JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Declarações
Acknowledgements
Materials
Referências
Tadução automática
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicina

Primer Dismenore Olan Sıçanlarda Sıvı Kromatografi-Tandem Kütle Spektrometrisi Kullanılarak Ham ve İşlenmiş Siperi Rizom Örneklerinin Analizi

Published: December 23, 2022
doi:
10.3791/64691
, , , , ,
1Chongqing Engineering Research Center of Pharmaceutical Evaluation of Chinese Medicine,Chongqing Academy of Chinese Materia Medica

Summary

Burada, ham ve işlenmiş Cyperi rizoma (CR) örneklerinin karşılaştırmalı bir analizi, primer dismenore olan sıçanlarda ultra yüksek performanslı sıvı kromatografisi-yüksek çözünürlüklü tandem kütle spektrometresi (UPLC-MS / MS) kullanılarak sunulmuştur. Metabolitlerin ve örnek bileşenlerinin kan düzeylerindeki değişiklikler, CR ile tedavi edilen sıçanlar ve sirke (CRV) ile işlenmiş CR arasında incelendi.

Abstract

Cyperi rizomu (CR) jinekolojide yaygın olarak kullanılmaktadır ve Çin’deki kadın hastalıklarının tedavisinde kullanılan genel bir ilaçtır. Sirke ile işlendikten sonra CR’nin analjezik etkisi arttığından, sirke ile işlenen CR (CRV) genellikle klinik olarak kullanılır. Bununla birlikte, analjezik etkinin sirke işleme ile arttırıldığı mekanizma belirsizdir. Bu çalışmada, dismenore ile CR ile tedavi edilen ve CRV ile tedavi edilen sıçanlar arasındaki eksojen bileşenlerin ve metabolitlerin kan düzeylerindeki değişiklikleri incelemek için ultra yüksek basınçlı sıvı kromatografitandem kütle spektrometresi (UPLC-MS / MS) tekniği kullanılmıştır. Sonuçlar, bu sıçanların kanında 15 bileşenin ve iki metabolitin farklı seviyelerini ortaya çıkardı. Bunlar arasında, CRV grubundaki (-)-myrtenol ve [(1R,2S,3R,4R)-3-hidroksi-1,4,7,7-tetrametilbisiklo [2.2.1]hept-2-yl]asetik asit seviyeleri CR grubundan oldukça yüksekti. CRV, proinflamatuar, trombosit agregasyonu ve vazokonstriksiyon aktiviteleri ile 2 seri prostanoidlerin ve 4 seri lökotrienlerin seviyesini azaltmış ve arakidonik asit ve linoleik asit metabolizmasını ve doymamış yağ asitlerinin biyosentezini modüle ederek analjezik etkiler sağlamıştır. Bu çalışma, sirke işlemenin CR’nin analjezik etkisini arttırdığını ve CRV’nin etki mekanizmasını anlamamıza katkıda bulunduğunu ortaya koymuştur.

Introduction

Primer dismenore (PD) klinik jinekolojide en sık görülen durumdur. Üreme sisteminde pelvik patoloji olmadan adet öncesi veya sırasında sırt ağrısı, şişlik, karın ağrısı veya rahatsızlık ile karakterizedir1. Prevalansı ile ilgili bir rapor, öğrencilerin% 85.7’sinin PD2’den muzdarip olduğunu göstermiştir. Düşük doz oral kontraseptifler standart tedavidir, ancak derin ven trombozu gibi yan etkileri giderek daha fazla dikkat çekmektedir3. Oral kontraseptif kullanıcılar arasında derin ven trombozu prevalansı 1.000 kadında >1’dir ve risk ilk 6-12 ay boyunca ve 40 yaşından büyük kullanıcılarda en yüksektir4.

Geleneksel Çin tıbbında (TCM) uzun süredir kullanılan Cyperi rizomu (CR), Cyperaceae familyasından Cyperus rotundus L.’nin kurutulmuş köksapından türetilmiştir. CR adet bozukluklarını düzenler ve depresyon ve ağrıyı hafifletir5. CR jinekolojide yaygın olarak kullanılır ve kadın hastalıklarını tedavi etmek için genel bir ilaç olarak kabul edilir6. Sirke (CRV) ile işlenen CR tipik olarak klinik olarak kullanılır. CR ile karşılaştırıldığında, CRV menstrüasyonun ve ağrının giderilmesinde gelişmiş düzenleme gösterir. Modern çalışmalar, CR’nin siklooksijenaz-2’yi (COX-2) ve ardından prostaglandinlerin (PG’ler) sentezini inhibe ettiğini ve böylece bir anti-enflamatuar etki elde ettiğini göstermiştir. Bu arada, CR yan etkileri olmayan analjezik bir etki gösterir7, bu da CR’yi dismenore hastaları için iyi bir seçim haline getirir. Bununla birlikte, menstrüasyonun düzenlenmesinin ve CRV ile ağrı kesici sağlanmasının altında yatan mekanizma belirsizdir. CR araştırması esas olarak aktif kimyasal bileşenlerindeki ve anti-enflamatuar, antidepresan ve analjezik etkileri gibi farmakolojik aktivitelerindeki değişikliklere odaklanmıştır 8,9,10,11,12.

TCM’nin bileşenleri karmaşık olmasına rağmen, kana emilirler ve etkili olmaları için belirli bir kan konsantrasyonuna ulaşmaları gerekir13. TCM’nin aktif bileşenlerinin taranmasının kapsamı, kanda bileşen belirleme stratejisi kullanılarak daraltılabilir. Kimyasal bileşenlerin in vitro olarak incelenmesinde körlükten kaçınılabilir ve bireysel bileşenlerin incelenmesinde tek taraflılıktan kaçınılabilir14. Kandaki CR ve CRV bileşimlerini karşılaştırarak, işlenmiş CR’nin aktif bileşenlerindeki değişiklikler etkili ve hızlı bir şekilde tespit edilebilir. İlaç etkinliği, bir ilacın vücudu etkilediği süreçtir. İlacın etki mekanizması ile ilişkili olabilecek vücudun metabolik tepkisine bağlı olarak ilaç bileşenlerindeki değişiklikler metabonomiklerle belirlenebilir. Metabonomik, geleneksel Çin tıbbının genel etkinliğini belirlemekle tutarlı olan genel ve dinamik metabolik yanıtları ölçmeyi amaçlamaktadır15. Ayrıca, metabolitler, fenotip16 ile en yakından ilişkili olan gen ekspresyonunun nihai ürünüdür. Bu nedenle, metabonomikler PD tedavisinde CR ve CRV arasındaki metabolik yolaklardaki farklılıkları araştırmak için uygun olabilir. sıvı kromatografisi-yüksek çözünürlüklü tandem kütle spektrometrisi (LC-MS / MS) tabanlı hedefsiz metabolomik, yüksek verim, yüksek hassasiyet ve yüksek çözünürlük ile karakterizedir ve birçok farklı küçük moleküler bileşeni ölçmek için kullanılabilir17,18 . Bu yöntem aynı anda kana emilen endojen metabolitleri ve eksojen bileşenleri belirleyebilir. Metabonomik, TCM19, ilaç toksikolojisi 20, sağlık yönetimi21, spor22, gıda23 ve diğer alanlardaki çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu çalışmada, CRV’nin analjezik etkilerinin mekanizmalarını ortaya çıkarmak için LC-MS/MS bazlı hedefsiz metabolomikler kullanılarak CR ile tedavi edilen dismenore model sıçanlar arasında kana emilen ekzojen bileşenler ile endojen metabolitlerdeki farklılıklar ölçülmüştür.

Protocol

Hayvanlarla ilgili tüm deneyler, TCM Chongqing Enstitüsü Deney Etik Komitesi’nin onayıyla gerçekleştirildi. Bu deneyde 8-10 haftalık ve 200 g ± 20 g ağırlığında yirmi dört dişi Sprague Dawley sıçanı (SD) kullanılmıştır. 1. Ekstraksiyonun hazırlanması HesaplamaCR veya CRV ekstraktını 3 gün boyunca altı Sprague-Dawley sıçanından (10 g / [kg ∙ gün]) oluşan bir tedavi grubuna uygulamayı planlayın. 1 g / mL’lik bir CR veya CRV …

Representative Results

Dismenore modeli deneyinin analiziKontrol grubunda 30 dakika içinde kıvranan bir yanıt yoktu, çünkü bu sıçanlara ağrıya neden olmak için intraperitoneal olarak oksitosin ve östradiol benzoat enjekte edilmedi. Model, CR ve CRV gruplarındaki sıçanlar, oksitosin enjeksiyonunu takiben önemli kıvranma reaksiyonları gösterdi. Bu sonuçlar, dismenoreyi indüklemek için östradiol benzoat ve oksitosin kombinasyonunun etkinliğini göstermektedir. Model ve kontrol grupları arasındaki PGF…

Discussion

TCM’lerin çok çeşitli ve farklı doğası nedeniyle, bu otlar bazen klinik uygulamada çalışmaz ve bu, TCM’lerin uygun olmayan şekilde işlenmesi ve kaynatılmasından kaynaklanabilir. TCM’nin mekanizmaları çağdaş bilim ve teknolojinin kullanımı ile daha belirgin hale gelmektedir29,30. Bu çalışma, PD model sıçanlarda hem CR hem de CRV’nin terapötik etkilere sahip olduğunu ve CRV’nin terapötik etkisinin daha önemli olduğunu göstermektedir. C…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma, Chongqing Belediye Sağlık ve Aile Planlaması Komisyonu Çin Tıbbı Bilim ve Teknoloji Projesi (Proje Numarası: ZY201802297), Chongqing Doğa Bilimleri Vakfı’nın Genel Projesi (Proje Numarası: cstc2019jcyj-msxmX065), Chongqing Modern Dağ Alanı Karakteristik Yüksek Verimli Tarım Teknolojisi Sistemi İnovasyon Ekibi Bina Planı 2022 [10] ve Çin Materia’nın Chongqing Belediye Sağlık Komisyonu Anahtar Disiplin İnşaat Projesi tarafından desteklenmiştir Medica İşleme.

Materials

Acetonitrile  Fisher Scientific, Pittsburg, PA, USA 197164
BECKMAN COULTER Microfuge 20 Beckman Coulter, Inc. MRZ15K047
Estradiol benzoate Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd C10042616
formic acid Fisher Scientific, Pittsburg, PA, USA 177799
LC 30A system Shimadzu, Kyoto, Japan 228-45162-46
Olive oil Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd H25A11P111909
Oxytocin synthetic Zhejiang peptide biology Co., Ltd  2019092001
Rat PGF2α ELISA kit Shanghai lmai Bioengineering Co., Ltd 202101
Rat PGFE2 ELISA kit Shanghai lmai Bioengineering Co., Ltd EDL202006217
SPF Sprague-Dawley rats Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd Certificate number SCXK (Hunan) 2019-0004
Tecan Infinite 200 PRO   Tecan Austria GmbH, Austria 1510002987
Triple TOF 4600 system SCIEX, Framingham, MA, USA BK20641402
water Fisher Scientific, Pittsburg, PA, USA 152720
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referências

  1. Yu, W. Y., et al. Acupuncture for primary dysmenorrhea: A potential mechanism from an anti-inflammatory perspective. Evidence-Based Complementary and Alternative. 2021, 1907009 (2021).
  2. Rafique, N., Al-Sheikh, M. H. Prevalence of primary dysmenorrhea and its relationship with body mass index. Journal of Obstetrics and Gynaecology Research. 44 (9), 1773-1778 (2018).
  3. Tong, H., et al. Bioactive constituents and the molecular mechanism of Curcumae Rhizoma in the treatment of primary dysmenorrhea based on network pharmacology and molecular docking. Phytomedicine. 86, 153558 (2021).
  4. Ferries-Rowe, E., Corey, E., Archer, J. S. Primary dysmenorrhea: Diagnosis and therapy. Obstetrics & Gynecology. 136 (5), 1047-1058 (2020).
  5. Lu, J., et al. The association study of chemical compositions and their pharmacological effects of Cyperi Rhizoma (Xiangfu), a potential traditional Chinese medicine for treating depression. Journal of Ethnopharmacology. 287, 114962 (2021).
  6. Lu, J., et al. Quality status analysis and intrinsic connection research of growing place, morphological characteristics, and quality of Chinese medicine: Cyperi Rhizoma (Xiangfu) as a case study. Evidence-Based Complementary and Alternative. 2022, 8309832 (2022).
  7. Taheri, Y., et al. Cyperus spp.: A review on phytochemical composition, biological activity, and health-promoting effects. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2021, 4014867 (2021).
  8. El-Wakil, E. A., Morsi, E. A., Abel-Hady, H. Phytochemical screening, antimicrobial evaluation and GC-MS analysis of Cyperus rotundus. World Journal Of Pharmacy And Pharmaceutical Sciences. 8 (9), 129-139 (2019).
  9. Rocha, F. G., et al. Preclinical study of the topical anti-inflammatory activity of Cyperus rotundus L. extract (Cyperaceae) in models of skin inflammation. Journal of Ethnopharmacology. 254, 112709 (2020).
  10. Hao, G., Tang, M., Wei, Y., Che, F., Qian, L. Determination of antidepressant activity of Cyperus rotundus L extract in rats. Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 16 (4), 867-871 (2017).
  11. Kakarla, L., et al. Free radical scavenging, α-glucosidase inhibitory and anti-inflammatory constituents from Indian sedges, Cyperus scariosus R.Br and Cyperus rotundus L. Pharmacognosy Magazine. 12 (47), 488-496 (2016).
  12. Shakerin, Z., et al. Effects of Cyperus rotundus extract on spatial memory impairment and neuronal differentiation in rat model of Alzheimer’s disease. Advanced Biomedical Research. 9 (1), 17-24 (2020).
  13. Li, J., et al. Pharmacokinetics of caffeic acid, ferulic acid, formononetin, cryptotanshinone, and tanshinone IIA after oral Administration of naoxintong capsule in rat by HPLC-MS/MS. Evidence-Based Complementary and Alternative. 2017, 9057238 (2017).
  14. Zhang, A., et al. Metabolomics: Towards understanding traditional Chinese medicine. Planta Medica. 76 (17), 2026-2035 (2010).
  15. Li, L., Ma, S., Wang, D., Chen, L., Wang, X. Plasma metabolomics analysis of endogenous and exogenous metabolites in the rat after administration of Lonicerae Japonicae Flos. Biomedical Chromatography. 34 (3), 4773 (2020).
  16. Guijas, C., Montenegro-Burke, J. R., Warth, B., Spilker, M. E., Siuzdak, G. Metabolomics activity screening for identifying metabolites that modulate phenotype. Nature Biotechnology. 36 (4), 316-320 (2018).
  17. Hu, L., et al. Functional metabolomics decipher biochemical functions and associated mechanisms underlie small-molecule metabolism. Mass Spectrometry Reviews. 39 (5-6), 417-433 (2020).
  18. Cui, L., Lu, H., Lee, Y. Challenges and emergent solutions for LC-MS/MS based untargeted metabolomics in diseases. Mass Spectrometry Reviews. 37 (6), 772-792 (2018).
  19. Liu, F., et al. Metabonomics study on the hepatoprotective effect of Panax notoginseng leaf saponins using UPLC/Q-TOF-MS analysis. The American Journal of Chinese Medicine. 47 (3), 559-575 (2019).
  20. Zhao, L., Hartung, T. Metabonomics and toxicology. Methods in Molecular Biology. 1277, 209-231 (2015).
  21. Martin, F. J., Montoliu, I., Kussmann, M. Metabonomics of ageing – Towards understanding metabolism of a long and healthy life. Mechanisms of Ageing and Development. 165, 171-179 (2017).
  22. Heaney, L. M., Deighton, K., Suzuki, T. Non-targeted metabolomics in sport and exercise science. Journal of Sports Sciences. 37 (9), 959-967 (2019).
  23. Yang, Y., et al. Metabonomics profiling of marinated meat in soy sauce during processing. Journal of the Science of Food and Agriculture. 98 (4), 1325-1331 (2018).
  24. Xu, S. Y. . Methodology of Pharmacological Experiment. , (2002).
  25. Ma, B., et al. An integrated study of metabolomics and transcriptomics to reveal the anti-primary dysmenorrhea mechanism of Akebiae Fructus. Journal of Ethnopharmacology. 270, 113763 (2021).
  26. Li, X., et al. Regulation of mild moxibustion on uterine vascular and prostaglandin contents in primary dysmenorrhea rat model. Evidence-Based Complementary and Alternative. 2021, 9949642 (2021).
  27. Smith, C. A., Want, E. J., O’Maille, G., Abagyan, R., Siuzdak, G. XCMS: Processing mass spectrometry data for metabolite profiling using nonlinear peak alignment, matching, and identification. Analytical Chemistry. 73 (3), 779-787 (2006).
  28. Wang, D., et al. UPLC-MS/MS-based rat serum metabolomics reveals the detoxification mechanism of Psoraleae Fructus during salt processing. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2021, 5597233 (2021).
  29. Wang, X., et al. Rhodiola crenulata attenuates apoptosis and mitochondrial energy metabolism disorder in rats with hypobaric hypoxia-induced brain injury by regulating the HIF-1α/microRNA 210/ISCU1/2(COX10) signaling pathway. Journal of Ethnopharmacology. 241, 111801 (2019).
  30. Xie, H., et al. Raw and vinegar processed Curcuma wenyujin regulates hepatic fibrosis via bloking TGF-β/Smad signaling pathways and up-regulation of MMP-2/TIMP-1 ratio. Journal of Ethnopharmacology. 246, 111768 (2020).
  31. Jung, S. H., et al. α-Cyperone, isolated from the rhizomes of Cyperus rotundus, inhibits LPS-induced COX-2 expression and PGE2 production through the negative regulation of NFkappaB signalling in RAW 264.7 cells. Journal of Ethnopharmacology. 147 (1), 208-214 (2013).
  32. Dantas, L. B. R., et al. Nootkatone inhibits acute and chronic inflammatory responses in mice. Molecules. 25 (9), 2181 (2020).
  33. Xu, Y., et al. Nootkatone protects cartilage against degeneration in mice by inhibiting NF- κB signaling pathway. International Immunopharmacology. 100, 108119 (2021).
  34. Heimfarth, L., et al. Characterization of β-cyclodextrin/myrtenol complex and its protective effect against nociceptive behavior and cognitive impairment in a chronic musculoskeletal pain model. Carbohydrate Polymers. 244, 116448 (2020).
  35. Viana, A., et al. (-)-Myrtenol accelerates healing of acetic acid-induced gastric ulcers in rats and in human gastric adenocarcinoma cells. European Journal of Pharmacology. 854, 139-148 (2019).
  36. Bejeshk, M. A., et al. Anti-inflammatory and anti-remodeling effects of myrtenol in the lungs of asthmatic rats: Histopathological and biochemical findings. Allergologia et Immunopathologica. 47 (2), 185-193 (2019).
  37. Christie, W. W., Harwood, J. L. Oxidation of polyunsaturated fatty acids to produce lipid mediators. Essays in Biochemistry. 64 (3), 401-421 (2020).
  38. Wiktorowska-Owczarek, A., Berezinska, M., Nowak, J. Z. PUFAs: Structures, metabolism and functions. Advances in Clinical and Experimental. 24 (6), 931-941 (2015).
  39. Araujo, P., et al. The effect of omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids on the production of cyclooxygenase and lipoxygenase metabolites by human umbilical vein endothelial cells. Nutrients. 11 (5), 966 (2019).
  40. Shahidi, F., Ambigaipalan, P. Omega-3 polyunsaturated fatty acids and their health benefits. Annual Review of Food Science and Technology. 9, 345-381 (2018).
  41. Meier, S., Ledgard, A. M., Sato, T. A., Peterson, A. J., Mitchell , M. D. Polyunsaturated fatty acids differentially alter PGF(2α) and PGE2 release from bovine trophoblast and endometrial tissues during short-term culture. Animal Reproduction Science. 111 (2), 353-360 (2009).
  42. Cheng, Z., et al. Altering n-3 to n-6 polyunsaturated fatty acid ratios affects prostaglandin production by ovine uterine endometrium. Animal Reproduction Science. 143 (1-4), 38-47 (2013).
  43. Sultan, C., Gaspari, L., Paris, F. Adolescent dysmenorrhea. Endocrine Development. 22, 171-180 (2012).
  44. Zeev, H. M. D., Craig, L. M. D., Suzanne, R. M. D., Rosalind, V. M. D., Jeffrey, D. M. D. Urinary leukotriene (LT) E4 in adolescents with dysmenorrhea: A pilot study. Journal of Adolescent Health. 27 (3), 151-154 (2000).
  45. Fajrin, I., Alam, G., Usman, A. N. Prostaglandin level of primary dysmenorrhea pain sufferers. Enfermería Clínica. 30, 5-9 (2020).
  46. Iacovides, S., Avidon, I., Baker, F. C. What we know about primary dysmenorrhea today: a critical review. Human Reproduction Update. 21 (6), 762-778 (2015).
  47. Barcikowska, Z., Rajkowska-Labon, E., Grzybowska, M. E., Hansdorfer-Korzon, R., Zorena , K. Inflammatory markers in dysmenorrhea and therapeutic options. International Journal of Environmental Research and Public Health. 17 (4), 1191 (2020).
  48. Wang, T., et al. Arachidonic acid metabolism and kidney inflammation. International Journal of Molecular Science. 20 (15), 3683 (2019).
  49. Szczuko, M., et al. The role of arachidonic and linoleic acid derivatives in pathological pregnancies and the human reproduction process. International Journal of Molecular Sciences. 21 (24), 9628 (2020).
  50. Serrano-Mollar, A., Closa, D. Arachidonic acid signaling in pathogenesis of allergy: Therapeutic implications. Current Drug Targets-Inflammation and Allergy. 4 (2), 151-155 (2005).
  51. Toit, R. L., Storbeck, K. H., Cartwright, M., Cabral, A., Africander, D. Progestins used in endocrine therapy and the implications for the biosynthesis and metabolism of endogenous steroid hormones. Molecular and Cellular Endocrinology. 441, 31-45 (2017).
  52. Ghayee, H. K., Auchus, R. J. Basic concepts and recent developments in human steroid hormone biosynthesis. Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders. 8 (4), 289-300 (2007).
  53. Liang, J. J., Rasmusson, A. M. Overview of the molecular steps in steroidogenesis of the GABAergic neurosteroids allopregnanolone and pregnanolone. Chronic Stress. 2, 2470547018818555 (2018).
  54. Pettus, B. J., et al. The sphingosine kinase 1/sphingosine-1-phosphate pathway mediates COX-2 induction and PGE2 production in response to TNF-α. The FASEB Journal. 17 (11), 1411-1421 (2003).
  55. Zeidan, Y. H., et al. Acid ceramidase but not acid sphingomyelinase is required for tumor necrosis factor-α-induced PGE2 production. Journal of Biological Chemistry. 281 (34), 24695-24703 (2006).
  56. Kawamori, T., et al. Role for sphingosine kinase 1 in colon carcinogenesis. The FASEB Journal. 23 (2), 405-414 (2009).
  57. Hannun, Y. A., Obeid, L. M. Sphingolipids and their metabolism in physiology and disease. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 19 (3), 175-191 (2018).

Tags

MetabonomicsTraditional Chinese MedicineCyperi RhizomaRaw And Processed SamplesLiquid Chromatography-tandem Mass SpectrometryPrimary DysmenorrheaEndogenous MetabolitesExogenous ConstituentsPrincipal Component Analysis

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artigo
Chen, Y., Li, N., Wang, D., Fan, J., Chu, R., Li, S. Analysis of Raw and Processed Cyperi Rhizoma Samples Using Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry in Rats with Primary Dysmenorrhea. J. Vis. Exp. (190), e64691, doi:10.3791/64691 (2022).
Baixar citação
Reimpressões e Permissões

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image