Sophora alopecuroides'ten elde edilen total alkaloidlerin ülseratif kolitli farelerin kolon ve karaciğer dokularında FXR, TGR5 ve CYP7A1 protein ekspresyonu üzerine etkisi
Sophora alopecuroides L. baklagiller familyasından Sophora cinsine ait, çoğunlukla kurak ve yarı kurak çöl otlaklarında, tuzlu alkali arazilerde ve Çin'in kuzeybatısındaki kum tepelerinde yayılış gösteren çok yıllık otsu bir bitkidir. Tuzlu alkali toleranslı bir kum bitkisidir. Isıyı temizleme ve detoksifiye etme, nem alma işlevlerine sahiptir ve gastrointestinal hastalıklar üzerinde iyi bir terapötik etkiye sahiptir. Alkaloidler, Sophora alopecuroides'in ana aktif bileşenlerinden biridir. Çalışmalar, Sophora alopecuroides alkaloidlerinin miyokardit, hepatit ve ülseratif kolit (UC) üzerinde iyi terapötik etkilere sahip olduğunu göstermiştir. Önceki araştırmalarımız da Sophora alopecuroides'ten elde edilen toplam alkaloidlerin UC üzerinde iyi terapötik etkilere sahip olduğunu göstermiştir.

ÜK, etiyolojisi net olmayan, esas olarak kolon mukozası ve submukozasını etkileyen spesifik olmayan bir kolittir ve genetik, çevre, bağırsak mikrobiyotası ve immün dengesizlik gibi çeşitli faktörlerle ilişkilidir. Bu faktörler bağırsak ortamında bozukluklara, bağırsak mukozal epitelinde işlev bozukluğuna, anormal mukozal bağışıklık tepkisine ve nihayetinde bağırsakta tekrarlayan iltihaplanmaya yol açarak ÜK'nin ortaya çıkmasına ve gelişmesine neden olur. Son yıllarda yapılan çalışmalar safra asitleri ve bağırsak hastalıkları arasında yakın bir ilişki olduğunu doğrulamıştır. UC'nin nedenleri dengesiz bağırsak mikrobiyotası, epitelyal işlev bozukluğu ve anormal bağışıklık tepkileridir ve safra asitleri bu süreçlere birden fazla yolla katılmaktadır. Önceki araştırmamız da Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin UC farelerinin serumundaki total safra asitleri (TBA) ve total kolesterol (T-CHO) seviyelerini azaltabileceğini bulmuştur. Safra asidi hedefli metabolomik sonuçlar, α - muri kolik asit (α - MCA), β - muri kolik asit (β - MCA), ω - muri kolik asit (ω - MCA) ve kolik asit (CA) serum seviyelerinin model grupta önemli ölçüde arttığını, Sophora alopecuroides'in toplam alkaloidlerinin ise tedaviden sonra önemli ölçüde azaldığını göstermiştir. Safra asitleri gastrointestinal sistemdeki işlevlerini esas olarak farne soya X reseptörü (FXR) ve G proteinine bağlı safra asidi reseptörü 5 (TGR5) olmak üzere iki reseptör aracılığıyla etkiler. FXR ve TGR5'in karaciğer ve kolonda yüksek oranda eksprese edildiği ve inflamasyonun düzenlenmesinde çok önemli bir rol oynadığı bulunmuştur, bu da onları ÜK tedavisi için değerli hedefler haline getirmektedir. UC'nin ana belirtisi mukozal enflamasyondur ve FXR, kolon mukozasında pro-enflamatuar sitokinlerin üretimini düzenleyebilir ve bu da ülseratif kolitin şiddetini etkili bir şekilde yansıtabilir. Karaciğer ve bağırsak arasında yakın bir bağlantı vardır. Kolesterol, karaciğer hücrelerinde düz endoplazmik retikulumda kolesterol 7 α - hidroksilaz CYP7A1 tarafından başlatılan nötral (veya klasik) yolla sentezlenir. Safra asitleri vücutta sinyal molekülleri olarak hareket eder, FXR ve TGR5 reseptörlerini aktive ederek metabolizmayı düzenler. Önceki çalışmalar, Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin serum safra asitlerindeki değişiklikleri etkileyebilmesine rağmen, safra asidi sentez yolunun FXR/TGR5 tarafından düzenlendiğini bulmuştur. Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin FXR/TGR5 yolu üzerinden serum safra asitlerindeki değişiklikleri nasıl etkilediği açık değildir. Bu nedenle, bu çalışma Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerine odaklanmış ve farelerde akut ülseratif kolit modelini indüklemek için dekstran sülfat sodyum (DSS) kullanmıştır. Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin farelerin kolon ve karaciğer dokularındaki FXR, TGR5 ve CYP7A1 proteinlerinin ekspresyonu üzerindeki etkileri, Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin DSS ile indüklenen akut UC farelerinde FXR/TGR5 yolu üzerindeki etkilerini ve mekanizmalarını araştırmak için analiz edilmiştir.

Ülseratif kolit (ÜK), kolon ve kolon mukozasını etkileyen inflamatuar bir bağırsak hastalığıdır. Karmaşık patogenezi nedeniyle bağırsakta geniş bir alana yayılır, tekrarlayan ataklara eğilimlidir, spesifik bir ilacı yoktur ve tamamen tedavi edilmesi zordur. Dünya Sağlık Örgütü tarafından tedavisi zor modern hastalıklardan biri olarak listelenmiştir.

Bu çalışmada 3.5% DSS ile indüklenmiş akut UC fare modeli kullanılmıştır. Diğer modelleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında, bu yöntemin kullanımı basittir, çoğaltılması kolaydır ve ilaç etkinliğini ve etki mekanizmasını incelemek için uygundur. Sonuçlar, DSS ile indüklenen model fare grubunda şiddetli rektal kanama, azalmış vücut ağırlığı, önemli ölçüde artmış DAI skoru, önemli ölçüde kısalmış kolon uzunluğu, mukozal ayrılma ve kolon dokusunun patolojik gözlemi ile gözlenen kriptlerin kaybolduğunu göstermiştir. Yukarıdaki göstergeler bu deneyde başarılı bir modelleme yapıldığını göstermektedir. Sophora alopecuroides'in total alkaloidleri ile tedaviden sonra, yukarıdaki göstergeler değişen derecelerde iyileşmiştir, bu da Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin DSS ile indüklenen akut UC fare modeli üzerinde belirli bir terapötik etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

Önceki çalışmalar, birçok intestinal inflamatuar hastalıkta mukozal bariyer fonksiyonunun bozulmasının, çok sayıda sitokin salınımının neden olduğu goblet hücrelerinin ve mukus tabakasının kaybıyla ilişkili olduğunu göstermiştir. Bu deneyde, her bir fare grubunun kolonundaki goblet hücrelerini gözlemlemek için PAS ve Alizarin mavisi özel boyama yöntemleri kullanılmıştır. DSS ile indüklenen model grubunda goblet hücrelerinin sayısında önemli bir azalma olduğu, Sophora alopecuroides'in total alkali tedavisi grubunda ise önemli bir artış olduğu tespit edilmiştir. Enflamatuar reaksiyonların ÜK'nin oluşumu ve gelişimi üzerinde teşvik edici bir etkiye sahip olduğuna dair literatür raporları bulunmaktadır. IL-17, IL-23 ve tümör nekroz faktörü - α (TNF - α) gibi pro-inflamatuar faktörlerin seviyeleri önemli ölçüde artarken, IL-10 gibi anti-inflamatuar faktörlerin seviyeleri önemli ölçüde azalmakta, pro-inflamatuar ve anti-inflamatuar faktörler arasında bir dengesizliğe yol açmakta ve bağırsak inflamatuar reaksiyonlarına neden olmaktadır. Bu deneyde, sitokinlerin içeriğini tespit etmek için ELISA kullanılmış ve DSS ile indüklenen model grup farelerde pro-enflamatuar faktörler IL-23, IL-1 β ve IL-17 seviyelerinin önemli ölçüde arttığı, Sophora alopecuroides'in toplam alkali tedavi grubunda ise önemli ölçüde azaldığı bulunmuştur; Ayrıca, DSS ile indüklenen model grup farelerde anti-enflamatuar faktör IL-10 içeriğinin önemli ölçüde azaldığı, Sophora alopecuroides'in toplam alkaloid tedavi grubunda ise artış gösterdiği tespit edilmiştir. Yukarıdaki sonuçlar, Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin enflamasyonu inhibe edebileceğini ve enflamatuar faktörlerin ve goblet hücrelerinin seviyelerini düzenleyerek farelerde anti-enflamatuar mekanizmayı daha da aktive edebileceğini, böylece koliti iyileştirebileceğini ve terapötik etkiler elde edebileceğini göstermektedir. UC'nin klinik tedavisi için belirli teorik temeller ve yöntemler sağlamakla birlikte, enflamatuar faktörlerin ve goblet hücrelerinin bağırsak mukozal bariyer işlevini nasıl iyileştirdiği konusunda daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.

FXR ve TGR5 karaciğer ve kolon dokularında yüksek oranda ifade edilir ve vücuttaki çeşitli fizyolojik aktivitelere katılır. Enflamasyonun, safra asidi metabolizmasının düzenlenmesinde, bağırsak mukozal mekanik bariyerinin iyileştirilmesinde ve homeostazın korunmasında önemli bir rol oynarlar. Li Yanxi ve arkadaşları, Tibet ilacı 25 Wei Songshi Wan'ın karaciğer hasarına karşı koruyucu mekanizmasına FXR sinyal yolunun aracılık edebileceğini, aşağı akış genlerini ve proteinlerini düzenleyebileceğini, safra asitlerinin aşırı salgılanmasını ve sentezini engelleyebileceğini ve safra asitlerinin dönüşüm sürecini etkilemeden safra asidi metabolizmasını stabilize ederek safra stazını iyileştirebileceğini bulmuşlardır. Wei ve arkadaşlarının çalışması, UC hastalarının kolon mukozasında FXR ekspresyonunun önemli ölçüde azaldığını, TGR5 ekspresyonunda ise anlamlı bir fark olmadığını göstermiştir. Bu araştırma sonuçları, bu çalışmanın bulgularıyla tutarlıdır. Çalışmalar peroksizom proliferatör aktive reseptör (PPAR α) - UDP glukuronosiltransferaz (UGTs) sinyalinin safra asidi homeostazının önemli bir belirleyicisi olduğunu göstermiştir. Enteritli hastalarda, peroksizom proliferatör aktive reseptör (PPAR α) aktive olur ve hücre içi safra asitlerindeki azalma, FXR-FGF15 yolunun inhibisyonuna yol açar, ayrıca karaciğer CYP7A1'in upregülasyonuna neden olur, böylece safra asidi sentezinin sıfırdan sürekli artışını teşvik eder ve orijinal safra asidi homeostazını bozar. FXR, küçük moleküllü heterodimerik şaperonu (SHP) indükleyerek safra asidi sentezinin CYP7A1 negatif geri besleme düzenlemesini inhibe edebilir. Bu deneyde farelerin serumundaki toplam kolesterol ve toplam safra asidi seviyeleri tespit edilmiştir. DSS ile indüklenen model grubunun toplam safra asidi içeriğinde önemli bir artış ve toplam kolesterolde bir düşüş gösterdiği bulunmuştur. Sophora alopecuroides alkaloids tedavi grubunda toplam safra asidi içeriği önemli ölçüde azalmış ve toplam kolesterol içeriği önemli ölçüde artmıştır. WB sonuçları, FXR, TGR5 ve CYP7A1'in DSS ile indüklenen model grup farelerin karaciğer ve kolon dokularında önemli ölçüde aşağı regüle olduğunu, Sophora alopecuroides total alkaloid tedavi grubunun karaciğer dokularında FXR, TGR5 ve CYP7A1'in yukarı regüle olduğunu ancak önemli ölçüde olmadığını; kolon dokusunda FXR'nin önemli ölçüde yukarı regüle olduğunu, TGR5 ve CYP7A1'in ise yukarı regüle olduğunu göstermiştir. Yukarıdaki sonuçlar, UC farelerinde FXR, TGR5 ve CYP7A1'in aşağı regülasyonunun inflamasyonun oluşumunu ve gelişimini önemli ölçüde şiddetlendirdiğini, Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin kolondaki FXR ekspresyonunu aktive edebildiğini, böylece serumdaki toplam safra asitlerinin içeriğini azalttığını, safra asidi birikiminin neden olduğu inflamasyonu hafiflettiğini ve inflamatuar yanıtını azalttığını, UC'de belirli bir terapötik ve koruyucu rol oynadığını göstermektedir. Enflamatuar faktörlerin tespit sonuçları, FXR'nin pro-enflamatuar faktörlerin ekspresyonunu inhibe ederek enflamatuar yanıtı da hafifletebileceğini düşündürmektedir.

FXR, TGR5 ve CYP7A1'in protein ekspresyonu ile toplam safra asitleri ve enflamatuar faktörler arasındaki korelasyon analizi, UC farelerinin kolon dokusundaki FXR, CYP7A1 ve toplam safra asitlerinin negatif korelasyon gösterirken, IL-10 ile pozitif korelasyon gösterdiğini ortaya koymuştur. TGR5'in pro-enflamatuar faktörler IL-23, IL-1 β ve IL-17 ile negatif korelasyon göstermesi, Sophora alopecuroides'in total alkaloidlerinin kolon FXR, TGR5 ve CYP7A1'i aktive ederek UC farelerini tedavi etmesinin serum total safra asidi içeriği ve pro-enflamatuar faktör içeriğinde azalmaya neden olurken, anti-enflamatuar faktör IL-10 içeriğinin arttığını göstermektedir. Bunun, pro-enflamatuar faktörleri azaltarak ve anti-enflamatuar faktör IL-10'u artırarak enflamatuar yanıtı hafifletebileceği tahmin edilmektedir. Önceki sonuçlarla tutarlı olarak, bu durum ülseratif kolitin Sophora alopecuroides'in total alkaloidleri ile tedavisinin safra asidi metabolizması yolunu düzenleyerek inflamasyonu iyileştirebileceğini doğrulamaktadır. Ayrıca, Sophora alopecuroides'in total alkaloidleri TGR5'in aktivasyonu üzerinde belirli bir yukarı regülasyon etkisine sahip olsa da, bu önemli değildir ve daha fazla araştırma gerektiren bir anti-enflamatuar etkiye de sahip olabilir.

Bu çalışmada, BALB/c farelerine 7 gün boyunca 3.5% DSS su içirilerek akut UC modeli oluşturulmuştur. Çalışma, Sophora alopecuroides'in toplam alkaloidlerinin farelerde DSS ile indüklenen kolitin doku hasarını ve enflamatuar semptomlarını azaltabileceğini değerlendirmiş ve doğrulamıştır. Sophora alopecuroides'in total alkaloidleri ile tedaviden sonra, serum total safra asidi içeriği azalmış ve kolon FXR, CYP7A1 ve TGR5 proteinleri değişen derecelerde yukarı regüle edilmiştir. Sophora alopecuroides'in total alkaloidleri, kolonik goblet hücreleri ve anti-enflamatuar faktör IL-10 seviyelerini artırarak, pro-enflamatuar faktörler IL-23, IL-1 β, IL-17 seviyelerini azaltarak ve FXR/TGR5 yolağı ile ilgili proteinlerin ekspresyonunu aktive ederek farelerde ülseratif koliti tedavi edebilir.