DioⅠPoboljšanje dušika ureje u krvi i kreatinina u serumu pomoću novog uzgoja Cordyceps Militaris

Sažetak

Kronična bubrežna bolest (CKD) kritičan je javnozdravstveni problem s golemim financijskim teretom za pacijente i društvo u cijelom svijetu. Nažalost, trenutno ne postoje učinkovite terapije za sprječavanje ili odgađanje napredovanja završne bubrežne bolesti (ESRD). Praksa tradicionalne kineske medicine pokazala je da micelij Cordyceps militaries (C. militaries) ima niz farmakološki korisnih svojstava, uključujući antitumorska, imunomodulirajuća i hepatoprotekcija. Međutim, učinak micelija C. militaries na CKD ostaje nejasan. Metode. Ovdje smo istraživali učinke micelija C. militaris na miševe s CKD koristeći četiri vrste medija: HKS, HKS s vitaminom A (HKS plus A), CM i CM s vitaminom A (CM plus A). Rezultati. Rezultati 10. dana otkrili su da su razine dušika ureje u krvi (BUN) bile značajno niže u skupinama HKS (41 posto), HKS plus A (41 posto) i CM plus A (34 posto) u usporedbi s onima u skupini odgovarajuće kontrolne skupine (nefrektomirani miševi). Razina serumskog kreatinina u skupini HKS plus A smanjila se za 35 posto 10. dana, dok su se razine u skupinama HKS i CM plus A smanjile samo za 14 posto odnosno 13 posto 30. dana. Uzeto zajedno, ovo je prvo izvješće koje koristi četiri nova medija (HKS, HKS plus A, CM i CM plus A medij) za micelij C. militaris. Svaki medij micelija C. militaries na CKD pokazuje specifičan učinak na BUN, serumski kreatinin, tjelesnu težinu, ukupne proteine ​​i mokraćnu kiselinu. Zaključci. Sve zajedno, ovo je prvo izvješće u kojem su korištena četiri nova medija (HKS, HKS plus A, CM i CM plus A medij) za micelij C. militaris. Svaki medij micelija C. militaries na CKD pokazuje specifične učinke na BUN, serumski kreatinin, tjelesnu težinu, ukupne proteine ​​i mokraćnu kiselinu. Zaključili smo da liječenje micelijom C. militaris uzgojenom u mediju HKS ili CM plus A potencijalno može spriječiti pogoršanje funkcije bubrega kod miševa s KBB-om.

Ključne riječi

Kronična bubrežna bolest (CKD), Cordyceps Sinensis, micelij, dušik uree u krvi (BUN), kreatinin u serumu,Cistanche koristi.

Kliknite ovdje za preuzimanjeučinci Cistanche

Uvod

Kronična bubrežna bolest (CKD) prevladavajući je globalni zdravstveni problem [1]. CKD je opći naziv za heterogene poremećaje koji utječu na strukturu i funkciju bubrega [2]. Bolesnici s CKD-om imaju povećan rizik od završnog stadija bubrežne bolesti (ESRD) [3, 4]. Postojeća farmakološka sredstva usredotočuju se na komplikacije povezane s liječenjem kronične bubrežne bolesti, kao što su hiperlipidemija, dijabetes i hipertenzija, a ne na specifično liječenje same kronične bubrežne bolesti [5–8], što proučavanje zaštite bubrega čini medicinskom znanošću u nastajanju. Prethodne studije bile su usredotočene na protein kinazu 2 (HIPK2) u interakciji s homeodomenom jer je ona transkripcijski regulator ekspresije gena koji je uključen u oštećenje tubula i fibrozu [9, 10]; međutim, specifični inhibitori HIPK2 nisu komercijalno dostupni. Osim toga, pokazalo se da blokiranje sustava renin-angiotenzin-aldosteron smanjuje i rizik od progresije hiperkalijemije i stopu recidiva [11, 12]. Iako se lijek za inhibiranje renina aliskiren prethodno redovito primjenjivao uz inhibitore angiotenzin konvertirajućeg enzima ili blokatore angiotenzinskih receptora, sada se koristi konzervativnije zbog ozbiljnih nuspojava [13].

Zabilježeno je da su čimbenici rizika za kroničnu bubrežnu bolest dob, rasa, pretilost, dijabetes, niska porođajna težina, visoki krvni tlak i obiteljska anamneza [14]. Rizik od pobolijevanja i smrtnosti od kronične bubrežne bolesti ostaje znatno visok, pri čemu bolesnici s kroničnom bubrežnom bolesti obično primaju nadomjesnu terapiju bubrega, poput dijalize i transplantacije bubrega. .nas, moraju se razviti novi tretmani. Posljednjih godina, biljne terapije su pružile alternativnu opciju liječenja KBB-a [15, 16]. Osim toga, mnoge vrste istraživanja pokazale su da ispravni recepti za kineske biljne lijekove imaju pozitivan učinak na KBB, što može značajno smanjiti rizik od ESRD-a u bolesnika s KBB-om i poboljšati dugoročnu stopu preživljavanja bolesnika s KBB-om [17]. Na primjer, istražena je učinkovitost nekoliko biljaka, uključujući Radix Astragali, Rheum officinale, Panax ginseng i Lycopus lucidus, na bolesti bubrega [18-21]. Neke biljke su pokazale obećavajuće rezultate u smanjenju proteinurije ili povećanju serumskog albumina. Drugi pak sadrže toksične sastojke, poput aristolohinske kiseline ili teških metala, koji mogu nepovoljno utjecati na funkciju bubrega i izazvati nefropatiju [22]. Iako su se često koristili u nekim zemljama u razvoju, izvješća o njihovoj učinkovitosti i dalje su kontroverzna. Zbog toga je razvoj učinkovitog spoja dobivenog iz prirodnog proizvoda za liječenje CKD hitan problem.

Cordyceps pripada obitelji gljiva i vrsta je tradicionalne kineske medicine u kojoj parazitske ličinke insekata rastu i postupno se pretvaraju u zrelo plodno tijelo. Cordyceps sinensis (C. sinensis) i Cordyceps militaris (C. militaries) dvije su dobro poznate vrste Cordycepsa. Dugi niz godina, C. sinensis se koristio za liječenje umora, bubrežne i plućne disfunkcije, hiperglikemije, hiperlipidemije i aritmije [23], a proučavani su njegovi učinci u bolesnika s KBB-om i primatelja presađenog bubrega [24-26]. Općenito, C. militaris je relativno podložna masovnoj proizvodnji [27] i pokazuje raznolika i specifična farmakološka svojstva [28-30]. Osim toga, prethodna studija koju je provela naša skupina istraživala je antikancerogene funkcije C. militaris i pokazala da njezina fermentacija micelija može regulirati signalni put mitogenom aktivirane proteinske kinaze (MAPK) kako bi se zaustavio stanični ciklus, stimulirala razgradnja kromosomske DNA i na kraju uzrokuju i apoptotičku i autofagičnu smrt uzgojenih stanica glioblastoma [31]. Zbog toga bi C. militaris bila korištena zbog svojih renoprotektivnih učinaka u ovoj studiji.

Micelija C. militaris nedavno je razvijena kao popularna funkcionalna hrana u Aziji. Ekstrakti iz plodnog tijela C. militaris mogli bi značajno odgoditi napredovanje bubrežnog poremećaja izazvanog subtotalnom nefrektomijom [32]. Studije o učinku micelija C. militaris na KBB su, međutim, rijetke. Ova će studija testirati našu hipotezu da micelija C. militaris potencijalno može spriječiti pogoršanje funkcije bubrega kod miševa s KBB-om. Četiri vrste medija bit će dizajnirane i korištene za inkubaciju micelija C. militaries: (i) HKS, (ii) HKS plus A, (iii) CM i (iv) CM plus A. Tijekom 30 dana, miševi u skupinama za liječenje će primati dnevnu primjenu oralnom sondom micelija C. militaris uzgojenog u jednom od četiri različita medija, dok će miševi u lažnoj kontrolnoj (C) i kontrolnoj nefrektomiranoj (Nx) skupini primati destiliranu vodu. Očekuje se da će ovi testovi razjasniti sigurnost micelija C. militaris kao funkcionalne hrane.

Cistanche

Materijali i metode

1. Materijali.

Micelij C. militaris (BCRC 32219) kupljen je od Centra za prikupljanje i istraživanje bioresursa pri Institutu za istraživanje i razvoj prehrambene industrije (Hsinchu, Tajvan). Glukoza je kupljena od JT Baker (EU). Ekstrakt slada, pepton i ekstrakt kvasca kupljeni su od Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, SAD). Vitamin A je kupljen od Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, SAD), a agar je kupljen od High Standard Enterprise Co., Ltd. (Tajvan). Kompleti za biokemijski test za detekciju funkcije bubrega nabavljeni su od Arkray (Kyoto, Japan).

2. Priprema medija za gljive.

Micelijski C. militaris inkubiran je u četiri vrste medija, naime CM, CM plus A, HKS i HKS plus A. CM medij je sadržavao 2 posto ekstrakta slada, 2 posto agara, 0.1 posto peptona, i 2 posto glukoze [33]. .e HKS medij bio je modifikacija medija koji je osmislio prof. Huang Keng-Shiang i sadržavao je 2 posto ekstrakta slada, 2 posto agara, 0.2 posto peptona i 0.2 posto ekstrakta kvasca . .e CM i HKS mediji su se razlikovali u koncentracijama peptona i ekstrakta kvasca. Svaki od medija HKS plus A i CM plus A sadržavao je dodatnih 1 posto vitamina A u osnovnom mediju. 0.5 × 0.5 cm kvadrat micelija C. militaris je izrezan i presađen na svaku ploču i inkubiran na 25 stupnjeva. Nakon što je C. militaris uzgajan u različitim medijima tijekom 30 dana, gljivični miceliji pažljivo su sastrugani s površine čvrstog medija pomoću noža. Sakupljeni prah micelija gljivica sušen je smrzavanjem (EYELA FDU-1100) u vakuumu na -54 stupnja 48 sati. Smrznuti praškovi micelija C. militaris pohranjeni su na -20 stupnjeva do upotrebe.

3. Konstrukcija modela CKD miševa.

Petošesta nefrektomija bila je najuvriježeniji kronični postupak koji oponaša progresivno zatajenje bubrega nakon gubitka bubrežne mase. .e CKD miševi ustanovljeni su nakon dva koraka, pet šesti nefrektomije kao što je prethodno opisano [34, 35]. Ukratko, lijevi bubreg je bio izložen i prerezan na gornjoj i donjoj jednoj trećini pola. .e 2/3 izvanbubrežnih grana renalne arterije lijevog bubrega podvezane su, a zatim je uslijedila potpuno desna nefrektomija nakon tjedan dana. Životinje su vraćene u svoje kaveze nakon operacije najmanje dva tjedna prije nego što je inducirana uremija. Postupke je odobrio Institucionalni odbor za skrb i korištenje životinja Sveučilišta I-Shou (br. odobrenja: IACUC-ISU- 101025).

4. Eksperimentalni postupak.

Zamrzavanjem osušeni prahovi micelija C. militaris namočeni su u destiliranoj vodi (10 mg/mL) na sobnoj temperaturi. Dva tjedna nakon druge nefrektomije, miševi su nasumično podijeljeni u skupine za liječenje (n=4 do 6 po skupini) i tretirani s jednom od četiri vrste otopina micelija C. militaris, inkubirani u HKS, HKS plus A , CM ili medij CM plus A, oralnom sondom 30 uzastopnih dana. Lažna skupina i Nx miševi primili su ekvivalentni volumen destilirane vode bez micelija C. militaris. Mjerena je tjelesna težina i uzeti su uzorci krvi 1., 10. i 30. dana. Na kraju perioda tretmana, miševi su žrtvovani korištenjem CO2. Bubrezi su secirani i isprani fiziološkom otopinom s fosfatnim puferom i stavljeni u 10-postotni neutralni puferirani formalin za naknadnu histološku obradu. Uzorci krvi su prikupljeni iz periorbitalnog venskog sinusa. Dušik uree u krvi (BUN), serumski kreatinin, ukupni protein i mokraćna kiselina mjereni su pomoću komercijalno dostupnih kompleta pomoću automatiziranog biokemijskog analizatora (SPOTCHEM EZ SP-4430) prema uputama proizvođača (Arkary, Inc., Kyoto, Japan).

Standardizirani Cistanche

5. Hranidba životinja.

Muške miševe Instituta za istraživanje raka (otprilike 30 g) isporučila je tvrtka BioLASCO Taiwan Co., Ltd. i držali su ih u standardnim kavezima na konstantnoj temperaturi od 22 ± 1 stupanj s 12--satnim ciklusom svjetlo-tama. Životinje su hranjene redovnom hranom za miševe i vodom iz slavine ad libitum. Životinje korištene u ovoj studiji bile su smještene i zbrinute prema Vodiču NIH-a za brigu i korištenje laboratorijskih životinja.

6. Biokemijska analiza uzoraka krvi.

Uzorci krvi su prikupljeni iz periorbitalnog venskog sinusa. Uzorci plazme centrifugirani su na 12,000 okretaja u minuti 10 minuta na 4 stupnja i pohranjeni na -20 stupnjeva prije analize. Dušik uree u krvi (BUN), kreatinin u serumu, ukupni protein i mokraćna kiselina mjereni su pomoću komercijalno dostupnih kompleta pomoću automatiziranog biokemijskog analizatora (SPOTCHEM EZ SP-4430) prema uputama proizvođača (Arkary, Inc., Kyoto, Japan).

7. Histološka analiza bubrega.

Bubrezi miševa umetnuti su u parafinske blokove, izrezani na dijelove debljine 3- μm i obrađeni Harryjevom bojom hematoksilin-eozina (HE) prema standardnom postupku. Bubrežni glomeruli i tubuli su pregledani i fotografirani za buduću analizu. Slike su snimljene pomoću video kamere u boji (VKC150, Hitachi, Tokio, Japan) spojene na mikroskop (DP72, Olympus, Center Valley, PA, SAD) i naslijepo analizirane od strane iskusnog patologa. Srednja vrijednost površine poprečnog presjeka glomerula dobivena je izračunavanjem srednje površine od približno 8 do 15 pojedinačnih glomerula pomoću programa Image J.

8. Statistička analiza.

Svi podaci prikazani su kao srednja vrijednost - ± standardna pogreška srednje vrijednosti (n=4 do 6 po skupini). Podaci su analizirani korištenjem dvosmjerne analize varijance praćene Bonferroni post hoc testovima (SigmaPlot verzija 10.0, San Jose, CA, SAD). p < 0,05 smatra se statistički značajnim.

Ekstrakt cistanče

Reference

[1] K. Kalantar-Zadeh i D. Fouque, "Nutricioni menadžment kronične bubrežne bolesti," New England Journal of Medicine, sv. 377, br. 18, str. 1765–1776, 2017.

[2] TK Chen, DH Knicely i ME Grams, "Dijagnostika i liječenje kronične bolesti bubrega", JAMA, sv. 322, br. 13, str. 1294–1304, 2019.

[3] P. Cockwell i L.-A. Fisher, "Globalni teret kronične bubrežne bolesti", Lancet, sv. 395, br. 10225, str. 662–664, 2020.

[4] P. Rossignol, ZA Massy, ​​M. Azizi, et al., "Dvostruki izazov rezistentne hipertenzije i kronične bolesti bubrega", Lancet, sv. 386, br. 10003, str. 1588-1598, 2015.

[5] AS Levey i J. Coresh, "Kronična bolest bubrega", Lancet, sv. 379, br. 9811, str. 165-180, 2012.

[6] RJ Johnson, C. Wesseling i LS Newman, "Kronična bolest bubrega nepoznatog uzroka u poljoprivrednim zajednicama," New England Journal of Medicine, sv. 380, br. 19, str. 1843–1852, 2019.

[7] T. Yang, EM Richards, CJ Pepine i MK Raizada, "Crijevna mikrobiota i osovina mozak-crijeva-bubreg u hipertenziji i kroničnoj bubrežnoj bolesti," Nature Reviews Nephrology, sv. 14, br. 7, str. 442–456, 2018.

[8] S. Joshi, M. McMacken i K. Kalantar-Zadeh, "Dijeta bazirana na biljkama za bolesti bubrega: vodič za kliničare," American Journal of Kidney Diseases, sv. 77, br. 2, str. 287–296, 2021.

[9] A. Pisciottani, L. Biancolillo, M. Ferrara et al., "HIPK2 fosforilira enzim spastin koji razdvaja mikrotubule na S268 za abscisiju," Cells, sv. 8, br. 7, str. 684, 2019.

[10] MM Nugent, K. Lee i JC He, "HIPK2 je nova meta lijeka za terapiju protiv fibroze kod bolesti bubrega," Frontiers in Physiology, sv. 6, str. 132, 2015.

[11] PE Drawz i ME Rosenberg, "Usporavanje progresije kronične bubrežne bolesti," Kidney International Supplements, sv. 3, br. 4, str. 372–376, 2013.

[12] MR Weir, GL Bakris, DA Bushinsky, et al., "Patiromer kod pacijenata s bolešću bubrega i hiperkalemijom koji primaju inhibitore raas", New England Journal of Medicine, sv. 372, br. 3, str. 211–221, 2015.

[13] M. Azizi i J. M´enard, "Renin inhibitors and cardiovascular and renal protection: an beskrajna potraga?" Kardiovaskularni lijekovi i: terapija, sv. 27, br. 2, str. 145–153, 2013.

[14] K. Al-Jewari, R. Baban i J. Manuti, "Razine topljivog -Klotho u serumu i mokraći kod pacijenata s kroničnom bubrežnom bolešću," Baghdad Journal of Biochemistry and Applied Biological Sciences, sv. 2, br. 01, str. 29–38, 2021.

[15] S. Prakash, GT Hernandez, I. Dujaili i V. Bhalla, "Otrovanje olovom iz ayurvedskog biljnog lijeka kod pacijenta s kroničnom bubrežnom bolešću," Nature Reviews Nephrology, sv. 5, br. 5, str. 297–300, 2009.

[16] AA Razmaria, "Kronična bubrežna bolest," JAMA, sv. 315, br. 20, str. 2248, 2016.

[17] M.-Y. Lin, Y.-W. Chiu, J.-S. Chang i sur., "Povezanost primjene propisanih kineskih biljnih lijekova s ​​rizikom od završnog stadija bubrežne bolesti u bolesnika s kroničnom bubrežnom bolešću", Kidney International, sv. 88, br. 6, str. 1365-1373, 2015.

[18] A. Zuk i JV Bonventre, "Akutna ozljeda bubrega," Annual Review of Medicine, sv. 67, br. 1, str. 293–307, 2016.

[19] Y. Zhong, MC Menon, Y. Deng, Y. Chen i JC He, "Nedavni napredak u tradicionalnoj kineskoj medicini za bolesti bubrega", American Journal of Kidney Diseases, sv. 66, br. 3, str. 513–522, 2015.

[20] SW Lim, KC Doh, L. Jin, et al., "Liječenje ginsengom smanjuje autofagičnu staničnu smrt kod kronične ciklosporinske nefropatije," Nefrologija, sv. 19, br. 8, str. 490–499, 2014.

[21] Y. Yao, J. Yang, D. Wang, et al., ".e vodeni ekstrakt Lycopus lucidus Turcz poboljšava dijabetičko bubrežno oštećenje izazvano streptozotocinom putem inhibicije TGF- 1 signalnog puta," Phytomedicine, sv. . 20, br. 13, str. 1160–1167, 2013.

[22] L. Wu, W. Sun, B. Wang, et al., "Integrirani sustav za identifikaciju skrivenih ubojica u tradicionalnim lijekovima koji sadrže aristolohične kiseline," Scientific Reports, sv. 5, br. 1, šifra članka 11318, 2015.

[23] GM Shashidhar, P. Giridhar i B. Manohar, "Funkcionalni polisaharidi iz medicinske gljive Cordyceps sinensis kao snažan dodatak hrani: ekstrakcija, karakterizacija i terapijski potencijali - sustavni pregled," RSC Advances, sv. 5, br. 21, str. 16050-16066, 2015.

[24] T. Hong, M. Zhang i J. Fan, "Cordyceps sinensis (tradicionalni kineski lijek) za primatelje presađenog bubrega", Cochrane Database of Systematic Reviews, sv. 10, ID artikla CD009698, 2015.

[25] HW Zhang, ZX Lin, YS Tung i dr., "Cordyceps sinensis (tradicionalni kineski lijek) za liječenje kronične bolesti bubrega", Cochrane Database of Systematic Reviews, sv. 18, ID artikla CD008353, 2014.

[26] G. Shao, S. Zhu i B. Yang, "Primjena biljnih lijekova za liječenje autosomno dominantne policistične bolesti bubrega", Frontiers in Pharmacology, sv. 12, ID članka 629848, 2021.

[27] C.-T. Lee, K.-S. Huang, J.-F. Shaw, et al., "Trendovi u imunomodulacijskim učincima Cordyceps militaris: ukupni ekstrakti, polisaharidi i kordicepin", Frontiers in Pharmacology, sv. 11, ID članka 575704, 2020.

[28] B.-L. On, Q.-W. Zheng, L.-Q. Guo et al., "Strukturalna karakterizacija i aktivnost poboljšanja imuniteta novog polisaharida velike molekularne težine iz Cordyceps militaris," International Journal of Biological Macromolecules, sv. 145, str. 11–20, 2020.

[29] X.-C. Liu, Z.-Y. Zhu, Y.-L. Tang et al., "Strukturna svojstva polisaharida iz kultiviranih voćnih tijela i micelija Cordyceps militaris," Carbohydrate Polymers, sv. 142, str. 63–72, 2016.

[30] H.-J. Park, "Ethanol Extract of Cordyceps militaries uzgojen na proklijalom sojinom zrnu inhibira 2, 4-dinitrophenol-fluorobenzene-induced alergijski kontaktni dermatitis," Journal of Functional Foods, sv. 17, str. 938–947, 2015.

[31] C.-H. Yang, Y.-H. Kao, K.-S. Huang, C.-Y. Wang i L.-W. Lin, "Cordyceps militaris i fermentacija micelija izazvali su apoptozu i autofagiju stanica ljudskog glioblastoma", Cell Death & Disease, sv. 3, br. 11, str. e431, 2012.

[32] SK Das, M. Masuda, A. Sakurai i M. Sakakibara, "Medicinska upotreba gljive Cordyceps militaries: trenutno stanje i izgledi," Fitoterapia, sv. 81, br. 8, str. 961–968, 2010.

[33] LS Wang, CY Wang, CH Yang, et al., "Sinteza i antifungalni učinak kompozitnih čestica srebrnih nanočestica i kitozana", International Journal of Nanomedicine, sv. 10, str. 2685-2696, 2015.

[34] R. Poesen, K. Windey, E. Neven, et al., "Utjecaj CKD na metabolizam mikroba debelog crijeva," Journal of the American Society of Nephrology, sv. 27, br. 5, str. 1389–1399, 2016.

[35] S.-C. Wang, C.-H. Yang, AM Grumezescu, et al., "Renoprotektivni učinci micelija medicinske gljive kamfor (Taiwanofungus camphorates, Basidiomycetes) na nekoliko podloga u miševa s kroničnom bubrežnom bolešću", International Journal of Medicinal Mushrooms, sv. 18, br. 12, str. 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 i Keng-Shiang Huang 6

1 Odjel za biološke znanosti i tehnologiju, Sveučilište I-Shou, Kaohsiung, Tajvan

2 Tajvanski institut za istraživanje instrumenata, Nacionalni laboratoriji za primijenjena istraživanja, Hsinchu, Tajvan

3 Odjel farmacije bolnice E-Da, Kaohsiung, Tajvan

4 Škola kemije i znanosti o materijalima, Sveučilište informacijske znanosti i tehnologije Nanjing, Nanjing, Kina

5 Odjel za biotehnologiju i kemijsko inženjerstvo, Sveučilište I-Shou, Kaohsiung, Tajvan

6 Škola kineske medicine za postdiplomski studij, Sveučilište I-Shou, Kaohsiung, Tajvan

7 Klinika kineske medicine Amulette, Taipei, Tajvan

8 Odjel kineske medicine, bolnica Sin-Lau, Tainan, Tajvan

9 Medicinski fakultet za međunarodne studente, Sveučilište I-Shou, Kaohsiung, Tajvan