Cistanche-polysaccharider understøtter tarmbarriere, beroliger NLRP3 og fremmer sund aldring

Resultater

 

3.1 Virkning af Cistanche deserticola polysaccharider på tarm SA- -gal aktivitet

SA- -gal-farvning viste, at sammenlignet med den unge kontrolgruppe steg niveauet af SA- -gal-positive celler i ileum hos naturligt aldrende mus. Sammenlignet med den naturlige aldrende gruppe viste både lav- og højdosis CDP-grupper reduceret SA- -gal-positivitet (se figur 1). Disse resultater indikerer, at CDP'er antagoniserer aldring i ilealvæv.

Fig.1 Indvirkning af CDP'er på aktiviteten af ​​intestinal SA- -gal (SA- -al farvning, × 20)

 

Tabel 2. Effekten af ​​CDP'er på SASP i tyktarmsvæv fra aldrende mus

(x̄ ± s, n = 10)

Gruppe	CXCL-1	IL-6	MMP-2	NF-KB	p16	TNF-
Ung kontrol	1.00 ± 0.09	1.02 ± 0.22	1.15 ± 0.19	1.15 ± 0.73	1.10 ± 0.56	1.11 ± 0.53
Naturlig aldring	3.18 ± 1.00¹)	3.63 ± 1.52¹)	4.73 ± 0.79¹)	7.51 ± 1.39¹)	3.63 ± 0.42¹)	4.94 ± 1.23¹)
CDP'er lav dosis	2.24 ± 0.67	2.48 ± 0.37³)	2.48 ± 0.97³)	3.11 ± 2.08³)	1.42 ± 1.27⁴)	3.57 ± 0.11⁴)
CDP'er høj dosis	1.39 ± 0.12²)	1.38 ± 0.13³)	1.17 ± 0.48⁴)	2.24 ± 1.50⁴)	1.26 ± 0.42⁴)	1.37 ± 0.30⁴)
-Nikotinamidmononukleotid	2.21 ± 0.06	2.00 ± 1.05³)	2.05 ± 0.29⁴)	3.71 ± 2.17³)	2.66 ± 0.18⁴)	2.16 ± 0.64⁴)

Bemærkninger:
¹) P< 0,01 vs. Ung kontrol;
²) P< 0,05 vs. Ung kontrol;
³) P< 0,05 vs. naturlig aldring;
⁴) P< 0,01 vs. naturlig aldring.

 

 

Cistanche Oral Liquor og kosttilskud til tarmaldringsproblemer

 

3.2 Virkning af Cistanche deserticola polysaccharider på SASP

Sammenlignet med den unge kontrolgruppe var mRNA-niveauer af CXCL-1, IL-6, MMP-2, NF-κB, p16 og TNF- forhøjet i den naturlige aldringsgruppe (P < 0,05, P < 0,01). I forhold til den naturlige aldrende gruppe udviste lav- og højdosis CDP-grupperne varierende grader af reduktion i mRNA-ekspressionen af ​​ovenstående SASP-markører (P < 0,05, P < 0,01). Disse resultater tyder på, at CDP'er undertrykker SASP-faktorsekretion (se tabel 2).

Fig. 2 CDP'ers indvirkning på tarmbarrierefunktionen (×20)

 

Tabel 3. Indvirkning af CDP'er på tarmbarrierefunktion, celleproliferation og differentiering

Gruppe	ZO-1	Ki67	Lgr5
Ung kontrol	4	0	0
Naturlig aldring	1	0	0
CDP'er lav dosis	4	0	0
CDP'er høj dosis	4	0	0
-Nikotinamidmononukleotid	3	0	0

 

3.3 Virkning af Cistanche deserticola polysaccharider på tarmbarrierefunktionen

Sammenlignet med den unge kontrolgruppe var ZO-1-proteinekspression reduceret i ileum hos naturligt aldrende mus, hvilket indikerer svækket barrierefunktion (P < 0,01). Sammenlignet med den naturlige aldringsgruppe steg ZO-1-ekspression i både lav- og højdosis CDP-grupper (P < 0,01) (figur 2, tabel 3), hvilket tyder på en beskyttende effekt af CDP'er på tarmbarrierefunktionen.

Fig. 3 CDP'ers indvirkning på tarmcelleproliferation og -differentiering (×200)

3.4 Virkning af Cistanche deserticola polysaccharider på tarmcelleproliferation og differentiering

Sammenlignet med den unge kontrolgruppe faldt tarmcelleproliferationen, og Ki67-ekspression blev reduceret i den naturlige aldrende gruppe; intestinal stamcelle (ISC) markør Lgr5 blev også nedreguleret (P < 0,01). Sammenlignet med den naturlige aldrende gruppe forbedrede begge CDP-doser markant tarmcelleproliferation, og Lgr5-niveauer havde en tendens til at normaliseres (P < 0,01) (figur 3, tabel 3). Disse resultater tyder på, at CDP'er kan deltage i processerne med tarmcelleproliferation og -differentiering.

Fig. 4 Indvirkning af CDP'er på inflammasommedieret inflammatorisk respons

3.5 Virkning af Cistanche deserticola polysaccharider på inflammasom-medieret inflammation

Sammenlignet med den unge kontrolgruppe var LPS-niveauerne signifikant øget i den naturlige aldrende gruppe (P < 0,01). I forhold til den naturlige aldrende gruppe faldt LPS-niveauer signifikant i både lav- og højdosis CDP-grupper (P < 0,01). Sammenlignet med den unge kontrolgruppe blev ekspression af NLRP3-inflammasom-relaterede proteiner (NLRP3, ASC og Caspase-1) opreguleret i den naturlige aldringsgruppe; i modsætning hertil blev proteinniveauer nedreguleret i begge CDP-dosisgrupper (se figur 4). Realtids-PCR bekræftede yderligere, at de pyroptose-associerede cytokiner IL-18 og IL-1 var signifikant øget i den naturlige aldringsgruppe (P < 0,01), mens begge var signifikant faldet i CDP-lav- og højdosisgrupperne sammenlignet med den naturlige aldringsgruppe (P < 0,01) (se tabel).

Tabel 4. Effekten af ​​CDP'er på serum LPS og ekspression af IL-18 og IL-1 mRNA i ileum af aldrende mus

(x̄ ± s, n = 10)

Gruppe	LPS	IL-18	IL-1
Ung kontrol	1.38 ± 0.32	1.01 ± 0.16	1.37 ± 1.34
Naturlig aldring	6.26 ± 0.73¹)	5.53 ± 0.23¹)	9.90 ± 0.43¹)
CDP'er lav dosis	3.23 ± 0.58⁴)	2.04 ± 1.49⁴)	4.57 ± 3.76³)
CDP'er høj dosis	1.82 ± 0.35⁴)	1.76 ± 0.55⁴)	3.32 ± 1.36³)
-Nikotinamidmononukleotid	3.63 ± 1.33⁴)	3.67 ± 1.48	4.84 ± 3.18

Bemærkninger:
¹) P< 0,01 vs. Ung kontrol;
³⁴) P< 0,05 ellerP< 0,01 vs. naturlig aldring.

Cistanche-polysaccharider hæmmer NLRP3-inflammasomaktivering og forbedrer tarmens aldring

Diskussion

 

Traditionel kinesisk medicin (TCM) hævder, at "nyren er roden til livet", og at robust nyre-qi er forbundet med lang levetid, hvorimod fald i nyre-qi forkorter livet (Yu Chuan, Medical Orthodox Transmission). Allerede i 1980'erne foreslog akademiker Chen Keji at bruge nyre-tonificerende metoder til at forsinke aldring [18]. Akademiker Shen Ziyin udførte dybdegående forskning i forholdet mellem nyre-yang og aldring [19], og bemærkede, at mangel på nyre-yang er et nøgleled i aldring. I det væsentlige, under langsigtede ydre påvirkninger, bliver nyre-yang utilstrækkelig til at opvarme og støtte indvoldene, hvilket fører til aldring over tid [20]-intestinal aldring inkluderet. Nyrerne og tyndtarmen deler den nedre brænder i TCM-teori; tarmfunktioner til at modtage og transformere er afhængige af den opvarmende og fordampende virkning af nyre-yang. Som Xu Shuwei skrev i Puji Benshifang: "Når nyre-qi er svag, og primordial qi falder, lider fordøjelsen naturligt." Når nyre-yang er mangelfuld, er driv- og opvarmningskræfterne utilstrækkelige, idet de ikke understøtter milt-yang. Efterhånden som milttransport og transformation svækkes, mindskes dannelsen af ​​essens fra mad, hvilket derefter forringer postnatal essens, forstyrrer distribution og udskillelse og producerer slim, fugt, uklarhed og stasis-patologiske produkter, der fremmer tarmens aldring. Derfor er nyre-yang-mangel en vigtig patomekanisme for tarmens aldring og giver et teoretisk grundlag for at bruge nyrevarmende midler til at gribe ind.

Cistanche deserticola er en vigtig nyrevarmende urt, der matcher kernepatomekanismen i tarmens aldring. Opført blandt de "øverste" urter i Shennongs Classic of Materia Medica og rost som "ørkenens ginseng", er Cistanche kendt for sine toniske virkninger, der lægger grundlaget for dens anti-aldringseffektivitet [21]. Polysaccharider er højmolekylære polymerer dannet af 10 eller flere monosaccharider forbundet via glykosidbindinger [22]. I de senere år er forskningen i naturlige polysaccharider gået hurtigt frem og fremhævet et dusin eller flere farmakologiske aktiviteter, herunder anti-aging [23]. Cistanche-polysaccharider er vigtige aktive bestanddele i Cistanche [21]. Tidligere undersøgelser viser, at CDP'er kan modulere dysbiose, forbedre slimhindebarriere-homeostase og vende aldringsinduceret villusatrofi [11]. Deres systemiske virkninger og mekanismer til at forbedre tarmens ældning er stadig tilbage at blive klarlagt.

I denne undersøgelse, ved at bruge Cistanche-ekstrakt-afledte polysaccharider i en naturlig aldrende musemodel, verificerede vi, at CDP-intervention modulerede SA- -gal-niveauer, tarmbarrieremarkører og NLRP3-inflammasomaktivering og bekræftede derved effektivitet og mekanisme til at lindre intestinal aldring. SA- -gal er en lysosomal hydrolase; med cellulær senescens bliver lysosomal biogenese og trafficking svækket, hvilket øger SA- -gal indhold og aktivitet [24-25]. CDP'er reducerede markant SA- -gal-positivitet i muse-ileum (figur 1), hvilket effektivt bremsede ileal-aldring. På genekspressionsniveauet nedregulerede CDP'er kerne SASP-faktorer såsom p16, TNF- og NF-KB (tabel 2), hvilket tyder på afbødning af det kroniske inflammatoriske mikromiljø via SASP-modulation [26-27], i overensstemmelse med kendte immunmetaboliske virkninger af polysaccharider [28-30]. Integritet af tarmbarrieren er afgørende for vedligeholdelse af homeostase. Her opregulerede CDP'er tight junction-proteinet ZO-1 (figur 2, tabel 3), i overensstemmelse med rapporter om, at forbedret permeabilitet kan lindre aldringsfænotyper [31-33]. Mekanistisk relaterer dette sandsynligvis til reducerede LPS-niveauer (tabel 4) og deraf følgende undertrykkelse af NLRP3-inflammasomaktivering [34-35]. Denne "barriere reparation - inflammationshæmning" positive feedback loop tilbyder dobbelte mål for at gribe ind i tarmens aldring.

Det er vigtigt, at CDP'er ikke kun regulerer aldringsrelaterede veje, men forbedrer også intestinal stamcellefunktion. Stigninger i Ki67- og Lgr5-positive celler (figur 3, tabel 3) indikerer aktivering af ISC-proliferations- og differentieringsprogrammer [36-37], potentielt forbundet med inhibering af NLRP3-medieret IL-1 /IL-18 frigivelse [38-39] og dermed beskyttelse af stamcellefunktion mod en inflammatorisk inflammation. Sammenlignet med enkelt-mål små-molekyle NLRP3-hæmmere [40], giver CDP'er multidimensionel intervention: sænker opstrøms LPS for at blokere inflammasomaktivering, fremmer ZO-1 for at styrke barrierefunktionen og modulering af SASP og stamcelleaktivitet, hvilket tilbyder bredere systemniveauregulering.

 

Denne undersøgelse bygger også bro mellem TCM-teori om "nyre-yang-mangel" med moderne patofysiologiske træk ved tarmens aldring. Kernemekanismen - nyre-yang-mangel - kortlægger godt aldringsfænotyper såsom barrieredysfunktion, kronisk lavgradig inflammation og dysbiose. På et mekanistisk niveau kan TCM-begrebet "intern kuldebegrænsning" fra nyre-yang-fald ses som en trigger for NLRP3-aktivering og nedstrøms inflammatoriske kaskader. På et molekylært målniveau fremhæver vores resultater NLRP3/Caspase-1/ASC-aksen som en central hub, der forbinder "yang-nedgang" med "tarmskade", fremmer cytokinfrigivelse og barriereskade og forværrer derved tarmens aldring. Som en repræsentativ aktiv komponent i overensstemmelse med nyreopvarmningsmetoden hæmmer CDP'er effektivt NLRP3-aktivering, blokerer Caspase-1-spaltning og ASC-modning og vender således den patologiske proces med "yang-mangel-induceret aldring", som giver videnskabelig støtte til forebyggelse og behandling af tarmens aldring fra et nyreopvarmningsperspektiv.

Sammenfattende afslører denne undersøgelse, at CDP'er forbedrer tarmens aldring ved at hæmme NLRP3-inflammasomaktivering, hvilket giver nye beviser for det farmakodynamiske grundlag for Cistanche og en teoretisk begrundelse for udvikling af multi-target anti-aging strategier. Begrænsninger forbliver: (1) det præcise molekylære mål, hvorved CDP'er hæmmer NLRP3-direkte binding til NLRP3 versus modulering af opstrøms mønstergenkendelsesreceptorer - kræver afklaring; (2) om CDP'er regulerer NLRP3 indirekte via en tarmmikrobiota-metabolitakse skal valideres yderligere. Fremtidige undersøgelser, der integrerer enkeltcelle-sekventering og mikrobiotatransplantation, kan belyse CDP-krydsorganregulerende netværk og fremme klinisk oversættelse.

 

Referencer

 

[1] Gavrilov LA, Gavrilova NS. Er aldring en sygdom? Biodemografers synspunkt. Adv Gerontol. 2017;30(6):841-842.
[2] Zhang X, Zhang F, Li Y, et al. Blokering af PI3K/AKT-signalvejen af ​​Astragaloside IV dæmper colitis ulcerosa ved at forbedre den intestinale epitelbarriere. J Transl Med. 2024;22(1):406.
[3] Rybina OY, Symonenko AV, Pasyukova EG. Sammensatte kombinationer rettet mod lang levetid: Udfordringer og perspektiver. Aging Res Rev. 2023;85:101851.
[4] Liao G, Xie Y, Peng H, et al. Fremskridt inden for NMN-bioterapi og forskningsopdateringer inden for fordøjelsessystemets sygdomme. J Transl Med. 2024;22(1):805.
[5] Nadeeshani H, Li J, Ying T, et al. Nikotinamidmononukleotid (NMN) som et anti-aging sundhedsprodukt - Løfter og sikkerhedsproblemer. J Adv Res. 2022;37:267-278. doi:10.1016/j.jare.2021.08.003
[6] 刘峰, 庄万欣, 杨媛, 等. NLRP3炎性小体激活的调控机制研究进展. 生物医学转化. 2024;5(02):2–11. Engelsk titel: Liu F, Zhuang W, Yang Y, et al. Forskningsfremskridt i de regulatoriske mekanismer for NLRP3-inflammasomaktivering. Biomedicinsk transformation. 2024;5(02):2–11.
[7] Liu Y, Xu X, Lei W, et al. NLRP3-inflammasomet i fibrose og aldring: De kendte ukendte. Aging Res Rev. 2022;79:101638. doi:10.1016/j.arr.2022.101638
[8] Chen H, Zhang X, Liao N, et al. Identifikation af NLRP3-inflammationsrelateret genpromotorhypomethylering ved diabetisk retinopati. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020;61(13):12.

Praktiske noter til læsere og produktudviklere

Funktionelle implikationer: CDP'er kan hjælpe med at lindre forstoppelse ved at "fugte tarmene", mens moderne data tyder på barrierestøtte (↑ZO-1), reduceret endotoksinbyrde (↓LPS) og dæmpet inflammasom aktivitet (↓NLRP3/ASC/Caspase-1; /IL-18).

Differentiering for produkter: Positionering som tarmbarriere-støtte og sund aldring. Overvej standardiseret CDP-indhold og identitetstestning.

Translationelle overvejelser: Musefund styrer hypoteser; human dosering skal følge sikkerhed, kvalitet og klinisk validering. Potentiel synergi med probiotika eller præbiotika, der sænker LPS-belastningen.

Resultatmarkører for forsøg: Afføringsfrekvens/konsistens, serum/fækalt LPS, fækalt zonulin eller serumclaudiner, inflammatoriske cytokiner og intestinale permeabilitetsassays.