Effecten van Desmodium caudatum op gastro-intestinale hormonen en darmflora bij ratten met gastritis
Summary
Het huidige protocol beschrijft de methode voor het analyseren van de darmflora met behulp van Illumina-gebaseerde 16S rRNA-gensequencing en biedt een raamwerk voor het evalueren van de effectiviteit van kruidenafkooksels.
Abstract
Om de effecten van Desmodium caudatum op gastritis en darmflora bij ratten voorlopig te onderzoeken, werd een chronisch gastritis-rattenmodel opgesteld met behulp van de klassieke natriumsalicylaatmethode. Achttien SPF-ratten werden verdeeld in drie groepen: de controlegroep (groep C), de modelgroep (groep M) en de behandelingsgroep (groep T). Pathologische secties van de maagwand werden genomen van ratten in elke groep. Bovendien werden de concentraties van gastrine en malondialdehyde in het serum van ratten in elke groep bepaald door ELISA. Bovendien werden de effecten van D. caudatum op de darmflora van ratten met gastritis onderzocht door middel van een gedetailleerde vergelijking van darmbacteriële gemeenschappen in de drie groepen, met behulp van op Illumina gebaseerde 16S rRNA-gensequencing. De resultaten gaven aan dat afkooksel van D. caudatum het malondialdehydegehalte kon verlagen en het gastrinegehalte kon verhogen. Bovendien bleek het afkooksel van D. caudatum de diversiteit en overvloed van de darmflora te vergroten, wat een positief effect heeft op de behandeling van gastritis door de darmflora te reguleren en te herstellen.
Introduction
Chronische gastritis (CG), een van de meest voorkomende klinische ziekten, wordt gekenmerkt door chronische en aanhoudende ontstekingsveranderingen in het epitheel van het maagslijmvlies, dat vaak en herhaaldelijk wordt aangevallen door verschillende pathogene factoren. De incidentie van CG staat op de eerste plaats van alle soorten maagaandoeningen, goed voor 40% tot 60% van de poliklinische dienstverlening op de afdeling Gastro-enterologie2. Bovendien neemt de incidentie over het algemeen toe met de leeftijd, vooral bij personen van middelbare leeftijd en ouder3. Ongetwijfeld vermindert CG de kwaliteit van leven van mensen aanzienlijk, wat de kritieke noodzaak benadrukt om nieuwe therapeutische middelen te ontdekken.
Talrijke studies hebben gemeld dat het optreden en de ontwikkeling van CG verband houden met de afscheiding van gastro-intestinale hormonen, zoals gastrine (GAS)4,5. GAS, een veelgebruikt gastro-intestinaal peptidehormoon in het spijsverteringskanaal, stimuleert cellen om maagzuur af te scheiden door de afgifte van histamine uit eosinofielen te bevorderen. Bovendien verbetert het de voeding en bloedtoevoer van het maagslijmvlies, waardoor de proliferatie van maagslijmvlies en pariëtale cellen wordt bevorderd6. Daarom kan gastrine worden gebruikt als een indicator om het ontwikkelingsniveau van CG te evalueren. Bovendien kunnen lipideperoxidatieproducten die worden geactiveerd door reactieve oxiden ontstekingscellen activeren, wat leidt tot CG. Malondialdehyde (MDA), een marker voor lipideperoxidatie, is een veelgebruikte indicator om de mate van oxidatieve stress te meten. Het weerspiegelt tot op zekere hoogte het niveau van vrije radicalen in het maagslijmvlies. Het MDA-niveau kan wijzen op de aanval van onverzadigde vetzuren in het lokale maagslijmvlies veroorzaakt door vrije radicalen 7,8.
Intestinale micro-ecologie bestaat uit miljoenen micro-organismen die zich in de darm van de gastheer bevinden en een cruciale rol spelen bij het handhaven van de gezondheid van de gastheer en het reguleren van de immuniteit van de gastheer. Een gezonde darmflora, gekenmerkt door een hoge rijkdom, diversiteit en stabiele microbiota-functie, fungeert als een beschermende barrière tegen de invasie van pathogene micro-organismen door deel te nemen aan het metabolisme. Verstoringen in de darmflora maken mensen vatbaarder voor acute en chronische gastro-intestinale aandoeningen 9,10. In de afgelopen jaren is microbiota-therapie voor gastro-intestinale aandoeningen snel gevorderd en heeft deze een aanzienlijke werkzaamheid aangetoond11. Kortom, de overweging van de darmflora is cruciaal bij het begrijpen en aanpakken van gastro-intestinale aandoeningen.
Als onmisbaar onderdeel van de schatkamer van de traditionele Chinese geneeskunde zijn volksgeneeskrachtige materialen van grote betekenis voor de klinische praktijk en de modernisering van de nationale geneeskunde. De wortels en de hele delen van Desmodium caudatum (Thunb.) DC. wordt al langere tijd op grote schaal gebruikt voor het verlichten van maagklachten in het Beichuan Qiang-gebied van Mianyang City. Sommige artikelen geven de wetenschappelijke basis aan voor de behandeling van gastro-intestinale aandoeningen met D. caudatum, daarbij verwijzend naar de effecten ervan zoals hemostase, anti-oxidatie en gastro-intestinale bescherming 12,13,14. Door het gebrek aan diepgaand onderzoek is er echter geen klinisch farmacodynamisch mechanisme vastgesteld. Dit artikel heeft tot doel de effecten van D. caudatum te bestuderen bij de behandeling van gastritis op basis van gastro-intestinale hormonen en darmflora, en een basis te leggen voor de rationele klinische toepassing ervan.
Protocol
Representative Results
Discussion
D. caudatum, een veelgebruikt volksgeneesmiddel van de Qiang-nationaliteit12, heeft een aanzienlijke werkzaamheid aangetoond bij de behandeling van gastro-intestinale aandoeningen. Met de vooruitgang van modern farmacologisch onderzoek wordt de onbalans van de flora als gevolg van een onbalans in de gastro-intestinale micro-ecologie geïdentificeerd als een sleutelfactor bij acute en chronische gastro-intestinale aandoeningen22,23…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gefinancierd door de belangrijkste R&D-projecten van de afdeling Wetenschap en Technologie van de provincie Sichuan (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 |
Referências
- 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).
