Beskyttende effekt af chitosan-oligosakkarider p\u00e5 dextransulfat-induceret colitis hos mus
\nInflammatorisk tarmsygdom (IBD) omfatter colitis ulcerosa (UC) og Crohns sygdom (CD). Colitis ulcerosa blev opdaget af Wilk og Moxon i 1875, defineret af Boas og Wilk i 1903 og officielt udpeget som en s\u00e6rlig klinisk tilstand af WHO i 1905. Ulcer\u00f8s colitis er en uspecifik colitis, der hovedsageligt er lokaliseret i sigmoideum og rektum i tyktarmen. L\u00e6sionerne er kontinuerligt fordelt i mucosa og submucosa og kommer langsomt tilbage. Der er ogs\u00e5 nogle f\u00e5 tilf\u00e6lde af akut debut, hovedsageligt manifesteret som mavesmerter, diarr\u00e9 og kl\u00e6brig aff\u00f8ring med pus og blod, ledsaget af forskellige ekstraintestinale symptomer. Den n\u00f8jagtige \u00e6tiologi og patogenese af ulcer\u00f8s colitis er stadig uklar, og det antages generelt at v\u00e6re relateret til forskellige faktorer s\u00e5som infektion, immunsystemforstyrrelser, genetisk f\u00f8lsomhed, milj\u00f8, mental tilstand og dysbiose. Det er meget almindeligt i vestlige lande, hvor 10-20 mennesker lider af det for hver 105 mennesker, og forekomsten i Nordamerika og Vesteuropa er h\u00f8jere. I de senere \u00e5r har forekomsten af UC i Kina ogs\u00e5 v\u00e6ret stigende. P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt findes der symptomatiske l\u00e6gemidler som 5-aminosalicylsyre (sulfasalazin) og immunosuppressive midler til behandling af colitis, men de har visse bivirkninger, hvilket g\u00f8r s\u00f8gningen efter sikre l\u00e6gemidler til et hotspot for forskningen.
\nChitooligosaccharider (COS) fremstilles ved hydrolyse af chitosan (CS) med en polymerisationsgrad p\u00e5 2-20 og en gennemsnitlig molekylv\u00e6gt p\u00e5 mindre end 3900 Da. Molekylv\u00e6gten er lille, letopl\u00f8selig i vand og kan absorberes direkte af biologiske organismer. Det har biologiske aktiviteter s\u00e5som at reducere fedt, s\u00e6nke blodsukkeret, h\u00e6mme bakterier, bek\u00e6mpe kr\u00e6ft og antiinflammatorisk og har ingen toksiske bivirkninger. Det kan bruges i vid udstr\u00e6kning inden for forskellige omr\u00e5der som medicin, kosmetik, f\u00f8devarer og landbrug. Chitosan kan fremstilles ved deacetylering af chitin, den n\u00e6stmest udbredte polymer i verden efter cellulose (som ofte findes i krebsdyrsskaller, insekthud og svampecellev\u00e6gge). P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt har der v\u00e6ret nogle unders\u00f8gelser af chitosan-oligosakkariders virkning p\u00e5 colitis, s\u00e5som Yang et al.s opdagelse af, at chitosan-oligosakkarider kan opn\u00e5 beskyttende virkninger p\u00e5 colitis gennem AMPK og NF-\u03ba B. Anvendelseskoncentrationen er dog betydeligt h\u00f8jere (generelt 500 mg\/kg, svarende til en menneskedosis p\u00e5 ca. 3,6 g), hvilket langt overstiger den nationale anbefalede indtagelsesdosis p\u00e5 0,5 g\/dag (se Announcement on the Approval of Six New Food Ingredients including Chitosan Oligosaccharides (2014 No. 6), svarende til en musedosis p\u00e5 70 mg\/kg). Yousef fandt ud af, at chitosanoligosaccharider i en dosis p\u00e5 20 mg\/kg ogs\u00e5 kan have en beskyttende effekt p\u00e5 colitis ved hj\u00e6lp af en colitis-model med eddikesyreinfusion og eksperimenter med tarmepitelceller. Derfor bruger denne artikel hovedsageligt en 3% DSS drikkevandsinduceret colitis musemodel til at verificere interventionen af chitosan oligosaccharider p\u00e5 colitis i forskellige doser (70 og 140 mg\/kg), udforske chitosan oligosacchariders rolle i regulering af colitis symptomer og fysiologisk status hos mus, og give data st\u00f8tte til yderligere forskning i den beskyttende virkning af chitosan oligosaccharider p\u00e5 DSS induceret colitis mus. I dette eksperiment blev 50 han-C57BL\/6-mus tilf\u00e6ldigt opdelt i 5 grupper: blank gruppe, modelgruppe, positiv gruppe (SASP, 50 mg\/kg) og lav- og h\u00f8jdosis chitosangrupper (70 og 140 mg\/kg) ved at drikke vand indeholdende 3% natriumdextransulfat (DSS) i 7 dage for at etablere en model. Evaluere effekten af chitooligosaccharider gennem v\u00e6gt\u00e6ndringer, sygdomsaktivitetsindeks, patologisk score og myeloperoxidaseaktivitet. P\u00e5vise niveauerne af inflammatoriske faktorer i colitis ved hj\u00e6lp af ELISA.<\/p>\n
DSS colitis-modellen er en internationalt anerkendt og udbredt eksperimentel UC-dyremodel, der blev etableret i 1990. Dens patologiske \u00e6ndringer omfatter s\u00e5rdannelse, kryptabcess, bet\u00e6ndelse i sm\u00e5 kar, nedsat antal b\u00e6gerceller og infiltration af forskellige inflammatoriske celler, som svarer til de kliniske symptomer p\u00e5 colitis hos mennesker. Den anbefalede dosis af chitosan til mennesker er 0,5 g pr. person, hvilket kan omregnes til en dosis til mus p\u00e5 70 mg\/kg. Ved hj\u00e6lp af denne model valgte vi derfor to doser chitosan, 70 mg\/kg og 140 mg\/kg, for at unders\u00f8ge deres virkning p\u00e5 DSS-induceret colitis. I koreansk litteratur blev der udf\u00f8rt eksperimenter med akut toksicitet af oligosakkarider, og man fandt, at LD50 for oligosakkarider i mus oversteg 5,0 g\/kg. Zhao et al.s sikkerhedsevaluering af funktionelle chitosan-f\u00f8devarer viste, at der ikke blev observeret nogen akutte toksiske reaktioner inden for 10 dage efter indgivelse til mus (1,25 g\/kg\/dag) og rotter (1,47 g\/kg\/dag) (ca. 312-368 gange den klinisk anbefalede dosis). Dette fors\u00f8g etablerede en model for colitis ulcerosa ved at lade musene drikke 3% DSS frit i 7 dage. P\u00e5 fors\u00f8gets sjette dag blev der observeret typiske fysiologiske symptomer p\u00e5 colitis hos musene i modelgruppen, s\u00e5som v\u00e6gttab, appetitl\u00f8shed, uj\u00e6vn beh\u00e5ring, diarr\u00e9, klistret aff\u00f8ring med blod og endda rektal bl\u00f8dning. P\u00e5 den ottende dissektionsdag blev det konstateret, at tyktarmen hos musene i modelgruppen var forkortet, og tyktarmsv\u00e6vet var overbelastet og \u00f8demat\u00f8st. HE-farvning afsl\u00f8rede \u00f8dem i tyktarmens slimhinde, ufuldst\u00e6ndige epitelceller, forsvinden af kryptkirtelstruktur og alvorlig inflammatorisk infiltration. Ovenst\u00e5ende symptomer blev forbedret hos mus, der blev behandlet med lavdosis (70 mg\/kg) og h\u00f8jdosis (140 mg\/kg) chitosan. I overensstemmelse med resultaterne fra Yousef et al. p\u00e5pegede han, at chitosan-oligosakkarider kan reducere apoptose af tarmepitelceller, h\u00e6mme inflammation og beskytte den strukturelle og funktionelle integritet af tarmepitelbarrieren. Nogle unders\u00f8gelser tyder p\u00e5, at inflammatorisk tarmsygdom er for\u00e5rsaget af defekter i tarmepitelbarrieren og dysregulering af slimhindeimmunrespons. Chitosan-oligosakkarider kan beskytte tarmepitelceller, hvilket indikerer deres vigtige beskyttende rolle i enteritis. I dette fors\u00f8g viste chitosan-dosisgruppen p\u00e5 70 mg\/kg signifikante forskelle i forhold til modelgruppen med hensyn til at forbedre forkortelsen af tyktarmen, lindre slimhinde\u00f8dem i tyktarmen og beskytte b\u00e6gerceller og kryptstrukturer. Dosisgruppen p\u00e5 140 mg\/kg viste dog ingen signifikant forskel i forbedringen af tyktarmsforkortelsen sammenlignet med modelgruppen, og der var kun en signifikant forskel i forbedringen af de patologiske v\u00e6vsscorer. Dette indikerer, at lavdosis chitosan-gruppen har en bedre beskyttende effekt p\u00e5 DSS-induceret colitis hos mus. Resultaterne viste, at en dosis p\u00e5 70 mg\/kg chitosan havde en vis effekt p\u00e5 lindring af tyktarmsforkortelse og beskyttelse af tyktarmsstrukturen hos mus, hvilket er nyttigt for udviklingen og anvendelsen af chitosan i den nationalt anbefalede dosis.<\/p>\n
P\u00e5 nuv\u00e6rende tidspunkt er de vigtigste behandlingsretninger for IBD oxidativ stress og inflammation. Det antages, at oxidativ stress er det patogene grundlag for IBD, og overdrevne iltfrie radikaler er en n\u00f8glefaktor i dannelsen af ulcerativ inflammatorisk v\u00e6vsskade og colitis. Med produktionen af MDA genererer overdreven NO iltfrie radikaler, der for\u00e5rsager oxidativ skade og f\u00f8rer til infiltration af et stort antal inflammatoriske celler i v\u00e6vet. Neutrofiler er de hurtigste immunceller, der rekrutteres til inflammationsstedet i de tidlige stadier af UC. De har en dobbelt funktion. P\u00e5 den ene side samler de sig i epitelkrypter og tarmhulrum og udskiller IL-1, IL-6, MPO osv. ved at frigive reaktive iltarter (ROS), hvilket medf\u00f8rer yderligere v\u00e6vsskade. P\u00e5 den anden side opretholder det aktivt v\u00e6vshomeostase ved at udskille antiinflammatoriske faktorer og kan begr\u00e6nse mikrobiel invasion. Qiao et al. fandt ud af, at chitosan-oligosakkarider kan reducere infiltrationen af neutrofiler og lipidperoxidation i beskadigede organer i musemodeller med LPS-induceret sepsis. Dou et al. fandt, at chitosanoligosaccharider kan h\u00e6mme produktionen af reaktive iltarter, degranulering og vedh\u00e6ftning af aktiverede neutrofiler hos kaniner og derved ud\u00f8ve antiinflammatoriske virkninger. Myeloperoxidase-v\u00e6rdien (MPO) er en mark\u00f8r for v\u00e6vsskade og neutrofil (PMN)-infiltration, som kan f\u00f8re til brud p\u00e5 slimhinden og s\u00e5rdannelse og er t\u00e6t forbundet med IBD.<\/p>\n
I eksperimentet blev MPO-aktiviteten i colitis-modelgruppemusene signifikant \u00f8get sammenlignet med den blanke gruppe, hvilket indikerer en signifikant stigning i neutrofiler i tarmv\u00e6v og alvorlig infiltration. Efter intervention med chitosanoligosaccharid faldt MPO-aktiviteten i tyktarmsv\u00e6vet, selvom den ikke var signifikant forskellig fra modelgruppen, var der en tendens til at bremse neutrofil aggregering i tarmen og reducere yderligere v\u00e6vsskade. Dette stemmer overens med Dou et al.s opdagelse af, at chitosan-oligosakkarider kan fremme neutrofil apoptose og reducere MPO-frigivelse hos mus med glykogen peritonitis. Det spekuleres i, at dette kan v\u00e6re relateret til aktiveringen af PLD og PI3K, som inducerer neutrofil produktion af superoxid og andre stoffer.<\/p>\n
UC er resultatet af flere faktorer, der arbejder sammen, og blandt disse spiller cytokiner ogs\u00e5 en vigtig rolle. IL-6 kan stimulere T-celleproliferation ved lave koncentrationer, aktivere B-celleproliferation, udskille antistoffer og deltage i kroppens inflammatoriske respons ved h\u00f8je koncentrationer. TNF-\u03b1, ogs\u00e5 kendt som tumornekrosefaktor alfa, produceres af aktiverede makrofager II-monocytter og fremmer apoptose. IL-6 og TNF - \u03b1, som er to vigtige inflammatoriske cytokiner, er de hurtigste og mest betydningsfulde inflammatoriske faktorer, der reagerer p\u00e5 patogene stimuli i kroppen. De er almindeligt forekommende i forskellige patologiske processer som immunsygdomme, inflammatoriske reaktioner og tumorimmunitet. I colonslimhindev\u00e6vet hos UC-patienter er udtrykket af IL-6 og TNF-\u03b1 meget h\u00f8jere i den aktive fase end i remissionsfasen, og de spiller ogs\u00e5 vigtige roller i inflammation og immunrespons i tarmslimhinden og betragtes som n\u00f8glecytokiner, der medierer IBD. Nuklear faktor kappa B (NF - \u03ba B) er en vigtig transkriptionsfaktor, der er relateret til udtrykket af inflammatoriske cytokiner. N\u00e5r kroppen stimuleres, kan I \u03ba B aktiveres og nedbrydes, hvilket aktiverer NF - \u03ba B i cytoplasmaet og kommer ind i kernen, inducerer gentranskription og genererer forskellige inflammatoriske eller kemokiner, s\u00e5som IL-1 \u03b2, IL-6, IL-12 og TNF - \u03b1, som yderligere forv\u00e6rres gennem feedbackforst\u00e6rkning. Youself et al. mener, at chitooligosaccharider lindrer bet\u00e6ndelsesreaktioner i kroppen ved at h\u00e6mme NF - \u03ba B-vejen. I dette eksperiment blev udtrykket af IL-6 og TNF - \u03b1 i tyktarmsv\u00e6vet hos ulcer\u00f8s colitis-mus \u00f8get betydeligt, mens intervention med lave og h\u00f8je doser af chitosan-oligosaccharider kunne reducere deres ekspressionsniveauer betydeligt, hvilket stemmer overens med resultaterne fra Yang og Youself et al. Det indikerer, at oligosaccharider effektivt kan forbedre colitis-symptomer ved at lindre inflammatoriske reaktioner.<\/p>\n
Ved at sammenligne de eksperimentelle resultater af to doser chitosan-oligosakkarider fandt man ud af, at begge doser chitosan-oligosakkarider bremsede DSS-induceret v\u00e6gttab, forkortelse af tyktarmen og h\u00e6mmede sygdomsaktivitetsindekset samt \u00f8gede MPO-aktiviteten. De forbedrede de histopatologiske forandringer markant og \u00f8gede niveauerne af TNF-\u03b1 og IL-6 i v\u00e6vet. Blandt dem havde lavdosisgruppen og h\u00f8jdosisgruppen bedre effekt i forhold til at lindre tyktarmens l\u00e6ngde og histopatologiske forandringer. Dette indikerer, at lavdosisgruppen af COS har en bedre effekt i forhold til at lindre symptomer p\u00e5 colitis. Yousef et al. behandlede colitis-mus med COS i doser p\u00e5 1, 5, 10, 20, 50 og 100 mg\/kg og fandt ud af, at 10 og 20 mg\/kg COS havde den bedste effekt. Lignende klokkeformede forhold mellem COS-dosis og effekt blev ogs\u00e5 observeret i T84-celler induceret af LPS og TNF - \u03b1, hvilket tyder p\u00e5, at COS kan stimulere to forskellige signalveje, producere modsatte effekter og for\u00e5rsage funktionel antagonisme. Forholdet mellem dosiseffekt blev ogs\u00e5 fundet i tidligere unders\u00f8gelser i vores laboratorium. Ding gav COS i doser p\u00e5 35, 70, 140 og 210 mg\/kg til mus med alkoholisk fedtlever og fandt, at grupperne p\u00e5 70 og 140 mg\/kg havde en bedre beskyttende effekt. De 70 og 140 mg\/kg COS, der er valgt i denne artikel, kan v\u00e6re placeret i midten og bagsiden af klokkeformen, og de eksperimentelle resultater viser, at lavdosisgruppen har lidt bedre effekter end h\u00f8jdosisgruppen.<\/p>\n
Sammenfattende kan chitosan-oligosaccharider effektivt lindre symptomer p\u00e5 DSS-induceret colitis. Blandt dem er 70 mg\/kg chitosanoligosaccharider mere effektive til at lindre tyktarmens l\u00e6ngde og histopatologiske \u00e6ndringer sammenlignet med 140 mg\/kg, og de er mere velegnede som den anbefalede dosis til menneskebrug. I mellemtiden kan chitosanoligosaccharider spille en rolle i at reducere inflammation og lindre IBD-symptomer ved at lindre neutrofil infiltration og h\u00e6mme frigivelsen af pro-inflammatoriske cytokiner. Den specifikke virkningsmekanisme for chitooligosaccharider til at h\u00e6mme frigivelsen af inflammatoriske cytokiner skal dog stadig verificeres yderligere.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Beskyttende effekt af chitosan-oligosakkarider p\u00e5 dextransulfatinduceret colitis hos mus Inflammatorisk tarmsygdom (IBD) omfatter ulcer\u00f8s colitis (UC) og Crohns sygdom (CD). Colitis ulcerosa blev opdaget af Wilk og Moxon i 1875, defineret af Boas og Wilk i 1903 og officielt udpeget som en s\u00e6rlig klinisk tilstand af WHO i 1905. Colitis ulcerosa er [...]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n