Effekten af spirulina-polysakkarid på serumindikatorer og PI3K/Akt/mTOR-signalvejens genekspression hos rotter med endometriose
I de senere år er forekomsten af endometriose (EM) steget markant. EM henviser til aktivt endometrievæv, der forekommer uden for den slimhinde, der dækker livmoderhulen. EM'er er mere almindelige hos kvinder i den fødedygtige alder og kan være relateret til overdreven udskillelse af østrogen. Selv om de er godartede læsioner, viser de lokal infiltration og vækst, er let invasive og har tydelige gynækologiske symptomer. Efter behandling er de tilbøjelige til at få flere tilbagefald, hvilket er til stor skade for kvinders fysiske og mentale sundhed. Metoderne til behandling af EM er dog meget begrænsede. Bortset fra kirurgi er den almindeligt anvendte internmedicinske behandling langvarig brug af progesteronmedicin. Efterhånden som behandlingstiden forlænges, kan patienterne opleve forskellige bivirkninger, såsom knogletab, dysfunktion af immunsystemet og endokrine lidelser. Derfor haster det med at finde et nyt bivirkningsfrit lægemiddel til behandling af EMs.

Naturprodukter har stor biologisk aktivitet og den fordel, at de virker på forskellige biologiske mål, og derfor er der sket store fremskridt i deres udvikling og anvendelse. Artemisinin, der stammer fra Artemisia annua, er i øjeblikket en effektiv behandling af malaria på verdensplan og er blevet brugt som et ledende kemikalie i immunregulering, antiinflammatorisk og nogle kræftlægemidler. Taxus-ekstrakt er også blevet brugt til at behandle brystkræft og kræft i æggestokkene og er blevet forskningsfokus for kemiske antitumorlægemidler. I talrige undersøgelser af behandling af sygdomme med naturlige produkter har vi fundet ud af, at andre ekstrakter fra land- og vandplanter, såsom catechiner, resveratrol, astaxanthin og andre tangekstrakter, udviser forskellige terapeutiske virkninger, såsom antiinflammatoriske, antibakterielle og antitumoreffekter. Derfor er ideen om at finde naturlige makromolekylære forbindelser, der er gavnlige til behandling af endometriose og giver nyt teoretisk grundlag og lægemiddelressourcer til farmaceutiske biblioteker, blevet mulig. Tang et al. fandt ud af, at lilla græsekstrakt effektivt kan behandle EM'er og påvirke aktiviteten af inflammatoriske faktorer og apoptotiske gener i ektopisk endometrievæv betydeligt; Zhang et al. fandt ud af, at Juantongyin effektivt kan lindre symptomerne på EM'er hos rotter; Liu et al. fandt ud af, at safran kan forbedre EM'er ved at hæmme celleproliferation og inflammatoriske faktorer.

Spirulina er et tidligt udviklet mikroalgeprodukt med stor anerkendelse på markedet. Polysaccharid fra Spirulina (PSP) er et naturligt biomakromolekyle, der stammer fra den prokaryote organisme Spirulina, og som har flere effekter såsom antioxidant, antiinflammatorisk, antibakteriel, anti-tumor og antiviral. I de senere år er PSP blevet grundigt undersøgt på grund af dets unikke egenskaber, der adskiller sig fra almindeligt anvendte antitumorlægemidler. På nuværende tidspunkt har mange undersøgelser vist, at PSP kan regulere udtrykket af downstream-gener ved at virke på molekyler i nogle tumorsignalveje. Xu et al. fandt ud af, at PSP kan hæmme spredningen af humane brystkræftceller. Yu et al. undersøgte effekten af PSP på livmoderhalskræftceller og fandt ud af, at PSP kan hæmme spredningen af Hela-celler gennem periodisk blokade. Sheng et al. demonstrerede gennem in vitro- og in vivo-eksperimenter, at sulfateret PSP har en signifikant hæmmende effekt på musens S180-sarkom. Chen et al. fandt, at PSP forbedrer kroppens evne til at modstå H22-celler ved at øge immuncelleaktiviteten. Derudover har et stort antal in vitro-undersøgelser vist, at PSP ikke kun kan virke direkte på visse tumorceller, men også forhindre celleskader hos kræftpatienter under kemoterapi og strålebehandling. Derfor spekulerer vi i, at PSP kan formidle nogle veje til at lindre produktionen og spredningen af EM'er, men der er ingen forskningsrapporter om behandlingen af EM'er med naturlige polysaccharider. Derfor har denne undersøgelse til formål at udforske den terapeutiske effekt af PSP på endometriose-rotter baseret på PI3K/Akt/mTOR-signalvejen, hvilket giver nye muligheder for udvikling af nye EM-behandlingsplaner og efterfølgende terapeutiske lægemidler.

I dette eksperiment blev PSP først udvundet ved vandekstraktion, og renheden blev målt til 89% ved søjlekromatografi; ved hjælp af SD-rotter som modeldyr blev der med succes fremstillet en rotte-model af EM'er ved autolog transplantation. Den terapeutiske effekt på EM'er blev observeret ved at fodre forskellige doser PSP; Western blot og RT-PCR blev brugt til at detektere protein- og mRNA-indholdet i PI3K/Akt/mTOR-vejen.

Antallet stiger år for år, men behandlingsmetoderne er meget begrænsede og kræver ofte langvarig internmedicinsk behandling, hvilket ikke kun påvirker patienternes tillid til behandlingen, men også fører til betydelige bivirkninger. Desuden haster det med at udvikle nye og effektive terapeutiske lægemidler til EMs. Med udviklingen af den funktionelle fødevareindustri har nye naturprodukter med farmakologiske funktioner tiltrukket sig stor opmærksomhed. PSP er et naturligt biomakromolekyle med flere funktioner. Mange undersøgelser har vist, at PSP kan regulere downstream-genekspression ved at virke på molekyler i visse tumorsignalveje. Dannelsen og udviklingen af EM'er ligner signalvejene i de fleste tumorceller. Derfor spekulerer vi i, at PSP kan formidle nogle veje for at lindre produktionen og spredningen af EM'er.

Denne undersøgelse ekstraherede og rensede først PSP, og ekstraktionshastigheden for polysaccharider nåede 1,95%. Efter kolonnekromatografianalyse var renheden høj (89%), som kan bruges til aktivitetsidentifikationsforsøg; Vi brugte SD-rotter til EM-modellering, da rotters organer og væv er relativt store, hvilket gør dem nemme at udføre procedurer som dissektion og implantation. EM-modellering kan opdeles i autolog transplantation og allogen transplantation. For at undgå immunafstødning vælger vi autolog transplantation til modellering, og succesraten for modellering kan nå over 80%. Efter PSP-intervention blev der udført langsigtede dynamiske observationer på rotter, og det blev konstateret, at der ikke var nogen signifikant ændring i deres kropsvægt, hvilket indikerer, at PSP ikke har en negativ indvirkning på væksten af normale rotter og EMs-rotter. Ved at måle højden og arealet af abdominal transplantation blev det konstateret, at PSP-intervention signifikant bremsede udviklingen af EMs, hvilket tyder på, at PSP kan være nyttig til behandling af EMs.

Vi spekulerer på, om PSP kan have en terapeutisk effekt ved at regulere cytokiner, der er relateret til dannelsen og udviklingen af EM'er. Cytokinernes regulering af celleadhæsion og angiogenese er et vigtigt led i udviklingen af EM'er. For eksempel kan MMP-2 regulere informationsudvekslingen mellem celler og mellem celler og matrix. Undersøgelser har også vist, at MMP2 kan øge celleadhæsionen, hvilket gør endometrieceller mere tilbøjelige til ektopisk implantation. I denne undersøgelse var niveauet af MMP2 i EMs-rotter højere, hvilket er i overensstemmelse med Yuan et al.s resultater; PSP kan reducere aktiviteten af MMP2, hvilket indikerer, at MMP2 kan være et mål for PSP. TNF - α spiller en vigtig rolle i processen med celleproliferation og invasion med mange egenskaber, såsom at fremme celleproliferation og differentiering og påvirke vaskulær funktion. I denne undersøgelse reducerede PSP signifikant niveauerne af TNF - α i serum fra EMs-rotter og reducerede yderligere downstream-reguleringen af VEGF-syntese af TNF - α og hæmmede derved spredningen af EMs-celler og dannelsen af blodkar i syge væv. Dannelsen af blodkar er en vigtig årsag til den lette metastasering og immunflugt af EMs lokale læsioner. Niveauet af VEGF reguleres også af PI3K/Akt-stien. PI3K/Akt/mTOR-stien integrerer en række ekstracellulære signaler og regulerer forskellige cellulære funktioner. Denne vej medierer endometriecellers vedhæftning ved at integrere adhesiner/intercellulær vedhæftningsfaktor-1, som er en nødvendig patofysiologisk betingelse for endometriose; Indirekte regulering af metalloproteinaser (MMP) og vævsinhibitorer af metalloproteinaser (TIMP) for at formidle invasion og metastase af endometrieceller; Regulering af VEGF til dannelse af neovaskularisering er et vigtigt skridt i dannelsen af EM'er; Derudover kan PI3K/Akt/mTOR-signalvejen også regulere celleapoptose og østrogenudskillelse, som begge er væsentlige faktorer i dannelsen og udviklingen af EM'er. Vi fandt, at PI3K/Akt/mTOR var signifikant opreguleret i modelgruppemusene, og aktiveringen af denne vej indebærer cellevækst, spredning og angiogenese, hvilket utvivlsomt forværrer udviklingen af EM'er. I denne undersøgelse fandt vi, at PSP kan hæmme aktiveringen af PI3K/Akt/mTOR-signalvejen, hvilket kan være en vigtig årsag til den reducerede syntese af cytokiner som TNF - α og VEGF. Men indtil videre er der kun få artikler, der rapporterer om PSP's regulerende effekt på denne signalvej. Hvilken vej bruger PSP til at regulere PI3K/Akt? Det bliver vores næste forskningsfokus.

På baggrund af PSP-præparering og -oprensning blev PSP's sammensætning færdiggjort i denne undersøgelse, og der blev fremstillet en rotte-model for endometriose, som opfylder kravene baseret på autolog ektopisk implantation. Baseret på modellen blev PSP's forbedrende effekt på endometriose hos rotter udforsket, hvilket manifesterer sig som en effektiv reduktion af niveauerne af cytokiner som TNF - α, VEGF, MMP-2 i serum og opnåelse af effekten af at hæmme udviklingen af EM'er; Yderligere udforskning af den terapeutiske mekanisme for PSP på endometriose hos rotter baseret på PI3K/Akt/mTOR-signalvejen viste, at sammenlignet med modelgruppen blev genekspressionsniveauerne for PI3K, AKT og mTOR i det ektopiske endometrievæv hos rotterne i behandlingsgruppen reduceret betydeligt. Detektion af proteinekspression bekræftede, at PSP kunne hæmme fosforyleringen af AKT og derved hæmme proteinekspressionen af PI3K og mTOR. Dette indikerer, at PSP kan forbedre symptomerne på EM hos rotter ved at hæmme PI3K/Akt/mTOR-signalvejen. Denne artikel giver en reference til at opdage nye farmakologiske funktioner af PSP og belyse relaterede mekanismer, hvilket lægger et videnskabeligt fundament for yderligere forskning og udvikling.