ЧастⅠПодобряване на азота на уреята в кръвта и серумния креатинин с помощта на ново култивиране на Cordyceps Militaris

Резюме

Хроничното бъбречно заболяване (CKD) е критичен проблем за общественото здраве с огромно финансово бреме както за пациентите, така и за обществото в световен мащаб. За съжаление, понастоящем няма ефикасни терапии за предотвратяване или забавяне на прогресията на крайната фаза на бъбречно заболяване (ESRD). Практиките на традиционната китайска медицина са показали, че мицелът на Cordyceps militaries (C. militaries) има различни фармакологично полезни свойства, включително противотуморни, имуномодулиращи и хепатопротекторни. Въпреки това, ефектът от мицела C. militaries върху ХБН остава неясен. Методи. Тук изследвахме ефектите на мицела на C. militaris върху мишки с ХБН, използвайки четири вида среди: HKS, HKS с витамин А (HKS плюс A), CM и CM с витамин A (CM плюс A). Резултати. Резултатите на ден 10 разкриват, че нивата на уреен азот в кръвта (BUN) са значително по-ниски в групите HKS (41 процента), HKS плюс A (41 процента) и CM плюс A (34 процента) в сравнение с тези в групите съответните контролни групи (нефректомирани мишки). Нивото на серумния креатинин в групата на HKS плюс A намалява с 35 процента на 10-ия ден, докато нивата в групите на HKS и CM плюс A намаляват съответно само с 14 процента и 13 процента на 30-ия ден. Взети заедно, това 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 на C. militaries върху ХБН проявява специфичен ефект върху BUN, серумния креатинин, телесното тегло, общия протеин и пикочната киселина. Изводи. Взети заедно, това 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 специфични ефекти върху BUN, серумния креатинин, телесното тегло, общия протеин и пикочната киселина. Заключихме, че лечението с мицел на C. militaris, култивиран в HKS или CM плюс A среда, може потенциално да предотврати влошаването на бъбречната функция при мишки с ХБН.

Ключови думи

Хронично бъбречно заболяване (CKD), Cordyceps Sinensis, мицел, уреен азот в кръвта (BUN), серумен креатинин,Cistanche ползи.

Щракнете тук, за да получитеефектите на Cistanche

Въведение

Хроничното бъбречно заболяване (CKD) е преобладаващ глобален здравен проблем [1]. ХБН е общ термин за хетерогенни заболявания, засягащи структурата и функцията на бъбреците [2]. Пациентите с ХБН имат повишен риск от терминална бъбречна недостатъчност (ESRD) [3, 4]. Съществуващите фармакологични агенти се фокусират върху усложненията, свързани с лечението на ХБН, като хиперлипидемия, диабет и хипертония, вместо върху конкретното лечение на самата ХБН [5–8], което прави изследването на бъбречната защита нововъзникваща медицинска наука. Предишни проучвания са фокусирани върху хомеодомейн-взаимодействащата протеин киназа 2 (HIPK2), тъй като тя е транскрипционен регулатор на генната експресия, участваща в тубулно увреждане и фиброза [9, 10]; въпреки това, специфични HIPK2 инхибитори не са налични в търговската мрежа. В допълнение, доказано е, че блокирането на ренин-ангиотензин-алдостероновата система намалява както риска от прогресиране на хиперкалиемия, така и честотата на рецидив [11, 12]. Въпреки че ренин-инхибиращото лекарство алискирен преди това е било прилагано редовно заедно с инхибитори на ангиотензин-конвертиращия ензим или блокери на ангиотензин рецепторите, сега се използва по-консервативно поради тежките му странични ефекти [13].

Съобщава се, че рисковите фактори за хронично бъбречно заболяване са възраст, раса, затлъстяване, диабет, ниско тегло при раждане, високо кръвно налягане и фамилна анамнеза [14]. Рискът от заболеваемост и смъртност от ХБН остава значително висок, като пациентите с ХБН обикновено получават заместителна бъбречна терапия, като диализа и бъбречна трансплантация. .us трябва да се разработят нови лечения. През последните години билковите терапии предоставиха алтернативна възможност за лечение на ХБН [15, 16]. В допълнение, много видове изследвания показват, че правилните предписания за китайска билкова медицина имат положителен ефект върху ХБН, което може значително да намали риска от ESRD при пациенти с ХБН и да подобри дългосрочната преживяемост на пациенти с ХБН [17]. Например, е изследвана ефикасността на няколко билки, включително Radix Astragali, Rheum officinale, Panax ginseng и Lycopus lucidus, върху бъбречни заболявания [18–21]. Някои билки показват обещаващи резултати при намаляване на протеинурията или повишаване на серумния албумин. Други обаче съдържат токсични съставки, като аристолохинова киселина или тежки метали, които могат да повлияят неблагоприятно на бъбречната функция и да предизвикат нефропатия [22]. Въпреки че са използвани често в някои развиващи се страни, докладите за тяхната ефикасност остават противоречиви. Ето защо разработването на ефикасно съединение, получено от естествен продукт за лечение на ХБН, е спешна грижа.

Кордицепсът принадлежи към семейството на гъбите и е вид традиционна китайска медицина, при която ларвите на паразитни насекоми растат и постепенно се превръщат в зряло плодно тяло. Cordyceps sinensis (C. sinensis) и Cordyceps militaries (C. militaries) са два добре известни вида Cordyceps. В продължение на много години C. sinensis се използва за лечение на умора, бъбречна и белодробна дисфункция, хипергликемия, хиперлипидемия и аритмия [23] и неговите ефекти при пациенти с ХБН и реципиенти на бъбречна трансплантация са изследвани [24–26]. Като цяло, C. militaris е относително податлив на масово производство [27] и проявява както различни, така и специфични фармакологични свойства [28–30]. В допълнение, предишно проучване, проведено от нашата група, изследва противораковите функции на C. militaris и демонстрира, че неговата мицелна ферментация може да регулира сигналния път на митоген-активираните протеин кинази (MAPK), за да спре клетъчния цикъл, да стимулира разграждането на хромозомната ДНК и в крайна сметка причиняват както апоптотична, така и автофагична смърт на култивирани глиобластомни клетки [31]. Ето защо, C. militaris ще бъде използван за неговите ренопротективни ефекти в това изследване.

Мицелът C. militaris наскоро беше разработен като популярна функционална храна в Азия. Екстрактите от плодното тяло на C. militaris могат значително да забавят прогресията на бъбречната дисфункция, предизвикана от субтотална нефректомия [32]. Изследванията върху ефекта на мицела на C. militaris върху ХБН обаче са редки. Това проучване ще тества нашата хипотеза, че мицелът на C. militaris може потенциално да предотврати влошаването на бъбречната функция при мишки с ХБН. Четири вида среди ще бъдат проектирани и използвани за инкубиране на мицелни C. милитари: (i) HKS, (ii) HKS плюс A, (iii) CM и (iv) CM плюс A. В продължение на 30 дни мишките в групите за лечение ще получават ежедневно приложение чрез орална сонда на мицел на C. militaris, култивиран в една от четирите различни среди, докато мишките в групите за фиктивен контрол (C) и контрол с нефректомия (Nx) ще получават дестилирана вода. Очаква се тези тестове да изяснят безопасността на мицела C. militaris като функционална храна.

Cistanche tubulosa

Материали и методи

1. Материали.

Мицелът на C. militaris (BCRC 32219) е закупен от Центъра за събиране и изследване на биоресурси към Института за изследване и развитие на хранителната промишленост (Hsinchu, Тайван). Глюкозата е закупена от JT Baker (ЕС). Малцов екстракт, пептон и екстракт от дрожди са закупени от Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, USA). Витамин А е закупен от Sigma-Aldrich (Сейнт Луис, МО, САЩ), а агарът е закупен съответно от High Standard Enterprise Co., Ltd. (Тайван). Комплекти за биохимичен анализ за откриване на бъбречна функция бяха получени от Arkray (Киото, Япония).

2. Подготовка на гъбична среда.

Мицелът на C. militaris се инкубира в четири вида среди, а именно CM, CM плюс A, HKS и HKS плюс A. Средата CM съдържа 2 процента малцов екстракт, 2 процента агар, 0.1 процента пептон, и 2 процента глюкоза [33]. Средата .e HKS беше модификация на среда, създадена от проф. Huang Keng-Shiang, и съдържаше 2 процента малцов екстракт, 2 процента агар, 0.2 процента пептон и 0.2 процента екстракт от дрожди . Средите .e CM и HKS се различават в концентрациите на пептона и екстракта от дрожди. .e HKS плюс A и CM плюс A среда всяка съдържаше допълнителен 1 процент витамин А в основната среда. 0.5 × 0.5 cm квадрат от мицел на C. militaris се нарязва и трансплантира върху всяка плака и се инкубира при 25 градуса. След като C. militaris беше култивиран в различни среди в продължение на 30 дни, гъбичният мицел беше внимателно изстърган от повърхността на твърдата среда с помощта на нож. Събраните прахове от гъбичен мицел се сушат чрез замразяване (EYELA FDU-1100) във вакуум при -54 градуса за 48 часа. Лиофилизирани прахове от мицел на C. militaris се съхраняват при -20 градуса до употреба.

3. Конструкция на модела на CKD мишки.

Пет-шестата нефректомия е най-утвърдената хронична процедура, която имитира прогресивна бъбречна недостатъчност след загуба на бъбречна маса. .e CKD мишки са установени след двуетапна, пет-шеста нефректомия, както е описано по-рано [34, 35]. Накратко, левият бъбрек беше изложен и отрязан на горния и долния полюс на една трета. .e 2/3 от екстрареналните клонове на бъбречната артерия на левия бъбрек бяха лигирани и последвани от напълно дясна нефректомия след една седмица. Животните се връщат в клетките им след операцията за най-малко две седмици преди да се предизвика уремия. .e процедурите са одобрени от институционалния комитет за грижа и използване на животните на университета I-Shou (одобрение №: IACUC-ISU- 101025).

4. Експериментална процедура.

Лиофилизирани прахове от мицел на C. militaris се накисват в дестилирана вода (10 mg/mL) при стайна температура. Две седмици след втората нефректомия, мишките бяха разделени на случаен принцип в групи за лечение (n=4 до 6 на група) и третирани с един от четирите типа разтвори на мицел на C. militaris, инкубирани в HKS, HKS плюс A , CM, или CM плюс A среда, чрез орална сонда за 30 последователни дни. На фиктивната група и мишките Nx се прилага еквивалентен обем дестилирана вода без мицел на C. militaris. Измерено е телесното тегло и са взети кръвни проби съответно на 1, 10 и 30 ден. В края на периода на лечение, мишките бяха умъртвени с използване на СО2. Бъбреците бяха дисектирани и промити с фосфатно буфериран физиологичен разтвор и поставени в 10 процента неутрален буфериран формалин за последваща хистологична обработка. Бяха взети кръвни проби от периорбиталния венозен синус. Азотът на уреята в кръвта (BUN), серумният креатинин, общият протеин и пикочната киселина бяха измерени с помощта на налични в търговската мрежа комплекти с помощта на автоматизиран биохимичен анализатор (SPOTCHEM EZ SP-4430) съгласно инструкциите на производителя (Arkary, Inc., Kyoto, Япония).

Стандартизиран Cistanche

5. Хранене на животните.

Мъжките мишки на Institute of Cancer Research (приблизително 30 g) бяха доставени от BioLASCO Taiwan Co., Ltd. и държани в стандартни клетки при постоянна температура от 22 ± 1 градуса с 12--часов цикъл светло-тъмно. Животните се хранят с обикновена храна за мишки и чешмяна вода ad libitum. Животните, използвани в това проучване, са били настанени и обгрижвани от ръководството на NIH за грижа и използване на лабораторни животни.

6. Биохимичен анализ на кръвни проби.

Бяха взети кръвни проби от периорбиталния венозен синус. Плазмените проби се центрофугират при 12, 000 rpm за 10 минути при 4 градуса и се съхраняват при -20 градуса преди анализа. Азотът на уреята в кръвта (BUN), серумният креатинин, общият протеин и пикочната киселина бяха измерени с помощта на налични в търговската мрежа комплекти с помощта на автоматизиран биохимичен анализатор (SPOTCHEM EZ SP-4430) съгласно инструкциите на производителя (Arkary, Inc., Киото, Япония).

7. Бъбречно хистологично изследване.

Бъбреците на мишките бяха вградени в парафинови блокове, разрязани на срезове с дебелина 3- μm и обработени с оцветяване с хематоксилин-еозин (HE) на Хари, следвайки стандартната процедура. Бъбречните гломерули и тубули бяха изследвани и фотографирани за бъдещ анализ. Изображенията бяха заснети с помощта на цветна видеокамера (VKC150, Hitachi, Токио, Япония), свързана с микроскоп (DP72, Olympus, Center Valley, PA, САЩ) и сляпо анализирани от опитен патолог. 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.

8. Статистически анализ.

Всички данни са представени като средна стойност ± стандартна грешка на средната стойност (n=4 до 6 за група). Данните бяха анализирани с помощта на двупосочен анализ на дисперсията, последван от post hoc тестове на Bonferroni (SigmaPlot версия 10.0, Сан Хосе, Калифорния, САЩ). p <0.05 се счита за статистически значимо.

Екстракт от цистанче

Препратки

[1] K. Kalantar-Zadeh и D. Fouque, "Хранително управление на хронично бъбречно заболяване", New England Journal of Medicine, vol. 377, бр. 18, стр. 1765–1776, 2017.

[2] TK Chen, DH Knicely и ME Grams, „Диагностика и управление на хронично бъбречно заболяване,“ JAMA, vol. 322, бр. 13, стр. 1294–1304, 2019 г.

[3] P. Cockwell и L.-A. Fisher, ".e Глобално бреме на хроничното бъбречно заболяване,":e Lancet, vol. 395, бр. 10225, стр. 662–664, 2020 г.

[4] P. Rossignol, ZA Massy, ​​M. Azizi, et al., ".e двойно предизвикателство на резистентна хипертония и хронично бъбречно заболяване,":e Lancet, vol. 386, бр. 10003, стр. 1588–1598, 2015 г.

[5] AS Levey и J. Coresh, "Хронична бъбречна болест,": e Lancet, vol. 379, бр. 9811, стр. 165–180, 2012 г.

[6] RJ Johnson, C. Wesseling и LS Newman, "Хронично бъбречно заболяване с неизвестна причина в селскостопанските общности," New England Journal of Medicine, vol. 380, бр. 19, стр. 1843–1852, 2019.

[7] T. Yang, EM Richards, CJ Pepine и MK Raizada, ".e чревна микробиота и оста мозък-черва-бъбрек при хипертония и хронично бъбречно заболяване," Nature Reviews Nephrology, vol. 14, бр. 7, стр. 442–456, 2018 г.

[8] S. Joshi, M. McMacken и K. Kalantar-Zadeh, „Растителни диети за бъбречно заболяване: ръководство за клиницисти,“ American Journal of Kidney Diseases, vol. 77, бр. 2, стр. 287–296, 2021 г.

[9] A. Pisciottani, L. Biancolillo, M. Ferrara et al., "HIPK2 фосфорилира ензима спастин, разделящ микротубулите при S268 за абцисиране," Клетки, том. 8, бр. 7, стр. 684, 2019 г.

[10] MM Nugent, K. Lee и JC He, "HIPK2 е нова лекарствена цел за антифиброзна терапия при бъбречно заболяване," Frontiers in Physiology, vol. 6, стр. 132, 2015 г.

[11] PE Drawz и ME Rosenberg, „Забавяне на прогресията на хронично бъбречно заболяване,“ Kidney International Supplements, vol. 3, бр. 4, стр. 372–376, 2013 г.

[12] MR Weir, GL Bakris, DA Bushinsky, et al., "Patiromer при пациенти с бъбречно заболяване и хиперкалиемия, получаващи инхибитори на raas", New England Journal of Medicine, vol. 372, бр. 3, стр. 211–221, 2015 г.

[13] M. Azizi и J. M´enard, "Ренинови инхибитори и сърдечно-съдова и бъбречна защита: безкрайно търсене?" Сърдечно-съдови лекарства и: терапия, том. 27, бр. 2, стр. 145–153, 2013 г.

[14] K. Al-Jewari, R. Baban и J. Manuti, "Серумни и разтворими в урината -Klotho нива при пациенти с хронично бъбречно заболяване", Baghdad Journal of Biochemistry and Applied Biological Sciences, vol. 2, бр. 01, стр. 29–38, 2021 г.

[15] S. Prakash, GT Hernandez, I. Dujaili и V. Bhalla, „Отравяне с олово от аюрведично билково лекарство при пациент с хронично бъбречно заболяване“, Nature Reviews Nephrology, vol. 5, бр. 5, стр. 297–300, 2009 г.

[16] AA Razmaria, "Хронична бъбречна болест," JAMA, vol. 315, бр. 20, стр. 2248, 2016 г.

[17] M.-Y. Лин, Ю.-В. Chiu, J.-S. Chang et al., "Асоциация на употребата на предписана китайска билкова медицина с риск от краен стадий на бъбречно заболяване при пациенти с хронично бъбречно заболяване", Kidney International, vol. 88, бр. 6, стр. 1365–1373, 2015 г.

[18] A. Zuk и JV Bonventre, "Остра бъбречна травма", Годишен преглед на медицината, том. 67, бр. 1, стр. 293–307, 2016.

[19] Y. Zhong, MC Menon, Y. Deng, Y. Chen и JC He, „Последни постижения в традиционната китайска медицина за бъбречни заболявания“, American Journal of Kidney Diseases, vol. 66, бр. 3, стр. 513–522, 2015 г.

[20] SW Lim, KC Doh, L. Jin, et al., „Лечението с женшен намалява автофагичната клетъчна смърт при хронична циклоспоринова нефропатия,“ Nephrology, vol. 19, бр. 8, стр. 490–499, 2014 г.

[21] Y. Yao, J. Yang, D. Wang, et al., ".e воден екстракт от Lycopus lucidus Turcz подобрява индуцираното от стрептозотоцин диабетно увреждане на бъбреците чрез инхибиране на TGF- 1 сигнален път," Phytomedicine, vol. . 20, бр. 13, стр. 1160–1167, 2013 г.

[22] L. Wu, W. Sun, B. Wang и др., „Интегрирана система за идентифициране на скритите убийци в традиционните лекарства, съдържащи аристолохични киселини,“ Научни доклади, том. 5, бр. 1, член ИД 11318, 2015 г.

[23] GM Shashidhar, P. Giridhar и B. Manohar, „Функционални полизахариди от медицинска гъба Cordyceps sinensis като мощна хранителна добавка: екстракция, характеризиране и терапевтичен потенциал – систематичен преглед“, RSC Advances, том. 5, бр. 21, стр. 16050–16066, 2015 г.

[24] T. Hong, M. Zhang и J. Fan, „Cordyceps sinensis (традиционна китайска медицина) за реципиенти с бъбречна трансплантация,“ Cochrane Database of Systematic Reviews, vol. 10, номер на статия CD009698, 2015 г.

[25] HW Zhang, ZX Lin, YS Tung, et al., „Cordyceps sinensis (традиционна китайска медицина) за лечение на хронично бъбречно заболяване,“ Cochrane Database of Systematic Reviews, vol. 18, номер на статия CD008353, 2014 г.

[26] G. Shao, S. Zhu и B. Yang, „Приложения на билковата медицина за лечение на автозомно доминантна поликистозна бъбречна болест,“ Frontiers in Pharmacology, vol. 12, номер на статия 629848, 2021 г.

[27] C.-T. Лий, К.-С. Хуанг, Дж.-Ф. Shaw, et al., "Тенденции в имуномодулаторните ефекти на Cordyceps militaris: общи екстракти, полизахариди и кордицепин", Frontiers in Pharmacology, vol. 11, номер на статия 575704, 2020 г.

[28] Б.-Л. Той, Q.-W. Zheng, L.-Q. Guo et al., "Структурна характеристика и имуноповишаваща активност на нов полизахарид с високо молекулно тегло от Cordyceps militaris", International Journal of Biological Macromolecules, vol. 145, стр. 11–20, 2020 г.

[29] X.-C. Liu, Z.-Y. Zhu, Y.-L. Tang et al., "Структурни свойства на полизахариди от култивирани плодни тела и мицел на Cordyceps militaris", Carbohydrate Polymers, vol. 142, стр. 63–72, 2016.

[30] H.-J. Парк, "Етанолов екстракт от Кордицепс милитари, отгледан върху покълнали соеви зърна, инхибира 2, 4-динитрофенол-флуоробензен-индуциран алергичен контактен дерматит", Journal of Functional Foods, vol. 17, стр. 938–947, 2015 г.

[31] C.-H. Янг, Y.-H. Као, К.-С. Huang, C.-Y. Уанг и Л.-В. Lin, "Cordyceps militaris и мицелна ферментация, индуцирана от апоптоза и автофагия на човешки глиобластомни клетки", Cell Death & Disease, том. 3, бр. 11, стр. e431, 2012 г.

[32] SK Das, M. Masuda, A. Sakurai и M. Sakakibara, „Медицински употреби на гъбата Cordyceps militaries: текущо състояние и перспективи“, Fitoterapia, vol. 81, бр. 8, стр. 961–968, 2010 г.

[33] LS Wang, CY Wang, CH Yang, et al., "Синтез и противогъбичен ефект на сребърни наночастици-хитозан композитни частици," International Journal of Nanomedicine, vol. 10, стр. 2685–2696, 2015 г.

[34] R. Poesen, K. Windey, E. Neven, et al., ".e influence of CKD on colon microbial metabolism," Journal of the American Society of Nephrology, vol. 27, бр. 5, стр. 1389–1399, 2016.

[35] S.-C. Wang, C.-H. Yang, AM Grumezescu, et al., „Ренопротективни ефекти на мицелия на медицинската гъба шут камфор (Taiwanofungus camphorates, Basidiomycetes) върху няколко среди при мишки с хронично бъбречно заболяване,“ International Journal of Medicinal Mushrooms, vol. 18, бр. 12, стр. 1105–1114, 2016.

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