Effekter av Desmodium caudatum på gastrointestinala hormoner och tarmflora hos råttor med gastrit
Summary
Det aktuella protokollet beskriver metoden för att analysera tarmfloran med hjälp av Illumina-baserad 16S rRNA-gensekvensering och ger ett ramverk för att utvärdera effektiviteten av växtbaserade avkok.
Abstract
För att preliminärt undersöka effekterna av Desmodium caudatum på gastrit och tarmflora hos råttor etablerades en modell för kronisk gastrit hos råttor med hjälp av den klassiska natriumsalicylatmetoden. Arton SPF-råttor delades in i tre grupper: kontrollgruppen (grupp C), modellgruppen (grupp M) och behandlingsgruppen (grupp T). Patologiska snitt av magsäcksväggen togs från råttor i varje grupp. Dessutom bestämdes koncentrationerna av gastrin och malondialdehyd i serum hos råttor i varje grupp med ELISA. Dessutom undersöktes effekterna av D. caudatum på tarmfloran hos råttor med gastrit genom en detaljerad jämförelse av tarmbakteriesamhällen i de tre grupperna, med hjälp av Illumina-baserad 16S rRNA-gensekvensering. Resultaten indikerade att D. caudatum-avkok kunde minska malondialdehydhalten och öka gastrinhalten. Dessutom visade sig D. caudatum-avkok öka mångfalden och överflödet av tarmflora, vilket har en positiv inverkan på behandlingen av gastrit genom att reglera och återställa tarmfloran.
Introduction
Kronisk gastrit (CG), en av de vanligaste kliniska sjukdomarna, kännetecknas av kroniska och ihållande inflammatoriska förändringar i magslemhinnans epitel, som ofta och upprepade gånger attackeras av olika patogena faktorer1. Incidensen av CG rankas först bland alla typer av magsjukdomar och står för 40 % till 60 % av öppenvårdsfrekvensen på avdelningen för gastroenterologi2. Dessutom ökar incidensen i allmänhet med åldern, särskilt hos individer som är medelålders och äldre3. Utan tvekan minskar CG avsevärt människors livskvalitet, vilket understryker det kritiska behovet av att upptäcka nya terapeutiska medel.
Många studier har rapporterat att förekomsten och utvecklingen av CG är kopplad till utsöndringen av gastrointestinala hormoner, såsom gastrin (GAS)4,5. GAS, ett vanligt gastrointestinalt peptidhormon i matsmältningskanalen, stimulerar cellerna att utsöndra magsyra genom att främja frisättningen av histamin från eosinofiler. Dessutom förbättrar det näringen och blodtillförseln i magslemhinnan, vilket främjar spridningen av magslemhinnan och parietalceller6. Därför kan gastrin användas som en indikator för att utvärdera utvecklingsnivån av CG. Dessutom kan lipidperoxidationsprodukter som utlöses av reaktiva oxider aktivera inflammatoriska celler, vilket leder till CG. Malondialdehyd (MDA), en lipidperoxidationsmarkör, är en vanlig indikator för att mäta graden av oxidativ stress. Det återspeglar till viss del nivån av fria radikaler i magslemhinnan. MDA-nivån kan indikera angrepp av omättade fettsyror i den lokala magslemhinnan orsakad av fria radikaler 7,8.
Tarmmikroekologi består av miljontals mikroorganismer som finns i värdens tarm och spelar en viktig roll för att upprätthålla värdens hälsa och reglera värdens immunitet. En hälsosam tarmflora, kännetecknad av hög rikedom, mångfald och stabil mikrobiotafunktion, fungerar som en skyddande barriär mot invasion av patogena mikroorganismer genom att delta i ämnesomsättningen. Störningar i tarmfloran gör individer mer mottagliga för akuta och kroniska mag-tarmsjukdomar 9,10. Under de senaste åren har mikrobiotabehandling av gastrointestinala sjukdomar utvecklats snabbt och visat signifikant effekt11. Sammanfattningsvis är det viktigt att ta hänsyn till tarmfloran för att förstå och hantera mag-tarmsjukdomar.
Som en oumbärlig del av den traditionella kinesiska medicinens skattkammare har folkmedicinska material stor betydelse för klinisk praxis och moderniseringen av den nationella medicinen. Rötterna och hela delarna av Desmodium caudatum (Thunb.) DC. har använts i stor utsträckning för att lindra magbesvär i Beichuan Qiang-området i Mianyang City under en längre period. Vissa artiklar anger den vetenskapliga grunden för behandling av gastrointestinala sjukdomar med D. caudatum, med hänvisning till dess effekter såsom hemostas, antioxidation och gastrointestinalt skydd 12,13,14. På grund av bristen på djupgående forskning har dock ingen klinisk farmakodynamisk mekanism fastställts. Denna artikel syftar till att studera effekterna av D. caudatum vid behandling av gastrit baserat på gastrointestinala hormoner och tarmflora, vilket ger en grund för dess rationella kliniska tillämpning.
Protocol
Representative Results
Discussion
D. caudatum, en vanlig folkmedicin av Qiang-nationaliteten12, har visat betydande effekt vid behandling av gastrointestinala sjukdomar. Med framstegen inom modern farmakologisk forskning identifieras obalansen i floran till följd av gastrointestinal mikroekologisk obalans som en nyckelfaktor för akuta och kroniska gastrointestinala sjukdomar22,23. Vissa mikroorganismer i tarmkanalen spelar en avgörande roll för att upprätthå…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete finansierades av de viktigaste FoU-projekten vid vetenskaps- och teknikavdelningen i Sichuanprovinsen (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 |
Riferimenti
- 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).
