Die Wirkung von Gesamtalkaloiden aus Sophora alopecuroides auf die Proteinexpression von FXR, TGR5 und CYP7A1 in Dickdarm- und Lebergewebe von Mäusen mit Colitis ulcerosa
Sophora alopecuroides L. ist eine mehrjährige krautige Pflanze aus der Gattung Sophora in der Familie der Hülsenfrüchtler, die hauptsächlich in trockenen und halbtrockenen Wüstenrasen, salzhaltigem Alkaliland und Sanddünen im Nordwesten Chinas verbreitet ist. Sie ist eine salzalkalitolerante Sandpflanze. Sie wirkt hitzeabbauend, entgiftend und entfeuchtend und hat eine gute therapeutische Wirkung bei Magen-Darm-Erkrankungen. Die Alkaloide sind einer der Hauptwirkstoffe von Sophora alopecuroides. Studien haben gezeigt, dass die Alkaloide von Sophora alopecuroides gute therapeutische Wirkungen auf Myokarditis, Hepatitis und Colitis ulcerosa (UC) haben. Unsere frühere Forschung hat auch gezeigt, dass die gesamten Alkaloide von Sophora alopecuroides gute therapeutische Wirkungen auf UC haben.

Bei der UC handelt es sich um eine unspezifische Kolitis mit unklarer Ätiologie, die hauptsächlich die Dickdarmschleimhaut und die Submukosa befällt und mit verschiedenen Faktoren wie Genetik, Umwelt, Darmmikrobiota und Immunschwäche zusammenhängt. Diese Faktoren führen zu einer Störung des Darmmilieus, einer Funktionsstörung des Darmschleimhautepithels, einer anormalen Immunreaktion der Schleimhaut und schließlich zu wiederkehrenden Entzündungen des Darms, die das Auftreten und die Entwicklung von UC verursachen. In den letzten Jahren haben Studien einen engen Zusammenhang zwischen Gallensäuren und Darmerkrankungen bestätigt. Die Ursachen für UC sind eine unausgewogene Darmmikrobiota, epitheliale Dysfunktion und anormale Immunreaktionen, und Gallensäuren sind über mehrere Wege an diesen Prozessen beteiligt. Unsere früheren Forschungsarbeiten ergaben auch, dass die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides die Werte der Gesamtgallensäuren (TBA) und des Gesamtcholesterins (T-CHO) im Serum von UC-Mäusen senken können. Die Ergebnisse der gezielten Metabolomik von Gallensäuren zeigten, dass die Serumspiegel von α-Muri-Cholsäure (α-MCA), β-Muri-Cholsäure (β-MCA), ω-Muri-Cholsäure (ω-MCA) und Cholsäure (CA) in der Modellgruppe signifikant erhöht waren, während die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides nach der Behandlung signifikant abnahmen. Gallensäuren beeinflussen ihre Funktion im Magen-Darm-Trakt hauptsächlich über zwei Rezeptoren, nämlich den Farne-Soja-X-Rezeptor (FXR) und den G-Protein-gekoppelten Gallensäurerezeptor 5 (TGR5). Es wurde festgestellt, dass FXR und TGR5 in der Leber und im Dickdarm in hohem Maße exprimiert werden und eine sehr wichtige Rolle bei der Regulierung von Entzündungen spielen, was sie zu wertvollen Zielen für die Behandlung von UC macht. FXR kann die Produktion von entzündungsfördernden Zytokinen in der Dickdarmschleimhaut regulieren, was den Schweregrad der Colitis ulcerosa effektiv widerspiegeln kann. Zwischen der Leber und dem Darm besteht eine enge Verbindung. Cholesterin wird in Leberzellen über den neutralen (oder klassischen) Weg synthetisiert, der von der Cholesterin-7-α-Hydroxylase CYP7A1 am glatten endoplasmatischen Retikulum eingeleitet wird. Gallensäuren wirken als Signalmoleküle im Körper und regulieren den Stoffwechsel durch Aktivierung von FXR- und TGR5-Rezeptoren. Frühere Studien haben ergeben, dass die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides zwar Veränderungen der Serumgallensäuren beeinflussen können, der Weg der Gallensäuresynthese jedoch durch FXR/TGR5 reguliert wird. Es ist nicht klar, wie die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides Veränderungen der Serumgallensäuren über den FXR/TGR5-Weg beeinflussen. Daher konzentrierte sich diese Studie auf die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides und verwendete Dextransulfat-Natrium (DSS), um ein akutes Colitis ulcerosa-Modell bei Mäusen zu induzieren. Die Auswirkungen der Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides auf die Expression von FXR-, TGR5- und CYP7A1-Proteinen im Dickdarm- und Lebergewebe von Mäusen wurden analysiert, um die Auswirkungen und Mechanismen der Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides auf den FXR/TGR5-Signalweg in DSS-induzierten akuten UC-Mäusen zu untersuchen.

Colitis ulcerosa (UC) ist eine entzündliche Darmerkrankung, die den Dickdarm und die Dickdarmschleimhaut befällt. Aufgrund ihrer komplexen Pathogenese breitet sie sich weit im Darm aus, neigt zu wiederkehrenden Schüben, hat keine spezifischen Medikamente und ist schwer vollständig zu heilen. Sie wird von der Weltgesundheitsorganisation als eine der modernen, schwer zu behandelnden Krankheiten eingestuft.

In dieser Studie wurde ein 3.5% DSS-induziertes akutes UC-Mausmodell verwendet. Im Vergleich zu anderen Modellierungsmethoden ist diese Methode einfach zu handhaben, leicht zu replizieren und eignet sich für die Untersuchung der Arzneimittelwirksamkeit und des Wirkmechanismus. Die Ergebnisse zeigten, dass die DSS-induzierte Modellgruppe von Mäusen starke rektale Blutungen, ein vermindertes Körpergewicht, einen signifikant erhöhten DAI-Score, eine signifikant verkürzte Kolonlänge, eine Ablösung der Schleimhaut und ein Verschwinden der Krypten aufwies, was bei der pathologischen Beobachtung des Kolongewebes festgestellt wurde. Die oben genannten Indikatoren deuten auf eine erfolgreiche Modellierung in diesem Versuch hin. Nach der Behandlung mit den Gesamtalkaloiden von Sophora alopecuroides verbesserten sich die oben genannten Indikatoren in unterschiedlichem Maße, was darauf hinweist, dass die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides eine gewisse therapeutische Wirkung auf das DSS-induzierte akute UC-Mausmodell haben.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die Störung der Schleimhautbarrierefunktion bei vielen entzündlichen Darmerkrankungen mit dem Verlust von Becherzellen und der Schleimschicht zusammenhängt, der durch die Freisetzung einer großen Anzahl von Zytokinen verursacht wird. In diesem Experiment wurden die Becherzellen im Dickdarm jeder Mäusegruppe mit den speziellen Färbemethoden PAS und Alizarinblau untersucht. Es wurde festgestellt, dass die DSS-induzierte Modellgruppe einen signifikanten Rückgang der Anzahl der Becherzellen aufwies, während die Gruppe, die mit Sophora alopecuroides behandelt wurde, einen signifikanten Anstieg der Anzahl aufwies. In der Literatur wird berichtet, dass Entzündungsreaktionen eine fördernde Wirkung auf das Auftreten und die Entwicklung von UC haben. Der Gehalt an entzündungsfördernden Faktoren wie IL-17, IL-23 und Tumor-Nekrose-Faktor-α (TNF-α) ist signifikant erhöht, während der Gehalt an entzündungshemmenden Faktoren wie IL-10 signifikant verringert ist, was zu einem Ungleichgewicht zwischen entzündungsfördernden und entzündungshemmenden Faktoren führt und Entzündungsreaktionen im Darm verursacht. In diesem Experiment wurde ELISA verwendet, um den Gehalt an Zytokinen zu bestimmen, und es wurde festgestellt, dass die Werte der pro-inflammatorischen Faktoren IL-23, IL-1 β und IL-17 in der DSS-induzierten Modellgruppe der Mäuse signifikant erhöht waren, während die Gesamtalkalibehandlungsgruppe von Sophora alopecuroides signifikant reduziert war; Darüber hinaus wurde festgestellt, dass der Gehalt des entzündungshemmenden Faktors IL-10 in den Mäusen der DSS-induzierten Modellgruppe signifikant reduziert war, während die Gruppe mit der Behandlung mit dem Gesamtalkaloid von Sophora alopecuroides einen Anstieg zeigte. Die obigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides die Entzündung hemmen und den entzündungshemmenden Mechanismus in Mäusen weiter aktivieren können, indem sie den Gehalt an Entzündungsfaktoren und Becherzellen regulieren, wodurch die Kolitis verbessert und therapeutische Wirkungen erzielt werden. Um bestimmte theoretische Grundlagen und Methoden für die klinische Behandlung von UC bereitzustellen, ist jedoch weitere Forschung darüber erforderlich, wie Entzündungsfaktoren und Becherzellen die Barrierefunktion der Darmschleimhaut verbessern.

FXR und TGR5 werden im Leber- und Dickdarmgewebe stark exprimiert und sind an verschiedenen physiologischen Aktivitäten im Körper beteiligt. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung von Entzündungen, dem Gallensäurestoffwechsel, der Verbesserung der mechanischen Barriere der Darmschleimhaut und der Aufrechterhaltung der Homöostase. Li Yanxi et al. fanden heraus, dass der Schutzmechanismus der tibetischen Medizin 25 Wei Songshi Wan gegen Leberschäden möglicherweise durch den FXR-Signalweg vermittelt wird, der nachgeschaltete Gene und Proteine reguliert, die übermäßige Sekretion und Synthese von Gallensäuren hemmt und den Gallenstau durch Stabilisierung des Gallensäurestoffwechsels verbessert, ohne den Umwandlungsprozess der Gallensäuren zu beeinflussen. Die Studie von Wei et al. zeigte, dass die Expression von FXR in der Dickdarmschleimhaut von UC-Patienten signifikant reduziert war, während es keinen signifikanten Unterschied in der TGR5-Expression gab. Diese Forschungsergebnisse stimmen mit den Ergebnissen der vorliegenden Studie überein. Studien haben gezeigt, dass das Signal zwischen Peroxisom-Proliferator-aktiviertem Rezeptor (PPAR α) und UDP-Glucuronosyltransferase (UGT) eine wichtige Determinante der Gallensäure-Homöostase ist. Bei Patienten mit Enteritis wird der Peroxisom-Proliferator-aktivierte Rezeptor (PPAR α) aktiviert, und der Rückgang der intrazellulären Gallensäuren führt zur Hemmung des FXR-FGF15-Signalwegs, was wiederum zur Hochregulierung von CYP7A1 in der Leber führt, wodurch der kontinuierliche Anstieg der Gallensäuresynthese von Grund auf gefördert und die ursprüngliche Gallensäure-Homöostase gestört wird. FXR kann die negative Rückkopplungsregulierung von CYP7A1 bei der Gallensäuresynthese hemmen, indem es kleine heterodimere Chaperone (SHP) induziert. In diesem Experiment wurden die Gesamtcholesterin- und Gesamtgallensäurespiegel im Serum von Mäusen bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die DSS-induzierte Modellgruppe einen signifikanten Anstieg des Gesamtgallensäuregehalts und einen Rückgang des Gesamtcholesterins aufwies. In der mit Sophora alopecuroides Alkaloiden behandelten Gruppe war der Gesamtgehalt an Gallensäuren signifikant reduziert und der Gesamtcholesteringehalt signifikant erhöht. Die WB-Ergebnisse zeigten, dass FXR, TGR5 und CYP7A1 im Leber- und Dickdarmgewebe von Mäusen der DSS-induzierten Modellgruppe signifikant herunterreguliert wurden, während FXR, TGR5 und CYP7A1 im Lebergewebe der Sophora alopecuroides-Alkaloide-Behandlungsgruppe hochreguliert wurden, jedoch nicht signifikant; FXR im Dickdarmgewebe wurde signifikant hochreguliert, während TGR5 und CYP7A1 hochreguliert wurden. Die oben genannten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Herabregulierung von FXR, TGR5 und CYP7A1 bei UC-Mäusen das Auftreten und die Entwicklung von Entzündungen erheblich verschlimmert, während die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides die FXR-Expression im Dickdarm aktivieren können, wodurch der Gehalt an Gesamtgallensäuren im Serum verringert, die durch die Gallensäureansammlung verursachte Entzündung gelindert und die Entzündungsreaktion reduziert wird, was eine gewisse therapeutische und schützende Rolle bei UC spielt. Die Ergebnisse des Nachweises von Entzündungsfaktoren deuten darauf hin, dass FXR auch die Entzündungsreaktion durch Hemmung der Expression von entzündungsfördernden Faktoren lindern kann.

Die Korrelationsanalyse zwischen der Proteinexpression von FXR, TGR5 und CYP7A1 und den gesamten Gallensäuren und Entzündungsfaktoren ergab, dass FXR, CYP7A1 und die gesamten Gallensäuren im Dickdarmgewebe von UC-Mäusen negativ korreliert waren, während sie positiv mit IL-10 korreliert waren. TGR5 war negativ mit den pro-inflammatorischen Faktoren IL-23, IL-1 β und IL-17 korreliert, was darauf hindeutet, dass die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides bei der Behandlung von UC-Mäusen durch die Aktivierung von FXR, TGR5 und CYP7A1 im Dickdarm zu einem Rückgang des Gesamtgehalts an Gallensäuren im Serum und des Gehalts an pro-inflammatorischen Faktoren führten, während der Gehalt an dem entzündungshemmenden Faktor IL-10 anstieg. Es wird vermutet, dass dies die Entzündungsreaktion durch eine Verringerung der pro-inflammatorischen Faktoren und eine Erhöhung des anti-inflammatorischen Faktors IL-10 lindern könnte. In Übereinstimmung mit früheren Ergebnissen bestätigt dies, dass die Behandlung von Colitis ulcerosa mit den Gesamtalkaloiden von Sophora alopecuroides die Entzündung durch Regulierung des Gallensäurestoffwechsels verbessern kann. Darüber hinaus haben die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides zwar einen gewissen Hochregulierungseffekt auf die Aktivierung von TGR5, dieser ist jedoch nicht signifikant, und es könnte auch eine entzündungshemmende Wirkung haben, was weitere Forschung erfordert.

In dieser Studie wurde ein akutes UC-Modell an BALB/c-Mäusen etabliert, indem ihnen an 7 aufeinanderfolgenden Tagen 3,5% DSS-Wasser zum freien Trinken verabreicht wurde. Die Studie bewertete und bestätigte, dass die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides Gewebeschäden und Entzündungssymptome der DSS-induzierten Kolitis bei Mäusen reduzieren können. Nach der Behandlung mit den Gesamtalkaloiden von Sophora alopecuroides verringerte sich der Gesamtgehalt an Gallensäuren im Serum, und die Proteine FXR, CYP7A1 und TGR5 im Dickdarm wurden in unterschiedlichem Maße hochreguliert. Die Gesamtalkaloide von Sophora alopecuroides können Colitis ulcerosa bei Mäusen behandeln, indem sie die Spiegel der Dickdarmbecherzellen und des entzündungshemmenden Faktors IL-10 erhöhen, die Spiegel der pro-inflammatorischen Faktoren IL-23, IL-1 β und IL-17 senken und die Expression von Proteinen des FXR/TGR5-Signalwegs aktivieren.