken in verschillende inflammatoire diermodellen en worden dus beschouwd als veelbelovende middelen voor de behandeling van ontstekingsziekten. De hoge uitdrukking van iNOS kan vaak in menselijke tumors worden ontdekt, ondersteunend het begrip dat de chronische ontsteking actief bij tumorvooruitgang betrokken is . In feite, worden de niet-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), met inbegrip van aspirine en tolfenamic zuur , momenteel gebruikt voor zowel kankerpreventie als behandeling .
in proefdiermodellen is gemeld dat een verscheidenheid aan natuurlijke producten ontstekingsremmende en kankerwerende effecten heeft. Zo is bijvoorbeeld aangetoond dat curcumine cyclo-oxygenase 2 (COX2) – expressie remt en in feite in klinisch gebruik is als chemopreventiemiddel . Vanwege de beloften in curcumine, zijn uitgebreide inspanningen ook uitgeoefend om verbindingen kunnen richten ontstekingsmediatoren identificeren . Een recente studie door Liao et al. onderzocht het potentiële verband tussen antioxidatievermogen en de kenmerken van de traditionele Chinese geneeskunde (TCM) in 45 veelgebruikte Chinese kruiden, waarin antioxidatievermogen van Chinese kruiden bleek te worden gecorreleerd met hun smaakkenmerken . Hun bevindingen zijn zeer bemoedigend omdat het erop wijst dat effectieve anti-inflammatoire middelen mogelijk kunnen worden geà dentificeerd uit Chinese kruiden op basis van hun TCM-kenmerken.
In onze poging om effectieve ontstekingsremmende middelen te identificeren, bereidden we 70% ethanolextracten van 81 Chinese kruiden en testten vervolgens hun vermogen om geen productie te onderdrukken in muriene macrophage RAW264.7 cellen costimuleerd met LPS en IFNy. Bovendien analyseerden we ook de correlatie tussen ontstekingsremmende capaciteit en TCM kenmerken tussen deze kruiden. We concluderen dat kruiden met scherpe smaak de sterkste zijn in hun ontstekingsremmende vermogen.
2. Materialen en methoden
2.1. Chemische stoffen
IFNy werd gekocht bij EMD Millpore Chemicals (Billerica, MA, USA). Boviene serumalbumine( BSA), lipopolysaccharide (Lps, E. coli 0111: B4), n-(1-naftyl)-ethyleendiaminedihydrochloride (l-NIL), 3-(4, 5-dimethylthiazool-2-yl) -2, 5-difenyltetrazolium (MTT), naftylethyleendiamine, sulfanilamide en natriumbicarbonaat werden alle verkregen uit Sigma-Aldrich Co (St.Louis, MO, USA). RPMI 1640 en trypsine-EDTA werden gekocht van Life Technologies (Grand Island, NY, USA). Fetal bovine serum (FBS) werd gekocht bij Hyclone Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, USA).
2.2. Bereiding van 70% Ethanolextracten van Chinese kruiden
alle kruiden werden verkregen van YANG He Tang en Kangqiao Co (Shanghai, China). Alle 81 kruiden gekozen voor onze studie zijn gemeld of voorgesteld om potentiële anti-inflammatoire activiteiten door ofwel TCM literatuur of huidige farmacologische rapporten. Botanische identificatie van deze kruiden werd uitgevoerd door Shanghai Institute for Food and Drug Control (SIFDC). Om ethanolextracten te bereiden, werd 100 g van elke gedroogde kruiden gesneden en geëxtraheerd met 1 L 70% ethanol bij C gedurende drie keer. Verkregen ethanolextracten werden verdampt onder verlaagde druk bij temperatuur C en opgeslagen bij C. De extracten werden voor gebruik opgelost met DMSO.
2.3. Meting van de nitriet productie
RAW264. 7 cellen werden gedurende een nacht In 96-wells platen (5 × 103 cellen per putje) geplateerd en vervolgens gedurende 10 uur aangevuld met FBS-vrij medium, gevolgd door toevoeging van 100 µg/mL kruidenextracten in elk putje. Cellen werden gecostimuleerd met 100 ng/mL LPS en 10 U / mL IFNy gedurende 24 uur, en media werden vervolgens verzameld en geanalyseerd voor de hoeveelheid nitriet, een stabiele oxidatieve metaboliet en trouwe no-indicator, door de Griess-reactie zoals eerder beschreven . Om dit te doen, werd 100 µL Griess-reagens (0,1% naftyl-ethyleendiamine en 1% sulfanilamide in 5% fosforzuur) gemengd met 100 µL opgevangen medium in een 96-wells plaat. Het mengsel werd gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd en vervolgens bij 540 nm afgelezen. De hoeveelheid nitriet werd berekend op basis van een standaardcurve gegenereerd met natriumnitriet. De procentuele remming in geen enkele productie werd berekend met de formule {/(nitriet zonder kruidenextract)} × 100.
2.4. Analyse van de levensvatbaarheid van de cellen
de levensvatbaarheid van de cellen werd bepaald door MTT-assay zoals eerder beschreven . Kort, RAW264. 7 cellen werden geïncubeerd met MTT (5 mg / mL in fosfaatgebufferde zoutoplossing, pH = 7,4) gedurende 4 uur. gevormde MTT formazan werd opgelost met 50 µL 0,01 M HCl buffer met 10% SDS en 5% isobutanol. De celgroei werd bepaald door platen af te lezen bij 570 nm in een microplaatlezer. De levensvatbaarheid van de controlegroep wordt als 100% beschouwd.
2.5. Statistische analyse
de richting en grootte van de correlatie tussen variabelen werd gedaan met behulp van de analyse van de t-test. waarden lager dan 0,05 werden statistisch significant geacht ().
3. Resultaten
3.1. Effect van kruidenextracten op geen productie en celgroei
met behulp van Griess assay hebben we ethanolextracten van 81 kruiden geanalyseerd op hun ontstekingsremmende werking. Met deze extracten werd een grote mate van remming in geen enkele productie waargenomen (Tabel 1). Extracten van 7 kruiden blokkeerden meer dan 90% Geen productie in lps / IFNy-gestimuleerde RAW264.7 cellen (Tabel 1). Onder de extracten die meer dan 50% remming in geen productie lokte, Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L., Iles pubescens Hook.et Arn, Nigella glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi en Scutellaria barbata D. Don vertoonden geen cytotoxiciteit voor ongestimuleerde RAW264. 7-cellen, terwijl de levensvatbaarheid van LPS/IFNy-gestimuleerde cellen significant werd verhoogd (Tabel 1). Echter, Daphne genkwa Sieb.et Zucc, dat het sterkste remmende effect heeft op NO-productie, was matig toxisch voor RAW264. 7 cellen (Tabel 1).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HR: herb; RT: wortel; stengel; LF: blad; TW: twijg; FL: bloem; FR: vrucht; SD: zaad; SC: sclerotium; HW: kernhout; SR: stengel en wortel; PE: pericarp. B percentage remming van NO-productie: Griess-reactie werd uitgevoerd om de productie van nitriet te meten in lps/IFNy-gestimuleerde RAW264.7-cellen in afwezigheid of aanwezigheid van 100 g/mL kruidenextracten. ccelgroei: MTT werd uitgevoerd om de celgroei te meten. De groei van de controle (geen kruidenextractbehandeling) werd als 100% beschouwd. DNO-productie: de Griess-reactie werd gebruikt om de hoeveelheid nitriet te meten in ongestimuleerde RAW264.7 cellen in afwezigheid en aanwezigheid van 100 g / mL kruidenextracten. ecell-cytotoxiciteit: MTT-test werd uitgevoerd om celcytotoxiciteit te bepalen van niet-gepimuleerde RAW264.7-cellen behandeld met kruidenextracten. Onbehandelde groep werd beschouwd als 100%. f procentuele opbrengst van extract verkregen uit 70% ethanolextractie van elk 100 g droog kruid. gpercenterremming van de Inos-activiteit bij de testconcentratie van 50 M. |
3.2. Correlatie tussen Anti-inflammatoire potentie en TCM-eigenschappen van kruiden
door analyse van de TCM-kenmerken van 10 kruiden die het sterkste remmende effect hebben op geen productie in lps/IFNy-gestimuleerde RAW264.7 cellen, vonden we dat de meeste van hen in de categorieën van bittere of scherpe smaak, warme aard, en Long-of levermeridiaandistributies (Tabel 2). Om de TCM-eigenschappen te correleren met ontstekingsremmende werking in deze kruiden, hebben we TCM-eigenschappen van deze kruiden gecategoriseerd die in staat waren om 50% van de NO-productie in lps/IFNy-gestimuleerde RAW264.7 cellen af te schaffen. Tabel 3 toonde aan dat kruiden met een groter ontstekingsremmend effect in een significant hoger percentage werden verdeeld in die gekarakteriseerd als bittere/scherpe smaken, warme aard en lever/long meridiaandistributies. Deze resultaten suggereren dat anti-inflammatoire kruiden gemeenschappelijke kenmerken die van scherpe/bittere smaak, warme aard, en long/lever meridiaan kunnen bezitten.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gebaseerd op Chinese Farmacopee (2010). bBased on Chinese Materia Medica (1998). |
|
3.3. Correlatie tussen celbeschermende werking en TCM-eigenschappen van kruiden
chronische ontsteking leidt vaak tot celbeschadiging en daarom wordt actief gezocht naar middelen die dit proces kunnen ontmoedigen. Bij het onderzoeken van 21 kruiden met de TCM karakteristiek van scherpe smaak, merkten we op dat, onder de costimulatie van LPS en IFNy, RAW264.7 met deze kruidenextracten behandelde cellen vertoonden een toename van 90% in de levensvatbaarheid van de cellen (Tabel 4). Bovendien gaven kruiden met scherpe smaak ook de hoogste graad van celbescherming in lps/IFNy-gestimuleerde cellen in vergelijking met kruiden met andere smaken (figuur 1).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kruiden met meer dan 90% cel beschermend vermogen in gestimuleerd RAW264.7 cellen. bHerbs met een vermogen om meer dan 90% celproliferatie in rustgevende RAW264.7 cellen te verhogen. |
vergelijking van kruiden met cel levensvatbaarheid in verschillende smaken. Gemiddelde van de levensvatbaarheid van de cellen van LPS / IFNy-gestimuleerde RAW264. 7 cellen behandeld met kruiden die behoren tot verschillende smaak. .
4. Discussie
overproductie van NO als gevolg van de verhoogde Inos-expressie is overtuigend in verband gebracht met de pathogenese van chronische ontsteking en kanker . Vandaar, agenten die Inos-genereerde geen productie selectief kunnen onderdrukken zouden efficiënt moeten zijn om chronische ontsteking te behandelen en kanker te verhinderen. In feite, recente studies tonen aan dat selectieve Inos inhibitors l-NIL en 1400 W therapeutisch effectief zijn als anti-inflammatoire en antikankergeneesmiddelen .
macrofagen spelen een cruciale rol bij het reguleren van ontstekingen. Macrophages worden geactiveerd door externe stimuli en de geactiveerde macrophages produceren diverse ontstekingsbemiddelaars zoals geen en reactieve zuurstofspecies. Chinese kruiden zijn de rijke bronnen voor anti-inflammatoire middelen en inspanningen zijn gedaan om effectieve componenten in deze kruiden te identificeren . Gebruikmakend van het gerenommeerde raw264.7-celmodel, hebben we 81 kruidenextracten geëvalueerd op hun remmende effect op LPS/IFNy-geïnduceerde NO-productie. Onder hen, het extract van Daphne genkwa Sieb.et Zucc toonde het sterkste remmende effect op NO productie. De bestanddelen geïsoleerd uit Daphne genkwa Sieb.et Zucc werd eerder gemeld om cytotoxisch effect op verschillende tumorcellijnen te veroorzaken en om uitgroei van getransplanteerd muissarcoom S180 in muizen te onderdrukken . We speculeren dat het antikankereffect van Daphne genkwa Sieb.et Zucc kan functioneel worden geassocieerd met zijn anti-inflammatoire vermogen. In onze studie, vonden wij dat Rubia cordifolia L. en verscheidene anderen LPS/IFNy-veroorzaakte geen productie verminderen zonder significante cytotoxiciteit aan raw264. 7 cellen te veroorzaken. Deze kruiden kunnen dus veelbelovende kandidaten als efficiënte drugs om ontsteking en kanker te controleren. Hoewel het momenteel onduidelijk is hoe deze extracten LPS/IFN-veroorzaakte geen productie in RAW264.7 cellen blokkeren, impliceert de bevinding dat Mollugin de ontstekingsreactie onderdrukt door de Janus kinase-signaaltransducers en activatoren van transcriptie signalerende weg te blokkeren dat kruiden de verschillende stappen van de signalerende cascade kunnen richten die LPS/IFN-veroorzaakte geen productie om hun anti-inflammatoire rollen uit te oefenen.
gebaseerd op de theorie van TCM, classificeerden we deze 81 kruiden volgens verschillende smaken (scherp, zoet, zuur, bitter, adstringerend, zout of mild), naturen (koud, koel, matig, warm of warm) en meridiaandistributies (lever, nier, hart, milt, enz.). Onze studie toonde aan dat de TCM karakteristiek van smaak zeer goed gecorreleerd met de potentie om geen productie te remmen—penetrante smaak is de sterkste, bitter is iets zwakker dan penetrante, zoete smaken is intermediair, en samentrekkende, zoute, milde of zure smaak is zwak of niet effectief. TCM kenmerken van de natuur en meridiaan distributie worden ook geassocieerd met de potentie om geen productie te remmen. Bijvoorbeeld, hoger percentage kruiden met de mogelijkheid om te blokkeren geen productie heeft de kenmerken van warme aard. Kenmerken van lever-en longmeridianen zijn de belangrijkste meridiaandistributies in kruiden waarvan de extracten 50% van de NO-productie kunnen blokkeren. Alles bij elkaar genomen, redeneren we dat TCM-eigenschappen potentieel zeer nuttig kunnen zijn om de zoektocht naar effectieve anti-inflammatoire middelen in Chinese kruiden te begeleiden.
TCM karakteristiek is een systematische uitdrukking van de verschillende eigenschap die door Materia Medica bij de mens wordt opgewekt. Theory of flavors in TCM vormt de kerncontext van de Chinese kruidengebruiksrichtlijnen. In TCM, het kenmerk van smaak is de combinatie van zowel echte smaak en curatieve effect. Volgens Shen Nong Ben Cao Jing( Shennong ‘ s Classic of Material Medica), een belangrijk TCM boek in de eerste plaats geschreven over de Chinese kruiden smaak en eigendom theorie, scherpe smaak, die is gerelateerd aan Long meridiaan, kan de interne warmte te verspreiden met sudorifics die op zijn beurt de circulatie van Qi en bloed te bevorderen. Kruiden met scherpe smaak daadwerkelijk zijn gebruikt voor duizend jaar in China om de circulatie van bloed te stimuleren en breken het blok van Qi. Het feit dat ontsteking-gerelateerde ziekten worden geassocieerd met het symptoom van Qi en bloedblokkade kan de effectiviteit van kruiden met scherpe smaak om ontsteking te onderdrukken verklaren.
onze studie was beperkt tot het onderzoek van 81 kruidenextracten naar hun effect op LPS/IFNy-geïnduceerde no-productie en celgroei in macrofage RAW264.7 cellen. De resultaten van deze studie ondersteunen niettemin een nauwe associatie tussen de moderne farmacologie/biomedische wetenschap en de TCM-theorie. De theorie van TCM werd ontwikkeld gebaseerd op duizend jaar klinische ervaring, en de materiële en farmacologische basis van TCM moet nog door de moderne biomedische wetenschap worden verklaard. Wij geloven dat deze studie heeft bijgedragen aan dit doel.
belangenconflicten
de auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot de publicatie van dit document.Dit werk werd ondersteund door het National Science and Technology Major Project van het Ministerie van wetenschap en technologie van China (2009ZX09311-003), het Young Scientists Fund van de National Natural Science Foundation of China (81001666), het innovatieprogramma van de Shanghai Municipal Education Commission (13YZ048) en de Stichting van de Shanghai Education Commission for Outstanding Young Teachers in University (SZY07029).