JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

تحليل عينات جذمور Cyperi الخام والمعالجة باستخدام قياس الطيف الكتلي الترادفي للكروماتوغرافيا السائلة في الفئران المصابة بعسر الطمث الأولي

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

هنا ، يتم تقديم تحليل مقارن لعينات جذمور Cyperi الخام والمعالجة (CR) باستخدام قياس الطيف الكتلي الترادفي الترادفي عالي الدقة للكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (UPLC-MS / MS) في الفئران المصابة بعسر الطمث الأولي. تم فحص التغيرات في مستويات الدم من المستقلبات ومكونات العينة بين الفئران المعالجة ب CR و CR المعالجة بالخل (CRV).

Abstract

يستخدم Cyperi rhizoma (CR) على نطاق واسع في أمراض النساء وهو دواء عام لعلاج أمراض النساء في الصين. نظرا لأن التأثير المسكن ل CR يتم تعزيزه بعد المعالجة بالخل ، فإن CR المعالج بالخل (CRV) يستخدم بشكل عام سريريا. ومع ذلك ، فإن الآلية التي يتم من خلالها تعزيز التأثير المسكن عن طريق معالجة الخل غير واضحة. في هذه الدراسة ، تم استخدام تقنية قياس الطيف الكتلي الترادفي للكروماتوغرافيا السائلة ذات الضغط العالي للغاية (UPLC-MS / MS) لفحص التغيرات في مستويات الدم للمكونات الخارجية والمستقلبات بين الفئران المعالجة ب CR والمعالجة ب CRV المصابة بعسر الطمث. كشفت النتائج عن مستويات مختلفة من 15 مكونا واثنين من المستقلبات في دم هذه الفئران. من بينها ، كانت مستويات (-) -myrtenol و [(1R ، 2S ، 3R ، 4R) -3-hydroxy-1،4،7،7-tetramethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl] حمض الخليك في مجموعة CRV أعلى بكثير منها في مجموعة CR. خفضت CRV مستوى البروستانويدات من السلسلة 2 و 4 من الليكوترينات مع أنشطة الالتهاب وتراكم الصفائح الدموية وتضيق الأوعية وقدمت تأثيرات مسكنة عن طريق تعديل حمض الأراكيدونيك واستقلاب حمض اللينوليك والتخليق الحيوي للأحماض الدهنية غير المشبعة. كشفت هذه الدراسة أن معالجة الخل تعزز التأثير المسكن ل CR وتساهم في فهمنا لآلية عمل CRV.

Introduction

عسر الطمث الأولي (PD) هو الحالة الأكثر انتشارا في أمراض النساء السريرية. يتميز بألم الظهر أو التورم أو آلام البطن أو عدم الراحة قبل أو أثناء الحيض دون أمراض الحوض في الجهاز التناسلي1. أظهر تقرير عن انتشاره أن 85.7٪ من الطلاب يعانون من PD2. موانع الحمل الفموية منخفضة الجرعة هي العلاج القياسي ، لكن آثارها الجانبية الضارة ، مثل تجلط الأوردة العميقة ، جذبت اهتماما متزايدا3. يبلغ معدل انتشار تجلط الأوردة العميقة بين مستخدمي وسائل منع الحمل عن طريق الفم >1 لكل 1000 امرأة ، ويكون الخطر أعلى خلال الأشهر 6-12 الأولى وفي المستخدمين الذين تزيد أعمارهم عن 40 عاما4.

يستخدم Cyperi rhizoma (CR) منذ فترة طويلة في الطب الصيني التقليدي (TCM) ، وهو مشتق من جذمور مجفف من Cyperus rotundus L. من عائلة Cyperaceae. ينظم CR اضطرابات الدورة الشهرية ويخفف من الاكتئاب والألم5. يستخدم CR على نطاق واسع في أمراض النساء ويعتبر دواء عام لعلاج أمراض النساء6. عادة ما يتم استخدام CR المعالج بالخل (CRV) سريريا. بالمقارنة مع CR ، يظهر CRV تنظيما معززا للحيض وتخفيف الآلام. أظهرت الدراسات الحديثة أن CR يثبط انزيمات الأكسدة الحلقية -2 (COX-2) والتوليف اللاحق للبروستاجلاندين (PGs) ، وبالتالي تحقيق تأثير مضاد للالتهابات. وفي الوقت نفسه ، يظهر CR تأثيرا مسكنا بدون آثار جانبية7 ، مما يجعل CR خيارا جيدا لمرضى عسر الطمث. ومع ذلك ، فإن الآلية الكامنة وراء تنظيم الحيض وتوفير تخفيف الآلام بواسطة CRV غير واضحة. ركزت أبحاث CR بشكل أساسي على التغيرات في مكوناتها الكيميائية النشطة وأنشطتها الدوائية ، مثل آثارها المضادة للالتهابات ومضادات الاكتئاب والمسكنات8،9،10،11،12.

على الرغم من أن مكونات الطب الصيني التقليدي معقدة ، إلا أنها تمتص في الدم ويجب أن تصل إلى تركيز دم معين لتكون فعالة13. يمكن تضييق نطاق فحص المكونات النشطة للطب الصيني التقليدي من خلال استخدام استراتيجية تحديد المكونات في الدم. يمكن تجنب العمى في دراسة المكونات الكيميائية في المختبر ، ويمكن تجنب جانب واحد في دراسة المكونات الفردية14. من خلال مقارنة تركيبات CR و CRV في الدم ، يمكن اكتشاف التغييرات في المكونات النشطة ل CR المعالج بشكل فعال وسريع. فعالية الدواء هي العملية التي يؤثر بها الدواء على الجسم. يمكن تحديد التغييرات في مكونات الدواء بسبب الاستجابة الأيضية للجسم ، والتي قد تكون مرتبطة بآلية عمل الدواء ، باستخدام الأيض. يهدف الأيض إلى قياس الاستجابات الأيضية الشاملة والديناميكية ، والتي تتوافق مع تحديد الفعالية الكلية للطب الصيني التقليدي15. علاوة على ذلك ، فإن المستقلبات هي المنتج النهائي للتعبير الجيني ، والذي يرتبط ارتباطا وثيقا بالأنماط الظاهرية16. وبالتالي ، قد تكون الأيضات مناسبة لاستكشاف الاختلافات في المسارات الأيضية بين CR و CRV في علاج مرض باركنسون. تتميز الأيضات غير المستهدفة القائمة على قياس الطيف الكتلي الترادفي عالي الدقة (LC-MS / MS) القائمة على الكروماتوغرافيا السائلة بالإنتاجية العالية والحساسية العالية والدقة العالية ويمكن استخدامها لقياس العديد من المكونات الجزيئية الصغيرة المختلفة17,18 . يمكن لهذه الطريقة تحديد المستقلبات الداخلية والمكونات الخارجية التي يتم امتصاصها في الدم في وقت واحد. تم استخدام الأيض على نطاق واسع في الدراسات التي أجريت على الطب الصيني التقليدي19 ، وعلم السمومالدوائية 20 ، والإدارة الصحية 21 ، والرياضة22 ، والغذاء23 ، وغيرها من المجالات.

في هذه الدراسة ، تم قياس الاختلافات في المكونات الخارجية الممتصة في الدم والمستقلبات الداخلية بين الفئران النموذجية لعسر الطمث المعالجة ب CR والمعالجة ب CRV باستخدام الأيض غير المستهدف القائم على LC-MS / MS للكشف عن آليات التأثيرات المسكنة ل CRV.

Protocol

أجريت جميع التجارب المتعلقة بالحيوان بموافقة من لجنة أخلاقيات التجارب في معهد تشونغتشينغ للطب الصيني التقليدي. تم استخدام أربعة وعشرين أنثى من فأر Sprague Dawley (SD) التي كان عمرها 8-10 أسابيع ووزنها 200 جم ± 20 جم في هذه التجربة. 1. إعداد الاستخراج حسابخطط لإدارة مست…

Representative Results

تحليل تجربة نموذج عسر الطمثلم تكن هناك استجابة متلوية في غضون 30 دقيقة في المجموعة الضابطة لأن هذه الفئران لم يتم حقنها داخل الصفاق بالأوكسيتوسين وبنزوات استراديول لتسبب الألم. أظهرت الفئران في مجموعات النموذج و CR و CRV تفاعلات تلوي كبيرة بعد حقن الأوكسيتوسين. توضح هذه النتائج ف?…

Discussion

نظرا للتنوع الواسع والطبيعة المختلفة للطب الصيني التقليدي ، لا تعمل هذه الأعشاب في بعض الأحيان في الممارسة السريرية ، وقد يكون هذا بسبب المعالجة غير المناسبة وتفكيك الطب الصيني التقليدي. أصبحت آليات الطب الصيني التقليدي أكثر وضوحا مع استخدام العلوم والتكنولوجيا المعاصرة29,30…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

تم دعم هذا العمل من قبل مشروع علوم وتكنولوجيا الطب الصيني التابع للجنة الصحة وتنظيم الأسرة في بلدية تشونغتشينغ (رقم المشروع: ZY201802297) ، والمشروع العام لمؤسسة تشونغتشينغ للعلوم الطبيعية (رقم المشروع: cstc2019jcyj-msxmX065) ، وخطة بناء فريق ابتكار نظام التكنولوجيا الزراعية عالية الكفاءة المميزة لمنطقة تشونغتشينغ الجبلية الحديثة 2022 [10] ، ومشروع بناء الانضباط الرئيسي للجنة الصحة في بلدية تشونغتشينغ للمواد الصينية معالجة ميديكا.

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

References

  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
check_url/64691?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

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

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image