Undersøgelse af Moringa-bladpolysakkariders forebyggelse og mekanisme ved behandling af colitis ulcerosa hos mus
Ulcerøs colitis (UC) er en meget kompleks, ikke-specifik, tilbagevendende colitis-sygdom, der ofte fører til sårdannelse og sårdannelse i tarmslimhinden, hyppige mavesmerter, diarré, rektal blødning og andre kliniske symptomer. På grund af sin tilbagevendende og vanskelige at helbrede natur påvirker den alvorligt patientens normale liv og øger risikoen for sekundær infektion og tyktarmskræft. Eric et al. fandt, at patogenesen af UC er tæt forbundet med svækkelsen af tarmens barrierefunktion og ændringer i tarmens mikromiljø. Når tarmens slimhindebarriere er beskadiget, udsættes immunceller i tarmens lamina propria for eksterne antigener og patogener, og aktiverede immunceller producerer en inflammatorisk kaskadereaktion i kroppen, hvilket får T-celleundergrupper til at formidle ikke-specifikke Th2-immunresponser. Samtidig signalerer TLR4 til adaptorproteinet MyD88, hvilket fører til aktivering af NF - κ B og fremmer ekspressionen af proinflammatoriske faktorer som interleukin-1 β (IL-1 β) og tumornekrosefaktor - α (TNF - α), hvilket forstyrrer tarmens immunhomeostase og yderligere beskadiger tarmepitelceller. Samtidig har sammensætningen af tarmens mikrobiota en betydelig indvirkning på immunsystemets udvikling og funktion. Når forholdet mellem gavnlige og patogene bakterier i tarmen er i ubalance, kommer der toksiner, tarmbakterier og antigener ind i kroppen, hvilket forværrer inflammation i tarmslimhinden og overdreven oxidativ stressrespons hos UC-patienter. Det tyder på, at interventioner rettet mod inflammatoriske faktorer og tarmmikrobiota er effektive mål for forebyggelse og behandling af UC.

Moringa oleifera, som oprindeligt stammer fra Indien, plantes i vid udstrækning i tropiske og subtropiske områder i Afrika og Asien. I de senere år er den blevet dyrket i stort omfang i Yunnan- og Guangxi-regionerne i Kina. I 2012 blev den godkendt af det kinesiske sundhedsministerium som en ny ressourcefødevare og en vigtig fødevareressource til både medicin og fødevarer i Kina. Moringa-bladenes næringsværdi er ekstremt høj. Langvarigt forbrug af Moringa-blade kan styrke menneskets immunforsvar og har også en vis sygdomsforebyggende effekt. De vigtigste bioaktive komponenter er polyfenoler, flavonoider og polysaccharider, som udøver betydelige antiinflammatoriske, antioxidante og antitumoreffekter. På nuværende tidspunkt er der relativt få rapporter om Moringa oleifera bladpolysaccharid (MOLP) både nationalt og internationalt, og det er stadig begrænset til optimering af traditionelle udvindingsprocesser og analyse af kemisk sammensætning. De forebyggende og terapeutiske virkninger af MOLP på enteritis er endnu ikke klare. Derfor brugte dette eksperiment DSS-induktion til at etablere en UC-musemodel og observerede den forbedrende effekt af MOLP på inflammatorisk respons og tarmmikrobiota hos mus med akut colitis. Målet er at afklare mekanismen for MOLP's forebyggende og terapeutiske virkninger på UC for at give ideer til farmakologisk forskning og klinisk sygdomsbehandling af MOLP.

 

I de senere år er forekomsten af UC i verden steget år for år. Sammenlignet med europæiske lande er forekomsten af UC i Kina steget hurtigere. Moderne medicin bruger ofte glukokortikoider, salicylsyrepræparater og immunosuppressiva til behandling af UC i klinisk praksis, men den lette tilbagevenden og de alvorlige lægemiddelbivirkninger efter seponering gør det til et ømtåleligt emne i det medicinske samfund. Med den fortsatte uddybning af kliniske anvendelser har plantepolysaccharider fra rene naturlige kilder tiltrukket sig opmærksomhed på grund af deres sikkerhed, tilgængelighed, antiinflammatoriske aktivitet og effektive immunforstærkende effekter. Som en af de effektive aktive ingredienser i Moringa-blade er polysaccharider fra Moringa-blade blevet undersøgt for deres funktionelle aktiviteter, primært med fokus på at sænke blodlipider, blodsukker, antitumor- og antioxidanteffekter. For at undersøge de forebyggende og terapeutiske virkninger af MOLP på enteritis blev DSS brugt til at etablere en UC-model og behandle den. Resultaterne viste, at musene efter modellering udviste symptomer som diarré, blodig afføring, vægttab, øget DAI-score og forkortet tyktarmslængde, hvilket indikerer vellykket modellering og betydelige effekter. Efter behandling med MOLP kan vægttabet hos UC-mus forbedres betydeligt, DAI-scoren kan reduceres, skader på tyktarmslimhinden og inflammatorisk infiltration kan lindres, niveauerne af pro-inflammatoriske faktorer IL-1 β, TNF - α, HMGB1 i museserum og tyktarm kan nedreguleres, niveauet af den anti-inflammatoriske faktor IL-10 kan opreguleres, og fosforyleringen af P65 og I κ B α kan hæmmes for at forhindre overdreven aktivering af TLR4/NF - κ B-signalvejen, opretholde tarmmikrobiotahomeostase og udøve en forebyggende og terapeutisk effekt på UC ved at hæmme kroppens inflammatoriske respons og regulere strukturen af musens tarmmikrobiota.
Inflammatoriske cytokiner er en uundværlig del af forekomsten og udviklingen af UC. De produceres af immunceller og stimulerer proliferationen af antigenspecifikke effektorceller og medierer lokal og systemisk inflammation gennem interaktionen mellem immunceller. Under normale omstændigheder har makrofager en svag reaktion på inflammatoriske signaler og er mindre tilbøjelige til at fremme deres produktion i immunkompromitterede celler. Men under udbruddet af UC udskiller aktiverede makrofager og dendritiske celler forskellige cytokiner som TNF - α, INF - γ, IL-1 β, IL-10 osv. for at regulere det inflammatoriske respons. Opregulering eller overaktivering af disse cytokiner kan føre til T-celleubalance og Treg/Th1, Th2, Th17-ubalance, fremme ophobning af neutrofiler på inflammatoriske steder, reducere elektrolytudskillelsen i epitelceller, øge membranpermeabiliteten og yderligere forværre det inflammatoriske respons. De lægemidler og naturprodukter, der bruges til at behandle UC, kan effektivt afhjælpe ubalancen i koncentrationen af inflammatoriske faktorer og ekspressionsniveauerne. Xiao et al. fandt, at totale alkaloider fra Sophora alopecuroides kan lindre inflammation ved at regulere niveauerne af de proinflammatoriske faktorer IL-1 β, IL-23 og IL-17 i UC-mus og øge niveauet af den antiinflammatoriske faktor IL-10. Denne undersøgelse viste gennem påvisning af IL-1 β, TNF - α, HMGB1 og IL-10 i serum fra UC-mus, at MOLP i væsentlig grad kan hæmme udtrykket af proinflammatoriske faktorer og opregulere niveauet af antiinflammatoriske faktorer. Samtidig blev fluorescens-kvantitativ PCR-teknologi i realtid brugt til at detektere vævsinflammatoriske faktorer, og resultaterne viste, at MOLP effektivt kan lindre udtrykket af IL-1 β, TNF - α, HMGB1 mRNA i tyktarmsvævet hos UC-mus og øge udtrykket af IL-10 mRNA. Derudover er MPO et karakteristisk enzym for neutrofiler, en hæmoglobinase, der udskilles af neutrofiler eller makrofager i visse væv, og er medlem af hemeperoxidasefamilien. Vi kan evaluere graden af neutrofil infiltration i væv ved at påvise aktiviteten af MPO i musetarmvæv. Resultaterne viste, at MOLP i betydelig grad kunne hæmme MPO-aktiviteten i UC-mus og reducere antallet af neutrofiler i tyktarmsvævet. Dannelsen af inflammatoriske faktorer og stigningen i MPO-aktivitet som nævnt ovenfor er tæt forbundet med kernepositionen i TLR4/NF - κ B-signalvejen. TLR4 spiller en vigtig rolle i genkendelse af patogene mikroorganismer og kontrol af erhvervede immunresponser i medfødt immunitet. Når TLR4 aktiveres, signaloverføres det af adaptorproteinet MyD88, der inducerer fosforylering, ubiquitinering og nedbrydning af I κ B, hvilket frigiver NF κ B p50/p65-dimerer. De aktiverede dimerer går ind i kernen og starter straks transkriptionen af forskellige cytokiner, hvilket fører til en stigning i antallet af IL-1 β, TNF - α osv. og får inflammationen til at fortsætte og fortsætte med at ekspandere. Zhang et al. fandt, at NF - κ B-signalvejen i tyktarmen hos UC-mus var overaktiveret, og målrettet hæmning af NF - κ B-signalvejens aktivering var effektiv til at lindre UC. Denne undersøgelse viste, at sammenlignet med Con-gruppen var aktiviteten af MPO i tyktarmsvævet hos mus i DSS-gruppen signifikant forøget, og udtrykket af TLR4- og MyD88-proteiner var signifikant forøget. Proteinerne p-P65 og p-I κ B α blev opreguleret, og forholdet mellem p-P65/P65 og p-I κ B α/I κ B α steg også. Efter behandling med MOLP blev ovenstående unormale udtryk effektivt hæmmet, hvilket indikerer, at MOLP kan udøve sine forebyggende og terapeutiske virkninger på UC ved at hæmme den overdrevne aktivering af TLR4/NF - κ B-signalvejen og undertrykke det unormale udtryk af inflammatoriske faktorer.
Under normale omstændigheder har tarmen en komplet barrierefunktion. Tarmmikrobiotaen danner sammen med tarmens epitellag, slimlag og tarmens lymfesystem de mekaniske, kemiske og biologiske barrierer i tarmslimhinden, som kan forhindre patogene antigener i at trænge ind i kroppen og opretholde normal funktion. Når der opstår betændelse i tarmen, forstyrres tarmens mikrobiota, tarmbarrieren ødelægges, og tarmens permeabilitet øges. Skadelige bakterier og deres metabolitter såsom endotoksiner absorberes i blodbanen, hvilket yderligere forværrer skaderne på slimhindeepitelcellerne og slimhindebarrieren og dermed danner en ond cirkel, der fører til tilbagevendende UC. Dette studie undersøgte effekten af MOLP på tarmmikrobiotaen i UC-mus ved hjælp af 16S rRNA-gensekventering. Det viste sig, at MOLP kan øge mangfoldigheden af tarmmikrobiota i UC-mus, genoprette forholdet mellem Campylobacter og Bacteroidetes, regulere den relative forekomst af forskellige mikrobiota og fremme genopretningen af tarmmikrobiotastrukturen til normale niveauer. De to mest almindelige phyla i fordøjelsessystemet er Firmicutes og Bacteroidetes. Undersøgelser har vist, at Firmicutes og Bacteroidetes i colitis-mus er signifikant reduceret, mens MOLP-behandling signifikant afhjælper ubalancen i de to dominerende bakteriegrupper. Dette svarer til resultaterne rapporteret af Sun et al. om, at lilla søde kartoffelpolysaccharider kan afhjælpe faldet i forholdet mellem Firmicutes og Bacteroidetes i UC-mus forårsaget af DSS-modellering, hvilket tyder på, at en forøgelse af andelen af disse to dominerende bakteriegrupper kan have en beskyttende effekt på colitis-mus. Yderligere forskningsanalyser viser, at butyrat kan skabe et surt miljø i tarmen for at hæmme væksten af skadelige bakterier, opretholde elektrolytbalancen og fremme reparationen af slimhindebetændelse. Butyrat produceres hovedsageligt af Firmicutes-bakterier i tarmene i kroppen. En forøgelse af antallet af Firmicutes har en beskyttende effekt på tarmbetændelse. Denne undersøgelse viste, at MOLP kan fremme forøgelsen af Firmicutes i UC-mus, stimulere den mikrobielle aktivitet af gavnlige bakterier og hæmme væksten af patogene bakterier.
Resultaterne af dette eksperiment indikerer, at i den DSS-inducerede UC-musemodel kan MOLP betydeligt afhjælpe tyktarmsforkortelse, vægttab og forhøjede DAI-scorer i UC-mus, reducere niveauerne af proinflammatoriske cytokiner IL-1 β, TNF - α, og HMGB1 i serum og tyktarmsvæv hos UC-mus, regulere overaktiveringen af TLR4/NF - κ B og regulere diversiteten, sammensætningen og den relative overflod af tarmmikrobiota i UC-mus og derved udøve en forebyggende og beskyttende effekt på UC. Det næste skridt i fremtiden vil være at udforske MOLP's rolle i UC ud fra flere perspektiver såsom kemiske barrierer og immunbarrierer. Denne undersøgelse har til formål at give nye ideer til udvikling og udnyttelse af Moringa-blade og de antiinflammatoriske virkninger af MOLP.