Effekten af totale alkaloider fra Sophora alopecuroides på proteinudtrykket af FXR, TGR5 og CYP7A1 i tyktarms- og levervæv fra mus med ulcerøs colitis
Sophora alopecuroides L. er en flerårig urteagtig plante af Sophora-slægten i bælgplantefamilien, der hovedsageligt er udbredt i tørre og halvtørre ørkengræsmarker, saltholdigt alkaliland og sandklitter i det nordvestlige Kina. Det er en saltalkalitolerant sandplante. Den har den funktion at fjerne varme, afgifte og affugte og har en god terapeutisk effekt på mave-tarmsygdomme. Alkaloider er en af de vigtigste aktive ingredienser i Sophora alopecuroides. Undersøgelser har vist, at Sophora alopecuroides alkaloider har gode terapeutiske virkninger på myokarditis, hepatitis og colitis ulcerosa (UC). Vores tidligere forskning har også vist, at de samlede alkaloider fra Sophora alopecuroides har gode terapeutiske virkninger på UC.

UC er en ikke-specifik colitis med en uklar ætiologi, der hovedsageligt påvirker colonslimhinden og submucosa og er relateret til forskellige faktorer såsom genetik, miljø, tarmmikrobiota og immun ubalance. Disse faktorer fører til forstyrrelser i tarmmiljøet, dysfunktion af tarmslimhindeepitel, unormal slimhindeimmunrespons og i sidste ende tilbagevendende betændelse i tarmen, hvilket forårsager forekomst og udvikling af UC. I de senere år har undersøgelser bekræftet et tæt forhold mellem galdesyrer og tarmsygdomme. Årsagerne til UC er ubalanceret tarmmikrobiota, epiteldysfunktion og unormale immunreaktioner, og galdesyrer deltager i disse processer gennem flere veje. Vores tidligere forskning viste også, at totale alkaloider fra Sophora alopecuroides kan reducere niveauet af totale galdesyrer (TBA) og totalt kolesterol (T-CHO) i serum fra UC-mus. Målrettede metabolomics-resultater for galdesyrer viste, at serumniveauerne af α - muri cholic acid (α - MCA), β - muri cholic acid (β - MCA), ω - muri cholic acid (ω - MCA) og cholic acid (CA) var signifikant forøget i modelgruppen, mens de samlede alkaloider af Sophora alopecuroides faldt signifikant efter behandlingen. Galdesyrer påvirker hovedsageligt deres funktion i mave-tarmkanalen gennem to receptorer, nemlig farne soy X-receptoren (FXR) og den G-proteinkoblede galdesyrereceptor 5 (TGR5). FXR og TGR5 har vist sig at være stærkt udtrykt i leveren og tyktarmen og spiller en meget vigtig rolle i reguleringen af inflammation, hvilket gør dem til værdifulde mål for behandlingen af UC. Det vigtigste tegn på UC er slimhindebetændelse, og FXR kan regulere produktionen af pro-inflammatoriske cytokiner i tyktarmens slimhinde, hvilket effektivt kan afspejle sværhedsgraden af colitis ulcerosa. Der er en tæt forbindelse mellem leveren og tarmen. Kolesterol syntetiseres i leverceller gennem den neutrale (eller klassiske) vej, der initieres af kolesterol 7 α - hydroxylase CYP7A1 på det glatte endoplasmatiske retikulum. Galdesyrer fungerer som signalmolekyler i kroppen og regulerer stofskiftet ved at aktivere FXR- og TGR5-receptorer. Tidligere undersøgelser har vist, at selv om totalalkaloider fra Sophora alopecuroides kan påvirke ændringer i serumgaldesyrer, reguleres galdesyresyntesevejen af FXR/TGR5. Det er ikke klart, hvordan de samlede alkaloider i Sophora alopecuroides påvirker ændringer i serumgaldesyrer gennem FXR/TGR5-vejen. Derfor fokuserede denne undersøgelse på de samlede alkaloider fra Sophora alopecuroides og brugte dextransulfatnatrium (DSS) til at fremkalde en akut colitis ulcerosa-model hos mus. Virkningerne af de samlede alkaloider fra Sophora alopecuroides på ekspressionen af FXR-, TGR5- og CYP7A1-proteiner i tyktarmen og levervævet hos mus blev analyseret for at undersøge virkningerne og mekanismerne af de samlede alkaloider fra Sophora alopecuroides på FXR/TGR5-vejen i DSS-inducerede akutte UC-mus.

Colitis ulcerosa (UC) er en inflammatorisk tarmsygdom, der påvirker tyktarmen og tarmslimhinden. På grund af sin komplekse patogenese spreder den sig meget i tarmen, er tilbøjelig til tilbagevendende angreb, har ingen specifikke lægemidler og er vanskelig at helbrede helt. Den er opført som en af de moderne sygdomme, der er svære at behandle, af Verdenssundhedsorganisationen.

I denne undersøgelse blev der brugt en 3.5% DSS-induceret akut UC-musemodel. Sammenlignet med andre modelleringsmetoder er denne metode enkel at betjene, let at replikere og velegnet til at studere lægemidlers effekt og virkningsmekanisme. Resultaterne viste, at den DSS-inducerede modelgruppe af mus havde alvorlig rektal blødning, nedsat kropsvægt, signifikant øget DAI-score, signifikant forkortet tyktarmslængde, slimhindeløsning og forsvinden af krypter observeret ved patologisk observation af tyktarmsvæv. Ovenstående indikatorer indikerer en vellykket modellering i dette eksperiment. Efter behandling med totale alkaloider af Sophora alopecuroides blev ovenstående indikatorer forbedret i varierende grad, hvilket indikerer, at totale alkaloider af Sophora alopecuroides har en vis terapeutisk effekt på DSS-induceret akut UC-musemodel.

Tidligere undersøgelser har vist, at forstyrrelsen af slimhindebarrierefunktionen i mange inflammatoriske tarmsygdomme er relateret til tabet af bægerceller og slimlag forårsaget af frigivelsen af et stort antal cytokiner. I dette eksperiment blev PAS og Alizarinblå specielle farvningsmetoder brugt til at observere bægercellerne i tyktarmen i hver gruppe mus. Det viste sig, at den DSS-inducerede modelgruppe havde et signifikant fald i antallet af bægerceller, mens gruppen, der blev behandlet med Sophora alopecuroides og total alkali, havde en signifikant stigning i antallet. Der er litteraturrapporter om, at inflammatoriske reaktioner har en fremmende effekt på forekomsten og udviklingen af UC. Niveauerne af proinflammatoriske faktorer som IL-17, IL-23 og tumornekrosefaktor - α (TNF - α) øges betydeligt, mens niveauerne af antiinflammatoriske faktorer som IL-10 reduceres betydeligt, hvilket fører til en ubalance mellem proinflammatoriske og antiinflammatoriske faktorer og forårsager inflammatoriske reaktioner i tarmen. I dette eksperiment blev ELISA brugt til at påvise indholdet af cytokiner, og det blev konstateret, at niveauerne af proinflammatoriske faktorer IL-23, IL-1 β og IL-17 i den DSS-inducerede modelgruppemus var markant forøget, mens den samlede alkalibehandlingsgruppe af Sophora alopecuroides var markant reduceret; Derudover blev det konstateret, at indholdet af den antiinflammatoriske faktor IL-10 i musene i den DSS-inducerede modelgruppe blev væsentligt reduceret, mens den samlede alkaloidbehandlingsgruppe af Sophora alopecuroides viste en stigning. Ovenstående resultater indikerer, at totalalkaloider fra Sophora alopecuroides kan hæmme inflammation og yderligere aktivere den antiinflammatoriske mekanisme hos mus ved at regulere niveauerne af inflammatoriske faktorer og bægerceller og derved forbedre colitis og opnå terapeutiske effekter. For at give et vist teoretisk grundlag og metoder til klinisk behandling af UC, men der er behov for yderligere forskning i, hvordan inflammatoriske faktorer og bægerceller forbedrer tarmslimhindens barrierefunktion.

FXR og TGR5 er stærkt udtrykt i lever- og tyktarmsvæv og deltager i forskellige fysiologiske aktiviteter i kroppen. De spiller en vigtig rolle i regulering af inflammation, galdesyremetabolisme, forbedring af tarmslimhindens mekaniske barriere og opretholdelse af homeostase. Li Yanxi et al. fandt, at den beskyttende mekanisme i tibetansk medicin 25 Wei Songshi Wan mod leverskade kan formidles af FXR-signalvejen, der regulerer downstream-gener og proteiner, hæmmer overdreven udskillelse og syntese af galdesyrer og forbedrer galdestase ved at stabilisere galdesyremetabolismen uden at påvirke omdannelsesprocessen af galdesyrer. Wei et al.s undersøgelse viste, at udtrykket af FXR var signifikant reduceret i colonslimhinden hos UC-patienter, mens der ikke var nogen signifikant forskel i TGR5-ekspressionen. Disse forskningsresultater er i overensstemmelse med resultaterne af denne undersøgelse. Undersøgelser har vist, at peroxisom proliferator aktiveret receptor (PPAR α) - UDP glucuronosyltransferase (UGTs) signal er en vigtig determinant for galdesyrehomeostase. Hos patienter med enteritis aktiveres den peroxisome proliferatoraktiverede receptor (PPAR α), og faldet i intracellulære galdesyrer fører til hæmning af FXR-FGF15-vejen, hvilket yderligere resulterer i opregulering af leverens CYP7A1 og derved fremmer den kontinuerlige stigning i galdesyresyntesen fra bunden og bryder den oprindelige galdesyrehomøostase. FXR kan hæmme CYP7A1's negative feedback-regulering af galdesyresyntesen ved at inducere en heterodimerisk chaperon (SHP) med et lille molekyle. Dette eksperiment påviste niveauerne af total kolesterol og total galdesyre i musenes serum. Det viste sig, at den DSS-inducerede modelgruppe viste en signifikant stigning i det samlede indhold af galdesyrer og et fald i det samlede kolesterol. Det samlede indhold af galdesyrer blev reduceret betydeligt, og det samlede kolesterolindhold blev øget betydeligt i behandlingsgruppen med Sophora alopecuroides-alkaloider. WB-resultaterne viste, at FXR, TGR5 og CYP7A1 var signifikant nedreguleret i lever- og tyktarmsvævet hos mus i den DSS-inducerede modelgruppe, mens FXR, TGR5 og CYP7A1 var opreguleret i levervævet hos gruppen, der blev behandlet med Sophora alopecuroides totalalkaloider, men ikke signifikant; FXR i tyktarmsvævet var signifikant opreguleret, mens TGR5 og CYP7A1 var opreguleret. Ovenstående resultater tyder på, at nedreguleringen af FXR, TGR5 og CYP7A1 i UC-mus forværrer forekomsten og udviklingen af inflammation betydeligt, mens totale alkaloider af Sophora alopecuroides kan aktivere FXR-ekspression i tyktarmen og derved reducere indholdet af totale galdesyrer i serum, lindre inflammation forårsaget af galdesyreakkumulering og reducere dens inflammatoriske respons, hvilket spiller en vis terapeutisk og beskyttende rolle i UC. Resultaterne af påvisningen af inflammatoriske faktorer tyder på, at FXR også kan lindre den inflammatoriske reaktion ved at hæmme udtrykket af pro-inflammatoriske faktorer.

Korrelationsanalysen mellem proteinudtrykket af FXR, TGR5 og CYP7A1 og de samlede galdesyrer og inflammatoriske faktorer viste, at FXR, CYP7A1 og de samlede galdesyrer i tyktarmsvævet hos UC-mus var negativt korrelerede, mens de var positivt korrelerede med IL-10. TGR5 var negativt korreleret med de pro-inflammatoriske faktorer IL-23, IL-1 β og IL-17, hvilket indikerer, at de totale alkaloider fra Sophora alopecuroides behandlede UC-mus ved at aktivere FXR, TGR5 og CYP7A1 i tyktarmen, hvilket resulterede i et fald i serumindholdet af totale galdesyrer og indholdet af pro-inflammatoriske faktorer, mens indholdet af den anti-inflammatoriske faktor IL-10 steg. Det spekuleres i, at dette kan lindre det inflammatoriske respons ved at reducere pro-inflammatoriske faktorer og øge den anti-inflammatoriske faktor IL-10. I overensstemmelse med tidligere resultater bekræfter dette yderligere, at behandling af colitis ulcerosa med totale alkaloider fra Sophora alopecuroides kan forbedre inflammation ved at regulere galdesyremetabolismen. Selv om de samlede alkaloider fra Sophora alopecuroides har en vis opreguleringseffekt på aktiveringen af TGR5, er den ikke signifikant, og den kan også have en antiinflammatorisk effekt, som kræver yderligere forskning.

Denne undersøgelse etablerede en akut UC-model i BALB/c-mus ved at give dem 3,5% DSS-vand i 7 på hinanden følgende dage med gratis drikke. Undersøgelsen evaluerede og bekræftede, at totale alkaloider fra Sophora alopecuroides kan reducere vævsskader og inflammatoriske symptomer på DSS-induceret colitis hos mus. Efter behandling med totale alkaloider fra Sophora alopecuroides faldt det totale indhold af galdesyre i serum, og proteinerne FXR, CYP7A1 og TGR5 i tyktarmen blev opreguleret i varierende grad. De samlede alkaloider fra Sophora alopecuroides kan behandle colitis ulcerosa hos mus ved at øge niveauerne af tarmens bægerceller og den antiinflammatoriske faktor IL-10, reducere niveauerne af de proinflammatoriske faktorer IL-23, IL-1 β, IL-17 og aktivere udtrykket af FXR/TGR5-relaterede proteiner.