Влияние Desmodium caudatum на гормоны желудочно-кишечного тракта и кишечную флору у крыс с гастритом
Summary
Настоящий протокол описывает метод анализа кишечной флоры с помощью секвенирования гена 16S рРНК на основе Illumina и обеспечивает основу для оценки эффективности травяных отваров.
Abstract
С целью предварительного изучения влияния Desmodium caudatum на гастрит и кишечную флору у крыс была создана модель хронического гастрита крыс с использованием классического метода салицилата натрия. Восемнадцать крыс с SPF были разделены на три группы: контрольную группу (группа С), модельную группу (группа М) и группу лечения (группа Т). Патологические срезы стенки желудка были взяты у крыс в каждой группе. Кроме того, концентрации гастрина и малонового диальдегида в сыворотке крови крыс в каждой группе определяли методом ИФА. Кроме того, влияние D. caudatum на кишечную флору крыс с гастритом было изучено путем детального сравнения бактериальных сообществ кишечника в трех группах с использованием секвенирования гена 16S рРНК на основе Illumina. Результаты показали, что отвар D. caudatum может снизить содержание малонового диальдегида и увеличить содержание гастрина. Кроме того, было обнаружено, что отвар D. caudatum усиливает разнообразие и обилие кишечной флоры, оказывая положительное влияние на лечение гастрита, регулируя и восстанавливая кишечную флору.
Introduction
Хронический гастрит (ХГ), одно из наиболее распространенных клинических заболеваний, характеризуется хроническими и стойкими воспалительными изменениями эпителия слизистой оболочки желудка, который часто и многократно атакуется различными патогеннымифакторами1. Уровень заболеваемости ХГ занимает первое место среди всех видов заболеваний желудка, составляя от 40% до 60% от общего объема амбулаторного обслуживания в отделении гастроэнтерологии2. Более того, уровень заболеваемости, как правило, увеличивается с возрастом, особенно у лиц среднегои старшего возраста. Несомненно, компьютерная графика значительно снижает качество жизни людей, подчеркивая острую необходимость открытия новых терапевтических агентов.
Многочисленные исследования показали, что возникновение и развитие ХГ связано с секрецией желудочно-кишечных гормонов, таких как гастрин (ГАС)4,5. GAS, распространенный пептидный гормон желудочно-кишечного тракта в пищеварительном тракте, стимулирует клетки к секреции желудочной кислоты, способствуя высвобождению гистамина из эозинофилов. Кроме того, он улучшает питание и кровоснабжение слизистой оболочки желудка, способствуя пролиферации слизистой оболочки желудка и париетальных клеток6. Таким образом, гастрин может быть использован в качестве индикатора для оценки уровня развития ХГ. Кроме того, продукты перекисного окисления липидов, вызванные реактивными оксидами, могут активировать воспалительные клетки, что приводит к ХГ. Малоновый диальдегид (МДА), маркер перекисного окисления липидов, является широко используемым индикатором для измерения степени окислительного стресса. Он в определенной степени отражает уровень свободных радикалов в слизистой оболочке желудка. Уровень MDA может свидетельствовать о атаке ненасыщенных жирных кислот в местной слизистой оболочке желудка, вызванной свободными радикалами 7,8.
Микроэкология кишечника состоит из миллионов микроорганизмов, живущих в кишечнике хозяина, играющих жизненно важную роль в поддержании здоровья хозяина и регулировании иммунитета хозяина. Здоровая кишечная флора, отличающаяся высоким богатством, разнообразием и стабильной функцией микробиоты, действует как защитный барьер от вторжения патогенных микроорганизмов, участвуя в обмене веществ. Нарушения кишечной флоры делают людей более восприимчивыми к острым и хроническим заболеваниям желудочно-кишечного тракта 9,10. В последние годы терапия микробиотой при заболеваниях желудочно-кишечного тракта быстро прогрессировала и продемонстрировала значительную эффективность11. Таким образом, учет кишечной флоры имеет решающее значение для понимания и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта.
Являясь неотъемлемым компонентом сокровищницы традиционной китайской медицины, народные лекарственные материалы имеют большое значение для клинической практики и модернизации национальной медицины. Корни и целые части Desmodium caudatum (Thunb.) DC. широко используется для облегчения дискомфорта в желудке в районе Бэйчуань Цян города Мяньян в течение длительного периода времени. В некоторых статьях указывается научная основа лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта с помощью D. caudatum, приводятся его эффекты, такие как гемостаз, антиоксидантное действие и защита желудочно-кишечного тракта 12,13,14. Однако из-за отсутствия глубоких исследований механизм клинической фармакодинамики не установлен. Целью данной статьи является изучение эффектов D. caudatum в лечении гастрита на основе гормонов желудочно-кишечного тракта и кишечной флоры, обеспечение основы для его рационального клинического применения.
Protocol
Representative Results
Discussion
D. caudatum, широко используемая народной медициной народности цян12, показала значительную эффективность в лечении желудочно-кишечных заболеваний. С развитием современных фармакологических исследований дисбаланс флоры, возникающий в результате дисбаланса микроэкологи…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была профинансирована в рамках ключевых научно-исследовательских проектов Департамента науки и технологий провинции Сычуань (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 |
References
- 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).
