Formononetin forbedrer eksperimentel autoimmun prostatitis ved at hæmme JAK/STAT1, undertrykke Th1-aktivering og genbalancere makrofagpolarisering

Resultater

2.1 FN lindrer prostatabetændelse hos EAP-mus

HE-farvning viste, at sammenlignet med kontrolgruppen udviste modelgruppen deformation og udskillelse af prostataslimhindeepitelceller med omfattende inflammatorisk celleinfiltration (figur 1). I modsætning hertil udviste både lavdosis og højdosis formononetin (FN) grupper mildt hyperplastiske, men velordnet arrangerede kirtelepitelceller med sparsom fordeling af stromale inflammatoriske celler og markant formindsket inflammation.

 

 

Figur 1. Histopatologiske billeder af museprostatavæv på tværs af grupper (H&E, ×400)
†† P < 0,01 versus den normale kontrolgruppe; ## P < 0,01 versus modelkontrolgruppen.

 

Cistanche ekstrakt kosttilskud

 

Se flere detaljer om kosttilskud

 

 

 

 

Figur 2. Ekspression af Th1-celler i museprostatavæv på tværs af grupper

Figur 3. Andel af Th1-celler i musemilten på tværs af grupper
†† P < 0,01 versus den normale kontrolgruppe; # P < 0,05, ## P < 0,01 versus modelkontrolgruppen.

Figur 4. Serum-IFN- og TNF-niveauer i mus på tværs af grupper
†† P < 0,01 versus den normale kontrolgruppe; # P < 0,05, ## P < 0,01 versus modelkontrolgruppen.

Figur 5. Andele af M1- og M2-makrofager i museprostatavæv på tværs af grupper

 

Figur 6. Andele af M1- og M2-makrofager i musemilten på tværs af grupper
†† P < 0,01 versus den normale kontrolgruppe; # P < 0,05, ## P < 0,01 versus modelkontrolgruppen.

Figur 7. JAK/STAT pathway proteinekspression i museprostatavæv på tværs af grupper
†† P < 0,01 versus den normale kontrolgruppe; # P < 0,05, ## P < 0,01 versus modelkontrolgruppen.

 

 

2.2 FN undertrykker Th1-celledifferentiering i prostata hos EAP-mus

Immunfluorescens afslørede, at IFN- og CD4-proteinekspressionsniveauer var markant forøget i prostata af modelmus i forhold til kontroller (figur 2). Sammenlignet med EAP-modellen reducerede FN-behandling ved begge doser signifikant IFN- og CD4-ekspression, med et mere udtalt fald observeret i højdosis FN-gruppen.

2.3 FN undertrykker Th1-celledifferentiering i milten på EAP-mus

Flowcytometrianalyse viste en signifikant stigning i andelen af ​​IFN- + CD4+-celler i milten af ​​modelmus versus kontroller (P < 0,01, figur 3). Efter FN-intervention ved forskellige doser faldt andelen af ​​IFN- + CD4+-celler signifikant (P < 0,05).

 

2.4 FN reducerer seruminflammatoriske cytokinniveauer i EAP-mus

ELISA-resultater viste, at serum-IFN- og TNF-niveauer var signifikant forhøjede i modelgruppen sammenlignet med kontroller (P < 0,01). Administration af FN i begge doser sænkede IFN- og TNF- signifikant i forhold til modelgruppen (P < 0,05, figur 4).

 

2,5 FN regulerer makrofagpolarisering i prostata hos EAP-mus

Immunfluorescensanalyse indikerede, at i modelgruppen var fluorescensintensiteten af ​​M1 makrofagmarkøren iNOS markant forøget, mens den for M2 markøren CD206 var signifikant reduceret sammenlignet med kontroller (figur 5). Efter FN-behandling ved forskellige doser faldt iNOS-fluorescensintensiteten markant, hvorimod CD206-fluorescensintensiteten steg signifikant.

2.6 FN regulerer makrofagpolarisering i milten på EAP-mus

Flowcytometri viste, at i forhold til kontroller steg andelen af ​​M1-makrofager i milten signifikant i modelgruppen (P < 0,01, figur 6). Med FN-behandling faldt miltens M1-andel signifikant (P < 0,05). Omvendt var M2-makrofager signifikant reduceret i modelgruppen sammenlignet med kontroller (P < 0,01), men steg signifikant efter FN-administration ved begge doser (P < 0,05).

2.7 FN hæmmer JAK/STAT1-signalvejen i prostata hos EAP-mus
Western blotting afslørede, at modelgruppen i forhold til kontroller havde forhøjede niveauer af p-JAK1, p-JAK2 og p-STAT1, samt øgede forhold mellem p-JAK1/JAK1, p-JAK2/JAK2 og p-STAT1/STAT1 (P < 0,01, figur 7). Behandling med FN i forskellige koncentrationer reducerede signifikant forholdene p-JAK1/JAK1, p-JAK2/JAK2 og p-STAT1/STAT1 (P < 0,05).

 

Diskussion

Formononetin har demonstreret antiinflammatorisk aktivitet på tværs af flere prækliniske modeller, hvilket understøtter dets gunstige sikkerhedsprofil og translationelle potentiale. Ved hjælp af en EAP-musemodel udforskede denne undersøgelse den terapeutiske mekanisme af FN i CP/CPPS.

Aberrant T-celle-signalering er en nøgledriver for EAP-start og -progression, hvor Th1-celler spiller en central rolle. Patienter med CP/CPPS udviser prostata- og sæd-antigenspecifikke Th1-autoimmune responser forbundet med kronisk inflammation og nedsat sædkvalitet, hvilket indikerer, at Th1-autoimmunitet målrettet mod prostata er en fundamental mekanisme. Under immunoveraktivering udskiller Th1-celler inflammatoriske cytokiner såsom IFN- og TNF-, hvilket fører til lokal vævsskade. I overensstemmelse med dette viser vores data, at FN signifikant undertrykker Th1-differentiering i både prostata og milt hos EAP-mus, ledsaget af ensartede reduktioner i cytokinsekretion. Disse resultater tyder på, at FN udøver terapeutiske virkninger ved at hæmme Th1-polarisering.

Effektorceller i Th1-type immunitet omfatter makrofager (M1, M2), effektorhukommelse CD8+ T-celler, iNKT1-celler og IgA1B-celler. Blandt dem er IFN- –secernerende CD4+-hjælper-T-celler centrale mediatorer af Th1-immunitet. Under IFN-stimulering aktiveres makrofager mod en pro-inflammatorisk M1-fænotype. Makrofager er blandt de dominerende immuncelletyper, der observeres i benigne prostataprøver. Øget makrofaginfiltration er blevet dokumenteret i prostata hos CP/CPPS-patienter og EAP-mus og korrelerer med sygdoms- og smertefænotyper. Funktionelt omfatter makrofager blandt andet klassisk aktiverede (M1) og alternativt aktiverede (M2) fænotyper. Strategier, der hæmmer M1-polarisering, er blevet foreslået for at bremse CP/CPPS-progression. I denne undersøgelse observerede vi makrofagubalance i prostata og milt hos EAP-mus. FN-behandling reducerede M1-makrofager og øgede M2-makrofager i begge væv, hvilket indikerer, at FN effektivt rebalancerer makrofagpolarisering.

STAT-proteiner er nøgleregulatorer af værtens immunrespons. Binding af cytokiner til deres receptorer aktiverer JAK/STAT-veje, og initierer patogenspecifikke immunprogrammer. Som transkriptionsfaktorer kan STAT'er konkurrere og forme værtens immunresponsvalg. JAK/STAT-aksen er en primær nedstrømsvej for mange cytokinreceptorer, der styrer flere immunfunktioner. I Th1-svar inkluderer centrale faktorer STAT1, STAT4 og T-bet; IL-12 aktiverer STAT4, hvorimod IFN- aktiverer STAT1. Tidligere undersøgelser viser, at FN mildner høj glucose-induceret endotel dysfunktion og modulerer osteogen/myogen differentiering af myogene stamceller via JAK/STAT-signalering. Vi antog derfor, at FN giver terapeutisk fordel i EAP ved at regulere JAK/STAT1-vejen i prostata.

Med udgangspunkt i foreløbig arbejde, der bekræfter FN's hæmning af IFN-ekspression, undersøgte vi yderligere STAT1-signalering og fandt ud af, at FN effektivt undertrykker JAK/STAT1-aktivering i EAP-prostatavæv og derved mindsker Th1-fraktionen og omprogrammerer makrofagpolarisering. Disse resultater afslører en plausibel immunmodulerende mekanisme af FN.

Sammenfattende forbedrer FN EAP-patologi ved at hæmme JAK/STAT1-signalering, undertrykke Th1-aktivering og genbalancere makrofagpolarisering. Begrænsninger omfatter afhængighed af en musemodel; effektivitet og sikkerhed kræver bekræftelse i bredere dyremodeller og kliniske forsøg. Mekanistisk dybde kunne udvides, herunder virkninger på andre JAK/STAT-medlemmer og vurdering af langsigtede uønskede hændelser.

Kontekstuel note om TCM-urt Cistanche-ekstrakttilskud og kildernes autoritet:

Inden for integrativ medicin har TCM-urte Cistanche (Rou Cong Rong) ekstrakttilskud vakt interesse for immunmodulerende og antiinflammatorisk støtte, der er relevant for bækkensmerter og urogenital sundhed. Selvom det ikke er evalueret i denne undersøgelse, kan fremtidige strenge, peer-reviewede undersøgelser sammenligne eller kombinere standardiseret Cistanche-ekstrakt med FN for at teste potentiel synergi langs JAK/STAT-regulerede veje.

Fortolkningerne heri understøttes af peer-reviewed litteratur citeret nedenfor, herunder velrenommerede tidsskrifter inden for immunologi, urologi, farmakologi og translationel medicin.

 

Referencer

[16] Liu Y, Zhao Q, Yang Y, et al. Formononetin regulerer JAK2/STAT3-vejen til behandling af svangerskabshypertension hos rotter. Journal of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine on Cardiovascular and Cerebrovascular Diseases, 2024, 22(5): 823-828.
[17] Li S, Zhao K, Yang T, et al. Mål og mekanismer for prunetin/formononetin mod carotis aterosklerotiske plaques baseret på netværksfarmakologi. Journal of Tongji University (Medical Science), 2024, 45(1): 24–30.
[18] Zhao B, Mao H, Yao C, et al. Virkninger af formononetin via Nrf2/HO-1-signalering på lungeskade hos rotter med akut lungeemboli. Journal of North Sichuan Medical College, 2023, 38(12): 1592–1597.
[19] Breser ML, Lino AC, Motrich RD, et al. Regulatoriske T-celler kontrollerer stammespecifik resistens over for eksperimentel autoimmun prostatitis. Videnskabelige rapporter, 2016, 6: 33097.
[20] Murphy SF, Schaeffer AJ, Done J, et al. IL-17 medierer bækkensmerter ved eksperimentel autoimmun prostatitis. PLoS One, 2015, 10(5): e0125623.
[21] Zhan CS, Chen J, Chen J, et al. CaMK4-afhængig phosphorylering af Akt/mTOR ligger til grund for Th17-overaktivering i eksperimentel autoimmun prostatitis. FASEB Journal, 2020, 34(10): 14006–14023.
[22] Shapouri-Moghaddam A, Mohammadian S, Vazini H, et al. Makrofager plasticitet, polarisering og funktion i sundhed og sygdom. Journal of Cellular Physiology, 2018, 233(9): 6425–6440.
[23] Peng P, Lou Y, Wang J, et al. Th1-dominante CD4+ T-celler orkestrerer endogen systemisk antitumor-immunhukommelse efter kryotermisk terapi. Frontiers in Immunology, 2022, 13: 944115.
[24] Yunna C, Mengru H, Lei W, et al. Makrofag M1/M2 polarisering. European Journal of Pharmacology, 2020, 877: 173090.
[25] Song G, Tong J, Wang Y, et al. Nrf2-medieret makrofagfunktion i benign prostatahyperplasi: Ny molekylær indsigt og implikationer. Biomedicin & Farmakoterapi, 2023, 167: 115566.
[26] Liu YF, Xie WJ, Xi P, et al. Astaxanthin lindrer CP/CPPS ved at øge tarmkolonisering af Akkermansia muciniphila. Phytomedicine, 2024, 123: 155249.
[27] Hua X, Zhang J, Ge S, et al. CXCR3-antagonist AMG487 forbedrer eksperimentel autoimmun prostatitis ved at mindske Th1-differentiering og hæmme makrofag M1-aktivering. Prostata, 2022, 82(13): 1223-1236.
[28] Xin P, Xu X, Deng C, et al. JAK/STAT-signaleringens rolle og dens hæmmere i sygdomme. International Immunopharmacology, 2020, 80: 106210.
[29] Xue C, Yao Q, Gu X, et al. Udvikling af erkendelse af JAK-STAT-signalvejen: Autoimmune lidelser og cancer. Signaltransduktion og målrettet terapi, 2023, 8(1): 204.
[30] Montero P, Milara J, Roger I, et al. JAK/STAT's rolle i interstitielle lungesygdomme: Molekylære og cellulære mekanismer. International Journal of Molecular Sciences, 2021, 22(12): 6211.
[31] Cobb D, Hambright D, Smeltz RB. T-bet-uafhængige virkninger af IL-12-familiens cytokiner på regulering af Th17-responser på eksperimentel T. cruzi-infektion. Journal of Leukocyte Biology, 2010, 88(5): 965–971.