ČástⅠZlepšení hladiny dusíku močoviny v krvi a sérového kreatininu pomocí nové kultivace Cordyceps militaris

Abstraktní

Chronické onemocnění ledvin (CKD) je kritickým problémem veřejného zdraví s obrovskou finanční zátěží jak pro pacienty, tak pro společnost na celém světě. Bohužel v současné době neexistují žádné účinné terapie, které by zabránily nebo oddálily progresi konečného onemocnění ledvin (ESRD). Praktiky tradiční čínské medicíny ukázaly, že mycelia Cordyceps militaries (C. militaries) mají různé farmakologicky užitečné vlastnosti, včetně protinádorových, imunomodulačních a hepatoprotektivních. Účinek mycelia C. militaries na CKD však zůstává nejasný. Metody. Zde jsme zkoumali účinky mycelia C. militaris na myši s CKD pomocí čtyř typů médií: HKS, HKS s vitamínem A (HKS plus A), CM a CM s vitamínem A (CM plus A). Výsledek. Výsledky 10. dne odhalily, že hladiny močovinového dusíku v krvi (BUN) byly významně nižší ve skupinách HKS (41 procent), HKS plus A (41 procent) a CM plus A (34 procent) ve srovnání s těmi ve skupinách odpovídající kontrolní skupiny (myši s nefrektomií). Hladina sérového kreatininu ve skupině HKS plus A klesla o 35 procent v den 10, zatímco hladiny ve skupinách HKS a CM plus A klesly pouze o 14 procent a 13 procent, v tomto pořadí, 30. den. je první zpráva využívající čtyři nová média (HKS, HKS plus A, CM a CM plus A medium) pro mycelia C. militaris. Každé médium mycelia C. militaries na CKD vykazuje specifický účinek na BUN, sérový kreatinin, tělesnou hmotnost, celkový protein a kyselinu močovou. Závěry. Dohromady jde o první zprávu využívající čtyři nová média (HKS, HKS plus A, CM a CM plus A medium) pro mycelia C. militaris. Každé médium mycelia C. militaries na CKD vykazuje specifické účinky na BUN, sérový kreatinin, tělesnou hmotnost, celkový protein a kyselinu močovou. Došli jsme k závěru, že léčba myceliem C. militaris kultivovaným v médiu HKS nebo CM plus A by mohla potenciálně zabránit zhoršení funkce ledvin u myší s CKD.

Klíčová slova

Chronické onemocnění ledvin (CKD), Cordyceps Sinensis, Mycelium, dusík močoviny v krvi (BUN), sérový kreatinin,Výhody Cistanche.

Pro získání klikněte semúčinky Cistanche

Úvod

Chronické onemocnění ledvin (CKD) je převládajícím globálním zdravotním problémem [1]. CKD je obecný termín pro heterogenní poruchy ovlivňující strukturu a funkci ledvin [2]. Pacienti s CKD mají zvýšené riziko konečného onemocnění ledvin (ESRD) [3, 4]. Stávající farmakologické látky se zaměřují spíše na komplikace související s léčbou CKD, jako je hyperlipidemie, diabetes a hypertenze, než na specifickou léčbu CKD samotné [5–8], díky čemuž se studium renální ochrany stává nově vznikající lékařskou vědou. Předchozí studie se zaměřily na proteinkinázu 2 interagující s homeodoménou (HIPK2), protože jde o transkripční regulátor genové exprese podílející se na tubulárním poškození a fibróze [9, 10]; nicméně specifické inhibitory HIPK2 nejsou komerčně dostupné. Navíc se ukázalo, že blokáda renin-angiotenzin-aldosteronového systému snižuje jak riziko progrese hyperkalemie, tak míru recidivy [11, 12]. I když se lék inhibující renin aliskiren dříve podával spolu s inhibitory angiotenzin-konvertujícího enzymu nebo blokátory angiotenzinového receptoru pravidelně, nyní se pro své závažné vedlejší účinky používá spíše konzervativně [13].

Uvádí se, že rizikové faktory chronického onemocnění ledvin byly věk, rasa, obezita, cukrovka, nízká porodní hmotnost, vysoký krevní tlak a rodinná anamnéza [14]. Riziko morbidity a mortality na CKD zůstává značně vysoké, přičemž pacienti s CKD obvykle dostávají renální substituční terapii, jako je dialýza a transplantace ledvin. Je třeba vyvinout nové způsoby léčby. V posledních letech poskytují bylinné terapie alternativní možnost léčby CKD [15, 16]. Mnoho typů výzkumu navíc prokázalo, že správné předpisy čínské bylinné medicíny mají pozitivní vliv na CKD, což může významně snížit riziko ESRD u pacientů s CKD a zlepšit dlouhodobé přežití pacientů s CKD [17]. Například byla zkoumána účinnost několika bylin, včetně Radix Astragali, Rheum officinale, Panax ginseng a Lycopus lucidus, na onemocnění ledvin [18–21]. Některé byliny prokázaly slibné výsledky při snižování proteinurie nebo zvyšování sérového albuminu. Jiné však obsahují toxické složky, jako je kyselina aristolochová nebo těžké kovy, které mohou nepříznivě ovlivnit funkci ledvin a vyvolat nefropatii [22]. Ačkoli byly v některých rozvojových zemích používány často, zprávy o jejich účinnosti zůstávají kontroverzní. Vývoj účinné sloučeniny odvozené z přírodního produktu pro léčbu CKD je proto naléhavým problémem.

Cordyceps patří do čeledi plísňových a je to druh tradiční čínské medicíny, ve kterém rostou larvy parazitického hmyzu a postupně se mění ve zralou plodnici. Cordyceps sinensis (C. sinensis) a Cordyceps militaries (C. militaries) jsou dva dobře známé druhy Cordyceps. Po mnoho let se C. sinensis používal k léčbě únavy, renální a plicní dysfunkce, hyperglykémie, hyperlipidemie a arytmie [23] a byly studovány její účinky u pacientů s CKD a příjemců transplantované ledviny [24–26]. Obecně je C. militaris relativně přístupný hromadné produkci [27] a vykazuje jak různorodé, tak specifické farmakologické vlastnosti [28–30]. Kromě toho předchozí studie provedená naší skupinou zkoumala protirakovinné funkce C. militaris a prokázala, že její myceliální fermentace by mohla regulovat signální dráhu mitogenem aktivovaných proteinkináz (MAPK) k zastavení buněčného cyklu, stimulaci rozpadu chromozomální DNA a nakonec způsobují apoptotickou i autofagickou smrt kultivovaných glioblastomových buněk [31]. Proto by v této studii byla použita C. militaris pro své renoprotektivní účinky.

Mycelial C. militaris byl nedávno vyvinut jako populární funkční potravina v Asii. Extrakty z plodnice C. militaris by mohly významně zpomalit progresi renální dysfunkce navozené subtotální nefrektomií [32]. Studie o vlivu mycelia C. militaris na CKD jsou však vzácné. Tato studie ověří naši hypotézu, že myceliální C. militaris může potenciálně zabránit zhoršení funkce ledvin u myší s CKD. K inkubaci myceliálních C. militaries budou navrženy a použity čtyři typy médií: (i) HKS, (ii) HKS plus A, (iii) CM a (iv) CM plus A. Po dobu 30 dnů byly myši v léčebných skupinách budou dostávat denně orální sondou mycelia C. militaris kultivované v jednom ze čtyř různých médií, zatímco myši ve skupině s falešnou kontrolou (C) a kontrolní skupinou s nefrektomií (Nx) budou dostávat destilovanou vodu. Očekává se, že tyto testy objasní bezpečnost mycelia C. militaris jako funkční potraviny.

Cistanche tubulosa

Materiály a metody

1. Materiály.

Mycelia C. militaris (BCRC 32219) byly zakoupeny od Bioresource Collection and Research Center při Food Industry Research and Development Institute (Hsinchu, Taiwan). Glukóza byla zakoupena od JT Baker (EU). Sladový extrakt, pepton a kvasnicový extrakt byly zakoupeny od Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, USA). Vitamin A byl zakoupen od Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) a agar byl zakoupen od High Standard Enterprise Co., Ltd. (Taiwan), v daném pořadí. Biochemické testovací soupravy pro detekci funkce ledvin byly získány od Arkray (Kyoto, Japonsko).

2. Příprava houbového média.

Mycelium C. militaris bylo inkubováno ve čtyřech typech médií, jmenovitě CM, CM plus A, HKS a HKS plus A. .e CM médium obsahovalo 2 procenta sladového extraktu, 2 procenta agaru, 0,1 procenta peptonu, a 2 procenta glukózy [33]. Médium HKS bylo modifikací média navrženého prof. Huangem Keng-Shiangem a obsahovalo 2 procenta sladového extraktu, 2 procenta agaru, 0,2 procenta peptonu a 0,2 procenta kvasnicového extraktu . Média CM a HKS se lišila v koncentracích peptonu a kvasinkového extraktu. Média HKS plus A a CM plus A obsahovala každé další 1 procento vitaminu A v základním médiu. Čtverec 0,5 × 0,5 cm mycelium C. militaris byl nakrájen a transplantován na každou misku a inkubován při 25 stupních. Poté, co byla C. militaris kultivována v různých médiích po dobu 30 dnů, byla houbová mycelia opatrně seškrábnuta z povrchu pevného média pomocí nože. Odebrané prášky houbového mycelia byly lyofilizovány (EYELA FDU-1100) ve vakuu při teplotě -54 stupňů po dobu 48 hodin. Lyofilizované prášky mycelia C. militaris byly až do použití skladovány při -20 °C.

3. Konstrukce modelu myší CKD.

Pět-šestá nefrektomie byla nejrozšířenějším chronickým postupem, který napodobuje progresivní selhání ledvin po ztrátě ledvinové hmoty. .e CKD myši byly založeny po dvoukrokové, páté šesté nefrektomii, jak bylo popsáno dříve [34, 35]. Stručně, levá ledvina byla obnažena a rozříznuta na horní a dolní třetině pólu. 2/3 extrarenálních větví renální arterie levé ledviny byly podvázány a poté po týdnu následovala zcela pravá nefrektomie. Zvířata byla vrácena do svých klecí po operaci po dobu alespoň dvou týdnů, než byla indukována urémie. .e postupy byly schváleny Institutional Animal Care and Use Committee of I-Shou University (č. schválení: IACUC-ISU- 101025).

4. Experimentální postup.

Lyofilizované prášky mycelia C. militaris byly namočené v destilované vodě (10 mg/ml) při teplotě místnosti. Dva týdny po druhé nefrektomii byly myši náhodně rozděleny do léčebných skupin (n=4 až 6 na skupinu) a léčeny jedním ze čtyř typů roztoků mycelia C. militaris, inkubovanými v HKS, HKS plus A CM nebo CM plus A médium orální sondou po dobu 30 po sobě jdoucích dnů. Falešné skupině a myším Nx byl podáván ekvivalentní objem destilované vody bez mycelia C. militaris. Tělesná hmotnost byla měřena a vzorky krve byly odebrány ve dnech 1, 10 a 30, v tomto pořadí. Na konci období léčby byly myši usmrceny pomocí CO2. Ledviny byly vypreparovány a promyty fyziologickým roztokem pufrovaným fosfátem a umístěny do 10% neutrálního pufrovaného formalínu pro následné histologické zpracování. Vzorky krve byly odebrány z periorbitálního venózního sinu. Dusík močoviny v krvi (BUN), sérový kreatinin, celkový protein a kyselina močová byly měřeny pomocí komerčně dostupných souprav pomocí automatického biochemického analyzátoru (SPOTCHEM EZ SP-4430) podle pokynů výrobce (Arkary, Inc., Kyoto, Japonsko).

Standardizované Cistanche

5. Krmení zvířat.

Myší samci Institute of Cancer Research (přibližně 30 g) byli dodáni společností BioLASCO Taiwan Co., Ltd. a chováni ve standardních klecích při konstantní teplotě 22 ± 1 stupeň s 12-hodinovým cyklem světlo-tma. Zvířata byla krmena běžným myším krmivem a vodou z vodovodu ad libitum. Zvířata použitá v této studii byla chována a ošetřována podle NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.

6. Biochemická analýza krevních vzorků.

Vzorky krve byly odebrány z periorbitálního venózního sinu. Vzorky plazmy byly před analýzou centrifugovány při 12, 000 otáčkách za minutu po dobu 10 minut při 4 stupních a skladovány při -20 stupních. Dusík močoviny v krvi (BUN), sérový kreatinin, celkový protein a kyselina močová byly měřeny pomocí komerčně dostupných souprav pomocí automatického biochemického analyzátoru (SPOTCHEM EZ SP-4430) podle pokynů výrobce (Arkary, Inc., Kyoto, Japonsko).

7. Renální histologická analýza.

Ledviny myší byly vloženy do parafínových bloků, rozřezány na 3-μm silné řezy a zpracovány Harryho hematoxylin-eosinem (HE) podle standardního postupu. Renální glomeruly a tubuly byly vyšetřeny a vyfotografovány pro budoucí analýzu. Snímky byly pořízeny pomocí barevné videokamery (VKC150, Hitachi, Tokio, Japonsko) připojené k mikroskopu (DP72, Olympus, Centre Valley, PA, USA) a slepě analyzovány zkušeným patologem. Průměrná plocha glomerulárního průřezu byla získána výpočtem střední plochy přibližně 8 až 15 jednotlivých glomerulů pomocí programu Image J.

8. Statistická analýza.

Všechna data jsou prezentována jako průměr ± standardní chyba průměru (n=4 až 6 na skupinu). Data byla analyzována pomocí dvoucestné analýzy rozptylu následované Bonferroniho post hoc testy (SigmaPlot verze 10.0, San Jose, CA, USA). p < 0,05 bylo považováno za statisticky významné.

Extrakt z cistanche

Reference

[1] K. Kalantar-Zadeh a D. Fouque, "Nutriční management chronického onemocnění ledvin," New England Journal of Medicine, sv. 377, č.p. 18, s. 1765–1776, 2017.

[2] TK Chen, DH Knicely a ME Grams, "Diagnostika a léčba chronického onemocnění ledvin," JAMA, sv. 322, č.p. 13, s. 1294–1304, 2019.

[3] P. Cockwell a L.-A. Fisher, "Globální zátěž chronickým onemocněním ledvin,":e Lancet, sv. 395, č.p. 10225, s. 662–664, 2020.

[4] P. Rossignol, ZA Massy, ​​M. Azizi, et al., ".e double challenge of rezistentní hypertenze a chronické onemocnění ledvin,":e Lancet, sv. 386, č.p. 10003, s. 1588–1598, 2015.

[5] AS Levey a J. Coresh, "Chronické onemocnění ledvin,":e Lancet, sv. 379, č.p. 9811, s. 165–180, 2012.

[6] RJ Johnson, C. Wesseling a LS Newman, "Chronické onemocnění ledvin neznámé příčiny v zemědělských komunitách", New England Journal of Medicine, sv. 380, č.p. 19, s. 1843–1852, 2019.

[7] T. Yang, EM Richards, CJ Pepine a MK Raizada, "Střevní mikroflóra a osa mozek-střevo-ledviny u hypertenze a chronického onemocnění ledvin," Nature Reviews Nephrology, sv. 14, č. 7, s. 442–456, 2018.

[8] S. Joshi, M. McMacken a K. Kalantar-Zadeh, „Rostlinná strava pro onemocnění ledvin: příručka pro lékaře“, American Journal of Kidney Diseases, sv. 77, č.p. 2, s. 287–296, 2021.

[9] A. Pisciottani, L. Biancolillo, M. Ferrara a kol., "HIPK2 fosforyluje mikrotubuly-oddělující enzym spastin na S268 pro abscisi," Cells, sv. 8, č. 7, str. 684, 2019.

[10] MM Nugent, K. Lee a JC He, "HIPK2 je novým lékovým cílem pro antifibrózní terapii u onemocnění ledvin," Frontiers in Physiology, sv. 6, str. 132, 2015.

[11] PE Drawz a ME Rosenberg, "Zpomalení progrese chronického onemocnění ledvin," Kidney International Supplements, sv. 3, č. 4, s. 372–376, 2013.

[12] MR Weir, GL Bakris, DA Bushinsky a kol., "Patiromer u pacientů s onemocněním ledvin a hyperkalémií, kteří dostávají inhibitory raas", New England Journal of Medicine, sv. 372, č.p. 3, s. 211–221, 2015.

[13] M. Azizi a J. M'enard, "Inhibitory reninu a kardiovaskulární a renální ochrana: nekonečné hledání?" Kardiovaskulární léky a: terapie, sv. 27, č. 2, s. 145–153, 2013.

[14] K. Al-Jewari, R. Baban a J. Manuti, "Hladiny Klotho v séru a v moči u pacientů s chronickým onemocněním ledvin", Baghdad Journal of Biochemistry and Applied Biological Sciences, sv. 2, č. 01, s. 29–38, 2021.

[15] S. Prakash, GT Hernandez, I. Dujaili a V. Bhalla, "Otrava olovem z ajurvédské bylinné medicíny u pacienta s chronickým onemocněním ledvin," Nature Reviews Nephrology, sv. 5, č. 5, s. 297–300, 2009.

[16] AA Razmaria, "Chronické onemocnění ledvin", JAMA, sv. 315, č.p. 20, str. 2248, 2016.

[17] M.-Y. Lin, Y.-W. Chiu, J.-S. Chang et al., "Asociace předepsaného užívání čínské bylinné medicíny s rizikem konečného stádia onemocnění ledvin u pacientů s chronickým onemocněním ledvin," Kidney International, sv. 88, č.p. 6, s. 1365–1373, 2015.

[18] A. Zuk a JV Bonventre, "Akutní poškození ledvin," Annual Review of Medicine, sv. 67, č.p. 1, s. 293–307, 2016.

[19] Y. Zhong, MC Menon, Y. Deng, Y. Chen a JC He, "Nedávné pokroky v tradiční čínské medicíně pro onemocnění ledvin," American Journal of Kidney Diseases, sv. 66, č.p. 3, s. 513–522, 2015.

[20] SW Lim, KC Doh, L. Jin a kol., "Léčba ženšenem zeslabuje autofagickou buněčnou smrt u chronické cyklosporinové nefropatie," Nephrology, sv. 19, č. 8, s. 490–499, 2014.

[21] Y. Yao, J. Yang, D. Wang a kol., "Vodný extrakt z Lycopus lucidus Turcz zlepšuje diabetické poškození ledvin vyvolané streptozotocinem prostřednictvím inhibice signální dráhy TGF- 1", Phytomedicine, sv. . 20, č. 13, s. 1160–1167, 2013.

[22] L. Wu, W. Sun, B. Wang a kol., "Integrovaný systém pro identifikaci skrytých vrahů v tradiční medicíně obsahující aristolochové kyseliny," Scientific Reports, sv. 5, č. 1, ID článku 11318, 2015.

[23] GM Shashidhar, P. Giridhar a B. Manohar, "Funkční polysacharidy z medicinální houby Cordyceps sinensis jako účinný doplněk stravy: extrakce, charakterizace a terapeutické potenciály – systematický přehled," RSC Advances, sv. 5, č. 21, s. 16050–16066, 2015.

[24] T. Hong, M. Zhang a J. Fan, "Cordyceps sinensis (tradiční čínská medicína) pro příjemce transplantace ledvin," Cochrane Database of Systematic Reviews, sv. 10, ID článku CD009698, 2015.

[25] HW Zhang, ZX Lin, YS Tung a kol., "Cordyceps sinensis (tradiční čínská medicína) pro léčbu chronického onemocnění ledvin," Cochrane Database of Systematic Reviews, sv. 18, ID článku CD008353, 2014.

[26] G. Shao, S. Zhu a B. Yang, "Aplikace bylinné medicíny k léčbě autosomálně dominantního polycystického onemocnění ledvin," Frontiers in Pharmacology, sv. 12, ID článku 629848, 2021.

[27] C.-T. Lee, K.-S. Huang, J.-F. Shaw a kol., "Trendy v imunomodulačních účincích Cordyceps militaris: celkové extrakty, polysacharidy a cordycepin," Frontiers in Pharmacology, sv. 11, ID článku 575704, 2020.

[28] B.-L. On, Q.-W. Zheng, L.-Q. Guo a kol., "Strukturální charakterizace a imunitu zvyšující aktivita nového polysacharidu s vysokou molekulovou hmotností z Cordyceps militaris," International Journal of Biological Macromolecules, sv. 145, s. 11–20, 2020.

[29] X.-C. Liu, Z.-Y. Zhu, Y.-L. Tang a kol., "Strukturální vlastnosti polysacharidů z kultivovaných plodnic a mycelia Cordyceps militaris," Carbohydrate Polymers, sv. 142, s. 63–72, 2016.

[30] H.-J. Park, "Etanolový extrakt z Cordyceps militaries pěstovaný na naklíčených sójových bobech inhibuje 2, 4-dinitrofenol-fluorbenzenem indukovanou alergickou kontaktní dermatitidu," Journal of Functional Foods, sv. 17, s. 938–947, 2015.

[31] C.-H. Yang, Y.-H. Kao, K.-S. Huang, C.-Y. Wang a L.-W. Lin, "Cordyceps militaris a fermentací mycelia indukovaná apoptóza a autofagie lidských glioblastomových buněk," Cell Death & Disease, sv. 3, č. 11, str. e431, 2012.

[32] SK Das, M. Masuda, A. Sakurai a M. Sakakibara, "Léčivé využití houby Cordyceps militaries: současný stav a vyhlídky," Fitoterapia, sv. 81, č.p. 8, s. 961–968, 2010.

[33] LS Wang, CY Wang, CH Yang, et al., "Synthesis and antifungal effect of silver nanoparticles-chitosan complex parts," International Journal of Nanomedicine, sv. 10, s. 2685–2696, 2015.

[34] R. Poesen, K. Windey, E. Neven a kol., "Vliv CKD na střevní mikrobiální metabolismus," Journal of the American Society of Nephrology, sv. 27, č. 5, s. 1389–1399, 2016.

[35] S.-C. Wang, C.-H. Yang, AM Grumezescu, et al., "Renoprotektivní účinky kafrových léčivých hub (Taiwanofungus camphorates, Basidiomycetes) Mycelia na několik médií u myší s chronickým onemocněním ledvin," International Journal of Medicinal Mushrooms, sv. 18, č. 12, s. 1105–1114, 2016.

Chih-Hui Yang, 1,2,3Wen-Shuo Kuo,4 Jun-ShengWang,2Yi-Ping Hsiang,3,5Yu-Mei Lin,1,6 Yi-Ting Wang, 1,6 Fan-Hsuan Tsai,6 Chun- Ting Lee,6,7 Jiun-Hua Chou,1 Huei-Ya Chang,1 Lung-Shuo Wang, 6,8 Shu-Chi Wang, 6,9 a Keng-Shiang Huang 6

1 Katedra biologických věd a technologie, Univerzita I-Shou, Kaohsiung, Tchaj-wan

2 Taiwan Instrument Research Institute, National Applied Research Laboratories, Hsinchu, Taiwan

3 Lékárenské oddělení nemocnice E-Da, Kaohsiung, Tchaj-wan

4 School of Chemistry and Materials Science, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, Čína

5 Katedra biotechnologie a chemického inženýrství, Univerzita I-Shou, Kaohsiung, Tchaj-wan

6 Škola Čínština Medicína Pro Post-Baccalaureate, I-Shou University, Kaohsiung, Taiwan

7 Klinika čínské medicíny Amulette, Taipei, Taiwan

8 Oddělení čínské medicíny, nemocnice Sin-Lau, Tainan, Tchaj-wan

9 Lékařská fakulta pro mezinárodní studenty, Univerzita I-Shou, Kaohsiung, Tchaj-wan