ההשפעות של Desmodium caudatum על הורמונים במערכת העיכול ופלורת מעיים בחולדות עם גסטריטיס
Summary
הפרוטוקול הנוכחי מתאר את השיטה לניתוח פלורת מעיים באמצעות ריצוף גנים 16S rRNA מבוסס Illumina ומספק מסגרת להערכת היעילות של decoctions צמחים.
Abstract
על מנת לחקור באופן ראשוני את ההשפעות של Desmodium caudatum על דלקת הקבה ופלורת המעי בחולדות, הוקם מודל חולדות גסטריטיס כרונית בשיטת הנתרן סליצילאט הקלאסית. 18 חולדות SPF חולקו לשלוש קבוצות: קבוצת הביקורת (קבוצה C), קבוצת המודל (קבוצה M) וקבוצת הטיפול (קבוצה T). חלקים פתולוגיים של דופן הקיבה נלקחו מחולדות בכל קבוצה. יתר על כן, ריכוזי הגסטרין והמלונדיאלדהיד בסרום של חולדות בכל קבוצה נקבעו על ידי ELISA. בנוסף, ההשפעות של D. caudatum על פלורת המעי של חולדות עם גסטריטיס נחקרו באמצעות השוואה מפורטת של קהילות חיידקי מעיים בשלוש הקבוצות, תוך שימוש בריצוף גנים 16S rRNA מבוסס Illumina. התוצאות הצביעו על כך שמרתח D. caudatum יכול להפחית את התוכן malondialdehyde ולהגדיל את התוכן gastrin. יתר על כן, D. caudatum מרתח נמצא כדי לשפר את המגוון ואת שפע של הצומח במעיים, הפעלת השפעה חיובית על הטיפול בגסטריטיס על ידי ויסות ושחזור הצומח במעיים.
Introduction
דלקת קיבה כרונית (CG), אחת המחלות הקליניות הנפוצות ביותר, מאופיינת בשינויים דלקתיים כרוניים ומתמשכים באפיתל רירית הקיבה, אשר מותקף לעתים קרובות שוב ושוב על ידי גורמים פתוגניים שונים1. שיעור ההיארעות של CG מדורג במקום הראשון מבין כל סוגי מחלות הקיבה, ומהווה 40% עד 60% משיעור שירותי החוץ במחלקה לגסטרואנטרולוגיה2. יתר על כן, שיעור ההיארעות בדרך כלל עולה עם הגיל, במיוחד אצל אנשים בגיל העמידה ומעלה3. אין ספק, CG מפחית באופן משמעותי את איכות החיים של אנשים, מדגיש את הצורך הקריטי לגלות סוכנים טיפוליים חדשים.
מחקרים רבים דיווחו כי התרחשות והתפתחות של CG קשורות להפרשת הורמונים במערכת העיכול, כגון גסטרין (GAS)4,5. GAS, הורמון פפטידי נפוץ במערכת העיכול, מגרה תאים להפריש חומצת קיבה על ידי קידום שחרור היסטמין מאאוזינופילים. בנוסף, זה משפר את התזונה ואת אספקת הדם של רירית הקיבה, קידום התפשטות של רירית קיבה ותאים קודקודיים6. לכן, גסטרין יכול לשמש אינדיקטור כדי להעריך את רמת הפיתוח של CG. יתר על כן, תוצרי חמצון שומנים המופעלים על ידי תחמוצות תגובתיות יכולים להפעיל תאים דלקתיים, מה שמוביל ל- CG. מלונדיאלדהיד (MDA), סמן חמצון שומנים, הוא אינדיקטור נפוץ למדידת מידת העקה החמצונית. הוא משקף את רמת הרדיקלים החופשיים ברירית הקיבה במידה מסוימת. רמת מד”א יכולה להצביע על התקפה של חומצות שומן בלתי רוויות ברירית הקיבה המקומית הנגרמת על ידי רדיקלים חופשיים 7,8.
מיקרואקולוגיה של המעי מורכבת ממיליוני מיקרואורגניזמים השוכנים במעי המארח, וממלאים תפקיד חיוני בשמירה על בריאות המארח ובוויסות חסינות המארח. פלורת מעיים בריאה, המאופיינת בעושר גבוה, מגוון ותפקוד מיקרוביוטה יציב, פועלת כמחסום מגן מפני פלישת מיקרואורגניזמים פתוגניים על ידי השתתפות בחילוף החומרים. הפרעות בפלורת המעי גורמות לאנשים להיות רגישים יותר למחלות עיכול חריפות וכרוניות 9,10. בשנים האחרונות הטיפול במיקרוביוטה למחלות במערכת העיכול התקדם במהירות והוכיח יעילות משמעותית11. לסיכום, ההתחשבות בפלורת המעי היא מכרעת בהבנה ובטיפול במחלות במערכת העיכול.
כמרכיב חיוני באוצר הבלום של הרפואה הסינית המסורתית, לחומרים רפואיים עממיים יש משמעות רבה לפרקטיקה הקלינית ולמודרניזציה של הרפואה הלאומית. השורשים וכל החלקים של Desmodium caudatum (Thunb.) DC. נמצא בשימוש נרחב להקלה על אי נוחות בקיבה באזור Beichuan Qiang בעיר Mianyang במשך תקופה ממושכת. מאמרים מסוימים מצביעים על הבסיס המדעי לטיפול במחלות במערכת העיכול עם D. caudatum, ומציינים את השפעותיו כגון המוסטאזיס, נוגדי חמצון והגנה על מערכת העיכול 12,13,14. עם זאת, בשל היעדר מחקר מעמיק, לא נקבע מנגנון פרמקודינמיקה קלינית. מאמר זה נועד ללמוד את ההשפעות של D. caudatum בטיפול דלקת הקבה המבוססת על הורמונים במערכת העיכול ואת הצומח במעיים, מתן בסיס ליישום קליני רציונלי שלה.
Protocol
Representative Results
Discussion
D. caudatum, תרופה עממית נפוצה על ידי לאום צ’יאנג12, הראתה יעילות משמעותית בטיפול במחלות במערכת העיכול. עם התקדמות המחקר הפרמקולוגי המודרני, חוסר האיזון של הצומח הנובע מחוסר איזון מיקרואקולוגי במערכת העיכול מזוהה כגורם מפתח במחלות עיכול חריפות וכרוניות22,23<su…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו מומנה על ידי פרויקטי המו”פ המרכזיים של מחלקת המדע והטכנולוגיה של מחוז סצ’ואן (2020YFS0539).
Materials
| Alpha diversity analysis | Mothur 1.30.2 | ||
| AxyPrep deoxyribonucleic acid (DNA) gel extraction kit | Axygen Biosciences | AP-GX-50 | |
| Beta diversity analysis | Qiime 1.9.1 | ||
| Cryogenic refrigerator | Forma-86C ULT freezer | ||
| Desmodium caudatum | The Traditional Chinese Medicine Hospital of Beichuan Qiang Autonomous County | ||
| E.Z.N.A. soil kit | Omega Bio-tek | D5625-01 | |
| Illumina MiSeq Platform | Illumina Miseq PE300/NovaSeq PE250 | ||
| Multiskan Spectrum | spectraMax i3 | ||
| OTU clustering | Uparse 7.0.1090 | ||
| OTU statistics | Usearch 7.0 | ||
| PCR instrument | TransGen AP221-02 | ||
| PCR instrument | ABI GeneAmp 9700 | ||
| QuantiFluor-ST double-stranded DNA (dsDNA) system | Promega Corp. | ||
| Sequence classification annotation | RDP Classifier 2.11 | ||
| Sodium salicylate | Sichuan Xilong Chemical Co., Ltd | 54-21-7 | |
| SPF rats | Chengdu Dashuo Experimental Animal Co., Ltd | ||
| SPSS 18.0 | IBM |
References
- Marginean, C. M., et al. The importance of accurate early diagnosis and eradication in Helicobacter pylori infection: pictorial summary review in children and adults. Antibiotics (Basel). 12 (1), 60 (2022).
- Sipponen, P., Maaroos, H. I. Chronic gastritis. Scandinavian Journal of Gastroenterology. 50 (6), 657-667 (2015).
- Wang, D. J. Methodological quality and reporting quality evaluation of chinese medicine diagnosis and treatment guidelines for chronic gastritis in China. Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology. 24 (7), 2776-2783 (2022).
- Burkitt, M. D., Varro, A., Pritchard, D. M. Importance of gastrin in the pathogenesis and treatment of gastric tumors. World Journal of Gastroenterology. 15 (1), 1-16 (2009).
- Hayakawa, Y., Chang, W., Jin, G., Wang, T. C. Gastrin and upper GI cancers. Current Opinion in Pharmacology. 31, 31-37 (2016).
- Zhang, C. Z., He, M. X., Jin, L. W., Liu, W. D. Effect of aluminum phosphate gel combined with atropine on patients with acute gastritis and its effect on serum gastrin and malondialdehyde levels. International Journal of Digestive Diseases. 40 (2), 137-140 (2020).
- Wang, Y. K., et al. Levels of malondialdehyde in the gastric juice: its association with Helicobacter pylori infection and stomach diseases. Helicobacter. 23 (2), e12460 (2018).
- Turkkan, E., et al. Does Helicobacter pylori-induced inflammation of gastric mucosa determine the severity of symptoms in functional dyspepsia. Journal of Gastroenterology. 44 (1), 66-70 (2009).
- Liu, Y., Cai, C., Qin, X. Regulation of gut microbiota of Astragali Radix in treating for chronic atrophic gastritis rats based on metabolomics coupled with 16S rRNA gene sequencing. Chemico-Biological Interactions. 365, 110063 (2022).
- Gai, X., et al. Heptadecanoic acid and pentadecanoic acid crosstalk with fecal-derived gut microbiota are potential non-invasive biomarkers for chronic atrophic gastritis. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 12, 1064737 (2023).
- Sgambato, D., et al. Gut microbiota and gastric disease. Minerva Gastroenterologica e Dietologica. 63 (4), 345-354 (2017).
- Li, J., et al. Pharmacogenetic study of Desmodium caudatum. Anais Da Academia Brasileira De Ciencias. 91 (2), e20180637 (2019).
- Xu, Q. N., et al. Phenolic glycosides and flavonoids with antioxidant and anticancer activities from Desmodium caudatum. Natural Product Research. 35 (22), 4534-4541 (2021).
- Li, W., et al. Anti-inflammatory and antioxidant activities of phenolic compounds from Desmodium caudatum leaves and stems. Archives of Pharmacal Research. 37 (6), 721-727 (2014).
- Shao, X. H., Wang, J. G. Establishment of chronic atrophic gastritis in a rat model. Journal of Zhangjiakou Medical Collage. 19 (2), 11-13 (2002).
- Yu, C., et al. Dysbiosis of gut microbiota is associated with gastric carcinogenesis in rats. Biomedicine & Pharmacotherapy. 126, 110036 (2020).
- Chen, R., et al. Fecal metabolomics combined with 16S rRNA gene sequencing to analyze the changes of gut microbiota in rats with kidney-yang deficiency syndrome and the intervention effect of You-gui pill. Journal of Ethnopharmacology. 224, 112139 (2019).
- Li, Q., et al. Magnetic anchoring and guidance-assisted endoscopic irreversible electroporation for gastric mucosal ablation: a preclinical study in canine model. Surgical Endoscopy. 35 (10), 5665-5674 (2021).
- Xu, H., et al. Therapeutic assessment of fractions of Gastrodiae Rhizoma on chronic atrophic gastritis by 1H NMR-based metabolomics. Journal of Ethnopharmacology. 254, 112403 (2020).
- Zhang, B. N., et al. Effects of Atractylodes lancea extracts on intestinal flora and serum metabolites in mice with intestinal dysbacteriosis. Proteome Science. 21 (1), 5 (2023).
- Tian, H., et al. The therapeutic effects of Magnolia officinalis extraction on an antibiotics-induced intestinal dysbacteriosis in mice. Current Microbiology. 77 (9), 2413-2421 (2020).
- Wang, J., et al. Tumor and microecology committee of China anti-cancer association. Chinese expert consensus on intestinal microecology and management of digestive tract complications related to tumor treatment (version 2022). Journal of Cancer Research and Therapeutics. 18 (7), 1835-1844 (2022).
- Xu, W., Xu, L., Xu, C. Relationship between Helicobacter pylori infection and gastrointestinal microecology. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 12, 938608 (2022).
- Johnson, J. S., et al. Evaluation of 16S rRNA gene sequencing for species and strain-level microbiome analysis. Nature Communications. 10 (1), 5029 (2019).
- Callahan, B. J., et al. High-throughput amplicon sequencing of the full-length 16S rRNA gene with single-nucleotide resolution. Nucleic Acids Research. 47 (18), e103 (2019).
- Langille, M. G., et al. Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. Nature Biotechnology. 31 (9), 814-821 (2013).
- Huang, D., et al. Characteristics of intestinal flora in patients with gastric cancer based on high throughput sequencing technology. Chinese Journal of Clinical Research. 35 (3), 303-306 (2022).
- Shi, Y., Luo, J., Narbad, A., Chen, Q. Advances in lactobacillus restoration for β-lactam antibiotic-induced dysbiosis: a system review in intestinal microbiota and immune homeostasis. Microorganisms. 11 (1), 179 (2023).
- Grigor’eva, I. N. Gallstone disease, obesity and the Firmicutes/Bacteroidetes ratio as a possible biomarker of gut dysbiosis. Journal of Personalized Medicine. 11 (1), 13 (2020).
- Thorne, G. M. Diagnosis of infectious diarrheal diseases. Infectious Disease Clinics of North America. 2 (3), 747-748 (1988).
- Banks, M., et al. British society of gastroenterology guidelines on the diagnosis and management of patients at risk of gastric adenocarcinoma. Gut. 68 (9), 1545-1575 (2019).
- Roy-Lachapelle, A., et al. Evaluation of ELISA-based method for total anabaenopeptins determination and comparative analysis with on-line SPE-UHPLC-HRMS in freshwater cyanobacterial blooms. Talanta. 223, 121802 (2021).
- Shahi, S. K., et al. Microbiota analysis using two-step PCR and next-generation 16S rRNA gene sequencing. Journal of Visualized Experiments. (152), e59980 (2019).
- Huang, R., et al. Blocking-free ELISA using a gold nanoparticle layer coated commercial microwell plate. Sensors (Basel). 18 (10), 3537 (2018).
