- Streszczenie
- 1. Wprowadzenie
- 2. Materiały i metody
- 2.1. Chemicals
- 2.2. Przygotowanie 70% ekstraktów etanolu z chińskich ziół
- 2.3. Pomiar produkcji azotynów
- 2.4. Analizę żywotności komórek
- 2.5. Analiza statystyczna
- 3. Wyniki
- 3.1. Wpływ ekstraktów ziołowych na produkcję NO i wzrost komórek
- 3.2. Korelacja między działaniem przeciwzapalnym a właściwościami TCM ziół
- 3.3. Korelacja między działaniem ochronnym komórek a właściwościami TCM ziół
- 4. Dyskusja
- konflikt interesów
- podziękowania
Streszczenie
indukowana syntaza tlenku azotu (iNOS) jest głównym czynnikiem nadprodukcji tlenku azotu, a jej inhibitory są aktywnie poszukiwane jako skuteczne środki przeciwzapalne. W tym badaniu przygotowaliśmy 70% ekstraktów etanolu z 81 chińskich ziół. Ekstrakty te oceniano następnie pod kątem ich wpływu na wytwarzanie tlenku azotu (NO) i wzrost komórek w komórkach LPS/IFN-kostymulowanych i niestymulowanych makrofagów mysich RAW264.7 za pomocą reakcji Griesa i testu MTT. Wyciągi z Daphne genkwa Sieb.et Zucc, Caesalpinia sappan L., Iles pubescens Hook.et Arn, Forsycja suspensa (Thunb.) Vahl, Zingiber officinale Rosc, Inula japonica Thunb., a Ligusticum chuanxiong Hort wyraźnie hamowało wytwarzanie NO (hamowanie > 90% przy 100 g/mL). Wśród aktywnych ekstraktów (hamowanie > 50% przy 100 g/mL), Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L., Iles pubescens Hook.et Arn, Nigella Glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi i Scutellaria barbata D. Don nie wykazywały cytotoksyczności wobec nieoptymowanych komórek RAW246. 7, jednocześnie zwiększając wzrost komórek LPS/IFN-costimulated. Analizując korelację między ich działalnością a cechami tradycyjnej medycyny chińskiej (TCM), zioła o ostrym smaku wykazywały silne właściwości przeciwzapalne. Nasze badania dostarczają szeregu potencjalnych ziół przeciwzapalnych i sugerują, że zioła o ostrym smaku są kandydatami skutecznych środków przeciwzapalnych.
1. Wprowadzenie
zapalenie jest mechanizmem samoobrony mającym na celu usunięcie szkodliwych bodźców, w tym uszkodzonych komórek, czynników drażniących lub patogenów, i rozpoczęcie procesu naprawy rany. Jednak zapalenie czasami indukuje dalsze stany zapalne, prowadząc do samozaparcia przewlekłego stanu zapalnego, który może spowodować poważne uszkodzenia komórek i uszkodzenia tkanek . Przewlekłe zapalenie było związane z wieloma różnymi chorobami, takimi jak miażdżyca , choroba Alzheimera , cukrzyca i rakotwórczość .
tlenek azotu (NO), który jest wytwarzany głównie przez indukowaną syntazę tlenku azotu (iNOS) w Warunkach zapalnych , odgrywa kluczową rolę w każdym etapie procesów patologicznych podczas stanu zapalnego . Wykazano, że selektywne inhibitory iNOS działają zarówno przeciwzapalnie, jak i chronią tkanki w różnych zapalnych modelach zwierzęcych i dlatego są uważane za obiecujące środki do leczenia chorób zapalnych. Wysoka ekspresja iNOS może być często wykryta w guzach ludzkich, wspierając tezę, że przewlekłe zapalenie aktywnie uczestniczy w progresji nowotworu . W rzeczywistości niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ), w tym aspiryna i Kwas Tolfenamowy , są obecnie stosowane zarówno w zapobieganiu nowotworom, jak i w leczeniu .
w eksperymentalnych modelach zwierzęcych odnotowano występowanie różnych naturalnych produktów o działaniu przeciwzapalnym i przeciwnowotworowym. Na przykład wykazano, że kurkumina hamuje ekspresję cyklooksygenazy 2 (COX2) i jest faktycznie stosowana klinicznie jako środek chemoprewencyjny . Ze względu na obietnice zawarte w kurkuminie podjęto również intensywne wysiłki w celu identyfikacji związków zdolnych do kierowania mediatorów zapalnych . Ostatnie badania przeprowadzone przez Liao et al. zbadano potencjalny związek między zdolnością antyoksydacyjną a właściwościami tradycyjnej medycyny chińskiej (TCM) w 45 powszechnie stosowanych Chińskich ziołach, w których stwierdzono, że zdolność antyoksydacyjna chińskich ziół jest skorelowana z ich właściwościami smakowymi . Ich wyniki są bardzo zachęcające, ponieważ wskazuje, że skuteczne środki przeciwzapalne mogą być potencjalnie zidentyfikowane z chińskich ziół w oparciu o ich właściwości TCM.
w celu zidentyfikowania skutecznych środków przeciwzapalnych przygotowaliśmy 70% ekstraktów etanolu z 81 chińskich ziół, a następnie przetestowaliśmy ich zdolność do tłumienia produkcji NO w mysich makrofagach SUROWYCH264. 7 komórek kosztimulowanych LPS i IFNy. Ponadto przeanalizowaliśmy również korelację między zdolnością przeciwzapalną a właściwościami TCM wśród tych ziół. Stwierdzamy, że zioła o ostrym smaku są najsilniejsze pod względem właściwości przeciwzapalnych.
2. Materiały i metody
2.1. Chemicals
IFNy został zakupiony od EMD Millpore Chemicals (Billerica, MA, USA). Albuminę surowicy bydlęcej (BSA), lipopolisacharyd (LPS, E. coli 0111: B4), dichlorowodorek N-(1-naftylo)-etylenodiaminy (L-NIL), 3-(4, 5-dimetylotiazol-2-ilo)-2, 5-difenylotetrazolium (MTT), naftyloetylenodiaminę, sulfanilamid i wodorowęglan sodu otrzymano z Sigma-Aldrich Co (St.Louis, MO, USA). RPMI 1640 i trypsin-EDTA zostały zakupione od Life Technologies (Grand Island, NY, USA). Płodowa surowica bydlęca (FBS) została zakupiona w firmie Hyclone Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, USA).
2.2. Przygotowanie 70% ekstraktów etanolu z chińskich ziół
wszystkie zioła uzyskano z YANG He Tang i Kangqiao Co (Szanghaj, Chiny). Wszystkie 81 ziół wybranych do naszego badania zostały zgłoszone lub sugerowane, aby miały potencjalne działanie przeciwzapalne przez literaturę TCM lub bieżące raporty farmakologiczne. Botaniczna identyfikacja tych ziół została przeprowadzona przez Shanghai Institute for Food and Drug Control (SIFDC). Aby przygotować ekstrakty etanolu, 100 g każdego suszonego zioła pokrojono i ekstrahowano 1 L 70% etanolu w temperaturze C przez trzy razy. Uzyskane ekstrakty etanolu odparowano pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze C i przechowywano w temperaturze C. ekstrakty rozpuszczono DMSO przed użyciem.
2.3. Pomiar produkcji azotynów
SUROWE264. 7 komórki platerowano w 96-studzienkowych płytkach (5 × 103 komórki na studzienkę) przez noc, a następnie uzupełniano pożywką wolną od FBS przez 10 godzin, a następnie dodawano 100 µg/mL ekstraktów ziołowych do każdej studzienki. Komórki kostymulowano 100 ng / mL LPS i 10 U/mL IFNy przez 24 godziny, a następnie zebrano media i przeanalizowano pod kątem ilości azotynów, stabilnego metabolitu utleniającego i wiernego wskaźnika NO, w reakcji Griesa, jak opisano wcześniej . Aby to zrobić, 100 µL odczynnika Griesa (0,1% naftylo-etylenodiaminy i 1% sulfanilamidu w 5% kwasie fosforowym) zmieszano ze 100 µL zebranego podłoża w 96-studzienkowej płytce. Mieszaninę inkubowano przez 10 minut w temperaturze pokojowej, a następnie odczytano przy 540 nm. Ilość azotynów obliczono na podstawie standardowej krzywej Wygenerowanej z azotynem sodu. Procentowe hamowanie w produkcji NO obliczono za pomocą wzoru {/(azotyn bez ekstraktu ziołowego)} × 100.
2.4. Analizę żywotności komórek
oznaczono metodą MTT, jak opisano wcześniej . Krótko, komórki RAW264. 7 inkubowano z MTT (5 mg / mL w soli fizjologicznej buforowanej fosforanem, pH = 7,4) przez 4 godziny. utworzony FORMAZAN MTT rozpuszczono 50 µL 0,01 m buforu HCl zawierającego 10% SDS i 5% izobutanolu. Wzrost komórek oznaczano przez odczyt płytek przy 570 nm w czytniku mikropłytek. Żywotność komórek grupy kontrolnej jest uważana za 100%.
2.5. Analiza statystyczna
kierunek i wielkość korelacji między zmiennymi przeprowadzono z wykorzystaniem analizy t-testu. wartości mniejsze niż 0,05 uznano za istotne statystycznie ().
3. Wyniki
3.1. Wpływ ekstraktów ziołowych na produkcję NO i wzrost komórek
przy pomocy testu Griess przeanalizowaliśmy ekstrakty etanolu z 81 ziół pod kątem ich działania przeciwzapalnego. W przypadku tych ekstraktów obserwowano szeroki zakres hamowania w produkcji NO(Tabela 1). Ekstrakty z 7 ziół zablokowały ponad 90% brak produkcji w surowcu stymulowanym LPS/Ifny264.7 komórek (Tabela 1). Wśród ekstraktów, które wywołały ponad 50% hamowanie w produkcji NO, Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L., Iles pubescens Hook.et Arn, Nigella Glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi i Scutellaria barbata D. Don nie wykazywały cytotoksyczności wobec nieoptymowanych komórek RAW264. 7, podczas gdy znacznie zwiększały żywotność komórek stymulowanych LPS/IFNy (Tabela 1). Daphne genkwa Sieb.et Zucc, który ma najsilniejszy wpływ hamujący na produkcję NO, był umiarkowanie toksyczny dla komórek RAW264.7 (Tabela 1).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HR: herb; RT: root; ST: stem; LF: leaf; TW: twig; FL: flower; FR: fruit; SD: seed; SC: sclerotium; HW: heartwood; SR: stem and root; PE: pericarp. bPercent hamowanie produkcji NO: reakcję Griesa przeprowadzono w celu pomiaru produkcji azotynów w stymulowanych LPS / IFNy komórkach RAW264.7 w nieobecności lub w obecności 100 g/mL ekstraktów ziołowych. wzrost cCell: MTT przeprowadzono w celu pomiaru wzrostu komórek. Tempo wzrostu kontroli (bez leczenia ekstraktem z ziół) uznano za 100%. produkcja dNO: do pomiaru ilości azotynów w niesymulowanym SUROWCU264 użyto reakcji Griesa .7 komórek w nieobecności i obecności 100 g/mL ekstraktów ziołowych. cytotoksyczność eCell: przeprowadzono test MTT w celu określenia cytotoksyczności komórek niestymulowanych komórek RAW264.7 leczonych ekstraktami z ziół. Nieleczona grupa została uznana za 100%. fPercent wydajność ekstraktu uzyskanego z 70% ekstrakcji etanolu z każdego 100 g suchego zioła. gPercent hamowanie aktywności iNOS przy stężeniu testowym 50 M. |
3.2. Korelacja między działaniem przeciwzapalnym a właściwościami TCM ziół
analizując charakterystykę TCM 10 ziół, które wykazują najsilniejszy wpływ hamujący na brak produkcji w komórkach stymulowanych LPS/IFNy raw264.7, odkryliśmy, że większość z nich znajduje się w kategoriach gorzkiego lub ostrego smaku, ciepłej Natury i rozkładów południków płuc lub wątroby (Tabela 2). Aby skorelować właściwości TCM z działaniem przeciwzapalnym w tych ziołach, sklasyfikowaliśmy właściwości TCM tych ziół, które były w stanie znieść 50% produkcji NO w komórkach stymulowanych LPS/IFNy raw264.7. Tabela 3 wykazała, że zioła o większym działaniu przeciwzapalnym były rozprowadzane w znacznie wyższym odsetku u osób charakteryzujących się gorzkimi/ostrymi smakami, ciepłą naturą i rozkładami południków wątroby / płuc. Wyniki te sugerują, że zioła przeciwzapalne mogą posiadać wspólne cechy, które są ostry / gorzki smak, ciepły charakter i południka płuc / wątroby.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
na podstawie Farmakopei Chińskiej (2010). BB na chińskim Materia Medica (1998). |
|
3.3. Korelacja między działaniem ochronnym komórek a właściwościami TCM ziół
przewlekłe zapalenie często prowadzi do uszkodzenia komórek, a zatem aktywnie poszukiwane są środki zdolne do powstrzymania tego procesu. Badając 21 ziół o charakterystycznym dla ostrego smaku TCM, zauważyliśmy, że pod costimulacją LPS i IFNy, RAW264.7 komórek leczonych tymi ekstraktami ziołowymi wykazywało 90% wzrost żywotności komórek(Tabela 4). Ponadto zioła o ostrym smaku również zapewniały najwyższy stopień ochrony komórek w komórkach stymulowanych LPS/IFNy w porównaniu z ziołami o innych smakach (ryc. 1).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
zioła o ponad 90% zdolności do ochrony komórek w stymulowanych komórkach RAW264. 7. bHerbs ze zdolnością do zwiększenia ponad 90% proliferacji komórek w spoczynkowych komórkach RAW264. 7. |
porównanie ziół z żywotnością komórek w różnych smakach. Średnia żywotność komórek LPS / IFNy stymulowane RAW264. 7 komórek leczonych ziół należących do innego smaku. .
4. Dyskusja
nadprodukcja NO z powodu podwyższonej ekspresji iNOS została przekonująco powiązana z patogenezą przewlekłych stanów zapalnych i nowotworów. W związku z tym środki, które mogą selektywnie hamować produkcję NO wytwarzaną przez iNOS, powinny być skuteczne w leczeniu przewlekłego stanu zapalnego i zapobieganiu nowotworom. W rzeczywistości ostatnie badania pokazują, że selektywne inhibitory iNOS L-NIL i 1400 W są skuteczne terapeutycznie jako leki przeciwzapalne i przeciwnowotworowe .
makrofagi odgrywają kluczową rolę w regulacji stanu zapalnego. Makrofagi są aktywowane przez bodźce zewnętrzne, a aktywowane makrofagi wytwarzają różne mediatory zapalne, takie jak NO i reaktywne formy tlenu. Chińskie zioła są bogatym źródłem środków przeciwzapalnych i podjęto wysiłki w celu identyfikacji skutecznych składników w tych ziołach . Korzystając z dobrze ugruntowanego modelu komórkowego RAW264.7, oceniliśmy ekstrakty ziołowe 81 pod kątem ich hamującego wpływu na indukowaną przez LPS/IFNy produkcję NO. Wśród nich wyciąg z Daphne genkwa Sieb.et Zucc wykazywał najsilniejszy wpływ hamujący na produkcję NO. Składniki wyizolowane z Daphne genkwa Sieb.et wcześniej donoszono, że Zucc wywołuje działanie cytotoksyczne na różne linie komórkowe nowotworu i hamuje wzrost przeszczepionego mięsaka myszy S180 u myszy . Spekulujemy, że przeciwnowotworowe działanie Daphne genkwa Sieb.et Zucc może być funkcjonalnie związane z jego właściwości przeciwzapalne. W naszym badaniu odkryliśmy, że Rubia cordifolia L. i kilka innych zmniejsza indukowaną LPS / IFNy produkcję NO bez powodowania istotnej cytotoksyczności dla komórek RAW264.7. Zioła te mogą więc być obiecującymi kandydatami jako skuteczne leki do kontroli stanu zapalnego i raka. Chociaż obecnie nie jest jasne, w jaki sposób te ekstrakty blokują indukowaną przez LPS/IFN produkcję NO w komórkach RAW264.7, odkrycie, że Mollugin hamuje odpowiedź zapalną poprzez blokowanie przetworników sygnału kinazy Janusowej i aktywatorów szlaku sygnałowego transkrypcji, implikuje, że zioła mogą celować w różne etapy kaskady sygnałowej pośredniczącej w indukowanej przez LPS/IFN produkcji NO, aby wywierać swoje przeciwzapalne role.
opierając się na teorii TCM, sklasyfikowaliśmy te 81 ziół według różnych smaków (ostry, słodki, kwaśny, gorzki, cierpki, słony lub łagodny), Natur (zimny, chłodny, umiarkowany, ciepły lub gorący) i rozkładów południków (wątroba, nerki, serce, śledziona itp.). Nasze badania wykazały, że charakterystyka TCM smaku bardzo dobrze koreluje z mocą hamowania bez produkcji-ostry smak jest najsilniejszy, gorzki jest nieco słabszy niż ostry, słodkie smaki jest pośredni, a cierpki, słony, łagodny lub kwaśny smak jest słaby lub nieskuteczny. Właściwości TCM Natury i dystrybucji południka są również związane z potencją, aby hamować produkcję NO. Na przykład wyższy procent ziół z możliwością blokowania produkcji nie ma cech ciepłego charakteru. Charakterystyka meridianów wątroby i płuc to główne rozkłady południków występujące w ziołach, których ekstrakty mogą blokować 50% produkcji NO. Razem, mamy powód, że właściwości TCM może potencjalnie być bardzo przydatne do prowadzenia poszukiwania skutecznych środków przeciwzapalnych w chińskich ziół.
charakterystyka TCM jest systematycznym wyrażeniem odrębnej właściwości wywoływanej przez Materia Medica u ludzi. Teoria smaków w TCM stanowi rdzeń kontekstu Chińskich wskazówek użytkowania ziół. W TCM charakterystyczne dla smaku jest połączenie zarówno prawdziwego smaku, jak i efektu leczniczego. Według Shen Nong Ben Cao Jing (Klasyka materiału Medica Shennong), ważna książka TCM napisana po raz pierwszy na temat chińskiego ziołowego smaku i teorii właściwości, ostry smak, który jest związany z południkiem płucnym, może rozproszyć wewnętrzne ciepło za pomocą sudorifics, które z kolei promują krążenie Qi i krwi. Zioła o ostrym smaku były używane przez tysiące lat w Chinach, aby ożywić krążenie krwi i przełamać blok Qi. Fakt, że choroby związane ze stanem zapalnym są związane z objawem Qi i zablokowaniem krwi, może wyjaśniać skuteczność ziół o ostrym smaku w celu stłumienia stanu zapalnego.
nasze badania ograniczały się do badania 81 ekstraktów ziołowych na ich wpływ na indukowaną LPS/IFNy produkcję NO i wzrost komórek w komórkach makrofagów RAW264.7. Wyniki uzyskane z tego badania wspierają jednak ścisły związek między Nowoczesną farmakologią / nauką biomedyczną a teorią TCM. Teoria TCM została opracowana w oparciu o tysiącletnie doświadczenie kliniczne, a materialne i farmakologiczne podstawy TCM pozostają do wyjaśnienia przez współczesną naukę biomedyczną. Wierzymy, że to badanie przyczyniło się do osiągnięcia tego celu.
konflikt interesów
autorzy oświadczają, że nie ma konfliktu interesów w związku z publikacją niniejszego artykułu.
podziękowania
praca ta była wspierana przez Narodowy główny projekt Nauki i technologii Ministerstwa Nauki i technologii Chin (2009ZX09311-003), Fundusz Młodych Naukowców Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (81001666), program innowacji Komisji Edukacji Miejskiej w Szanghaju (13YZ048) oraz Fundację Komisji Edukacji Szanghaju dla wybitnych młodych nauczycieli na Uniwersytecie (SZY07029).