Preparação de grânulos de Gushukang (GSK) para experimentos in vivo e in vitro
Summary
Este artigo fornece um protocolo detalhado para preparar uma solução de trabalho de grânulos de Gushukang para estudos animais e o grânulo de GSK que contem o soro para in vitro experimenta. Este protocolo pode ser aplicado a investigações farmacológicas de fitoterápicos, bem como prescrições para experimentos in vivo e in vitro.
Abstract
A medicina erval chinesa tradicional joga um papel como um método alternativo em tratar muitas doenças, tais como a osteoporose na pós-menopausa (PNF). Os grânulos de gushukang (GSK), uma prescrição comercializada em China, têm efeitos osso-protetores em tratar o PNF. Antes da administração ao corpo, um procedimento padrão da preparação é exigido geralmente, que visa promover a liberação de constituintes ativos das ervas cruas e realçar os efeitos farmacológicos assim como resultados terapêuticos. Este estudo propõe um protocolo detalhado para o uso de grânulos de GSK em ensaios experimentais in vivo e in vitro. Os autores fornecem primeiramente um protocolo detalhado para calcular as dosagens animal-apropriadas dos grânulo para a investigação in vivo: pesando, dissolvendo, armazenamento, e administração. Em segundo lugar, este artigo descreve protocolos para a varredura do Micro-CT e a medida de parâmetros do osso. Foram avaliados a preparação da amostra, protocolos para a execução da máquina de microtomografia computadorizada e quantificação dos parâmetros ósseos. Em terceiro lugar, os grânulos GSK contendo soro são preparados, e o soro contendo medicamentos é extraído para osteoclastogênese in vitro e osteoblastogênese. Os grânulos de GSK foram administrados intragástrica duas vezes por o dia aos ratos por três dias consecutivos. O sangue foi então coletado, centrifugado, inativado e filtrado. Finalmente, o soro foi diluído e usado para executar o osteoclastogênese e o osteoblastogenesis. O protocolo descrito aqui pode ser considerado uma referência para investigações farmacológicas de medicamentos de prescrição de ervas, como grânulos.
Introduction
A medicina tradicional chinesa (TCM) é uma das importantes abordagens complementares e alternativas para o tratamento da osteoporose1,2. A decocção de água é a forma básica e mais comumente usada da fórmula3. No entanto, desvantagens também existem: mau gosto, inconveniente para o transporte, vida útil curta e protocolos inconsistentes, limitando os usos, bem como os efeitos curativos. Para evitar as desvantagens acima, bem como para perseguir melhores efeitos, os grânulos foram desenvolvidos e têm sido amplamente utilizados4. Embora muitos estudos tenham explorado os mecanismos farmacológicos de um ou mais componentes efetivos dos grânulos5,6,7, os mecanismos exatos e os processos farmacológicos subjacentes ainda são difícil de identificar. Isto é porque muitos componentes eficazes de um grânulo podem simultaneamente exercer efeitos semelhantes ou opostos4. Portanto, o desenvolvimento de um protocolo padrão para preparar os grânulos antes de entregar para o corpo não só teria um grande impacto sobre os resultados terapêuticos, mas também é necessária para ambos in vivo e in vitro ensaios.
Além disso, os efeitos curativos dos grânulos na clínica são difíceis de confirmar e identificam exatamente o uso de estudos in vitro ou ex vivo, o que cria um desafio porque os mecanismos farmacológicos são muito complexos. Para resolver isso, a preparação do soro contendo drogas foi proposta pela primeira vez por Tashino na década de 19808. A partir de então, numerosos pesquisadores aplicaram soro contendo medicamentos à fitoterapia,incluindo grânulos9,10,11. Atualmente, a escolha do soro contendo medicamentos para investigações in vitro é considerada como uma estratégia que imita de perto as condições fisiológicas.
Os grânulos de gushukang (GSK) foram desenvolvidos para tratar a osteoporose pós-menopausa (POP) com base na prática clínica à luz da teoria da TCM. Os grânulos de GSK impedem a perda óssea em camundongos ovariectomizados (OVX) in vivo, inibem a reabsorção óssea osteoclástica e estimulam a formação óssea osteoblástica4. Conseqüentemente, Li et al.12 descobriram que os grânulos GSK apresentam efeitos protetores ósseos em camundongos OVX, reforçando as atividades do receptor de cálcio para estimular a formação óssea. Para confirmar os efeitos protetores ósseos, bem como os efeitos farmacológicos de grânulos GSK, os autores aqui fornecem um procedimento detalhado para a preparação de soluções de trabalho e medicamentos (grânulo GSK)-contendo soro. Além disso, este artigo descreve a aplicação de grânulos de GSK em um modelo osteoporóticas OVX-induzido do rato e no soro Granule-contendo de GSK para in vitro osteoclastogenesis/osteoblastogenesis.
Os grânulos de GSK são compor de diversas ervas13,14 e podem completamente ser dissolvidos no soro fisiológico facilmente. Conseqüentemente, o soro fisiológico serve como o veículo. Camundongos Sham-operados (Sham) e camundongos OVX foram administrados o mesmo volume de soro fisiológico que os camundongos administrados por grânulos. As doses equivalentes de grânulos de GSK para o camundongo foram calculadas com base na equação de meeh-Rubner15. Esta equação não só tem a vantagem de obter dosagens seguras, mas também garante efeitos farmacológicos15. As três dosagens de grânulos de GSK foram geradas como a seguir: (1) GSKL: OVX + baixo-dose GSK grânulos, 2 g/kg/day. (2) GSKM: OVX + médio-dose GSK grânulos, 4 g/kg/dia. (3) GSKH: OVX + alta-dose GSK grânulos, 8 g/kg/dia. Camundongos nos grupos GSKL, GSKM e GSKH foram administrados em grânulos de GSK intragastricamente. O carbonato de cálcio (600 mg/comprimido) com vitamina D3 (125 unidade/comprimido internacional), por exemplo, em um produto maduro e comercializado (por exemplo, Caltrate [CAL]) para o tratamento e prevenção da osteoporose, foi usado como um controle positivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Os grânulos de agentes de TCM tornaram-se uma das escolhas comuns para formulações ou prescrições. GSK grânulos são compostos de vários medicamentos fitoterápicos com base em experiências clínicas ou a teoria TCM, e eles exercem melhores efeitos curativos com menos efeitos colaterais4. Comparado com a decocção da água, os grânulo têm estas vantagens: bom gosto, conveniência da entrega, armazenamento a longo prazo, protocolo padrão e efeitos curativos consistentes, assim como uma …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi apoiado por subsídios da Fundação Nacional de ciências naturais da China (81804116, 81673991, 81770107, 81603643 e 81330085), o programa de equipe inovadora, Ministério da ciência e tecnologia da China (2015RA4002 para WYJ), o programa para Equipe inovativa, Ministry da instrução de China (IRT1270 a WYJ), centro médico de Shanghai TCM da doença crônica (2017ZZ01010 a WYJ), três anos de ação para acelerar o desenvolvimento do plano tradicional da medicina chinesa (ZY (2018-2020)-CCCX-3003 a WYJ), e projetos de desenvolvimento de pesquisa-chave nacionais (2018YFC1704302).
Materials
| α-MEM | Hyclone laboratories |
SH30265.018 | For cell culture |
| β-Glycerophosphate | Sigma | G5422 | Osteoblastogenesis |
| Caltrate (CAL) | Wyeth | L96625 | Animal interventation |
| C57BL/6 mice | SLAC Laboratory Animal Co. Ltd. |
Random | Ainimal preparation |
| Dexamethsome | Sigma | D4902 | |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma | D2438 | Cell frozen |
| Ethylene Diamine Tetraacetic Acid (EDTA) | Sangon Biotech | 60-00-4 | Samples treatmnet |
| Fetal bovine serum | Gibco | FL-24562 | For cell culture |
| Gushukang granules | kangcheng companyin china | Z20003255 | Herbal prescription |
| Light microscope | Olympus BX50 | Olympus BX50 | Images for osteoclastogenesis |
| L-Ascorbic acid 2-phosphate sequinagneium slat hyclrate | Sigma | A8960-5G | Osteoblastogenesis |
| Microscope | Leica | DMI300B | Osteocast and osteoblast imagine |
| M-CSF | Peprotech | AF-300-25-10 | Osteoclastogenesis |
| Μicro-CT | Scanco Medical AG |
μCT80 radiograph microtomograph | Bone Structural analsysis |
| RANKL | Peprotech | 11682-HNCHF | Osteoclastogenesis |
| Sprague Dawley | SLAC Laboratory Animal Co. Ltd. |
Random | Blood serum collection |
| Tartrate-Resistant Acid Phosphate (TRAP) Kit | Sigma-Aldrich | 387A-1KT | TRAP staining |
Riferimenti
- Shu, B., Shi, Q., Wang, Y. J. Shen (Kidney)-tonifying principle for primary osteoporosis: to treat both the disease and the Chinese medicine syndrome. Chinese Journal of Integrative Medicine. 21 (9), 656-661 (2015).
- Zhao, D., et al. The naturally derived small compound Osthole inhibits osteoclastogenesis to prevent ovariectomy-induced bone loss in mice. Menopause. 25 (12), 1459-1469 (2018).
- Liu, S. F., Sun, Y. L., Li, J., Dong, J. C., Bian, Q. Preparation of Herbal Medicine: Er-Xian Decoction and Er-Xian-containing Serum for In vivo and In vitro Experiments. Journal of Visualized Experiments. (123), e55654 (2017).
- Wang, Q., et al. The systemic bone protective effects of Gushukang granules in ovariectomized mice by inhibiting osteoclastogenesis and stimulating osteoblastogenesis. Journal of Pharmacological Sciences. 136 (3), 155-164 (2018).
- Bian, Q., et al. Oleanolic acid exerts an osteoprotective effect in ovariectomy-induced osteoporotic rats and stimulates the osteoblastic differentiation of bone mesenchymal stem cells in vitro. Menopause. 19 (2), 225-233 (2012).
- Zhao, D., et al. Oleanolic acid exerts bone protective effects in ovariectomized mice by inhibiting osteoclastogenesis. Journal of Pharmacological Sciences. 137 (1), 76-85 (2018).
- Tang, D. Z., et al. Osthole Stimulates Osteoblast Differentiation and Bone Formation by Activation of β-Catenin-BMP Signaling. Journal of Bone and Mineral Research. 25 (6), 1234-1245 (2010).
- Tashino, S. “Serum pharmacology” and “serum pharmaceutical chemistry”: from pharmacology of Chinese traditional medicines to start a new measurement of drug concentration in blood. Therapeutic Drug Monitoring Research. 5, 54-64 (1988).
- Fu, L., et al. Ex vivo Stromal Cell-Derived Factor 1-Mediated Differentiation of Mouse Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells into Hepatocytes Is Enhanced by Chinese Medicine Yiguanjian Drug-Containing Serum. Evidence Based Complement Alternative Medicine. , 7380439 (2016).
- Cao, Y., Liu, F., Huang, Z., Zhang, Y. Protective effects of Guanxin Shutong capsule drug-containing serum on tumor necrosis factor-alpha induced endothelial dysfunction through nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase and the nitric oxide pathway. Experimental and Therapeutic. 8 (3), 998-1004 (2014).
- Chen, X., et al. Application of serum pharmacology in evaluating the antitumor effect of Fuzheng Yiliu Decoction from Chinese Medicine. Chinese Journal of Integrative Medicine. 20 (6), 450-455 (2014).
- Li, X. L., Wang, L., Bi, X. L., Chen, B. B., Zhang, Y. Gushukang exerts osteopreserve effects by regulating Vitamin D and Calcium metabolism in ovariectomized mice. Journal of Bone Mineral Metabolism. , 1-11 (2018).
- Cui, S. Q., et al. Mechanistic study of Shen (Kidney)tonifying prescription Gushukang in Preventing and Treating Primary Osteoporosis. Journal of Chinese Medical University. 30 (16), 351-354 (2001).
- Wang, Y., Shang, K., Li, Y. K., Tao, X. L. Effect of gushukang on osteoclast cultured from type I diabetic rat in vitro-a preliminary study. Chinese Journal of Bone Tumor and Bone Disease. 3 (12), 22-24 (2004).
- Zhang, Y. P. . Pharmacology Experiment. , (1996).
- Zhao, D. F., et al. Cyclophosphamide causes osteoporosis in C57BL/6 male mice: suppressive effects of cyclophosphamide on osteoblastogenesis and osteoclastogenesis. Oncotarget. 8 (58), 98163-98183 (2017).
- Zhong, L. L., et al. A randomized, double-blind, controlled trial of a Chinese herbal formula (Er-Xian decoction) for menopausal symptoms in Hong Kong perimenopausal women. Menopause. 20 (7), 767-776 (2013).
- Zhang, D. Issues and strategies for study of serum pharmcology in oncology. Zhong Yi Yan Jiu. 17 (5), 13-14 (2004).
- Nair, A. B., Jacob, S. A simple practice guide for dose conversion between animals and human). Journal of Basic and Clinical Pharmacy. 7 (2), 27-31 (2016).
- Xu, X., et al. Protective effect of the traditional Chinese medicine xuesaitong on intestinal ischemia-reperfusion injury in rats. International Journal of Clinical and Experiments Medicine. 8 (2), 1768-1779 (2015).
- Jiang, Y. R., et al. Effect of Chinese herbal drug-containing serum for activating-blood and dispelling-toxin on ox-LDL-induced inflammatory factors’ expression in endothelial cells. Chinese Journal of Integrative Medicine. 18 (1), 30-33 (2012).
- Li, Y., Xia, J. Y., Chen, W., Deng, C. L. Effects of Ling Qi Juan Gan capsule drug-containing serum on PDGF-induced proliferation and JAK/STAT signaling of HSC-T6 cells. Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi. 21 (9), 663-667 (2013).
- Guo, C. Y., Ma, X. J., Liu, Q., Yin, H. J., Shi, D. Z. Effect of Chinese herbal drug-containing serum for activating blood, activating blood and dispelling toxin on TNF-alpha-induced adherence between endothelial cells and neutrophils and the expression of MAPK pathway. Zhongguo Zhong Xi Yi Jie He Za Zhi. 35 (2), 204-209 (2015).
- Li, Y. K. Some issues in methology of Chinese herbs serum pharmcology. Zhong Yao Xin Yao Yu Lin Chuang Yao Li. 10 (5), 263 (1999).
- Zhang, L., et al. A review of Chinese herbs serum pharmcology methodological study. Nan Jing Zhong Yi Yao Da Xue Xue Bao. 18 (4), 254 (2002).
- Pacifici, R. Estrogen, cytokines, and pathogenesis of postmenopausal osteoporosis. Journal. Bone Mineral Research. 11, 1043-1051 (1996).
- Ammann, P., et al. Transgenic mice expressing soluble tumor necrosis factor-receptor are protected against bone loss caused by estrogen deficiency. Journal Clinical Investigation. 99, 1699-1703 (1997).
- Kimble, R. B., et al. Simultaneous block of interleukin-1 and tumor necrosis factor is required to completely prevent bone loss in the early postovariectomy period. Endocrinology. 136, 3054-3061 (1995).
