DioⅠPoboljšanje azota ureje u krvi i kreatinina u serumu korištenjem nove kultivacije Cordyceps Militaris

Abstract

Hronična bolest bubrega (CKD) je kritično javnozdravstveno pitanje sa ogromnim finansijskim opterećenjem i za pacijente i za društvo širom svijeta. Nažalost, trenutno ne postoje efikasne terapije koje bi spriječile ili odgodile progresiju završnog stadijuma bubrežne bolesti (ESRD). Praksa tradicionalne kineske medicine pokazala je da micelija Cordyceps militari (C. militaries) ima niz farmakološki korisnih svojstava, uključujući antitumorska, imunomodulacijska i hepatoprotektivna svojstva. Međutim, efekat micelijske C. militarije na CKD ostaje nejasan. Metode. Ovdje smo istraživali efekte micelije C. militaris na miševe sa CKD koristeći četiri vrste medija: HKS, HKS sa vitaminom A (HKS plus A), CM i CM sa vitaminom A (CM plus A). Rezultati. Rezultati 10. dana su otkrili da su nivoi azota uree u krvi (BUN) bili značajno niži u grupama HKS (41 posto), HKS plus A (41 posto) i CM plus A (34 posto) u usporedbi s onima u grupama. odgovarajuće kontrolne grupe (miševi sa nefrektomijom). Nivo serumskog kreatinina u HKS plus A grupi smanjio se za 35 posto 10. dana, dok je nivo u HKS i CM plus A grupama smanjen samo za 14 posto odnosno 13 posto 30. dana. je prvi izvještaj koji koristi četiri nova medija (HKS, HKS plus A, CM i CM plus A medij) za miceliju C. militaris. Svaki medij micelijskih C. militara na CKD ispoljava specifičan efekat na BUN, serumski kreatinin, tjelesnu težinu, ukupni protein i mokraćnu kiselinu. Zaključci. Uzeto zajedno, ovo je prvi izvještaj koji koristi četiri nova medija (HKS, HKS plus A, CM i CM plus A medij) za miceliju C. militaris. Svaki medij micelijskih C. militara na CKD ispoljava specifične efekte na BUN, serumski kreatinin, tjelesnu težinu, ukupni protein i mokraćnu kiselinu. Zaključili smo da tretman micelijom C. militaris kultivisan u HKS ili CM plus A medijumu može potencijalno sprečiti pogoršanje funkcije bubrega kod miševa sa CKD.

Ključne riječi

Hronična bolest bubrega (CKD), Cordyceps Sinensis, micelij, azot uree u krvi (BUN), kreatinin u serumu,Cistanche koristi.

Kliknite ovdje da dobijeteefekti Cistanchea

Uvod

Hronična bolest bubrega (CKD) je preovlađujući globalni zdravstveni problem [1]. CKD je opći naziv za heterogene poremećaje koji utječu na strukturu i funkciju bubrega [2]. Pacijenti sa CKD imaju povećan rizik od završnog stadijuma bubrežne bolesti (ESRD) [3, 4]. Postojeći farmakološki agensi se fokusiraju na komplikacije povezane s liječenjem CKD, kao što su hiperlipidemija, dijabetes i hipertenzija, a ne na specifično liječenje same CKD [5–8], što proučavanje zaštite bubrega čini medicinskom naukom u nastajanju. Prethodne studije su se fokusirale na protein kinazu 2 u interakciji s homeodomenom (HIPK2) jer je ona transkripcijski regulator ekspresije gena uključenih u tubularne ozljede i fibrozu [9, 10]; međutim, specifični HIPK2 inhibitori nisu komercijalno dostupni. Osim toga, pokazalo se da blokiranje renin-angiotenzin-aldosteron sistema smanjuje i rizik od progresije hiperkalemije i stopu recidiva [11, 12]. Iako je lijek koji inhibira renin aliskiren ranije davan zajedno s inhibitorima enzima koji konvertuje angiotenzin ili blokatorima angiotenzin receptora redovno, sada se koristi konzervativnije zbog svojih teških nuspojava [13].

Prijavljeno je da su faktori rizika za hroničnu bubrežnu bolest starost, rasa, gojaznost, dijabetes, niska porođajna težina, visok krvni pritisak i porodična anamneza [14]. Rizik od obolijevanja i mortaliteta od HBB-a i dalje je znatno visok, pri čemu pacijenti sa CKD obično primaju nadomjesnu terapiju bubrega, kao što su dijaliza i transplantacija bubrega. .nas, moraju se razviti novi tretmani. Posljednjih godina, biljne terapije su pružile alternativnu opciju liječenja za CKD [15, 16]. Osim toga, mnoge vrste istraživanja pokazale su da odgovarajući kineski recepti za biljne lijekove imaju pozitivan učinak na CKD, što može značajno smanjiti rizik od ESRD kod pacijenata sa CKD i poboljšati dugoročnu stopu preživljavanja pacijenata sa CKD [17]. Na primjer, istražena je efikasnost nekoliko biljaka, uključujući Radix Astragali, Rheum officinale, Panax ginseng i Lycopus lucidus, na bolesti bubrega [18–21]. Neke biljke su pokazale obećavajuće rezultate u smanjenju proteinurije ili povećanju serumskog albumina. Drugi, međutim, sadrže toksične sastojke, poput aristolohične kiseline ili teških metala, koji mogu negativno utjecati na funkciju bubrega i izazvati nefropatiju [22]. Iako se često koriste u nekim zemljama u razvoju, izvještaji o njihovoj efikasnosti ostaju kontroverzni. Stoga, razvoj efikasnog jedinjenja dobijenog od prirodnog proizvoda za lečenje CKD je hitna briga.

Cordyceps pripada porodici gljiva i vrsta je tradicionalne kineske medicine u kojoj larve parazitskih insekata rastu i postepeno se pretvaraju u zrelo plodište. Cordyceps sinensis (C. sinensis) i Cordyceps millitaries (C. militaries) su dvije dobro poznate vrste Cordyceps. Dugi niz godina, C. sinensis se koristio za liječenje umora, bubrežne i plućne disfunkcije, hiperglikemije, hiperlipidemije i aritmije [23], a proučavani su njeni efekti kod pacijenata sa CKD i onih koji primaju transplantirani bubreg [24–26]. Općenito, C. militaris je relativno podložan masovnoj proizvodnji [27] i pokazuje raznolika i specifična farmakološka svojstva [28–30]. Osim toga, prethodna studija koju je provela naša grupa istraživala je antikancerogene funkcije C. militaris i pokazala da njegova micelijska fermentacija može regulirati signalni put protein kinaze aktiviranih mitogenom (MAPK) kako bi zaustavio ćelijski ciklus, stimulirao razgradnju hromozomske DNK i na kraju uzrokuju apoptotičku i autofagičnu smrt kultiviranih ćelija glioblastoma [31]. Zbog toga bi se C. militaris koristio za svoje renoprotektivne efekte u ovoj studiji.

Mycelial C. militaris je nedavno razvijen kao popularna funkcionalna hrana u Aziji. Ekstrakti iz plodišta C. militaris mogu značajno odgoditi progresiju bubrežne insuficijencije izazvane subtotalnom nefrektomijom [32]. Studije o efektu micelije C. militaris na CKD, međutim, su rijetke. Ova studija će testirati našu hipotezu da micelijum C. militaris može potencijalno sprečiti pogoršanje funkcije bubrega kod miševa sa CKD. Četiri vrste podloga će biti dizajnirane i korišćene za inkubaciju micelijskih C. militari: (i) HKS, (ii) HKS plus A, (iii) CM i (iv) CM plus A. Tokom 30 dana, miševi u grupama za tretman svakodnevno će primati oralnu gavažu micelije C. militaris kultivirane u jednom od četiri različita medija, dok će miševi u lažnoj kontrolnoj (C) i kontrolnoj nefrektomiji (Nx) grupama primati destilovanu vodu. Očekuje se da će ovi testovi razjasniti sigurnost micelija C. militaris kao funkcionalne hrane.

Cistanche tubulosa

Materijali i metode

1. Materijali.

Micelija C. militaris (BCRC 32219) kupljena je od Centra za prikupljanje i istraživanje bioresursa pri Institutu za istraživanje i razvoj prehrambene industrije (Hsinchu, Tajvan). Glukoza je kupljena od JT Bakera (EU). Ekstrakt slada, pepton i ekstrakt kvasca kupljeni su od Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, SAD). Vitamin A je kupljen od Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, SAD), a agar je kupljen od High Standard Enterprise Co., Ltd. (Taiwan), respektivno. Kompleti za biohemijske testove za detekciju funkcije bubrega nabavljeni su od Arkraya (Kyoto, Japan).

2. Priprema medija za gljivice.

Mycelial C. militaris je inkubiran u četiri vrste podloga, odnosno CM, CM plus A, HKS i HKS plus A. .e CM podloga je sadržavala 2 posto ekstrakta slada, 2 posto agara, 0.1 posto peptona, i 2 posto glukoze [33]. .e HKS medijum je modifikacija medijuma koji je osmislio prof. Huang Keng-Shiang i sadržavao je 2 posto ekstrakta slada, 2 posto agara, 0.2 posto peptona i 0.2 posto ekstrakta kvasca . .e CM i HKS podloge su se razlikovale u koncentracijama peptona i ekstrakta kvasca. .e HKS plus A i CM plus A medij je svaki sadržavao dodatnih 1 posto vitamina A u osnovnom mediju. Kvadrat micelija C. militaris 0.5 × 0.5 cm je izrezan i presađen na svaku ploču i inkubiran na 25 stepeni. Nakon što je C. militaris kultivisan u različitim podlogama tokom 30 dana, micelije gljiva su pažljivo sastrugane sa površine čvrstog medijuma nožem. Sakupljeni prah gljivične micelije sušen je zamrzavanjem (EYELA FDU-1100) u vakuumu na -54 stepena tokom 48 sati. Liofilizirani praškovi micelije C. militaris čuvani su na -20 stepeni do upotrebe.

3. Konstrukcija modela CKD miševa.

Pet-šesta nefrektomija je bila najpoznatija hronična procedura koja oponaša progresivno zatajenje bubrega nakon gubitka bubrežne mase. .e CKD miševi su ustanovljeni nakon nefrektomije u dva koraka, pet šeste, kao što je prethodno opisano [34, 35]. Ukratko, lijevi bubreg je otkriven i prerezan na gornjoj i donjoj trećini pola. .e 2/3 ekstrarenalnih grana renalne arterije lijevog bubrega je podvezano, a zatim je uslijedila potpuno desna nefrektomija nakon jedne sedmice. Životinje su nakon operacije vraćane u kaveze najmanje dvije sedmice prije nego što je izazvana uremija. .e procedure su odobrene od strane Institucionalne komisije za njegu i korištenje životinja Univerziteta I-Shou (br. odobrenja: IACUC-ISU- 101025).

4. Eksperimentalni postupak.

Liofilizirani praškovi micelije C. militaris natopljeni su destilovanom vodom (10 mg/mL) na sobnoj temperaturi. Dvije sedmice nakon druge nefrektomije, miševi su nasumično podijeljeni u tretirane grupe (n=4 do 6 po grupi) i tretirani s jednim od četiri tipa rastvora micelije C. militaris, inkubirani u HKS, HKS plus A , CM ili CM plus A medijum, oralnom gavažom 30 uzastopnih dana. Lažna grupa i Nx miševima davana je ekvivalentna zapremina destilovane vode bez C. militaris micelije. Tjelesna težina je mjerena i uzorci krvi su uzeti 1., 10. i 30. dana. Na kraju perioda tretmana, miševi su žrtvovani korišćenjem CO2. Bubrezi su secirani i isprani fiziološkom otopinom puferovanom fosfatom i stavljeni u 10 posto neutralnog puferiranog formalina za naknadnu histološku obradu. Uzorci krvi su uzeti iz periorbitalnog venskog sinusa. Azot uree u krvi (BUN), kreatinin u serumu, ukupni proteini i mokraćna kiselina mjereni su korištenjem komercijalno dostupnih kompleta korištenjem automatskog biohemijskog analizatora (SPOTCHEM EZ SP-4430) prema uputama proizvođača (Arkary, Inc., Kyoto, Japan).

Standardized Cistanche

5. Hranjenje životinja.

Mužjaci miševa Instituta za istraživanje raka (otprilike 30 g) isporučeni su od BioLASCO Taiwan Co., Ltd. i držani su u standardnim kavezima na konstantnoj temperaturi od 22 ± 1 stepen sa 12-satnim ciklusom svjetlo-mrak. Životinje su hranjene redovnom hranom za miševe i vodom iz slavine ad libitum. Životinje korištene u ovoj studiji bile su smještene i zbrinute od strane NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.

6. Biohemijska analiza uzoraka krvi.

Uzorci krvi su uzeti iz periorbitalnog venskog sinusa. Uzorci plazme su centrifugirani na 12,000 o/min 10 min na 4 stepena i pohranjeni na -20 stepeni prije analize. Azot uree u krvi (BUN), kreatinin u serumu, ukupni proteini i mokraćna kiselina mjereni su korištenjem komercijalno dostupnih kompleta korištenjem automatskog biohemijskog analizatora (SPOTCHEM EZ SP-4430) prema uputama proizvođača (Arkary, Inc., Kyoto, Japan).

7. Histološka analiza bubrega.

Bubrezi miševa su ugrađeni u parafinske blokove, secirani na dijelove debljine 3- μm i obrađeni Harryjevom bojom hematoksilin-eozinom (HE) prema standardnoj proceduri. Bubrežni glomeruli i tubuli su pregledani i fotografisani za buduću analizu. Slike su snimljene pomoću video kamere u boji (VKC150, Hitachi, Tokio, Japan) povezane sa mikroskopom (DP72, Olympus, Center Valley, PA, SAD) i slijepo analizirane od strane iskusnog patologa. .e srednja površina poprečnog presjeka glomerula dobijena je izračunavanjem srednje površine od približno 8 do 15 pojedinačnih glomerula pomoću programa Image J.

8. Statistička analiza.

Svi podaci su predstavljeni kao srednja vrijednost-± standardna greška srednje vrijednosti (n=4 do 6 po grupi). Podaci su analizirani korištenjem dvosmjerne analize varijanse praćene Bonferronijevim post hoc testovima (SigmaPlot verzija 10.0, San Jose, CA, SAD). p < 0,05 smatra se statistički značajnim.

Ekstrakt Cistanche

Reference

[1] K. Kalantar-Zadeh i D. Fouque, "Upravljanje ishranom hronične bolesti bubrega," New England Journal of Medicine, vol. 377, br. 18, str. 1765–1776, 2017.

[2] TK Chen, DH Knicely i ME Grams, "Dijagnostika i upravljanje hroničnim bolestima bubrega", JAMA, vol. 322, br. 13, str. 1294–1304, 2019.

[3] P. Cockwell i L.-A. Fisher, ".e globalno opterećenje hronične bolesti bubrega,": e Lancet, vol. 395, br. 10225, str. 662–664, 2020.

[4] P. Rossignol, ZA Massy, ​​M. Azizi, et al., "Dvostruki izazov rezistentne hipertenzije i hronične bolesti bubrega,": e Lancet, vol. 386, br. 10003, str. 1588–1598, 2015.

[5] AS Levey i J. Coresh, "Hronična bolest bubrega",: e Lancet, vol. 379, br. 9811, str. 165–180, 2012.

[6] RJ Johnson, C. Wesseling i LS Newman, "Hronična bolest bubrega nepoznatog uzroka u poljoprivrednim zajednicama", New England Journal of Medicine, vol. 380, br. 19, str. 1843–1852, 2019.

[7] T. Yang, EM Richards, CJ Pepine i MK Raizada, ".e crijevna mikrobiota i osovina mozak-crevo-bubreg u hipertenziji i hroničnoj bolesti bubrega," Nature Reviews Nephrology, vol. 14, br. 7, str. 442–456, 2018.

[8] S. Joshi, M. McMacken i K. Kalantar-Zadeh, "Biljne dijete za bolesti bubrega: vodič za kliničare", American Journal of Kidney Diseases, vol. 77, br. 2, str. 287–296, 2021.

[9] A. Pisciottani, L. Biancolillo, M. Ferrara et al., "HIPK2 fosforilira enzim koji razdvaja mikrotubule spastin na S268 za apscisiju", Cells, vol. 8, br. 7, str. 684, 2019.

[10] MM Nugent, K. Lee i JC He, "HIPK2 je nova meta lijeka za terapiju protiv fibroze kod bolesti bubrega," Frontiers in Physiology, vol. 6, str. 132, 2015.

[11] PE Drawz i ME Rosenberg, "Usporavanje progresije hronične bolesti bubrega," Kidney International Supplements, vol. 3, br. 4, str. 372–376, 2013.

[12] MR Weir, GL Bakris, DA Bushinsky, et al., "Patiromer kod pacijenata sa oboljenjem bubrega i hiperkalemijom koji primaju inhibitore raas", New England Journal of Medicine, vol. 372, br. 3, str. 211–221, 2015.

[13] M. Azizi i J. M´enard, "Inhibitori renina i kardiovaskularna i bubrežna zaštita: beskonačna potraga?" Kardiovaskularni lijekovi i: terapija, vol. 27, br. 2, str. 145–153, 2013.

[14] K. Al-Jewari, R. Baban i J. Manuti, "Nivoi Klotho rastvorljivih u serumu i urinu kod pacijenata sa hroničnom bolešću bubrega", Bagdad Journal of Biochemistry and Applied Biological Sciences, vol. 2, br. 01, str. 29–38, 2021.

[15] S. Prakash, GT Hernandez, I. Dujaili i V. Bhalla, "Otrovanje olovom iz ajurvedskog biljnog lijeka kod pacijenta sa hroničnom bolešću bubrega", Nature Reviews Nephrology, vol. 5, br. 5, str. 297–300, 2009.

[16] AA Razmaria, "Hronična bolest bubrega", JAMA, vol. 315, br. 20, str. 2248, 2016.

[17] M.-Y. Lin, Y.-W. Chiu, J.-S. Chang i saradnici, "Udruženje prepisanih kineskih biljnih lijekova sa rizikom od završnog stadijuma bubrežne bolesti kod pacijenata sa hroničnom bolešću bubrega", Kidney International, vol. 88, br. 6, str. 1365–1373, 2015.

[18] A. Zuk i JV Bonventre, "Akutna povreda bubrega", Annual Review of Medicine, vol. 67, br. 1, str. 293–307, 2016.

[19] Y. Zhong, MC Menon, Y. Deng, Y. Chen, i JC He, "Nedavni napredak u tradicionalnoj kineskoj medicini za bolesti bubrega", American Journal of Kidney Diseases, vol. 66, br. 3, str. 513–522, 2015.

[20] SW Lim, KC Doh, L. Jin, et al., "Tretman ginsengom ublažava autofagičnu ćelijsku smrt kod hronične ciklosporinske nefropatije", Nefrologija, vol. 19, br. 8, str. 490–499, 2014.

[21] Y. Yao, J. Yang, D. Wang, et al., ".vodeni ekstrakt Lycopus lucidus Turcz ublažava dijabetičko oštećenje bubrega izazvano streptozotocinom putem inhibicije TGF{2}} signalnog puta," Phytomedicine, vol. . 20, br. 13, str. 1160–1167, 2013.

[22] L. Wu, W. Sun, B. Wang, et al., "Integrisani sistem za identifikaciju skrivenih ubica u tradicionalnim lekovima koji sadrže aristolohične kiseline," Scientific Reports, vol. 5, br. 1, Članak ID 11318, 2015.

[23] GM Shashidhar, P. Giridhar i B. Manohar, "Funkcionalni polisaharidi iz medicinske gljive Cordyceps sinensis kao moćan dodatak ishrani: ekstrakcija, karakterizacija i terapeutski potencijali - sistematski pregled", RSC Advances, vol. 5, br. 21, str. 16050–16066, 2015.

[24] T. Hong, M. Zhang i J. Fan, "Cordyceps sinensis (tradicionalna kineska medicina) za primaoce transplantacije bubrega", Cochrane Database of Systematic Reviews, vol. 10, ID članka CD009698, 2015.

[25] HW Zhang, ZX Lin, YS Tung, et al., "Cordyceps sinensis (tradicionalna kineska medicina) za liječenje hronične bolesti bubrega," Cochrane Database of Systematic Reviews, vol. 18, ID članka CD008353, 2014.

[26] G. Shao, S. Zhu i B. Yang, "Primjena biljne medicine u liječenju autosomno dominantne policistične bolesti bubrega", Frontiers in Pharmacology, vol. 12, ID članka 629848, 2021.

[27] C.-T. Lee, K.-S. Huang, J.-F. Shaw, et al., "Trendovi u imunomodulatornim efektima Cordyceps militaris: ukupni ekstrakti, polisaharidi i kordicepin," Frontiers in Pharmacology, vol. 11, ID članka 575704, 2020.

[28] B.-L. On, Q.-W. Zheng, L.-Q. Guo et al., "Strukturna karakterizacija i aktivnost za jačanje imuniteta novog polisaharida visoke molekularne težine iz Cordyceps militaris," Međunarodni časopis za biološke makromolekule, vol. 145, str. 11–20, 2020.

[29] X.-C. Liu, Z.-Y. Zhu, Y.-L. Tang et al., "Strukturna svojstva polisaharida iz kultiviranih voćnih tijela i micelija Cordyceps militaris," Carbohydrate Polymers, vol. 142, str. 63–72, 2016.

[30] H.-J. Park, "Etanol ekstrakt kordicepsa militarisa uzgojenog na proklijalim sojinim zrnima inhibira 2, 4-dinitrofenol-fluorobenzenom izazvan alergijski kontaktni dermatitis," Journal of Functional Foods, vol. 17, str. 938–947, 2015.

[31] C.-H. Yang, Y.-H. Kao, K.-S. Huang, C.-Y. Wang i L.-W. Lin, "Cordyceps militaris i fermentacija micelija izazvali apoptozu i autofagiju ćelija humanog glioblastoma", Cell Death & Disease, vol. 3, br. 11, str. e431, 2012.

[32] SK Das, M. Masuda, A. Sakurai i M. Sakakibara, "Medicinska upotreba gljive Cordyceps u vojsci: trenutno stanje i izgledi", Fitoterapia, vol. 81, br. 8, str. 961–968, 2010.

[33] LS Wang, CY Wang, CH Yang, et al., "Sinteza i antifungalni efekat kompozitnih čestica nanočestica srebra-hitozana", International Journal of Nanomedicine, vol. 10, str. 2685–2696, 2015.

[34] R. Poesen, K. Windey, E. Neven, et al., "Utjecaj CKD na mikrobni metabolizam debelog crijeva," Journal of the American Society of Nephrology, vol. 27, br. 5, str. 1389–1399, 2016.

[35] S.-C. Wang, C.-H. Yang, AM Grumezescu, et al., "Renoprotektivni efekti micelije ljekovite gljive kamfora (Taiwanofungus camphorates, Basidiomycetes) na nekoliko podloga kod miševa s hroničnom bolešću bubrega," International Journal of Medicinal Mushrooms, vol. 18, br. 12, str. 1105–1114, 2016.

Chih-Hui Yang, 1,2,3Wen-Shuo Kuo,4 Jun-ShengWang,2Yi-Ping Hsiang,3,5Yu-Mei Lin,1,6 Yi-Ting Wang, 1,6 Fan-Hsuan Tsai,6 Chun- Ting Lee,6,7 Jiun-Hua Chou,1 Huei-Ya Chang,1 Lung-Shuo Wang, 6,8 Shu-Chi Wang, 6,9 i Keng-Shiang Huang 6

1 Odsjek za biološke nauke i tehnologiju, Univerzitet I-Shou, Kaohsiung, Tajvan

2 Tajvanski institut za istraživanje instrumenata, Nacionalne laboratorije za primijenjena istraživanja, Hsinchu, Tajvan

3 Farmaceutski odjel bolnice E-Da, Kaohsiung, Tajvan

4 Škola hemije i nauke o materijalima, Univerzitet informacionih nauka i tehnologije u Nanjingu, Nanjing, Kina

5 Odsjek za biotehnologiju i hemijsko inženjerstvo, Univerzitet I-Shou, Kaohsiung, Tajvan

6 Fakultet kineske medicine za postdiplomski studij, Univerzitet I-Shou, Kaohsiung, Tajvan

7 Klinika kineske medicine Amulette, Tajpej, Tajvan

8 Odjel za kinesku medicinu, bolnica Sin-Lau, Tainan, Tajvan

9 Medicinski fakultet za međunarodne studente, Univerzitet I-Shou, Kaohsiung, Tajvan