Влияние суммарных алкалоидов из Sophora alopecuroides на экспрессию белков FXR, TGR5 и CYP7A1 в тканях толстой кишки и печени мышей с язвенным колитом
Sophora alopecuroides L. - многолетнее травянистое растение рода Sophora семейства бобовых, распространенное в основном на засушливых и полузасушливых пустынных лугах, засоленных щелочных землях и песчаных дюнах на северо-западе Китая. Это устойчивое к соленой щелочи песчаное растение. Оно обладает функциями очищения от жара и детоксикации, осушения, а также оказывает хороший терапевтический эффект при желудочно-кишечных заболеваниях. Алкалоиды являются одним из основных действующих веществ в Sophora alopecuroides. Исследования показали, что алкалоиды Sophora alopecuroides оказывают хорошее терапевтическое действие при миокардите, гепатите и язвенном колите (ЯК). Наши предыдущие исследования также показали, что общие алкалоиды из Sophora alopecuroides оказывают хорошее терапевтическое воздействие на ЯК.

ЯК - это неспецифический колит с неясной этиологией, поражающий в основном слизистую и подслизистую оболочки толстой кишки и связанный с различными факторами, такими как генетика, окружающая среда, кишечная микробиота и иммунный дисбаланс. Эти факторы приводят к нарушениям в кишечной среде, дисфункции эпителия слизистой оболочки кишечника, аномальному иммунному ответу слизистой оболочки и, в конечном итоге, к рецидивирующему воспалению кишечника, вызывающему возникновение и развитие ЯК. В последние годы исследования подтвердили тесную взаимосвязь между желчными кислотами и заболеваниями кишечника. Причинами ЯК являются дисбаланс микробиоты кишечника, дисфункция эпителия и аномальные иммунные реакции, а желчные кислоты участвуют в этих процессах через множество путей. Наше предыдущее исследование также показало, что общие алкалоиды Sophora alopecuroides могут снижать уровень общих желчных кислот (TBA) и общего холестерина (T-CHO) в сыворотке крови мышей с ЯК. Результаты направленной метаболомики желчных кислот показали, что уровни α - мури холевой кислоты (α - МХА), β - мури холевой кислоты (β - МХА), ω - мури холевой кислоты (ω - МХА) и холевой кислоты (ХК) в сыворотке крови были значительно повышены в модельной группе, а общие алкалоиды Sophora alopecuroides значительно снизились после лечения. Желчные кислоты в основном влияют на свою функцию в желудочно-кишечном тракте через два рецептора, а именно рецептор фарне сои X (FXR) и рецептор желчных кислот 5 (TGR5), связанный с белками G. Было установлено, что FXR и TGR5 высоко экспрессируются в печени и толстой кишке и играют очень важную роль в регуляции воспаления, что делает их ценными мишенями для лечения ЯК. Основным признаком ЯК является воспаление слизистой оболочки, а FXR может регулировать выработку провоспалительных цитокинов в слизистой оболочке толстой кишки, что может эффективно отражать тяжесть язвенного колита. Существует тесная связь между печенью и кишечником. Холестерин синтезируется в клетках печени по нейтральному (или классическому) пути, инициируемому холестерин 7 α - гидроксилазой CYP7A1 в гладком эндоплазматическом ретикулуме. Желчные кислоты действуют как сигнальные молекулы в организме, регулируя метаболизм путем активации рецепторов FXR и TGR5. Предыдущие исследования показали, что хотя общие алкалоиды Sophora alopecuroides могут влиять на изменение уровня желчных кислот в сыворотке крови, путь синтеза желчных кислот регулируется FXR/TGR5. Неясно, как общие алкалоиды Sophora alopecuroides влияют на изменения желчных кислот в сыворотке крови через путь FXR/TGR5. Поэтому данное исследование было посвящено изучению общих алкалоидов Sophora alopecuroides и использованию декстрансульфата натрия (DSS) для индукции модели острого язвенного колита у мышей. Влияние общих алкалоидов Sophora alopecuroides на экспрессию белков FXR, TGR5 и CYP7A1 в тканях толстой кишки и печени мышей было проанализировано для изучения эффектов и механизмов влияния общих алкалоидов Sophora alopecuroides на путь FXR/TGR5 в DSS-индуцированном остром ЯК у мышей.

Язвенный колит (ЯК) - это воспалительное заболевание кишечника, поражающее толстую кишку и слизистую оболочку толстой кишки. Из-за сложного патогенеза он широко распространяется в кишечнике, склонен к повторным приступам, не имеет специфических лекарств и трудно поддается полному излечению. Всемирная организация здравоохранения относит его к числу современных трудноизлечимых заболеваний.

В данном исследовании использовалась модель острого ЯК у мышей, вызванная 3.5% DSS. По сравнению с другими методами моделирования, этот метод прост в работе, легко воспроизводим и подходит для изучения эффективности и механизма действия лекарств. Результаты показали, что в группе мышей с DSS-индуцированной моделью наблюдалось сильное ректальное кровотечение, снижение массы тела, значительное повышение балла DAI, значительное укорочение длины толстой кишки, отслоение слизистой и исчезновение крипт при патологоанатомическом исследовании тканей толстой кишки. Вышеперечисленные показатели свидетельствуют об успешном моделировании в данном эксперименте. После лечения суммарными алкалоидами Sophora alopecuroides вышеперечисленные показатели улучшились в разной степени, что свидетельствует о том, что суммарные алкалоиды Sophora alopecuroides оказывают определенное терапевтическое действие на DSS-индуцированную модель острого ЯК у мышей.

Предыдущие исследования показали, что нарушение барьерной функции слизистой оболочки при многих воспалительных заболеваниях кишечника связано с потерей бокаловидных клеток и слоя слизи, вызванной выбросом большого количества цитокинов. В этом эксперименте для наблюдения за бокаловидными клетками в толстой кишке каждой группы мышей использовались методы специального окрашивания PAS и Alizarin blue. Было обнаружено, что в группе модели, индуцированной DSS, количество бокаловидных клеток значительно уменьшилось, в то время как в группе, обработанной щелочью Sophora alopecuroides, их количество значительно увеличилось. В литературе имеются данные о том, что воспалительные реакции оказывают способствующее влияние на возникновение и развитие ЯК. Уровни провоспалительных факторов, таких как IL-17, IL-23 и фактор некроза опухоли - α (TNF - α), значительно повышаются, а уровни противовоспалительных факторов, таких как IL-10, значительно снижаются, что приводит к дисбалансу между провоспалительными и противовоспалительными факторами и вызывает воспалительные реакции в кишечнике. В этом эксперименте для определения содержания цитокинов использовался ИФА, и было обнаружено, что уровни провоспалительных факторов IL-23, IL-1 β и IL-17 у мышей группы DSS-индуцированной модели были значительно повышены, в то время как в группе обработки щелочью Sophora alopecuroides они были значительно снижены; Кроме того, было обнаружено, что содержание противовоспалительного фактора IL-10 в DSS-индуцированной модельной группе мышей было значительно снижено, в то время как в группе лечения общим алкалоидом Sophora alopecuroides наблюдалось увеличение. Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что общие алкалоиды Sophora alopecuroides могут подавлять воспаление и далее активировать противовоспалительный механизм у мышей путем регулирования уровней воспалительных факторов и бокаловидных клеток, тем самым улучшая течение колита и достигая терапевтического эффекта. Для обеспечения определенной теоретической основы и методов клинического лечения ЯК, однако необходимы дальнейшие исследования того, как факторы воспаления и бокаловидные клетки улучшают барьерную функцию слизистой оболочки кишечника.

FXR и TGR5 высоко экспрессируются в тканях печени и толстой кишки и участвуют в различных физиологических процессах в организме. Они играют важную роль в регуляции воспаления, метаболизма желчных кислот, улучшении механического барьера слизистой оболочки кишечника и поддержании гомеостаза. Ли Яньси и др. обнаружили, что защитный механизм тибетской медицины 25 Wei Songshi Wan против повреждения печени может быть опосредован сигнальным путем FXR, регулирующим нижележащие гены и белки, подавляющим чрезмерную секрецию и синтез желчных кислот, улучшающим застой желчи путем стабилизации метаболизма желчных кислот, не влияя на процесс преобразования желчных кислот. Исследование Wei et al. показало, что экспрессия FXR была значительно снижена в слизистой оболочке толстой кишки пациентов с ЯК, в то время как экспрессия TGR5 не имела существенных различий. Результаты этих исследований согласуются с результатами данного исследования. Исследования показали, что сигнал пероксисомного рецептора, активируемого пролифератором (PPAR α), - UDP-глюкуронозилтрансферазы (UGTs) является важным фактором, определяющим гомеостаз желчных кислот. У пациентов с энтеритом активируется рецептор пероксисомного пролифератора (PPAR α), и снижение количества внутриклеточных желчных кислот приводит к ингибированию пути FXR-FGF15, что в дальнейшем приводит к повышению активности CYP7A1 в печени, способствуя тем самым непрерывному увеличению синтеза желчных кислот с нуля и нарушению первоначального гомеостаза желчных кислот. FXR может ингибировать отрицательную обратную связь CYP7A1 в синтезе желчных кислот, индуцируя гетеродимерный шаперон малой молекулы (SHP). В этом эксперименте определяли уровни общего холестерина и общих желчных кислот в сыворотке крови мышей. Было обнаружено, что в группе модели, индуцированной DSS, наблюдалось значительное увеличение содержания общих желчных кислот и снижение общего холестерина. В группе лечения алкалоидами Sophora alopecuroides содержание общих желчных кислот было значительно снижено, а содержание общего холестерина - значительно повышено. Результаты ВБ показали, что FXR, TGR5 и CYP7A1 были значительно снижены в тканях печени и толстой кишки мышей группы DSS-индуцированной модели, в то время как FXR, TGR5 и CYP7A1 были повышены в тканях печени группы лечения алкалоидами Sophora alopecuroides, но не значительно; FXR в тканях толстой кишки был значительно повышен, а TGR5 и CYP7A1 были повышены. Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что снижение регуляции FXR, TGR5 и CYP7A1 у мышей с ЯК значительно усугубляет возникновение и развитие воспаления, в то время как общие алкалоиды Sophora alopecuroides могут активировать экспрессию FXR в толстой кишке, тем самым снижая содержание общих желчных кислот в сыворотке, ослабляя воспаление, вызванное накоплением желчных кислот, и уменьшая воспалительную реакцию, играя определенную терапевтическую и защитную роль при ЯК. Результаты обнаружения факторов воспаления позволяют предположить, что FXR также может облегчать воспалительную реакцию, подавляя экспрессию провоспалительных факторов.

Корреляционный анализ между экспрессией белков FXR, TGR5 и CYP7A1, общими желчными кислотами и факторами воспаления показал, что FXR, CYP7A1 и общие желчные кислоты в тканях толстой кишки мышей UC отрицательно коррелировали, в то время как они положительно коррелировали с IL-10. TGR5 отрицательно коррелировал с провоспалительными факторами IL-23, IL-1 β и IL-17. Это указывает на то, что при лечении мышей с ЯК суммарными алкалоидами Sophora alopecuroides путем активации FXR, TGR5 и CYP7A1 в толстой кишке снижалось содержание общих желчных кислот и провоспалительных факторов, а содержание противовоспалительного фактора IL-10 увеличивалось. Предполагается, что это может ослаблять воспалительную реакцию за счет снижения провоспалительных факторов и повышения противовоспалительного фактора IL-10. В соответствии с предыдущими результатами, это еще раз подтверждает, что лечение язвенного колита суммарными алкалоидами Sophora alopecuroides может улучшить воспаление путем регулирования метаболизма желчных кислот. Кроме того, хотя общие алкалоиды Sophora alopecuroides оказывают определенное повышающее действие на активацию TGR5, оно не является значительным, и может также оказывать противовоспалительное действие, что требует дальнейших исследований.

В данном исследовании была создана модель острого ЯК у мышей BALB/c, которым давали воду с 3,5% DSS в течение 7 последовательных дней свободного питья. Исследование показало и подтвердило, что общие алкалоиды Sophora alopecuroides могут уменьшить повреждение тканей и воспалительные симптомы DSS-индуцированного колита у мышей. После лечения алкалоидами Sophora alopecuroides общее содержание желчных кислот в сыворотке крови снизилось, а белки FXR, CYP7A1 и TGR5 в толстой кишке были повышены в разной степени. Суммарные алкалоиды Sophora alopecuroides могут лечить язвенный колит у мышей, повышая уровень бокаловидных клеток толстой кишки и противовоспалительного фактора IL-10, снижая уровень провоспалительных факторов IL-23, IL-1 β, IL-17 и активируя экспрессию белков, связанных с FXR/TGR5-путем.