胃炎ラットの消化管ホルモンおよび腸内細菌叢に対する Desmodium caudatum の影響
Summary
本プロトコルは、Illuminaベースの16S rRNA遺伝子配列決定を使用して腸内細菌叢を分析する方法を説明し、ハーブ煎じ薬の有効性を評価するためのフレームワークを提供します。
Abstract
ラットの胃炎および腸内細菌叢に対する Desmodium caudatum の影響を予備的に調査するために、古典的なサリチル酸ナトリウム法を使用して慢性胃炎ラットモデルが確立されました。18匹のSPFラットを、対照群(C群)、モデル群(M群)、治療群(T群)の3群に分けた。胃壁の病理学的切片は、各グループのラットから採取されました。さらに、各群のラットの血清中のガストリンおよびマロンジアルデヒドの濃度をELISAにより測定した。さらに、胃炎のラットの腸内細菌叢に対する D. caudatum の影響は、Illuminaベースの16S rRNA遺伝子配列決定を用いて、3つのグループの腸内細菌群集の詳細な比較を通じて調査されました。結果は、 D. caudatum 煎じ薬がマロンジアルデヒド含有量を減少させ、ガストリン含有量を増加させる可能性があることを示しました。さらに、 D. caudatum 煎じ薬は、腸内細菌叢の多様性と豊富さを高め、腸内細菌叢を調節および回復させることにより、胃炎の治療にプラスの影響を与えることがわかっています。
Introduction
最も一般的な臨床疾患の1つである慢性胃炎(CG)は、胃粘膜上皮の慢性的かつ持続的な炎症性変化を特徴とし、さまざまな病原性因子によって頻繁かつ繰り返し攻撃されます1。胃疾患の罹患率は胃疾患の中で第1位であり、消化器内科2の外来受診率の40%から60%を占めています。さらに、発生率は一般的に年齢とともに増加し、特に中高年の個人では3。間違いなく、CGは人々の生活の質を著しく低下させ、新しい治療薬を発見する必要性を強調しています。
CGの発生と発症は、ガストリン(GAS)などの消化管ホルモンの分泌に関連していることが多くの研究で報告されています4,5。消化管によく見られる消化管ペプチドホルモンであるガスは、好酸球からのヒスタミンの放出を促進することにより、細胞を刺激して胃酸を分泌させます。さらに、胃粘膜の栄養と血液供給を改善し、胃粘膜と頭頂細胞の増殖を促進します6。したがって、ガストリンはCGの発達レベルを評価する指標として利用することができます。さらに、反応性酸化物によって引き起こされる脂質過酸化生成物は、炎症細胞を活性化し、CGにつながる可能性があります。脂質過酸化マーカーであるマロンジアルデヒド(MDA)は、酸化ストレスの程度を測定するために一般的に使用される指標です。これは、胃粘膜内のフリーラジカルのレベルをある程度反映しています。MDAレベルは、フリーラジカルによって引き起こされる局所胃粘膜の不飽和脂肪酸の攻撃を示すことができます7,8。
腸内微生物生態学は、宿主の腸内に生息する何百万もの微生物で構成されており、宿主の健康を維持し、宿主の免疫を調節する上で重要な役割を果たしています。健康な腸内細菌叢は、高い豊かさ、多様性、安定した微生物叢機能を特徴とし、代謝に関与することにより、病原微生物の侵入に対する防御バリアとして機能します。腸内細菌叢の乱れは、個人を急性および慢性の胃腸疾患にかかりやすくします9,10。近年、消化器疾患に対する微生物叢療法が急速に進歩し、有意な有効性が実証されています11。要約すると、腸内細菌叢の考慮は、胃腸疾患を理解し、対処する上で非常に重要です。
民間薬品は、漢方薬の宝庫に欠かせない要素として、臨床と国民医療の近代化にとって大きな意味を持っています。Desmodium caudatum (Thunb.)の根と全体の部分。DC.は、綿陽市の北川強地区で胃の不快感を和らげるために長期間広く使用されています。いくつかの論文は、止血、抗酸化、胃腸保護などの効果を挙げて、D. caudatumによる胃腸疾患の治療の科学的根拠を示しています12,13,14。ただし、詳細な研究が不足しているため、臨床薬力学メカニズムは確立されていません。この記事は、胃腸ホルモンと腸内細菌叢に基づいて胃炎の治療におけるD.caudatumの効果を研究し、その合理的な臨床応用の基礎を提供することを目的としています。
Protocol
Representative Results
Discussion
D. caudatumは、Qiang nationality12で一般的に使用されている民間療法であり、胃腸疾患の治療に大きな有効性を示しています。現代の薬理学的研究の進歩に伴い、胃腸の微小生態学の不均衡に起因する細菌叢の不均衡は、急性および慢性の胃腸疾患の重要な要因として特定されています22,23。腸管内の特定の微生物は、体内の動的…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、四川省科学技術局の重点研究開発プロジェクト(2020YFS0539)から資金提供を受けました。
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).
