A Moringa levél poliszacharidok megelőzésének és mechanizmusának vizsgálata a fekélyes vastagbélgyulladás kezelésében egereknél
A colitis ulcerosa (UC) egy igen összetett, nem specifikus, visszatérő vastagbélgyulladásos betegség, amely gyakran vastagbélnyálkahártya-fekélyesedéssel és fekélyesedéssel, gyakori hasi fájdalommal, hasmenéssel, végbélvérzéssel és egyéb klinikai tünetekkel jár. Visszatérő és nehezen gyógyítható jellege miatt súlyosan befolyásolja a beteg normális életét, és növeli a másodlagos fertőzés és a vastagbélrák kockázatát. Eric és munkatársai megállapították, hogy az UC patogenezise szorosan összefügg a bélgát funkciójának károsodásával és a bél mikrokörnyezetének változásaival. Ha a bélnyálkahártya gát károsodik, a bél lamina propria immunsejtjei külső antigéneknek és kórokozóknak vannak kitéve, és az aktivált immunsejtek gyulladásos kaszkádreakciót váltanak ki a szervezetben, ami a T-sejt-alcsoportok nem specifikus Th2 immunválaszok közvetítésére készteti őket. Ugyanakkor a TLR4 jeleket küld a MyD88 adaptorfehérje felé, ami az NF - κ B aktiválásához vezet, és elősegíti az olyan pro-inflammatorikus faktorok kifejeződését, mint az interleukin-1 β (IL-1 β) és a tumor nekrózis faktor - α (TNF - α), felborítva a bélrendszeri immunhomeosztázist és tovább károsítva a bélhámsejteket. Ugyanakkor a bélmikrobióta összetétele jelentős hatással van az immunrendszer fejlődésére és működésére. Ha a bélben a hasznos és patogén baktériumok aránya kiegyensúlyozatlan, toxinok, bélbaktériumok és antigének kerülnek a szervezetbe, súlyosbítva a bélnyálkahártya gyulladását és a túlzott oxidatív stresszválaszt az UC betegeknél. Ez arra utal, hogy a gyulladásos faktorokat és a bélmikrobiótát célzó beavatkozások hatékony célpontok az UC megelőzésében és kezelésében.

Az eredetileg Indiából származó Moringa oleifera növényt széles körben ültetik Afrika és Ázsia trópusi és szubtrópusi régióiban. Az utóbbi években Kína Yunnan és Guangxi régióiban széles körben termesztik. A kínai egészségügyi minisztérium 2012-ben új erőforrásként és fontos élelmiszerforrásként hagyta jóvá a kínai gyógyászatban és élelmezésben egyaránt. A Moringa levelek tápértéke rendkívül magas. A Moringa levélből készült élelmiszerek hosszú távú fogyasztása erősítheti az emberi immunrendszert, és bizonyos betegségmegelőző hatással is rendelkezik. Fő bioaktív összetevői a polifenolok, flavonoidok és poliszacharidok, amelyek jelentős gyulladáscsökkentő, antioxidáns és daganatellenes hatást fejtenek ki. Jelenleg viszonylag kevés jelentés van a Moringa oleifera levél poliszacharidjáról (MOLP) mind hazai, mind nemzetközi szinten, és ez még mindig a hagyományos extrakciós eljárások optimalizálására és a kémiai összetétel elemzésére korlátozódik. A MOLP bélgyulladásra gyakorolt megelőző és terápiás hatásai még nem tisztázottak. Ezért ebben a kísérletben DSS indukciót használtunk egy UC egérmodell létrehozására, és megfigyeltük a MOLP javító hatását a gyulladásos válaszra és a bél mikrobiótára akut vastagbélgyulladásos egerekben. A cél a MOLP UC-re gyakorolt megelőző és terápiás hatásainak mechanizmusának tisztázása, hogy ötleteket nyújtson a MOLP farmakológiai kutatásához és klinikai betegségkezeléséhez.

 

Az elmúlt években az UC előfordulási aránya a világon évről évre nőtt. Az európai országokhoz képest Kínában gyorsabban nőtt az UC előfordulási aránya. A modern orvostudomány gyakran használ glükokortikoidokat, szalicilsav-készítményeket és immunszuppresszánsokat az UC kezelésére a klinikai gyakorlatban, de a könnyű kiújulás és a súlyos gyógyszeres mellékhatások a kezelés abbahagyása után kényes kérdéssé teszik az orvosi közösségben. A klinikai alkalmazások folyamatos elmélyülésével a tiszta természetes forrásokból származó növényi poliszacharidok biztonságosságuk, hozzáférhetőségük, gyulladáscsökkentő hatásuk és hatékony immunerősítő hatásuk miatt felkeltették a figyelmet. A Moringa levelek egyik hatékony hatóanyagaként a Moringa levelek poliszacharidjait funkcionális aktivitásuk miatt tanulmányozták, elsősorban a vérzsírok, a vércukorszint csökkentésére, a daganatellenes és antioxidáns hatásokra összpontosítva. A MOLP bélgyulladásra gyakorolt megelőző és terápiás hatásainak feltárása érdekében DSS-t használtak egy UC modell létrehozására és kezelésére. Az eredmények azt mutatták, hogy a modellezés után az egerek olyan tüneteket mutattak, mint a hasmenés, véres széklet, súlyvesztés, megnövekedett DAI pontszámok és megrövidült vastagbél hossza, ami sikeres modellezést és jelentős hatásokat jelzett. A MOLP-kezelés után az UC egerek súlyvesztése jelentősen javulhat, a DAI pontszám csökkenthető, a vastagbél nyálkahártya károsodása és a gyulladásos infiltráció enyhíthető, az IL-1 β, TNF - α, HMGB1 pro-inflammatorikus faktorok szintje az egérszérumban és a vastagbélben csökkenthető, az IL-10 gyulladásgátló faktor szintje felszabályozható, és a P65 és az I κ B α foszforilációja gátolható, hogy megakadályozzák a TLR4/NF - κ B jelátviteli útvonal túlzott aktiválódását, fenntartsák a bélmikrobióta homeosztázisát, és a szervezet gyulladásos válaszának gátlásával és az egér bélmikrobióta szerkezetének szabályozásával megelőző és terápiás hatást fejtsenek ki az UC-re.
A gyulladásos citokinek nélkülözhetetlen szerepet játszanak az UC kialakulásában és fejlődésében. Az immunsejtek termelik őket, és az immunsejtek közötti kölcsönhatás révén serkentik az antigénspecifikus effektorsejtek proliferációját, valamint közvetítik a helyi és szisztémás gyulladást. Normális körülmények között a makrofágok gyengén reagálnak a gyulladásos jelekre, és kevésbé valószínű, hogy elősegítik termelésüket az immunhiányos sejtekben. Az UC kialakulása során azonban az aktivált makrofágok és dendritikus sejtek különböző citokineket, például TNF - α-t, INF - γ-t, IL-1 β-t, IL-10-et stb. választanak ki a gyulladásos válasz szabályozása érdekében. Ezeknek a citokineknek az upregulációja vagy túlaktiválása T-sejtes egyensúlytalansághoz és Treg/Th1, Th2, Th17 egyensúlytalansághoz vezethet, elősegítve a neutrofilek felhalmozódását a gyulladásos helyeken, csökkentve a hámsejtek elektrolit-szekrécióját, növelve a membránpermeabilitást, és tovább súlyosbítva a gyulladásos választ. Az UC kezelésére használt gyógyszerek és természetes termékek hatékonyan enyhíthetik a gyulladásos faktorok koncentrációjának és expressziós szintjének egyensúlyhiányát. Xiao és munkatársai megállapították, hogy a Sophora alopecuroides teljes alkaloidjai enyhíthetik a gyulladást azáltal, hogy szabályozzák az IL-1 β, IL-23 és IL-17 pro-inflammatorikus faktorok szintjét UC egerekben, és növelik az IL-10 gyulladásgátló faktor szintjét. Ez a tanulmány az IL-1 β, TNF - α, HMGB1 és IL-10 kimutatásán keresztül az UC egerek szérumában azt találta, hogy a MOLP jelentősen gátolni tudja a gyulladáskeltő faktorok expresszióját és felszabályozza a gyulladáscsökkentő faktorok szintjét. Ugyanakkor valós idejű fluoreszcens kvantitatív PCR technológiát alkalmaztunk a szöveti gyulladásos faktorok kimutatására, és az eredmények azt mutatták, hogy a MOLP hatékonyan enyhíti az IL-1 β, TNF - α, HMGB1 mRNS expresszióját az UC egerek vastagbélszövetében, és növeli az IL-10 mRNS expresszióját. Ezenkívül az MPO a neutrofilek jellegzetes enzime, a neutrofilek vagy makrofágok által bizonyos szövetekben szekretált hemoglobináz, és a heme-peroxidáz család tagja. A szövetek neutrofil beszivárgásának mértékét az MPO aktivitásának kimutatásával értékelhetjük egér vastagbélszövetekben. Az eredmények azt mutatták, hogy a MOLP jelentősen gátolni tudta az MPO aktivitását UC egerekben, és csökkentette a neutrofilek számát a vastagbélszövetben. A gyulladásos faktorok keletkezése és az MPO-aktivitás fent említett növekedése szorosan összefügg a TLR4/NF - κ B jelátviteli útvonal központi helyzetével. A TLR4 fontos szerepet játszik a patogén mikroorganizmusok felismerésében és a szerzett immunválaszok szabályozásában a veleszületett immunitásban. Amikor a TLR4 aktiválódik, a MyD88 adaptorfehérje jelátvitelével foszforilációt, ubikvitinációt és az I κ B degradációját indukálja, felszabadítva az NF κ B p50/p65 dimereket. Az aktivált dimerek belépnek a sejtmagba, és azonnal elindítják a különböző citokinek transzkripcióját, ami az IL-1 β, TNF - α stb. számának növekedéséhez vezet, ami a gyulladás fennmaradását és további terjedését okozza. Zhang és munkatársai megállapították, hogy az NF - κ B jelátviteli útvonal UC egerek vastagbelében túlaktivált, és az NF - κ B jelátviteli útvonal aktiválódásának célzott gátlása hatékonyan enyhítette az UC-t. Ez a vizsgálat megállapította, hogy a Con csoporthoz képest a DSS csoportba tartozó egerek vastagbélszövetében az MPO aktivitása jelentősen megnövekedett, és a TLR4 és MyD88 fehérjék expressziója jelentősen megnőtt. A p-P65 és a p-I κ B α fehérjék felszabályozódtak, és a p-P65/P65 és a p-I κ B α/I κ B α aránya is megnőtt. A MOLP-kezelés után a fenti abnormális expresszió hatékonyan gátolt, ami azt jelzi, hogy a MOLP a TLR4/NF - κ B jelátviteli útvonal túlzott aktiválódásának gátlásával és a gyulladásos faktorok abnormális expressziójának elfojtásával gyakorolhatja megelőző és terápiás hatását az UC-re.
Normál körülmények között a bél teljes gátló funkcióval rendelkezik. A bélmikrobióta a bélhámréteggel, a nyálkahártya réteggel és a bélnyirokrendszerrel együtt alkotja a bélnyálkahártya mechanikai, kémiai és biológiai gátjait, amelyek képesek megakadályozni a patogén antigének behatolását a szervezetbe és fenntartani a normális működést. Ha a bélben gyulladás lép fel, a bél mikrobióta megzavarodik, a bélgát elpusztul, és a bél áteresztőképessége megnő. A káros baktériumok és metabolitjaik, például az endotoxinok felszívódnak a véráramba, tovább súlyosbítva a nyálkahártya hámsejtjeinek és a nyálkahártya gátjának károsodását, így egy ördögi kör alakul ki, amely visszatérő UC-hez vezet. Ez a tanulmány 16S rRNS génszekvenálással vizsgálta a MOLP hatását UC egerek bélmikrobiótájára. Megállapítottuk, hogy a MOLP képes növelni a bélmikrobióta diverzitását UC egerekben, helyreállítani a Campylobacter és a Bacteroidetes arányát, szabályozni a különböző mikrobióták relatív abundanciáját, és elősegíteni a bélmikrobióta szerkezetének normális szintre történő helyreállítását. Az emésztőrendszerben a két leggyakoribb faja a Firmicutes és a Bacteroidetes. A vizsgálatok azt találták, hogy a Firmicutes és a Bacteroidetes a vastagbélgyulladásos egerekben jelentősen csökkent, míg a MOLP-kezelés jelentősen enyhíti a két domináns baktériumcsoport egyensúlyhiányát. Ez hasonló a Sun és munkatársai által közölt eredményekhez, miszerint a lila édesburgonya poliszacharidok enyhíthetik a Firmicutes és Bacteroidetes arányának csökkenését UC egerekben a DSS modellezés által okozott csökkenést, ami arra utal, hogy e két domináns baktériumcsoport arányának növelése védőhatással lehet a vastagbélgyulladásos egerekre. További kutatási elemzések azt mutatják, hogy a butirát savas környezetet biztosíthat a bélben a káros baktériumok szaporodásának gátlása, az elektrolit egyensúly fenntartása és a nyálkahártya-gyulladás helyreállításának elősegítése érdekében. A butirátot főként a Firmicutes baktériumok termelik a szervezetben a bélben. A Firmicutes számának növelése védő hatással van a bélgyulladásra. Ez a vizsgálat megállapította, hogy a MOLP elősegítheti a Firmicutes számának növekedését az UC egerekben, serkenti a hasznos baktériumok mikrobiális aktivitását, és gátolja a patogén baktériumok növekedését.
A kísérlet eredményei azt mutatják, hogy a DSS által indukált UC egérmodellben a MOLP jelentősen enyhíti a vastagbél rövidülését, a súlyvesztést és az emelkedett DAI pontszámokat UC egerekben, csökkenti az IL-1 β, TNF - α pro-inflammatorikus citokinek szintjét, és a HMGB1 szintjét az UC egerek szérumában és vastagbélszöveteiben, szabályozza a TLR4/NF - κ B túlaktiválódását, és szabályozza a bél mikrobióta diverzitását, összetételét és relatív abundanciáját az UC egerekben, ezáltal megelőző és védő hatást gyakorol az UC-re. A következő lépés a jövőben a MOLP szerepének feltárása lesz az UC-ben több szempontból, például a kémiai gátak és az immungátak szempontjából. E tanulmány célja, hogy új ötleteket nyújtson a Moringa levelek fejlesztéséhez és felhasználásához, valamint a MOLP gyulladáscsökkentő hatásaihoz.