ขณะนี้ JavaScript ถูกปิดใช้งานในเบราว์เซอร์ของคุณ ฟังก์ชันบางอย่างของเว็บไซต์นี้จะไม่ทำงานเมื่อปิดใช้งาน JavaScript
ลงทะเบียนโดยระบุรายละเอียดเฉพาะของคุณและยาที่คุณสนใจ เราจะจับคู่ข้อมูลที่คุณให้ไว้กับบทความในฐานข้อมูลขนาดใหญ่ของเรา และส่งสำเนา PDF ให้คุณทางอีเมลทันที
เม็ด Ban-Lan-Gen ช่วยบรรเทาอาการลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วยเดกซ์แทรนโซเดียมซัลเฟตในหนูทดลอง โดยการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้และฟื้นฟูการผลิต SCFA Derived-GLP-1 ในลำไส้
Jiao Peng,1-3,*Li Xi,4,*Zheng Lin,3,5 Duan Lifang,1 Gao Zhengxian,2,5 Diehu,1 Li Jie,6 Li Xiaofeng,6 Shen Xiangchun,5 Xiao Haitao21แผนกเภสัชกรรม โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยปักกิ่งเซินเจิ้น เซินเจิ้น สาธารณรัฐประชาชนจีน; 2วิทยาลัยเภสัชศาสตร์ ศูนย์วิทยาศาสตร์สุขภาพ มหาวิทยาลัยเซินเจิ้น เซินเจิ้น สาธารณรัฐประชาชนจีน; 3ศูนย์วิจัยเทคโนโลยีวิศวกรรมการแพทย์แผนโบราณและการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ยาพื้นเมือง มหาวิทยาลัยการแพทย์กุ้ยโจว กระทรวงศึกษาธิการ ห้องปฏิบัติการสำคัญระดับมณฑลด้านเภสัชกรรม มหาวิทยาลัยการแพทย์กุ้ยโจว กุ้ยหยาง สาธารณรัฐประชาชนจีน; 4 แผนกทางเดินอาหาร โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยปักกิ่งเซินเจิ้น เซินเจิ้น สาธารณรัฐประชาชนจีน; 5 วิทยาลัยเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยการแพทย์กุ้ยโจว ห้องปฏิบัติการสำคัญระดับรัฐด้านการทำงานและการประยุกต์ใช้พืชสมุนไพร กุ้ยหยาง; 6 แผนกเวชศาสตร์ห้องปฏิบัติการ โรงพยาบาลปักกิ่งมหาวิทยาลัยเซินเจิ้น เซินเจิ้น ประเทศจีน [email protected] Shen Xiangchun คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยการแพทย์กุ้ยโจว กุ้ยโจว สาธารณรัฐประชาชนจีน 550004 อีเมล [email protected] วัตถุประสงค์: การรักษาด้วย GLP-1 เป็นทางเลือกการรักษาใหม่สำหรับโรคอักเสบในลำไส้ ยาเม็ด Ban-Lan-Gen (BLG) เป็นสูตรยาแผนจีนโบราณที่มีฤทธิ์ต้านไวรัสและมีศักยภาพในการต้านการอักเสบในการรักษาภาวะอักเสบต่างๆ อย่างไรก็ตาม ผลการต้านการอักเสบต่อโรคโคลิติสและกลไกการออกฤทธิ์ยังไม่ชัดเจน วิธีการ: สร้างแบบจำลองโรคโคลิติสเรื้อรังแบบกำเริบซ้ำในหนูที่เหนี่ยวนำด้วยเดกซ์แทรนโซเดียมซัลเฟต (DSS) ทำการประเมินดัชนีความรุนแรงของโรค เครื่องหมายทางเนื้อเยื่อวิทยาของการบาดเจ็บ และระดับไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เพื่อประเมินผลการป้องกันของ BLG ลักษณะของผลของ BLG ต่อจุลินทรีย์ในลำไส้และลำไส้ถูกตรวจสอบโดยระดับ GLP-1 ในซีรัมและ Gcg ในลำไส้ใหญ่ การแสดงออกของ GPR41 และ GRP43 องค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ ระดับ SCFA ในอุจจาระ และการปลดปล่อย GLP-1 จากเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูทดลอง การผลิต GLP-1 ที่ได้จาก SCFA ผลลัพธ์: การรักษาด้วย BLG ช่วยลดการสูญเสียน้ำหนักตัว DAI การหดตัวของลำไส้ใหญ่ ความเสียหายของเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ และระดับไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เช่น TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ การรักษาด้วย BLG ยังสามารถฟื้นฟูการแสดงออกของ Gcg, GPR41 และ GRP43 ในลำไส้ใหญ่ และระดับ GLP-1 ในซีรั่มของหนูที่เป็นโรคโคลิติสได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยการเพิ่มแบคทีเรียที่ผลิต SCFA เช่น Akkermansia และ Prevotellaceae_UCG-001 และลดปริมาณของแบคทีเรีย เช่น Eubacterium_xylanophilum_group, Ruminococcaceae_UCG-014, Intestinimonas และ Oscillibacter นอกจากนี้ การรักษาด้วย BLG ยังสามารถเพิ่มระดับ SCFA ในอุจจาระของหนูที่เป็นโรคโคลิติสได้อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะเดียวกัน การทดลองในหลอดทดลองยังแสดงให้เห็นว่าสารสกัดจากอุจจาระของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย BLG สามารถกระตุ้นเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ขนาดเล็กของหนูให้หลั่ง GLP-1 ได้อย่างมาก สรุป: ผลการวิจัยเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า BLG มีฤทธิ์ต้านการอักเสบของลำไส้ใหญ่ BLG มีศักยภาพที่จะพัฒนาเป็นยาบำบัดอย่างน้อยบางส่วนโดยการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้และฟื้นฟูการผลิต GLP-1 ที่ได้จากกรดไขมันสายสั้นในลำไส้ ยาที่มีแนวโน้มดีสำหรับโรคลำไส้อักเสบเรื้อรังที่กำเริบซ้ำ คำสำคัญ: โรคลำไส้อักเสบ, เม็ดบันหลานเจน, จุลินทรีย์ในลำไส้, กรดไขมันสายสั้น, GLP-1
โรคแผลในลำไส้ใหญ่ (Ulcerative colitis, UC) เป็นโรคอักเสบเรื้อรังของลำไส้ใหญ่และทวารหนัก มีลักษณะเฉพาะคือ ท้องเสียเรื้อรัง ปวดท้อง น้ำหนักลด และอุจจาระมีหนองปนเลือด¹ ปัจจุบัน อุบัติการณ์ของโรค UC เพิ่มสูงขึ้นในประเทศที่มีอุบัติการณ์ต่ำมาก่อน รวมถึงประเทศจีน เนื่องจากวิถีชีวิตแบบตะวันตกได้รับความนิยมมากขึ้น² การเพิ่มขึ้นนี้ก่อให้เกิดปัญหาใหญ่ด้านสาธารณสุขและส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความสามารถในการทำงานและคุณภาพชีวิตของผู้ป่วย ที่น่าสังเกตคือ กลไกการเกิดโรค UC ยังคงไม่ชัดเจนนัก แต่โดยทั่วไปยอมรับกันว่าพันธุกรรม ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม จุลินทรีย์ในลำไส้ และระบบภูมิคุ้มกันล้วนมีส่วนทำให้เกิดโรค UC³ แม้กระทั่งในปัจจุบัน ยังไม่มีวิธีรักษาโรค UC ให้หายขาด เป้าหมายของการรักษาทางคลินิกคือการควบคุมอาการทางคลินิก กระตุ้นและคงภาวะสงบของโรค ส่งเสริมการสมานแผลของเยื่อบุ และลดการเกิดซ้ำ การรักษาแบบดั้งเดิม ได้แก่ อะมิโนซาลิไซเลต คอร์ติโคสเตียรอยด์ ยากดภูมิคุ้มกัน และยาชีวภาพ อย่างไรก็ตาม ยาเหล่านี้ไม่สามารถให้ผลตามที่ต้องการได้เนื่องจาก ผลข้างเคียงต่างๆ ของยาเหล่านั้น4 เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีกรณีศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่ายาแผนจีนโบราณ (TCM) มีศักยภาพอย่างมากในการช่วยบรรเทาอาการ UC ด้วยความเป็นพิษต่ำ ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการพัฒนายาแผนจีนโบราณชนิดใหม่เป็นกลยุทธ์การรักษาที่มีแนวโน้มที่ดีสำหรับ UC5-7
ยาเม็ดบานลังเง็น (BLG) เป็นยาแผนจีนโบราณที่ทำจากสารสกัดจากรากบานลังเง็นด้วยน้ำ⁸ นอกจากประสิทธิภาพในการต้านไวรัสแล้ว BLG ยังแสดงฤทธิ์ต้านการอักเสบในการรักษาภาวะอักเสบต่างๆ^9,10 นอกจากนี้ ยังมีการแยกและระบุสารกลูโคซิโนเลต (R,S-goitrin, progoitrin, epiprorubin และ glucoside) จากสารสกัดจากรากบานลังเง็นด้วยน้ำ และนิวคลีโอไซด์ (hypoxanthine, adenosine, uridine และ guanosine) และอัลคาลอยด์อินดิโก เช่น อินดิโก และอินดิรูบิน^11,12 การศึกษาในอดีตได้บันทึกไว้อย่างดีว่าสารประกอบอะดีโนซีน ยูริดีน และอินดิรูบิน แสดงฤทธิ์ต้านการอักเสบในลำไส้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในแบบจำลองสัตว์ต่างๆ ของการอักเสบในลำไส้^13-17 อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการศึกษาเชิงประจักษ์ใดๆ ที่ดำเนินการเพื่อประเมินประสิทธิภาพของ BLG ในการอักเสบในลำไส้ ในการศึกษาปัจจุบันนี้ เราได้ตรวจสอบการป้องกัน ผลของ BLG ต่อภาวะลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วยเดกซ์แทรนโซเดียมซัลเฟต (DSS) ในหนู C57BL/6 พบว่าการให้ BLG ทางปากช่วยลดการอักเสบของลำไส้ใหญ่ที่เกิดจาก DSS ในหนูได้อย่างมีนัยสำคัญ กลไกการควบคุมการอักเสบนั้นเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้และการฟื้นฟูการผลิตกลูคากอนไลค์เปปไทด์-1 (GLP-1) จากลำไส้
เม็ด BLG (ปราศจากน้ำตาล ได้รับการอนุมัติจาก NMPA หมายเลข Z11020357; บริษัท Beijing Tongrentang Technology Development Co., Ltd., ปักกิ่ง ประเทศจีน; หมายเลขล็อต: 20110966) ซื้อจากร้านขายยา DSS (น้ำหนักโมเลกุล: 36,000–50,000 ดาลตัน) ซื้อจาก MP Biologicals (ซานตาอานา สหรัฐอเมริกา) ซัลฟาซาลาซีน (SASP) (ความบริสุทธิ์ ≥ 98%), ฮีมาทอกซิลิน และอีโอซิน ซื้อจาก Sigma-Aldrich (เซนต์หลุยส์ รัฐมิสซูรี สหรัฐอเมริกา) ชุดตรวจวิเคราะห์ Mouse TNF-α, IL-1β และ IL-6 luminex Elisa ซื้อจาก R&D systems (มินนิอาโปลิส รัฐมินนิโซตา สหรัฐอเมริกา) กรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก และกรดบิวทิริก ซื้อจาก Aladdin Industries (เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน) กรด 2-เอทิลบิวทิริก ซื้อจาก Merck KGaA (ดาร์มสตัดท์ ประเทศเยอรมนี)
หนู C57BL/6 เพศผู้ อายุ 6-8 สัปดาห์ (น้ำหนักตัว 18-22 กรัม) ถูกซื้อจากบริษัท Beijing Wetahe Laboratory Animal Technology Co., Ltd. (ปักกิ่ง ประเทศจีน) และเลี้ยงไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 22 ± 2 °C โดยมีวงจรแสง/มืด 12 ชั่วโมง หนูได้รับอาหารหนูมาตรฐานและมีน้ำดื่มให้ตลอด 1 สัปดาห์เพื่อปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ จากนั้นหนูถูกแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มแบบสุ่ม ได้แก่ กลุ่มควบคุม กลุ่มแบบจำลอง DSS กลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย SASP (200 มก./กก. ทางปาก) และกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย BLG (1 กรัม/กก. ทางปาก) ดังแสดงในรูปที่ 1A ตามการศึกษาครั้งก่อนของเรา ภาวะลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังแบบกำเริบซ้ำถูกเหนี่ยวนำในหนูโดยใช้ DSS 1.8% เป็นเวลา 5 วัน 3 รอบ ตามด้วยน้ำกลั่นเป็นเวลา 7 วัน ตามการศึกษาครั้งก่อนของเรา18 หนูในกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย SASP และ BLG ได้รับการรักษาด้วย SASP และ BLG ตามลำดับ ทุกวัน เริ่มตั้งแต่วันที่ 0 ตามการทดลองเบื้องต้น ปริมาณ BLG ถูกกำหนดไว้ที่ 1 กรัม/กิโลกรัม ในขณะเดียวกัน ปริมาณ SASP ถูกกำหนดไว้ที่ 200 มิลลิกรัม/กิโลกรัม ตามเอกสารอ้างอิง4 กลุ่มควบคุมและกลุ่มแบบจำลอง DSS ได้รับน้ำในปริมาณเท่ากันตลอดการทดลอง
รูปที่ 1 BLG ช่วยบรรเทาอาการลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังแบบกำเริบซ้ำที่เกิดจาก DSS ในหนูทดลอง (A) แผนการทดลองเกี่ยวกับลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังแบบกำเริบซ้ำและการรักษา (B) การเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักตัว (C) คะแนนดัชนีความรุนแรงของโรค (DAI) (D) ความยาวของลำไส้ใหญ่ (E) ภาพตัวอย่างของลำไส้ใหญ่ (F) การย้อมสี H&E ของลำไส้ใหญ่ (กำลังขยาย ×100) และ (G) คะแนนทางจุลพยาธิวิทยา ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n = 6) ##p < 0.01 หรือ ###p < 0.001 เทียบกับกลุ่มควบคุม (Con); *p < 0.05 หรือ **p < 0.01 หรือ ***p < 0.001 เทียบกับกลุ่ม DSS
มีการบันทึกน้ำหนักตัว ความสม่ำของอุจจาระ และเลือดออกทางทวารหนักทุกวัน ดัชนีความรุนแรงของโรค (DAI) ถูกกำหนดโดยการรวมคะแนนของน้ำหนักตัว ความสม่ำของอุจจาระ และเลือดออกทางทวารหนักตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้¹⁹ เมื่อสิ้นสุดการทดลอง หนูทุกตัวจะถูกทำการุณยฆาต และเก็บเลือด อุจจาระ และลำไส้ใหญ่เพื่อทำการทดลองเพิ่มเติม
เนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ถูกตรึงด้วยฟอร์มาลินและฝังในพาราฟิน ตัดเป็นชิ้นบาง 5 ไมครอนและย้อมด้วยฮีมาทอกซิลิน-อีโอซิน (H&E) จากนั้นจึงทำการประเมินโดยไม่ทราบข้อมูลล่วงหน้าตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้19
สกัด RNA ทั้งหมดจากเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่โดยใช้สารละลาย Trizol (Invitrogen, Carlsbad, CA) จากนั้นสกัด cDNA ด้วยเอนไซม์รีเวอร์สทรานสคริปเทส (TaKaRa, Kusatsu, Shiga, Japan) ทำการวิเคราะห์ PCR เชิงปริมาณโดยใช้ระบบ PCR แบบเรียลไทม์ด้วย SYBR Green Master (Roche, Basel, Switzerland) ปรับค่าการถอดรหัสยีนเป้าหมายให้เป็นมาตรฐานโดยเทียบกับ β-actin และวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้วิธี 2-ΔΔCT ลำดับไพรเมอร์ของยีนแสดงในตารางที่ 1
การแยกและการเพาะเลี้ยงเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูทดลองขั้นต้นดำเนินการตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้²⁰ โดยสรุปคือ ลำไส้ใหญ่ของหนูอายุ 6-8 สัปดาห์จะถูกตัดออกมาหลังจากฆ่าโดยการหักคอ จากนั้นจึงเปิดตามยาว รักษาด้วยสารละลาย Hanks Balanced Salt Solution (HBSS, ปราศจากแคลเซียมและแมกนีเซียม) และตัดเป็นชิ้นเล็กๆ ขนาด 0.5-1 มม. ต่อมา เนื้อเยื่อจะถูกย่อยด้วยคอลลาเจเนส XI 0.4 มก./มล. (Sigma, Poole, UK) ในอาหารเลี้ยงเซลล์ DMEM ที่ปราศจากสารปรุงแต่ง และปั่นเหวี่ยงที่ 300 xg เป็นเวลา 5 นาทีที่อุณหภูมิห้อง นำตะกอนมาละลายในอาหารเลี้ยงเซลล์ DMEM (เสริมด้วยซีรั่มจากลูกวัว 10%, เพนิซิลลิน 100 หน่วย/มล. และสเตรปโตไมซิน 100 ไมโครกรัม/มล.) ที่ 37 °C และกรองผ่านตาข่ายไนลอน (ขนาดรูพรุน ~250 ไมโครเมตร) ตัวอย่างของเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ นำเซลล์ใส่ในจานก้นแก้วและบ่มด้วยกรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก กรดบิวทิริก และสารสกัดจากอุจจาระหนูเป็นเวลา 2 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 37°C และความเข้มข้นของ CO2 5%
นำเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่มาบดให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยสารละลาย PBS จากนั้นตรวจวัดระดับของไซโตไคน์ IL-6, TNF-α และ IL-1β ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่โดยใช้ชุดตรวจ ELISA Luminex (R&D systems, Minneapolis, MN, USA) ในทำนองเดียวกัน ตรวจวัดระดับ GLP-1 ในซีรั่มและสารละลายเพาะเลี้ยงของเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูโดยใช้ชุดตรวจ ELISA (Bioswamp, Wuhan, China) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต
สกัด DNA ทั้งหมดจากอุจจาระโดยใช้ชุดสกัด DNA (Tiangen, ประเทศจีน) วัดคุณภาพและปริมาณของ DNA ที่อัตราส่วน 260 nm/280 nm และ 260 nm/230 nm ตามลำดับ จากนั้นใช้ DNA ที่สกัดได้แต่ละตัวอย่างเป็นแม่แบบ โดยใช้ไพรเมอร์เฉพาะ 338F (ACTCCTACGGGAGGCAGCAG) และ 806R (GGACTACHVGGGTWTCTAAT) ในการขยายบริเวณ V3-V4 ของยีน 16S rRNA ในบริเวณต่างๆ ผลิตภัณฑ์ PCR ถูกทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ชุดสกัดเจล QIAquick (QIAGEN, ประเทศเยอรมนี) วัดปริมาณโดย PCR แบบเรียลไทม์ และจัดลำดับโดยใช้แพลตฟอร์มการจัดลำดับ IlluminaMiseq PE300 (Illumina Inc., CA, สหรัฐอเมริกา) สำหรับการวิเคราะห์ทางชีวสารสนเทศ การประมวลผลข้อมูลดำเนินการตามโปรโตคอลที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้21,22 โดยสรุปคือ ใช้ Cutadapt (V1.9.1) เพื่อกรองไฟล์ express ดิบ OTU ถูกจัดกลุ่มโดยใช้ UPARSE (เวอร์ชัน 7.0.1001) ด้วยค่าความคล้ายคลึงที่ 97% และใช้ UCHIME เพื่อลบซีเควนซ์ไคเมอริก การวิเคราะห์องค์ประกอบชุมชนและการจำแนกประเภทดำเนินการโดยใช้ตัวจำแนก RDP (http://rdp.cme.msu.edu/) โดยอิงจากฐานข้อมูลยีน ribosomal RNA ของ SILVA
ระดับของกรดไขมันสายสั้น (กรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก และกรดบิวทิริก) ถูกวัดตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้โดย Tao et al. โดยมีการปรับเปลี่ยนบางส่วน²³ กล่าวโดยสรุปคือ นำอุจจาระ 100 มิลลิกรัมมาแขวนลอยในน้ำปราศจากไอออน 0.4 มิลลิลิตร ตามด้วยกรดซัลฟิวริก 50% 0.1 มิลลิลิตร และกรด 2-เอทิลบิวทิริก 0.5 มิลลิลิตร (สารมาตรฐานภายใน) จากนั้นทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและให้ความร้อนที่ 4°C ปั่นเหวี่ยงที่ 12,000 รอบต่อนาที เป็นเวลา 15 นาที ที่อุณหภูมิ C สกัดสารละลายส่วนบนด้วยอีเทอร์ 0.5 มิลลิลิตร แล้วฉีดเข้าเครื่อง GC เพื่อวิเคราะห์ สำหรับการวิเคราะห์ด้วยแก๊สโครมาโทกราฟี (GC) ตัวอย่างจะถูกวิเคราะห์โดยใช้เครื่อง GC-2010 Plus (Shimadzu, Inc.) ที่ติดตั้งตัวตรวจจับแบบเปลวไฟไอออนไนเซชัน (FID) การแยกสารทำได้โดยใช้คอลัมน์ ZKAT-624 ขนาด 30 ม. × 0.53 มม. × 0.3 ไมโครเมตร (Lanzhou Zhongke Antai Analytical Technology Co., Ltd., ประเทศจีน) เก็บข้อมูลโดยใช้ซอฟต์แวร์ GC solution (Shimadzu, Inc.) อัตราส่วนการแยกคือ 10:1 ก๊าซพาคือไนโตรเจน และอัตราการไหลคือ 6 มิลลิลิตร/นาที ปริมาตรการฉีดคือ 1 ไมโครลิตร อุณหภูมิของหัวฉีดและตัวตรวจจับคือ 300°C อุณหภูมิของเตาอบคงที่ที่ 140°C เป็นเวลา 13.5 นาที ลดอุณหภูมิลงเหลือ 250°C ในเวลา 5 นาที จากนั้นเพิ่มอุณหภูมิเป็น 250°C ในอัตรา 120°C/นาที และคงอุณหภูมิไว้เป็นเวลา 5 นาที
ข้อมูลแสดงในรูปค่าเฉลี่ย ± ค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของค่าเฉลี่ย (SEM) การประเมินความมีนัยสำคัญของข้อมูลทำโดยใช้การวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียว (ANOVA) ตามด้วยการทดสอบช่วงหลายค่าของดันแคน (Duncan's multiple range test) ใช้โปรแกรม GraphPad Prism 5.0 (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA) ในการคำนวณทั้งหมด และค่า p < 0.05 ถือว่ามีความนัยสำคัญทางสถิติ
เป็นที่ทราบกันดีว่า UC เป็นโรคลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังที่กำเริบซ้ำๆ โดยมีอาการปวดท้องอย่างรุนแรง ท้องเสีย และมีเลือดออก ดังนั้นจึงได้สร้างแบบจำลองลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังที่กำเริบซ้ำๆ ในหนูทดลองโดยใช้ DSS เพื่อประเมินประสิทธิภาพในการต้านการอักเสบของ BLG (รูปที่ 1A) เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม หนูในกลุ่มแบบจำลอง DSS มีน้ำหนักตัวลดลงอย่างมีนัยสำคัญและมีค่า DAI สูงขึ้น และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้กลับคืนสู่สภาพปกติอย่างมีนัยสำคัญหลังจากได้รับการรักษาด้วย BLG เป็นเวลา 24 วัน (รูปที่ 1B และ C) การหดตัวของลำไส้ใหญ่เป็นลักษณะสำคัญอย่างหนึ่งของ UC ดังแสดงในรูปที่ 1D และ E ความยาวของลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับ DSS สั้นลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่ได้รับการบรรเทาลงด้วยการรักษาด้วย BLG ต่อมาได้ทำการวิเคราะห์ทางพยาธิวิทยาเพื่อประเมินการอักเสบของลำไส้ใหญ่ ภาพที่ย้อมด้วย H&E และคะแนนทางพยาธิวิทยาแสดงให้เห็นว่าการให้ DSS ทำให้โครงสร้างของลำไส้ใหญ่เสียหายอย่างมีนัยสำคัญและส่งผลให้เกิดการทำลายของต่อมคริปต์ ในขณะที่การรักษาด้วย BLG ช่วยลดการทำลายของต่อมคริปต์และคะแนนทางพยาธิวิทยาได้อย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 1F และ G) ที่น่าสังเกตคือ ผลการป้องกันของ BLG ในขนาด 1 กรัม/กิโลกรัม มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับ SASP ในขนาด 200 มิลลิกรัม/กิโลกรัม โดยรวมแล้ว ผลการศึกษาเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า BLG มีประสิทธิภาพในการลดความรุนแรงของภาวะลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังที่กำเริบซ้ำซึ่งเกิดจาก DSS ในหนูทดลอง
TNF-α, IL-1β และ IL-6 เป็นตัวบ่งชี้การอักเสบที่สำคัญของลำไส้ใหญ่ ดังแสดงในรูปที่ 2A DSS กระตุ้นให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของการแสดงออกของยีน TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในลำไส้ใหญ่เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม การให้ BLG สามารถย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจาก DSS เหล่านี้ได้อย่างมีนัยสำคัญ ต่อมา เราใช้ ELISA เพื่อตรวจสอบระดับของไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ ผลลัพธ์ยังแสดงให้เห็นว่าระดับของ TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในลำไส้ใหญ่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย DSS ในขณะที่การรักษาด้วย BLG ช่วยบรรเทาการเพิ่มขึ้นเหล่านี้ (รูปที่ 2B)
รูปที่ 2 BLG ยับยั้งการแสดงออกของยีนและการผลิตไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย DSS (A) การแสดงออกของยีน TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในลำไส้ใหญ่; (B) ระดับโปรตีน TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในลำไส้ใหญ่ ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n = 4–6) #p < 0.05 หรือ ##p < 0.01 หรือ ###p < 0.001 เทียบกับกลุ่มควบคุม (Con); *p < 0.05 หรือ **p < 0.01 เทียบกับกลุ่ม DSS
ภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ผิดปกติเป็นปัจจัยสำคัญในการเกิดโรค UC²⁴ เพื่อตรวจสอบว่า BLG มีผลต่อจุลินทรีย์ในลำไส้ของหนูที่ได้รับ DSS หรือไม่ จึงทำการวิเคราะห์ลำดับ 16S rRNA เพื่อวิเคราะห์ชุมชนแบคทีเรียในลำไส้ แผนภาพเวนน์แสดงให้เห็นว่าทั้งสามกลุ่มมี OTU ร่วมกัน 385 OTU ในขณะเดียวกัน แต่ละกลุ่มก็มี OTU ที่ไม่ซ้ำกัน (รูปที่ 3A) นอกจากนี้ ดัชนี Chao1 และดัชนี Shannon ที่แสดงในรูปที่ 3B และ C แสดงให้เห็นว่าความหลากหลายของชุมชนจุลินทรีย์ในลำไส้ลดลงในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย BLG เนื่องจากดัชนี Shannon ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย BLG การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) และการวิเคราะห์พิกัดหลัก (PCoA) ถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดรูปแบบการจัดกลุ่มระหว่างทั้งสามกลุ่ม และแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างชุมชนของหนูที่ได้รับ DSS แยกออกจากกันอย่างชัดเจนหลังจากได้รับการรักษาด้วย BLG (รูปที่ 3D และ E) ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการรักษาด้วย BLG มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างชุมชนของหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่เกิดจาก DSS
รูปที่ 3 BLG เปลี่ยนแปลงความหลากหลายของจุลินทรีย์ในลำไส้ของหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วย DSS (A) แผนภาพเวนน์ของ OTU (B) ดัชนี Chao1 (C) ดัชนีความอุดมสมบูรณ์ของ Shannon (D) แผนภาพคะแนนการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) ของ OTU (E) คะแนนการวิเคราะห์พิกัดหลัก (PCoA) ของ OTU ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n = 6) **p < 0.01 เทียบกับกลุ่ม DSS
เพื่อประเมินการเปลี่ยนแปลงเฉพาะในจุลินทรีย์ในอุจจาระ เราได้วิเคราะห์องค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ในทุกระดับอนุกรมวิธาน ดังแสดงในรูปที่ 4A ไฟลัมหลักในทุกกลุ่มคือ Firmicutes และ Bacteroidetes ตามด้วย Verrucomicrobia ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ Firmicutes และอัตราส่วน Firmicutes/Bacteroidetes เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในชุมชนจุลินทรีย์ในอุจจาระของหนูที่ได้รับ DSS เมื่อเทียบกับหนูควบคุม และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้กลับคืนสู่สภาพเดิมอย่างมีนัยสำคัญหลังจากได้รับการรักษาด้วย BLG โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การรักษาด้วย BLG ทำให้ความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ Verrucobacterium ในอุจจาระของหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่เกิดจาก DSS เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในระดับครัวเรือน ชุมชนจุลินทรีย์ในอุจจาระประกอบด้วย Lachnospiriaceae, Muribaculaceae, Akkermansiaceae, Ruminococcaceae และ Prevotellaceae (รูปที่ 4B) เมื่อเทียบกับกลุ่ม DSS การลด BLG ทำให้ความอุดมสมบูรณ์ของ Akkermansiaceae เพิ่มขึ้น แต่ลดความอุดมสมบูรณ์ของ ที่น่าสังเกตคือ ในระดับสกุล จุลินทรีย์ในอุจจาระประกอบด้วย Lachnospira_NK4A136_group, Akkermansia และ Prevotellaceae_UCG-001 (รูปที่ 4C) ผลการค้นพบนี้ยังแสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วย BLG สามารถย้อนกลับความไม่สมดุลของจุลินทรีย์ที่ตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วย DSS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีลักษณะคือการลดลงของ Eubacterium_xylanophilum_group, Ruminococcaceae_UCG-014, Intestinimonas และ Oscillibacter และการเพิ่มขึ้นของ Akkermansia และ Prevotellaceae_UCG-001
รูปที่ 4 BLG เปลี่ยนแปลงปริมาณจุลินทรีย์ในลำไส้ของหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วย DSS (A) ปริมาณจุลินทรีย์ในลำไส้ระดับไฟลัม (B) ปริมาณจุลินทรีย์ในลำไส้ระดับวงศ์ (C) ปริมาณจุลินทรีย์ในลำไส้ระดับสกุล ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n = 6) #p < 0.05 หรือ ###p < 0.001 เทียบกับกลุ่มควบคุม (Con) *p < 0.05 หรือ **p < 0.01 หรือ ***p < 0.001 เทียบกับกลุ่ม DSS
เมื่อพิจารณาว่ากรดไขมันสายสั้น (SCFAs) เป็นเมตาบอไลต์หลักของ Akkermansia และ Prevotellaceae_UCG-001 ในขณะที่อะซิเตต โพรพิโอเนต และบิวทิเรตเป็น SCFAs ที่พบมากที่สุดในลำไส้ 25-27 เรายังคงอยู่ในการศึกษาของเรา ดังแสดงในรูปที่ 5 ความเข้มข้นของอะซิเตต โพรพิโอเนต และบิวทิเรตในอุจจาระลดลงอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย DSS ในขณะที่การรักษาด้วย BLG สามารถยับยั้งการลดลงนี้ได้อย่างมาก
รูปที่ 5. BLG เพิ่มระดับ SCFAs ในอุจจาระของหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วย DSS (A) ปริมาณกรดอะซิติกในอุจจาระ; (B) ปริมาณกรดโพรพิโอนิกในอุจจาระ; (C) ปริมาณกรดบิวทิริกในอุจจาระ ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n = 6) #p < 0.05 หรือ ##p < 0.01 เทียบกับกลุ่มควบคุม (Con); *p < 0.05 หรือ **p < 0.01 เทียบกับกลุ่ม DSS
นอกจากนี้ เรายังคำนวณค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เพียร์สันระหว่างกรดไขมันสายสั้น (SCFA) ที่แตกต่างกันในระดับสกุลและจุลินทรีย์ในอุจจาระ ดังแสดงในรูปที่ 6 พบว่า Akkermansia มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับการผลิตกรดโพรพิโอนิก (เพียร์สัน = 0.4866) และกรดบิวทิริก (เพียร์สัน = 0.6192) ในทางตรงกันข้าม ทั้ง Enteromonas และ Oscillobacter มีความสัมพันธ์เชิงลบกับการผลิตอะซิเตต โดยมีค่าสัมประสิทธิ์เพียร์สันเท่ากับ 0.4709 และ 0.5104 ตามลำดับ ในทำนองเดียวกัน Ruminococcaceae_UCG-014 มีความสัมพันธ์เชิงลบกับการผลิตกรดโพรพิโอนิก (เพียร์สัน = 0.4508) และกรดบิวทิริก (เพียร์สัน = 0.5842) ตามลำดับ
รูปที่ 6 การวิเคราะห์ความสัมพันธ์แบบเพียร์สันระหว่างกรดไขมันสายสั้น (SCFAs) ที่แตกต่างกันและจุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่ (A) Enteromonas กับกรดอะซิติก; (B) Concussion bacillus กับกรดอะซิติก; (C) Akkermansia กับกรดโพรพิโอนิก; (D) Ruminococcus_UCG-014 กับกรดโพรพิโอนิก; (E) Akkermansia กับกรดบิวทิริก; (F) Ruminococcus _UCG-014 กับกรดบิวทิริก
กลูคากอนไลค์เปปไทด์-1 (GLP-1) เป็นผลิตภัณฑ์หลังการแปลรหัสของโปรกลูคากอน (Gcg) ที่มีคุณสมบัติต้านการอักเสบ²⁸ ดังแสดงในรูปที่ 7 DSS ทำให้การแสดงออกของ mRNA ของ Gcg ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การรักษาด้วย Colon และ BLG สามารถย้อนกลับการลดลงของ Gcg ที่เกิดจาก DSS ได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม (รูปที่ 7A) ในขณะเดียวกัน ระดับของ GLP-1 ในซีรั่มลดลงอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย DSS และการรักษาด้วย BLG สามารถป้องกันการลดลงนี้ได้อย่างมาก (รูปที่ 7B) เนื่องจากกรดไขมันสายสั้นสามารถกระตุ้นการหลั่ง GLP-1 ผ่านการกระตุ้นตัวรับ G-protein-coupled receptor 43 (GRP43) และ G-protein-coupled receptor 41 (GRP41) เราจึงตรวจสอบ GPR41 และ GRP43 ในลำไส้ใหญ่ของหนูที่เป็นโรคลำไส้อักเสบ และพบว่าการแสดงออกของ mRNA ของ GRP43 และ GPR41 ในลำไส้ใหญ่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ลดลงหลังจากได้รับ DSS และการรักษาด้วย BLG สามารถช่วยฟื้นฟูการลดลงเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ (รูปที่ 7C และ D)
รูปที่ 7 BLG เพิ่มระดับ GLP-1 ในซีรั่มและการแสดงออกของ mRNA ของ Gcg, GPR41 และ GRP43 ในลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย DSS (A) การแสดงออกของ mRNA ของ Gcg ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่; (B) ระดับ GLP-1 ในซีรั่ม; (C) การแสดงออกของ mRNA ของ GPR41 ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่; (D) การแสดงออกของ mRNA ของ GPR43 ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± SEM (n = 5–6) #p < 0.05 หรือ ##p < 0.01 เทียบกับกลุ่มควบคุม (Con); *p < 0.05 เทียบกับกลุ่ม DSS
เนื่องจากการรักษาด้วย BLG สามารถเพิ่มระดับ GLP-1 ในซีรั่ม การแสดงออกของ mRNA Gcg ในลำไส้ใหญ่ และระดับ SCFA ในอุจจาระในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย DSS เราจึงตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับอะซิเตต โพรพิโอเนต และบิวทิเรต รวมถึงจากหนูควบคุม (F-Con) หนูที่เป็นโรคโคลิติสจาก DSS (F-Con-DSS) และหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่ได้รับการรักษาด้วย BLG (F-BLG) ต่อการปลดปล่อย GLP-1 จากเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนู ดังแสดงในรูปที่ 8A เซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วยกรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก และกรดบิวทิริก ความเข้มข้น 2 mM ตามลำดับ กระตุ้นการปลดปล่อย GLP-1 อย่างมีนัยสำคัญ สอดคล้องกับการศึกษาครั้งก่อน29,30 ในทำนองเดียวกัน F-Con, F-DSS และ F-BLG ทั้งหมด (เทียบเท่ากับอุจจาระ 0.25 กรัม) กระตุ้นการปลดปล่อย GLP-1 จากเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูอย่างมาก ที่น่าสังเกตคือ ปริมาณ GLP-1 ที่ปลดปล่อยโดย ระดับของเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย F-DSS นั้นต่ำกว่าระดับของเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย F-Con และ F-BLG อย่างมาก (รูปที่ 8B) ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการรักษาด้วย BLG ช่วยฟื้นฟูการผลิต GLP-1 ที่ได้จาก SCFA ในลำไส้ได้อย่างมีนัยสำคัญ
รูปที่ 8 กรดไขมันสายสั้น (SCFA) ที่ได้จาก BLG กระตุ้นการปลดปล่อย GLP-1 จากเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูทดลอง (A) กรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก และกรดบิวทิริก กระตุ้นการปลดปล่อย GLP-1 จากเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูทดลอง (B) สารสกัดจากอุจจาระ F-Con, F-DSS และ F-BLG กระตุ้นเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูทดลอง ปริมาณ GLP-1 ที่ถูกปลดปล่อยออกมา นำเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ส่วนหนึ่งใส่ในจานเพาะเชื้อก้นแก้ว และทำการบำบัดด้วยกรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก กรดบิวทิริก และสารสกัดจากอุจจาระ F-Con, F-DSS และ F-BLG ความเข้มข้น 2 mM (เทียบเท่ากับอุจจาระ 0.25 กรัม) ตามลำดับ เป็นเวลา 2 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 37°C และความเข้มข้นของ CO2 5% ตามลำดับ ปริมาณ GLP-1 ที่ปล่อยออกมาจากเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ของหนูทดลองถูกตรวจวัดโดยวิธี ELISA ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n = 3) #p < 0.05 หรือ ##p < 0.01 เทียบกับกลุ่มควบคุมหรือกลุ่ม F-Con; *p < 0.05 เทียบกับกลุ่ม F-DSS
คำย่อ: Ace, กรดอะซิติก; Pro, กรดโพรพิโอนิก; however, กรดบิวทิริก; F-Con, สารสกัดจากอุจจาระของหนูควบคุม; F-DSS, สารสกัดจากอุจจาระของหนูที่เป็นโรคโคลิติส; F-BLG, สารสกัดจากอุจจาระของลำไส้ใหญ่ที่ได้รับการรักษาด้วย BLG สารสกัดจากอุจจาระของหนูที่มีการอักเสบ
โรค UC ซึ่งองค์การอนามัยโลกจัดให้เป็นโรคที่รักษาได้ยาก กำลังกลายเป็นภัยคุกคามระดับโลก อย่างไรก็ตาม วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการทำนาย ป้องกัน และรักษาโรคนี้ยังคงมีจำกัด ดังนั้นจึงมีความจำเป็นเร่งด่วนที่จะต้องค้นหาและพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสำหรับ UC ยาแผนโบราณจีนเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ เนื่องจากยาแผนโบราณจีนหลายชนิดได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการรักษา UC ในประชากรชาวจีนมาหลายศตวรรษ และยาเหล่านี้ล้วนเป็นสารอินทรีย์ชีวภาพและวัสดุธรรมชาติที่ส่วนใหญ่ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์31,32 การศึกษาครั้งนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหายาแผนโบราณจีนที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสำหรับการรักษา UC และเพื่อสำรวจกลไกการออกฤทธิ์ BLG เป็นสูตรสมุนไพรจีนที่รู้จักกันดีซึ่งใช้ในการรักษาไข้หวัดใหญ่8,33 งานวิจัยในห้องปฏิบัติการของเราและที่อื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าคราม ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ยาแผนโบราณจีนแปรรูปจากวัตถุดิบเดียวกันกับ BLG มีประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญในการรักษา UC ในมนุษย์และสัตว์4,34 อย่างไรก็ตาม ผลกระทบต้านการอักเสบของ BLG และกลไกการออกฤทธิ์ยังไม่ชัดเจน ในการศึกษาปัจจุบัน ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่า BLG มีประสิทธิภาพ ช่วยลดการอักเสบของลำไส้ใหญ่ที่เกิดจาก DSS ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้และการฟื้นฟูการผลิต GLP-1 จากลำไส้
เป็นที่ทราบกันดีว่า UC มีลักษณะเฉพาะคือมีช่วงอาการกำเริบเป็นระยะๆ โดยมีอาการทางคลินิกที่ชัดเจน เช่น น้ำหนักลด ท้องเสีย เลือดออกทางทวารหนัก และความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อเยื่อบุลำไส้ใหญ่35 ดังนั้น จึงได้ทำการเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังแบบกำเริบโดยการให้ DSS ความเข้มข้น 1.8% เป็นเวลา 5 วัน จำนวน 3 รอบ ตามด้วยการดื่มน้ำเปล่าเป็นเวลา 7 วัน ดังแสดงในรูปที่ 1B การลดน้ำหนักที่ผันผวนและคะแนน DAI บ่งชี้ว่าการเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังแบบกำเริบประสบความสำเร็จ หนูในกลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย BLG แสดงให้เห็นการฟื้นตัวที่ดีขึ้นตั้งแต่วันที่ 8 ซึ่งแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากวันที่ 24 การเปลี่ยนแปลงเดียวกันนี้ยังพบในคะแนน DAI ซึ่งบ่งชี้ถึงการปรับปรุงอาการทางคลินิกของลำไส้ใหญ่อักเสบ ในแง่ของความเสียหายของลำไส้ใหญ่และสถานะการอักเสบ ความยาวของลำไส้ใหญ่ ความเสียหายของเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ และการแสดงออกของยีนและการผลิตไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ TNF-α, IL-1β และ IL-6 ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่ก็ดีขึ้นอย่างมากหลังจากได้รับการรักษาด้วย BLG โดยรวมแล้ว ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า BLG มีประสิทธิภาพในการรักษา โรคโคลิติสเรื้อรังกำเริบซ้ำในหนูทดลอง
BLG ออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาอย่างไร? การศึกษาหลายครั้งก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์ในลำไส้มีบทบาทสำคัญในการเกิดโรค UC และการบำบัดโดยใช้จุลินทรีย์ในลำไส้และการบำบัดที่มุ่งเป้าไปที่จุลินทรีย์ในลำไส้ได้กลายเป็นกลยุทธ์ที่น่าสนใจมากสำหรับการรักษา UC ในการศึกษาปัจจุบัน เราได้แสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วย BLG ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ ซึ่งบ่งชี้ว่าผลการป้องกันของ BLG ต่อภาวะลำไส้อักเสบที่เกิดจาก DSS นั้นเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้ การสังเกตนี้สอดคล้องกับแนวคิดที่ว่าการปรับสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้เป็นแนวทางที่สำคัญในการทำความเข้าใจประสิทธิภาพของยาแผนจีน36,37 ที่น่าสังเกตคือ Akkermansia เป็นแบคทีเรียแกรมลบและไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัดที่อาศัยอยู่ในชั้นเมือกของลำไส้ ซึ่งย่อยสลายมิวซิน ผลิตกรดโพรพิโอนิก กระตุ้นการสร้างเซลล์โกเบล็ต และรักษาเยื่อเมือก หน้าที่ของความสมบูรณ์ของสิ่งกีดขวาง26 ข้อมูลทางคลินิกและสัตว์หลายชนิดชี้ให้เห็นว่า Akkermansia มีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับเยื่อบุผิวที่แข็งแรง38 และการให้ Akkermansia spp. ทางปาก สามารถช่วยลดการอักเสบของเยื่อบุได้อย่างมีนัยสำคัญ39 ข้อมูลปัจจุบันของเราชี้ให้เห็นว่าความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ Akkermansia เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจากได้รับการรักษาด้วย BLG นอกจากนี้ Prevotellaceae_UCG-001 เป็นแบคทีเรียที่ผลิต SCFA27 การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่า Prevotellaceae_UCG-001 พบในความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ต่ำในอุจจาระของสัตว์ที่เป็นโรคลำไส้อักเสบ40,41 ข้อมูลปัจจุบันของเรายังแสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วย BLG สามารถเพิ่มความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ Prevotellaceae_UCG-001 ในลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย DSS ได้อย่างมีนัยสำคัญ ในทางตรงกันข้าม Oscillibacter เป็นแบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิปานกลางและไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัด42 รายงานว่าความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ Oscillibacter เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหนู UC และมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับระดับ IL-6 และ IL-1β และคะแนนทางพยาธิวิทยา43,44 ที่น่าสังเกตคือ การรักษาด้วย BLG ช่วยลดความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของ Oscillibacter ในอุจจาระของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย DSS ได้อย่างมีนัยสำคัญ แบคทีเรียที่ถูกเปลี่ยนแปลงโดย BLG เป็นแบคทีเรียที่ผลิต SCFA มากที่สุด การศึกษาก่อนหน้านี้จำนวนมากได้แสดงให้เห็นถึงผลดีที่อาจเกิดขึ้นของ SCFA ต่อการอักเสบของลำไส้ใหญ่และการปกป้องความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวลำไส้45,46 ข้อมูลปัจจุบันของเรายังพบว่าความเข้มข้นของ SCFA อะซิเตต โพรพิโอเนต และบิวทิเรตในอุจจาระที่ได้รับการรักษาด้วย DSS เพิ่มขึ้นอย่างมากในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย BLG เมื่อพิจารณาร่วมกันแล้ว ผลการค้นพบเหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการรักษาด้วย BLG สามารถเพิ่มแบคทีเรียที่ผลิต SCFA ที่เกิดจาก DSS ในหนูที่เป็นโรคโคลิติสเรื้อรังได้อย่างมีประสิทธิภาพ
GLP-1 เป็นอินครีตินที่ผลิตขึ้นเป็นหลักในลำไส้เล็กส่วนปลายและลำไส้ใหญ่ และมีบทบาทสำคัญในการชะลอการเคลื่อนตัวของกระเพาะอาหารและลดระดับน้ำตาลในเลือดหลังรับประทานอาหาร47 หลักฐานบ่งชี้ว่าไดเปปทิดิลเปปติเดส (DPP)-4 ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นตัวรับ GLP-1 และนาโนเวชภัณฑ์ GLP-1 สามารถบรรเทาการอักเสบในลำไส้ของหนูได้อย่างมีประสิทธิภาพ48-51 ดังที่รายงานไว้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ ความเข้มข้นของ SCFA ที่สูงมีความสัมพันธ์กับระดับ GLP-1 ในพลาสมาของมนุษย์และหนู 52 ข้อมูลปัจจุบันของเราแสดงให้เห็นว่าหลังจากได้รับการรักษาด้วย BLG ระดับ GLP-1 ในซีรั่มและการแสดงออกของ Gcg mRNA เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในทำนองเดียวกัน การหลั่ง GLP-1 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในวัฒนธรรมลำไส้ใหญ่หลังจากการกระตุ้นด้วยสารสกัดจากอุจจาระของหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่ได้รับการรักษาด้วย BLG เมื่อเทียบกับการกระตุ้นด้วยสารสกัดจากอุจจาระของหนูที่เป็นโรคโคลิติสที่ได้รับการรักษาด้วย DSS SCFA ส่งผลต่อการปล่อย GLP-1 อย่างไร? Gwen Tolhurst และคณะ รายงานว่า SCFA สามารถกระตุ้นการหลั่ง GLP-1 ผ่านทาง GRP43 และ GPR41 ได้²⁹ ข้อมูลปัจจุบันของเรายังแสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วย BLG ช่วยเพิ่มการแสดงออกของ mRNA ของ GRP43 และ GPR41 ในลำไส้ใหญ่ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย DSS อย่างมีนัยสำคัญ ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการรักษาด้วย BLG สามารถฟื้นฟูการผลิต GLP-1 ที่ส่งเสริมโดย SCFA โดยการกระตุ้น GRP43 และ GPR41 ได้
BLG เป็นยาที่จำหน่ายได้โดยไม่ต้องมีใบสั่งแพทย์ (OTC) ในประเทศจีนมาเป็นเวลานานแล้ว ปริมาณ BLG ที่ทนได้สูงสุดในหนู Kunming คือ 80 กรัม/กิโลกรัม และไม่พบความเป็นพิษเฉียบพลัน53 ปัจจุบัน ปริมาณ BLG ที่แนะนำ (ปราศจากน้ำตาล) ในมนุษย์คือ 9-15 กรัม/วัน (วันละ 3 ครั้ง) การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่า BLG ในปริมาณ 1 กรัม/กิโลกรัม ช่วยบรรเทาอาการลำไส้ใหญ่อักเสบเรื้อรังที่เกิดจาก DSS ในหนู ปริมาณนี้ใกล้เคียงกับปริมาณ BLG ที่ใช้ในทางคลินิก การศึกษาของเรายังพบว่ากลไกการออกฤทธิ์ของมันนั้น เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในลำไส้ โดยเฉพาะแบคทีเรียที่ผลิต SCFA เช่น Akkermansia และ Prevotellaceae_UCG-001 เพื่อฟื้นฟูการผลิต GLP-1 จากลำไส้ ผลการค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า BLG สมควรได้รับการพิจารณาเพิ่มเติมในฐานะตัวแทนการรักษาที่มีศักยภาพสำหรับการรักษาลำไส้ใหญ่อักเสบทางคลินิก อย่างไรก็ตาม กลไกที่แน่นอนในการปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์ในลำไส้ยังคงต้องได้รับการยืนยันโดยหนูที่ขาดจุลินทรีย์และการปลูกถ่ายแบคทีเรียในอุจจาระ
Ace, กรดอะซิติก; but, กรดบิวทิริก; BLG, ใบเตย; DSS, เดกซ์แทรนโซเดียมซัลเฟต; DAI, ดัชนีความรุนแรงของโรค; DPP, ไดเปปทิดิลเปปติเดส; FID, เครื่องตรวจจับไอออนไนเซชันด้วยเปลวไฟ; F-Con, สารสกัดจากอุจจาระของหนูทดลองกลุ่มควบคุม; F-DSS, สารสกัดจากอุจจาระของหนูทดลองที่เป็นโรคโคลิติสจาก DSS; F-BLG, สารสกัดจากอุจจาระของหนูทดลองที่เป็นโรคโคลิติสที่ได้รับการรักษาด้วย BLG; GLP-1, กลูคากอนไลค์เปปไทด์-1; Gcg, กลูคากอน; gas chromatography, โครมาโทกราฟีแก๊ส; GRP43, ตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีน G 43; GRP41, ตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีน G 41; H&E, ฮีมาทอกซิลิน-อีโอซิน; HBSS, สารละลายเกลือสมดุลของแฮงค์; OTC, OTC; PCA, การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก; PCoA, การวิเคราะห์พิกัดหลัก; Pro, กรดโพรพิโอนิก; SASP, ซัลฟาซาลาซีน; SCFA, กรดไขมันสายสั้น; Chinese medicine, การแพทย์แผนจีนดั้งเดิม; UC, โรคแผลในลำไส้ใหญ่
ระเบียบวิธีการทดลองทั้งหมดได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมสัตว์ของศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยปักกิ่งเซินเจิ้น-มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฮ่องกง (เซินเจิ้น ประเทศจีน) ตามแนวทางของสถาบันและข้อบังคับเกี่ยวกับสัตว์ (หมายเลขจริยธรรม A2020157)
ผู้เขียนทุกท่านมีส่วนร่วมอย่างสำคัญในการคิดและออกแบบ การรวบรวมข้อมูล หรือการวิเคราะห์และตีความข้อมูล มีส่วนร่วมในการร่างบทความหรือตรวจสอบแก้ไขเนื้อหาทางปัญญาที่สำคัญอย่างมีวิจารณญาณ ยินยอมที่จะส่งต้นฉบับไปยังวารสารฉบับนี้ และอนุมัติฉบับที่จะตีพิมพ์ในที่สุด รวมถึงรับผิดชอบในทุกด้านของงาน
งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีน (81560676 และ 81660479) โครงการระดับแนวหน้าของมหาวิทยาลัยเซินเจิ้น (86000000210) กองทุนคณะกรรมการนวัตกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเซินเจิ้น (JCYJ20210324093810026) และกองทุนวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการแพทย์มณฑลกวางตุ้ง (A2020157 และ A2020272) ห้องปฏิบัติการสำคัญของเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยการแพทย์กุ้ยโจว มณฑลกุ้ยโจว (YWZJ2020-01) และโรงพยาบาลปักกิ่ง มหาวิทยาลัยเซินเจิ้น (JCYJ2018009)
1. Tang B, Zhu J, Zhang B และคณะ ศักยภาพในการรักษาของทริปโทไลด์ในฐานะสารต้านการอักเสบในภาวะลำไส้อักเสบจากการทดลองที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วยเดกซ์แทรนโซเดียมซัลเฟตในหนู pre-immune.2020;11:592084.doi: 10.3389/fimmu.2020.592084
2. Kaplan GG. ภาระโรค IBD ทั่วโลก: ตั้งแต่ปี 2015 ถึง 2025 Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2015;12:720–727. doi: 10.1038/nrgastro.2015.150
3. Peng J, Zheng TT, Li Xue และคณะ สารอัลคาลอยด์ที่ได้จากพืช: สารปรับเปลี่ยนโรคที่มีศักยภาพในโรคอักเสบของลำไส้ Prepharmacology.2019;10:351.doi:10.3389/fphar.2019.00351
4. Xiao Haiteng, Peng Jie, Wen B และคณะ Indigo Naturalis ยับยั้งความเครียดออกซิเดชันในลำไส้ใหญ่และการตอบสนองของ Th1/Th17 ในภาวะลำไส้ใหญ่อักเสบที่เกิดจาก DSS ในหนู Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:9480945. doi: 10.1155/2019/9480945
5. Chen M, Ding Y, Tong Z. ประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยาสมุนไพรจีน Sophora flavescens (Sophora flavescens) ในการรักษาโรคแผลในลำไส้ใหญ่: หลักฐานทางคลินิกและกลไกที่เป็นไปได้ Prepharmacology.2020;11:603476.doi:10.3389/fphar.2020.603476
6. Cao Fang, Liu Jie, Sha Benxing, Pan HF. ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ: ยาที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคอักเสบในลำไส้จากการทดลอง Curr Pharmaceuticals. 2019;25:4893–4913. doi: 10.2174/1381612825666191216154224
7. Zhang C, Jiang M, Lu A. ข้อคิดเกี่ยวกับการรักษาเสริมของโรคแผลในลำไส้ใหญ่ด้วยยาแผนจีน. Clinical Rev Allergy Immunization. 2013;44:274–283. doi: 10.1007/s12016-012-8328-9
8. Li Zhongteng, Li Li, Chen TT และคณะ ประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยาเม็ด Banlangen ในการรักษาไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาล: โปรโตคอลการศึกษาสำหรับการทดลองแบบสุ่มควบคุม trial.2015;16:126.doi: 10.1186/s13063-015-0645-x