Undersøgelse af mekanismen bag Buyang Huanwu-afkog til forebyggelse og behandling af aterosklerose gennem Nrf2/ARE-signalvejen
Aterosklerose (AS) er en kronisk inflammatorisk sygdom. Tidlig debut af AS-patienter er snigende, og der er ingen åbenlyse kliniske manifestationer, men efterhånden som sygdommen skrider frem, kan målorganer som hjerte og hjerne blive påvirket i de senere stadier. Ifølge en undersøgelse fra Verdenssundhedsorganisationen (WHO) er midaldrende og ældre mennesker stadig den vigtigste gruppe for kardiovaskulære bivirkninger, idet ca. 81% af patienter med hjerte-kar-sygdomme dør i en alder af 65 år eller derover. Men i de senere år har der også været en tendens til, at AS-patienterne er blevet yngre. I Kina er der næsten 300 millioner mennesker, der lider af kardiovaskulære og cerebrovaskulære sygdomme. Selv om moderne medicinsk behandling af AS har en vis effekt, kan den stadig ikke reducere den høje forekomst af AS, og der er mange bivirkninger efter langvarig anvendelse. Derfor er en reduktion af forekomsten af AS den højeste prioritet og den vigtigste forskningsretning. Oxidativt stress er en af de vigtige faktorer, der fører til udvikling af aterosklerose. Avancerede oxidative proteinprodukter (AOPP) kan tjene som tidlige biomarkører og uafhængige stærke prædiktorer for åreforkalkning, mens reaktive iltarter (ROS) kan fremme oxidationen af hvide proteiner til AOPP, hvilket fører til udbrud af oxidativ stress; Malondialdehyd (MDA), superoxiddismutase (SOD) og glutathionperoxidase (GSH Px) er vigtige biomarkører for oxidativ stressrespons, som dybest set kan afspejle kroppens oxidative stresstilstand. De tre interagerer ofte med hinanden, hvilket fører til oxidativ skade på vaskulært endotel og vævsceller, hvilket resulterer i forekomsten af åreforkalkning. Forskning har vist, at den nukleare faktor E2-relaterede faktor 2 (Nrf2)/antioxidant responselement (ARE)-signalvejen er en vigtig nuklear transkriptionsfaktor, der regulerer oxidativ stress. Den kan aktivere flere antioxidantproteiner og deltage i forskellige biologiske processer som f.eks. cellealdring, apoptose og proliferation.
Traditionel kinesisk medicin mener generelt, at den vigtigste patogenese af AS ligger i manglen på positiv qi, som er grundårsagen til sygdommen; Slim, blodstasis og andre patogene faktorer er vigtige patogene faktorer og indikatorer for sygdomsudbrud. Som svar på patogenesen af AS anvender denne undersøgelse derfor den grundlæggende metode til at "nære hjertet, fjerne blodstasis og løse slim" og bruger modificeret Buyang Huanwu Tang til at forebygge og behandle AS. Buyang Huanwu Tang er en klassisk formel til fremme af blodcirkulationen og toning af qi fra Wang Qingrens "Yi Lin Gai Cuo" i Qing-dynastiet. Den er kombineret med Gualou Xiebai Banxia Tang, som er i overensstemmelse med patogenesen for AS. Desuden har de to betydelige terapeutiske virkninger på AS-relaterede sygdomme i klinisk praksis uden åbenlyse bivirkninger. Derfor valgte denne undersøgelse at modificere Buyang Huanwu Tang i overensstemmelse hermed. De foreløbige eksperimentelle resultater viste, at den modificerede Buyang Huanwu Tang har en vis effekt på forebyggelse og behandling af AS ved at regulere immuninflammatorisk respons, endoplasmatisk retikulumstress og påvirke signalveje som HMGB1 og Wnt1, reducere plaqueområdet og lindre AS-læsioner. Den specifikke virkningsmekanisme er dog ikke blevet belyst endnu. Derfor tager denne undersøgelse udgangspunkt i oxidativ stress for at undersøge effekten af modificeret Buyang Huanwu Tang på dannelsen af aterosklerotiske plaques og for at belyse den specifikke mekanisme, hvormed modificeret Buyang Huanwu Tang regulerer aterosklerotiske plaques gennem Nrf2/ARE-signalvejen.

Som et sygdomsnavn på moderne medicin er der ingen registrering af "åreforkalkning" i de gamle bøger om traditionel kinesisk medicin, som hovedsageligt manifesteres i hindring af blodcirkulationen, såsom indsnævring af lumen, nedsat elasticitet i vaskulærvæggen osv, så det er klassificeret som "brystsmerter, svimmelhed, pulsblokering" og andre kategorier. Traditionel kinesisk medicin mener, at dens patogenese ligger i manglen på kroppens retfærdige qi, hvilket fører til dårlig cirkulation af qi og blod. Som der står i bogen "Yi Lin Gai Cuo": "Hvis qi'en er svag, kan den ikke nå blodkarrene. Hvis der ikke er nogen qi i blodkarrene, vil den blive og stagnere; "Compendium of Medicine" skriver, at "slagtilfælde skyldes ugunstige pulskanaler og blodgasobstruktion", hvilket giver et teoretisk grundlag for induktion af åreforkalkning ved blodstasis. Hjertemangel er særlig vigtig ved mangel på positiv qi; patologiske faktorer som blodstasis og slimhinde er tegn på sygdommens begyndelse. Denne undersøgelse er baseret på det grundlæggende princip om at "nære hjertet, fjerne blodstasis og opløse slim" for patogenesen af AS. Formlen består af Huangqi, Danggui Wei, Chishao, Chuanxiong, Taoren, Honghua, Dilong, Gualou, Xiebai, Banxia, Codonopsis pilosula, Ophiopogon japonicus, Schisandra chinensis og andre stoffer. Huangqi er kongens medicin, kombineret med Codonopsis pilosula, Ophiopogon japonicus og Schisandra chinensis for at give næring til qi. Det er beregnet til at fremme blodcirkulationen, når qi er stærk, fjerne blodstasis, når blodcirkulationen er stærk, og fremme blodcirkulationen, når blodstasis er fjernet; Danggui er en lægeurt, der giver næring til qi og blod. Den ledsages af regnorme, rød pæon, ferskenkerner, røde blomster og Chuanxiong for at fremme blodcirkulationen og fjerne blokeringen af kollateraler; Gualou, Xiebai og Banxia bruges til at udvide brystet, sprede knuder og fjerne slim og fjerne blokeringen af kollateraler. Den kombinerede brug af forskellige lægemidler har den virkning, at den nærer qi, nærer hjertet og fjerner uklarheder og blokerer kollateraler. Moderne forskning har vist, at Buyang Huanwu Tang kan udøve anti-AS-effekter gennem antioxidantstress, antiinflammatorisk, antiendotelcellebeskadigelse, apoptose og andre aspekter. Gualou, Xiebai og Banxia stammer fra Gualou Xiebai Banxia Tang. Moderne forskning har vist, at Gualou Xiebai Banxia Tang kan forebygge og behandle AS ved at hæmme oxidativt stress, regulere lipidmetabolismen og reducere inflammatoriske reaktioner.
ApoE-gen-knockoutmus (ApoE -/-) blev med succes dyrket i 1992 af Pathology Genetics Laboratory ved University of North Carolina og Biochemistry Genetics and Metabolism Laboratory ved Rockefeller University i USA. ApoE er en vigtig komponent i chylomikroner, ekstremt lavdensitetslipoprotein og højdensitetslipoprotein, der spiller en afgørende rolle i reguleringen af oxidativt stress, lipidmetabolisme, signaltransduktion og andre aspekter. De patologiske forandringer hos ApoE -/- mus er meget lig dem hos mennesker. De kan spontant danne fibrøse plaques og sammensatte plaques under naturlig kost og kan udvikle alvorlig hyperlipidæmi. Hannerne er mere tilbøjelige til at udvikle AS-læsioner, og sammenlignet med SD-rotter er ApoE -/- mus en hurtig model. Når de blev fodret med fedtfattig kost (0,15% kolesterol, 18% hydrogeneret kakaosmør) i 8 uger, blev der fundet lipidplakker og inflammatorisk infiltration i aorta hos tilfældigt dissekerede mus, hvilket bekræftede en vellykket modellering. Derfor vælges hanmus af typen ApoE -/- generelt som forsøgspersoner til eksperimentet. Niveauet af blodlipid er positivt korreleret med forekomsten af AS. Under patologiske forhold aflejres lipid i arterievæggen, monocyt-makrofager oxideres og fagocyteres til skumceller, hvilket reducerer stabiliteten af fibrøst plak og fremskynder processen med AS. Resultaterne af denne undersøgelse viste, at niveauerne af TC, TG og LDL-C i AS-plakker i Buyang Huanwu Tang-gruppen var lavere end i modelgruppen, og der blev ikke observeret nogen signifikant lipidaflejring eller plakdannelse i aortaroden, hvilket yderligere bekræfter de anti-AS- og plakstabiliserende virkninger af Buyang Huanwu Tang.
Oxidativ stressskade refererer til ubalancen mellem generering af ROS i kroppen og clearance af ROS af antioxidantenzymsystemet, hvilket fører til en stigning i ROS-akkumulering og forårsager oxidativ skade i kroppen. Når for meget ROS ophobes i arterien, vil det forårsage oxidativ skade på karvæggen, fremme produktionen af skumceller, i sidste ende fremkalde eller forværre AS og endda fremme bruddet på AS-plaque, hvilket vil påvirke folks livskvalitet alvorligt. AOPP kan deltage i dannelsen og udviklingen af AS gennem forskellige mekanismer. På den ene side kan dets oxidative metabolisme forårsage produktion af superoxid (H2O2, O-2, OH -), hvilket fører til endoteldysfunktion; På den anden side kan AOPP fremme syntese og frigivelse af inflammatoriske faktorer, fremkalde og forværre udviklingen af AS. Derfor er antioxidantreaktioner særligt vigtige i forebyggelsen og behandlingen af AS. Nrf2-signalvejen er tæt forbundet med antioxidantstress. ROS-overbelastning i kroppen kan aktivere Nrf2/HO-signalvejen, hvilket får Nrf2 til at dissociere fra det kompleks, der er dannet med Keap1, og akkumulere i cytoplasmaet i en fri tilstand. Samtidig bliver det fosforyleret og overført til kernen, hvilket fremmer HO-1-genekspressionen og øger den cellulære antioxidantstressresistens og dermed har en beskyttende effekt på cellerne. Nrf2-genet er en alkalisk leucin-zipper-transkriptionsfaktor, der er vidt udbredt i iltforbrugende organer. Det kan formidle antioxidantresponsveje, opretholde cellulær redoxhomeostase, regulere forskellige antioxidantproteingener og spille en nøglerolle i cellulær oxidativ stress. Nrf2/ARE-signalvejen er i øjeblikket kendt for at være den vigtigste endogene antioxidantvej, der er involveret i regulering af cellulær homeostase, lipiddannelse og frigivelse af inflammatoriske cytokiner. Forskning har vist, at Nrf2 kan reducere oxidativ stressskade, lindre inflammatoriske reaktioner, beskytte celler og regulere forskellige antioxidante enzymaktiviteter gennem sin medierede antioxidantvej. NQO-1 kan reducere NADPH-oxidase, mindske ROS-niveauer og reducere forekomsten af oxidative stressskader. HO-1 er et meget vigtigt antioxidant-enzym, som har vist sig at fremme nedbrydningen af hæmoglobin til stoffer som CO, bilirubin og biliverdin og har en god forebyggende effekt på forekomsten af åreforkalkning. Denne undersøgelse viste, at Buyang Huanwu Tang kan øge udtrykket af Nrf2, ARE, NQO-1 og HO-1 i aorta hos AS-modelmus. Det spekuleres i, at Buyang Huanwu Tang kan aktivere Nrf2/ARE-signalvejen for at beskytte aorta hos AS-modelmus mod oxidativ stressskade. Vores forskningsgruppe gennemførte yderligere undersøgelser og fandt, at Buyang Huanwu Tang kan øge ekspressionen af Nrf2- og ARE-proteiner samt ekspressionen af NQO-1, HO-1-proteiner og deres mRNA i musens aorta. Det indikerer, at Buyang Huanwu Tang kan aktivere Nrf2/ARE-signalvejen og udøve anti-AS-effekter. SOD er et antioxidant-enzym, der kan udøve antioxidante virkninger ved at fjerne frie iltradikaler og har en direkte indvirkning på niveauet af oxidativt stress. MDA er et af de vigtigste produkter i processen med membranlipidperoxidation, som er positivt korreleret med oxidative stressniveauer og kan afspejle kroppens oxidative stresstilstand. GSH Px er en vigtig antioxidant i kroppen, som er negativt korreleret med graden af oxidativ stress og kan fjerne ROS for at udøve antioxidanteffekter. Resultaterne af denne undersøgelse viste, at Buyang Huanwu Tang-gruppen kunne øge ekspressionsniveauerne af GSH Px og SOD i museplasma og reducere ekspressionsniveauet af MDA; Reducer ekspressionsniveauerne af AOPP og ROS. Ovenstående bekræfter yderligere, at Buyang Huanwu Tang har antioxidant- og stresslindrende virkninger.

For at opsummere har Buyang Huanwu Decoction, som er baseret på "Heart Benefiting, Blood Stasis Removing and Phlegm Resolving Method", effekten af anti-oxidativ stress, kan forbedre de patomorfologiske ændringer i aorta betydeligt, reducere lipidaflejringen i aorta, og dens mekanisme for anti-aterosklerose kan være relateret til aktivering af Nrf2/ARE-signalvej.