Част Ⅱ Подобряване на азота на уреята в кръвта и серумния креатинин с помощта на ново култивиране на Cordyceps Militaris

Резултати

Контролните мишки и мишките с нефректомия бяха третирани със и без C. militaris мицел, веднъж дневно чрез орална сонда в продължение на 30 дни. Броят на пробите при всяко третиране е 4-6 мишки на група. Процентното увеличение на телесното тегло и стойностите на урейния азот в кръвта (BUN), серумния креатинин, общия протеин и пикочната киселина на 30-ия ден са обобщени на Фигура 1. В края на експериментите процентното увеличение на телесното тегло е по-ниска при уремични мишки, които са претърпели частична нефректомия (Nx, 0,66 ± 2,58 процента), отколкото при контролните мишки (Sham, 6,41 ± 2,92 процента), разкривайки, че уремичните мишки са имали забавяне на растежа по време на експерименталния период. Телесните тегла от мишки с уремия с и без лечение с C. militaries са показани на фигури 1(a) и 2. Резултатите показват, че телесното тегло в групата HKS, HKS плюс A или CM плюс A е намалено в сравнение с това на групата Nx на ден 30 (Фигура 1(а)). Въпреки това, нито една от групите, лекувани с C. militaris, не показва очевидни разлики в телесното тегло в сравнение с уремичните контролни мишки по време на експерименталния период. Тези данни на Фигура 2 предполагат, че третирането на мицел на C. militaris не е повлияло значително теглото на уремичните мишки.

Плазмените биохимични стойности са представени на фигури 1(b), 1(c) и 3. Както се очакваше, BUN и серумният креатинин бяха значително по-високи (283-кратно и 1.63-кратно, съответно) при уремичните мишки, отколкото при Nx контролните мишки, демонстрирайки, че този модел на уремична мишка отразява точно прогресивната ХБН (фигури 1 (b) и 1 (c)). Нивата на BUN имат модел на намаляване на ден 10 при уремични мишки, хранени с мицел на C. militaris, култивиран в HKS (41 процента), HKS плюс A (41 процента) и CM плюс A (34 процента) среда в сравнение с уремични контролни мишки (Nx) (Фигура 3(а)). Нивото на серумния креатинин е намалено на 10-ия ден в групата на HKS плюс A (35 процента) и на 30-ия ден в групите на HKS (14 процента) и CM плюс A (13 процента) (Фигура 3(b)). Нивото на серумен креатинин се повишава в групите HKS (93 процента) и CM (41–53 процента) на ден 10 (Фигура 3(b)). Разлики в телесното тегло, общия протеин и пикочната киселина не са открити между фалшивите и Nx мишки (данните не са показани). В допълнение, нивата на общия протеин са сходни в различните групи, което показва, че лечението с C. militaris от различни култивации може да предотврати прогресирането на ХБН (Фигура 1 (d)). Пикочната киселина също имаше подобни нива, с изключение на групата CM, която имаше по-високи нива на пикочна киселина (Фигура 1 (e)).

За сравняване на ефектите на различни групи, третирани с мицел на C. militaries, върху бъбреците и хистологични данни от здрави и уремични мишки бяха изследвани. Фигура 4 показва площите на напречното сечение на бъбречния гломерула при симулирани и уремични мишки със или без лечение с мицел на C. militaris. Средната площ на гломерулното напречно сечение е получена чрез изчисляване на средната площ на приблизително 8 до 15 отделни гломерули с помощта на програмата Image J. Няма статистическа значимост между уремичните групи. В фиктивната контролна група срезовете на бъбречната тъкан показват нормална морфология (Фигура 5(а)), докато срезовете на бъбречната тъкан от уремични мишки показват уголемени гломерули и разширени бъбречни тубули, заобиколени от плоски епителни клетки (Фигури 5(b)–5( е )). Площта на гломерулното напречно сечение е значително по-голяма при уремичните мишки (174-кратно), отколкото при здравите (фалшиви) мишки. В увредения бъбрек също е налице неправилно разположение на тубулите и колоидни отливки в лумена на тубулите. Увеличаването на остатъчните гломерули показва, че остатъчният бъбрек в този модел на уремични мишки може да е резултат от дълготрайно високо хемодинамично налягане и претоварване с метаболитни отпадъци.

Дискусия

Напоследък изкуствените култури от мицел на C. militaris са популярна изследователска тема [22–27]. Например, изследователите са изследвали различни среди за изкуствено култивиране на мицел на C. militaris, като какавида на копринена буба, твърда оризова среда, покълнала соева среда и соев бульон [34–39]. Много проучвания са изследвали различни концентрации на въглерод и азот в средата, за да изследват най-добрите условия за растеж на мицела на C. militaris [40–45]. Предишни проучвания показват, че мицелът на C. militaris съдържа специфични фармакологично активни компоненти, като кордицепин, полизахариди, ергостерол и манитол, и че те могат да се използват ефективно за различни медицински цели или като функционални храни [46–48]. Разликите в структурните характеристики, имуномодулацията на полизахаридите и антиоксидантната активност на мицела на C. militaris, отгледан върху различни среди, също са изследвани [49]. Настоящото проучване се фокусира върху ренопротективните свойства на мицела на C. militaris in vivo и сравнява ефектите на мицела на C. militaris, инкубиран в нова среда. Резултатите показват, че мишки с бъбречно увреждане, третирани с C. militaris мицел, култивиран в HKS или CM плюс A среда, имат признаци на подобрение в тяхната бъбречна функция. .e HKS среда съдържа екстракт от дрожди и два пъти повече пептон от CM средата; освен това има очевиден дефицит на глюкоза. Средата .e HKS е среда с високо съдържание на азот, докато средата CM е среда с високо съдържание на въглерод. Ние сме пионерите в изследователите в използването на HKS и CM среди за изкуствено култивиране на мицел на C. militaris, за да разберем диференциалните ефекти, които среда с високо съдържание на азот (HKS) и среда с високо съдържание на въглерод (CM) имат върху биосинтетичните промени на C. militaris мицел.

Витамин А е група от мастноразтворими органични вещества, които включват ретинол, ретинал, ретиноева киселина, няколко провитамин А каротеноиди и бета-каротин [50]. Каротеноидите, които са прекурсори на витамин А, са изопреноидни молекули, синтезирани de novo от фотосинтезиращи растения, гъби и водорасли и са отговорни за оранжевия, жълтия и (някои от) червения цвят на различни плодове и зеленчуци. Доказано е, че витамин А и свързаните с него производни инхибират няколко биологични функции, включително туморен растеж, ангиогенеза, метастази и клетъчна пролиферация, както и индуцират клетъчна апоптоза и диференциация [51, 52]. Наличието на витамин А в средата е стимулирало биосинтезата на -каротин в Phycomyces blakesleeanus [53], което предполага, че витамин А е силен активатор на каротеногенезата в Phycomyces. Както е показано на фигура 3(b), на 30-ия ден в групата CM плюс A, мицелът на C. militaris започва да упражнява инхибиторен ефект върху серумния креатинин. Обратно, лечението с мицел на C. militaris в групата на CM (без витамин А) няма инхибиращ ефект върху нивата на серумния креатинин. В допълнение, инхибиторният ефект не се наблюдава в мицела на C. militaris, когато витамин А е добавен към KHS средата. Следователно функцията на витамин А при гъбите е неясна. Подозираме, че витамин А може да осигури материал за мицела на C. militaris за синтезиране на вторични метаболити и по този начин да повлияе на клетъчната апоптоза. Ролята на витамините в средата трябва да бъде допълнително проучена, за да се подпомогне промишленото производство на мицел на C. militaris [54].

Щракнете тук, за да купитеПродукти Cistanche

Dong и др. показват ефекта на мицела на C. militaris върху нивата на BUN и серумния креатинин при индуцирани от стрептозотоцин диабетни плъхове [55]. Ефектите на инхибиране върху BUN, креатинина, пикочната киселина и протеина разкриват защитата на екстрактите от C. militaris срещу диабетна нефропатия. .ey предположиха, че екстрактът от C. militaris има голям потенциал за лечение на диабет. Ю и др. изследва ефекта на намаляване на бъбречното увреждане от лечението с Cordyceps militaris при мишки с диабетна нефропатия тип 2 [56]. .ey съобщават, че кръвната захар, маркерите за бъбречна дисфункция (напр. серумен креатинин и съотношение на бъбреците към телесното тегло) и патологичните промени в бъбречните тъкани са значително смекчени и облекчени след лечението. Тук демонстрирахме, че нивата на BUN в уремични мишки се инхибират от мицел на C. militaris, култивиран в среда HKS, HKS плюс A или CM плюс A след 10 дни и в среда HKS или CM плюс A след 30 дни ( Фигура 3(а)). В допълнение, ние демонстрирахме, че нивата на серумен креатинин се инхибират от мицел на C. militaris, култивиран в HKS плюс A среда след 10 дни и в HKS или CM плюс A среда след 30 дни (Фигура 3 (b)). Установихме, че праховете от мицел на C. militaris, събрани от HKS и CM плюс A среда, имат по-силен ефект върху намаляването на нивата на BUN и серумния креатинин за лечение на бъбречно увреждане при мишки с ХБН. Мицелът на C. militaris, събран от различни среди, може да прояви различни съединения, които имат различни защитни ефекти върху ХБН. Взети заедно, лечението с мицел на C. militaris може да подобри биохимичния индекс на ХБН, но не може да поправи щетите в този модел на уремични мишки.

Хан и др. използван емулгел с аспирин за локално приложение [57]; тази концепция може да бъде допълнително приложена в нашето изследване. Ние предлагаме мицелът на C. militaris да може да бъде зареден в микро/нанозърна за приложения с контролирано освобождаване на лекарства. В допълнение, Fattepur et al. и Zharif et al. използвайте етанолов екстракт от растения за изследване на токсикологичната, фармакологичната активност или синергичния ефект на антибиотиците [58, 59]. Екстракцията на биоактивни съединения беше добра идея за нашето по-нататъшно проучване. Ето защо предлагаме етаноловата екстракция на мицел на C. militaris да бъде използвана и изследвана в бъдеще.

Ние предлагаме бъдещите проучвания да бъдат фокусирани върху подробния молекулярен механизъм на имуномодулираща активност, хистопатологичните промени в бъбречните тъкани и новата формулировка на C. militaris mycelia.

Ефектите на Cistanche

Заключение

Ние успешно наблюдавахме ренопротективните ефекти на мицелия на C. militaris в нова среда върху мишки с ХБН. Извършена е бъбречна операция на млади мишки (приблизително 30 g), за да се предизвика уремия. .is е първият доклад, използващ четири нови среди (HKS, HKS плюс A, CM и CM плюс A среда) за C. militaris mycelia. Всяка среда от мицел C. militaries върху ХБН проявява специфичен ефект върху BUN, серумния креатинин, телесното тегло, общия протеин и пикочната киселина. Резултатите разкриват, че HKS средата на мицела на C. militaris има най-силен ефект върху намаляването на нивата на BUN и серумния креатинин за лечение на бъбречно увреждане при мишки с ХБН. .e HKS плюс Среда от мицел C. militaris е ефективна на 10-ия ден, но не е подходяща за продължителна употреба (напр. 30 дни). .e CM среда от мицел C. militaris не е експерт в инхибирането на ефектите върху BUN или серумния креатинин. .e CM plus Среда от мицел C. militaris има приемлив ефект върху уремични мишки. Предполагаме, че мицелът на C. militaris, култивиран в среда HKS или CM плюс A, има потенциал да бъде нова функционална храна за ХБН.

Ефективността на Cistanche при хронично бъбречно заболяване

Хроничното бъбречно заболяване (ХБЗ) е основен проблем за общественото здраве в световен мащаб, засягащ милиони хора по света. ХБН се характеризира с постепенно намаляване на бъбречната функция, което често води до краен стадий на бъбречно заболяване (ESRD). Въпреки напредъка в конвенционалната медицина, в момента не съществува ефективно лечение за предотвратяване или забавяне на прогресията на ESRD. Като такъв, интересът е поставен върху алтернативни терапии като традиционната китайска медицина (TCM).

Cistanche е лечебно растение с дълга история на употреба в TCM. Използва се от векове за тонизиране на бъбреците, подобряване на мъжката сексуална функция и увеличаване на дълголетието. Последните изследвания показват, че екстрактът от Cistanche може да бъде обещаващ като алтернативна терапия за ХБН.

Изследванията показват, че екстрактът от Cistanche има мощни антиоксидантни и противовъзпалителни свойства, които могат да помогнат за предпазване от оксидативен стрес и възпаление в бъбреците. Проучванията показват, че Cistanche може да подобри скоростта на гломерулна филтрация (GFR), да намали протеинурията и хематурията и да предотврати бъбречната фиброза. Смята се, че тези ефекти се дължат на различни биоактивни съединения, присъстващи в Cistanche, включително фенилетаноидни гликозиди, иридоиди, лигнани и полизахариди.

Стандартизиран Cistanche

При проучвания върху животни е доказано, че екстрактът от Cistanche забавя прогресията на ХБН и подобрява бъбречната функция. Например, едно проучване установи, че лечението с екстракт от Cistanche значително намалява нивата на протеин в урината и отслабва структурните увреждания на бъбреците при животни с индуцирана ХБН. Друго проучване при животни установи, че екстрактът от Cistanche подобрява GFR, намалява протеинурията и апоптозата на епителните клетки на бъбречните тубули и намалява бъбречната фиброза при плъхове с ХБН.

Клиничните изпитвания също предоставят доказателства в подкрепа на потенциалната ефикасност на Cistanche за подобряване на бъбречната функция при пациенти с ХБН. В клинично изпитване, проведено върху 62 участници със стадий 3 на ХБН, тези, на които са дадени капсули с екстракт от Cistanche, показват значително подобрение на бъбречната функция в сравнение с тези, на които е дадено плацебо. Приложението на екстракт от Cistanche повишава скоростта на гломерулната филтрация, намалява протеинурията и подобрява бъбречната функция.

Въпреки това остават някои въпроси по отношение на идеалния режим на дозиране за екстракта от Cistanche и неговия дългосрочен профил на безопасност. Необходими са допълнителни изследвания за определяне на оптималните дози и точните механизми на действие, включени в терапевтичните ефекти на Cistanche върху ХБН.

Въпреки обещаващите резултати, все още има ограничения, които трябва да се вземат под внимание, когато се разглежда екстрактът от Cistanche като алтернативна терапия за ХБН. Първо, повечето проучвания, проведени досега, са били предклинични или клинични пилотни проучвания с малък размер на извадката и променлив дизайн на изследването. Освен това, много от тези проучвания са проведени предимно върху животински модели, а не върху човешки опити. Необходими са по-обширни, висококачествени изследвания, за да се установи безопасността и ефикасността на Cistanche като лечение на ХБН. Освен това има нужда от стандартизирано приготвяне на Cistanche, за да се осигури еднакво качество и ефикасност.

В заключение е доказано, че екстрактът от Cistanche има благоприятен ефект върху бъбречната функция и може да предложи обещаваща алтернативна терапия за пациенти, страдащи от ХБН. Въпреки че са необходими допълнителни широкомащабни клинични изпитвания, преди да могат да бъдат направени окончателни препоръки относно терапевтичния потенциал на екстракта от Cistanche, ранните данни са обещаващи и предполагат, че тази традиционна китайска медицина може да се използва като част от холистичен подход за лечение на ХБН. Както винаги, пациентите трябва да се консултират със своя доставчик на здравни услуги относно всички алтернативни терапии, които смятат да приемат, за да избегнат неблагоприятни ефекти и да осигурят безопасност.

Екстракт от цистанче

Препратки

[36] Y. Ji, A. Su, G. Ma et al., „Сравнение на биоактивни съставки и ефекти върху чревната микробиота чрез in vitro ферментация между Ophicordyceps sinensis и Cordyceps militaris,“ Journal of Functional Foods, vol. 68, номер на статия 103901, 2020 г.

[37] P. Aramwit, N. Bang, J. Ratanavaraporn, T. Nakpheng и T. Srichana, "Противораков кордицепин, произведен от Cordyceps militaris, растящ върху мъртвата ларва на Bomby more silkworm," Journal of Agricultural Science, об. 6, стр. 41–53, 2014 г.

[38] X. Li, Q. Liu, W. Li et al., „Пробив в широкомащабното изкуствено отглеждане на китайски кордицепс и неговото въздействие върху науката, икономиката и индустрията“, Критични прегледи в биотехнологиите , кн. 39, бр. 2, стр. 181–191, 2019 г.

[39] F. Wu, H. Yan, X. Ma et al., „Сравнение на структурната характеристика и биологичната активност на киселинни полизахариди от Cordyceps militaris, култивирани с различни среди,“ Световен вестник по микробиология и биотехнология, том. 28, бр. 5, стр. 2029–2038, 2012.

[40] Y. Ohta, J.-B. Lee, K. Hayashi, A. Fujita, DK Park и T. Hayashi, "In vivo антигрипна вирусна активност на имуномодулиращ киселинен полизахарид, изолиран от Cordyceps militaries, отгледан върху покълнали соеви зърна," Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 55, бр. 25, стр. 10194– 10199, 2007.

[41] SK Das, M. Masuda, M. Hatashita, A. Sakurai и M. Sakakibara, „Оптимизиране на културална среда за производство на кордицепин с помощта на мутант на Cordyceps militaris, получен чрез облъчване с йонен лъч,“ Process Biochemistry, vol. 45, бр. 1, стр. 129–132, 2010 г.

[42] Y.-X. Гу, З.-С. Wang, S.-X. Ли и К.-С. Юан, "Ефект на множество фактори върху натрупването на нуклеозиди и бази в Cordyceps militaris", Химия на храните, том. 102, бр. 4, стр. 1304–1309, 2007 г.

[43] X.-B. Mao, T. Eksriwong, S. Chauvatcharin и J.-J. Zhong, "Оптимизиране на източника на въглерод и съотношението въглерод/азот за производство на кордицепин чрез потопено култивиране на медицинска гъба Cordyceps militaris", Process Biochemistry, vol. 40, бр. 5, стр. 1667–1672, 2005.

[44] B. Chen, Y. Sun, F. Luo и C. Wang, „Биоактивни метаболити и потенциални микотоксини, произведени от гъбички кордицепс: преглед на безопасността,“ Токсини, том. 12, бр. 6, стр. 410, 2020 г.

[45] V. Kaushik, A. Singh, A. Arya, SC Sindhu, A. Sindhu и A. Singh, „Подобрено производство на кордицепин в Ophiocordyceps sinensis с помощта на добавки за растеж при потопени условия,“ Biotechnology Reports, vol. 28, номер на статия e00557, 2020 г.

[46] A. Suparmin, T. Kato, H. Takemoto и EY Park, „Метаболитно сравнение на въздушен и потопен мицел, образуван в течната повърхностна култура на Cordyceps militaris,“ Microbiology open, vol. 8, бр. 9, номер на статия e00836, 2019 г.

[47] H.-W. Lou, Y. Zhao, H.-B. Tang, et al., "Транскриптомният анализ на Cordyceps militaris разкрива гени, свързани със синтеза на каротеноиди и идентифициране на функцията на гена Cmtns," Frontiers in Microbiology, vol. 10, стр. 2105, 2019 г.

[48] ​​L. Wu, H. Sun, Y. Hao et al., "Химична структура и инхибиране на -глюкозидазата на полизахаридите от Cordyceps militaris с различни етапи на развитие", International Journal of Biological Macromolecules, том. 148, стр. 722–736, 2020 г.

[49] PH Leung, S. Zhao, KP Ho и JY Wu, „Химични свойства и антиоксидантна активност на екзополизахариди от мицелната култура на гъбата Cordyceps sinensis Cs-HK1, Химия на храните, том. 114, бр. 4, стр. 1251–1256, 2009 г.

[50] AS Hombali, JA Solon, BT Venkatesh, NS Nair и JP Peña-Rosas, „Обогатяване на основни храни с витамин А за дефицит на витамин А“, Cochrane Database of Systematic Reviews, vol. 5, номер на статия CD010068, 2019 г.

[51] F. Alizadeh, A. Bolhassani, A. Khavari, SZ Bathaie, T. Naji и SA Bidgoli, "Ретиноиди и техните биологични ефекти срещу рак", International Immunopharmacology, vol. 18, бр. 1, стр. 43–49, 2014 г.

[52] N. Bushue и Y.-JY Wan, „Ретиноиден път и ракови терапевтици“, Advanced Drug Delivery Reviews, vol. 62, бр. 13, стр. 1285–1298, 2010 г.

[53] MJ Ruiz-Hidalgo, EP Benito, G. Sandmann и AP Eslava, ".e фитоен дехидрогеназен ген на Phycomyces: регулиране на неговата експресия чрез синя светлина и витамин А," Molecular and General Genetics MGG, vol. 253, бр. 6, стр. 734–744, 1997.

[54] N. Chitsaz, L. Dehghani, M. Rezvani, V. Shaygannejad, F. Khorvash и N. Esmalian-Afyouni, „.e сравнителна оценка на добавките с витамин D върху гликемичните индекси при автоимунни заболявания,“ Biointerface Research в Приложна химия, кн. 6, стр. 1627–1630, 2016.

[55] Y. Dong, T. Jing, Q. Meng и др., „Проучвания върху антидиабетните действия на екстракт от Cordyceps militaris при индуцирани от диета стрептозотоцин диабетни плъхове Sprague-Dawley,“ BioMed Research International, vol. 2014 г., номер на артикул 160980, 11 страници, 2014 г.

[56] С.-Х. Yu, NK Dubey, W.-S. Li et al., "Лечението с Cordyceps militaris запазва бъбречната функция при мишки с диабетна нефропатия тип 2," PLoS One, vol. 11, бр. 11, номер на статия e0166342, 2016 г.

[57] J. Khan, S. Norfarhani, RK Sahu, et al., "Разработване и оценка на локален емулгел на аспирин с използване на различни полимерни основи", Research Journal of Pharmacy and Technology, том. 13, бр. 12, стр. 6300–6304, 2020 г.

[58] S. Fattepur, KC Nilugal, TT Darshan, et al., „Токсикологична и фармакологична активност на етанолови екстракти от Catharanthus roseus при експериментални животни,“ Международен журнал за медицинска токсикология и правна медицина, том. 21, бр. 3- 4, стр. 141–144, 2018 г.

[59] N. Sharif, F. Santosh, CN Kiran, A. Fadli, A. Ibrahim и G. Nizam, "Синергичен ефект на етанолов екстракт от листа на меластома malabataricum и антибиотици", International Journal of Medical Toxicology & Legal Medicine, об. 21, бр. 3-4, стр. 167–170, 2018 г.

Chih-Hui Yang, 1,2,3Wen-Shuo Kuo,4 Jun-ShengWang,2Yi-Ping Hsiang,3,5Yu-Mei Lin,1,6 Yi-Ting Wang, 1,6 Fan-Hsuan Tsai,6 Chun- Ting Lee, 6,7 Jiun-Hua Chou, 1 Huei-Ya Chang, 1 Lung-Shuo Wang, 6,8 Shu-Chi Wang, 6,9 и Keng-Shiang Huang 6

1 Катедра по биологични науки и технологии, I-Shou University, Kaohsiung, Тайван

2 Тайвански институт за изследване на инструменти, Национални лаборатории за приложни изследвания, Хсинчу, Тайван

3 Фармацевтичен отдел на болница E-Da, Гаосюн, Тайван

4 Училище по химия и материалознание, Университет за информационни науки и технологии в Нанкин, Нанкин, Китай

5 Катедра по биотехнологии и химическо инженерство, I-Shou University, Kaohsiung, Тайван

6 Училище по китайска медицина за след бакалавърска степен, I-Shou University, Kaohsiung, Тайван

7 Клиника по китайска медицина Amulette, Тайпе, Тайван

8 Отдел по китайска медицина, болница Sin-Lau, Тайнан, Тайван

9 Медицинско училище за международни студенти, Университет I-Shou, Каосюн, Тайван