DelⅠforbedring i blodets urinstof-nitrogen og serumkreatinin ved hjælp af ny dyrkning af Cordyceps Militaris

Abstrakt

Kronisk nyresygdom (CKD) er et kritisk folkesundhedsproblem med en enorm økonomisk byrde for både patienter og samfundet verden over. Desværre er der i øjeblikket ingen effektive terapier til at forhindre eller forsinke udviklingen af ​​nyresygdom i slutstadiet (ESRD). Traditionel kinesisk medicinpraksis har vist, at Cordyceps militaries (C. militaries) mycelier har en række farmakologisk nyttige egenskaber, herunder antitumor, immunmodulering og hepatobeskyttelse. Effekten af ​​mycelium C.-militærer på CKD er dog stadig uklar. Metoder. Her undersøgte vi virkningerne af C. militaris mycelia på mus med CKD ved hjælp af fire typer medier: HKS, HKS med vitamin A (HKS plus A), CM og CM med vitamin A (CM plus A). Resultater. .e-resultater på dag 10 afslørede, at niveauerne af blodurinstofnitrogen (BUN) var signifikant lavere i grupperne HKS (41 procent), HKS plus A (41 procent) og CM plus A (34 procent) sammenlignet med dem i tilsvarende kontrolgrupper (nefrektomimus). .e niveauet af serumkreatinin i HKS plus A-gruppen faldt med 35 procent på dag 10, hvorimod niveauerne i HKS- og CM plus A-gruppen kun faldt med henholdsvis 14 procent og 13 procent på dag 30. Samlet set er dette er den første rapport, der bruger fire nye medier (HKS, HKS plus A, CM og CM plus A medium) til C. militaris mycelia. Hvert medium af mycelium C.-militærer på CKD udviser en specifik effekt på BUN, serumkreatinin, kropsvægt, totalt protein og urinsyre. Konklusioner. Tilsammen er dette den første rapport, der bruger fire nye medier (HKS, HKS plus A, CM og CM plus A medium) til C. militaris mycelia. Hvert medium af mycelium C.-militærer på CKD udviser specifikke effekter på BUN, serumkreatinin, kropsvægt, totalt protein og urinsyre. Vi konkluderede, at behandling med C. militaris mycelia dyrket i HKS eller CM plus A medium potentielt kunne forhindre forringelse af nyrefunktionen hos mus med CKD.

Nøgleord

Kronisk nyresygdom (CKD), Cordyceps Sinensis, Mycelium, Blodurea-nitrogen (BUN), Serumkreatinin,Cistanche fordele.

Klik her for at fåvirkningerne af Cistanche

Introduktion

Kronisk nyresygdom (CKD) er et udbredt globalt sundhedsproblem [1]. CKD er en generel betegnelse for heterogene lidelser, der påvirker nyrernes struktur og funktion [2]. Patienter med CKD har en øget risiko for end-stage renal disease (ESRD) [3, 4]. Eksisterende farmakologiske midler fokuserer på komplikationer relateret til CKD-behandlinger, såsom hyperlipidæmi, diabetes og hypertension i stedet for specifikt at behandle CKD selv [5-8], hvilket gør studiet af nyrebeskyttelse til en ny lægevidenskab. Tidligere undersøgelser har fokuseret på homeodomæne-interagerende proteinkinase 2 (HIPK2), fordi det er en transkriptionel regulator af genekspression involveret i tubulær skade og fibrose [9, 10]; specifikke HIPK2-hæmmere er dog ikke kommercielt tilgængelige. Derudover har blokering af renin-angiotensin-aldosteron-systemet vist sig at reducere både risikoen for hyperkaliæmiprogression og recidivhyppigheden [11, 12]. Selvom det renin-hæmmende lægemiddel aliskiren tidligere er blevet administreret sammen med angiotensin-konverterende enzymhæmmere eller angiotensin-receptorblokkere regelmæssigt, bliver det nu brugt mere konservativt på grund af dets alvorlige bivirkninger [13].

Det er blevet rapporteret, at risikofaktorerne for kronisk nyresygdom var alder, race, fedme, diabetes, lav fødselsvægt, højt blodtryk og familiehistorie [14]. Risikoen for CKD-morbiditet og -dødelighed er fortsat betydelig høj, idet CKD-patienter sædvanligvis modtager nyreudskiftningsterapi, såsom dialyse og nyretransplantation. .os skal der udvikles nye behandlinger. I de senere år har urteterapier givet en alternativ behandlingsmulighed for CKD [15, 16]. Derudover har mange typer forskning vist, at korrekt kinesisk urtemedicin har en positiv effekt på CKD, hvilket signifikant kan reducere risikoen for ESRD hos patienter med CKD og forbedre den langsigtede overlevelsesrate for patienter med CKD [17]. For eksempel er virkningen af ​​adskillige urter, herunder Radix Astragali, Rheum officinale, Panax ginseng og Lycopus lucidus, på nyresygdomme blevet undersøgt [18-21]. Nogle urter har vist lovende resultater med at mindske proteinuri eller øge serumalbumin. Andre indeholder dog giftige ingredienser, såsom aristolochinsyre eller tungmetaller, som kan påvirke nyrefunktionen negativt og inducere nefropati [22]. Selvom de er blevet brugt hyppigt i nogle udviklingslande, er rapporter om deres effektivitet stadig kontroversielle. Derfor er udvikling af en effektiv forbindelse afledt af et naturligt produkt til behandling af CKD et presserende problem.

Cordyceps tilhører svampefamilien og er en type traditionel kinesisk medicin, hvor parasitære insektlarver vokser og gradvist bliver til en moden frugtkrop. Cordyceps sinensis (C. sinensis) og Cordyceps militaries (C. militaries) er to velkendte Cordyceps-arter. I mange år blev C. sinensis brugt til at behandle træthed, nyre- og pulmonal dysfunktion, hyperglykæmi, hyperlipidæmi og arytmi [23], og dets virkninger hos CKD-patienter og nyretransplanterede modtagere er blevet undersøgt [24-26]. Generelt er C. militaris relativt modtagelig for masseproduktion [27] og udviser både forskellige og specifikke farmakologiske egenskaber [28-30]. Derudover undersøgte en tidligere undersøgelse udført af vores gruppe anticancerfunktionerne af C. militaris og viste, at dens myceliale fermentering kunne regulere den mitogenaktiverede proteinkinaser (MAPK) signalvej for at standse cellecyklussen, stimulere kromosomalt DNA-nedbrydning og i sidste ende forårsage både apoptotisk og autofagisk død af dyrkede glioblastomceller [31]. Derfor ville C. militaris blive brugt på grund af dets genbeskyttende virkninger i denne undersøgelse.

Mycelial C. militaris blev for nylig udviklet som en populær funktionel fødevare i Asien. Ekstrakter fra C. militaris-frugtlegemet kunne signifikant forsinke progressionen af ​​nyrefejl induceret af subtotal nefrektomi [32]. Undersøgelser af virkningen af ​​C. militaris mycelia på CKD er dog sjældne. .is undersøgelse vil teste vores hypotese om, at mycelium C. militaris potentielt kan forhindre forringelse af nyrefunktionen hos mus med CKD. Fire typer medier vil blive designet og anvendt til at inkubere mycelie C.-militærer: (i) HKS, (ii) HKS plus A, (iii) CM og (iv) CM plus A. I 30 dage, mus i behandlingsgrupperne vil modtage daglig administration ved oral sonde af C. militaris mycelia dyrket i et af de fire forskellige medier, hvorimod musene i sham kontrol (C) og nefrektomi kontrol (Nx) grupper vil modtage destilleret vand. Disse test forventes at afklare sikkerheden af ​​mycelium C. militaris som en funktionel fødevare.

Cistanche tubulosa

Materialer og metoder

1. Materialer.

C. militaris mycelia (BCRC 32219) blev købt fra Bioresource Collection and Research Center på Food Industry Research and Development Institute (Hsinchu, Taiwan). Glucose blev købt fra JT Baker (EU). Maltekstrakt, pepton og gærekstrakt blev købt fra Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ, USA). Vitamin A blev købt fra henholdsvis Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA), og agar blev købt fra High Standard Enterprise Co., Ltd. (Taiwan). Biokemiske assaysæt til nyrefunktionspåvisning blev opnået fra Arkray (Kyoto, Japan).

2. Forberedelse af svampemedier.

Mycelial C. militaris blev inkuberet i fire typer medier, nemlig CM, CM plus A, HKS og HKS plus A. .e CM medium indeholdt 2 procent maltekstrakt, 2 procent agar, 0.1 procent pepton, og 2 procent glucose [33]. .e HKS medium var en modifikation af et medium udviklet af prof. Huang Keng-Shiang og indeholdt 2 procent maltekstrakt, 2 procent agar, 0,2 procent pepton og 0,2 procent gærekstrakt . .e CM- og HKS-medier var forskellige i koncentrationerne af peptonen og gærekstrakten. .e HKS plus A og CM plus A medier indeholdt hver yderligere 1 procent vitamin A i basismediet. Et 0,5 × 0,5 cm kvadrat af C. militaris mycelium blev skåret og transplanteret på hver plade og inkuberet ved 25 grader. Efter at C. militaris var blevet dyrket i de forskellige medier i 30 dage, blev svampemyceliet forsigtigt skrabet af overfladen af ​​det faste medium med en kniv. .e opsamlede svampemyceliepulvere blev frysetørret (EYELA FDU-1100) i et vakuum ved -54 grader i 48 timer. .e frysetørrede C. militaris mycelia pulvere blev opbevaret ved -20 grader indtil brug.

3. CKD musemodelkonstruktion.

.e fem sjette nefrektomi var den mest etablerede kroniske procedure, der efterligner progressiv nyresvigt efter tab af nyremasse. .e CKD-mus blev etableret efter en to-trins, fem sjette nefrektomi som beskrevet tidligere [34, 35]. Kort fortalt blev venstre nyre blotlagt og skåret ved den øvre og nedre en tredjedel pol. .e 2/3 af de ekstrarenale grene af nyrearterie i venstre nyre blev ligeret og derefter efterfulgt af en fuldstændig højre nefrektomi efter en uge. Dyr blev returneret til deres bure efter operationen i mindst to uger, før uræmi blev induceret. .e-procedurer blev godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee på I-Shou University (godkendelsesnr.: IACUC-ISU- 101025).

4. Eksperimentel procedure.

Frysetørrede pulvere af C. militaris mycelia blev gennemblødt i destilleret vand (10 mg/ml) ved stuetemperatur. To uger efter den anden nefrektomi blev musene tilfældigt opdelt i behandlingsgrupper (n=4 til 6 pr. gruppe) og behandlet med en af ​​de fire typer af C. militaris mycelia-opløsninger, inkuberet i HKS, HKS plus A , CM eller CM plus A-medium ved oral sondemad i 30 på hinanden følgende dage. Sham-gruppen og Nx-musene fik indgivet det ækvivalente volumen destilleret vand uden C. militaris mycelia. Kropsvægt blev målt, og blodprøver blev indsamlet på henholdsvis dag 1, 10 og 30. Ved afslutningen af ​​behandlingsperioden blev musene aflivet under anvendelse af CO2. .e nyrer blev dissekeret og vasket med phosphatbufret saltvand og anbragt i 10% neutralt bufret formalin til efterfølgende histologisk behandling. Blodprøver blev indsamlet fra den periorbitale venøse sinus. Urinstofnitrogen i blodet (BUN), serumkreatinin, totalt protein og urinsyre blev målt ved hjælp af kommercielt tilgængelige kits ved hjælp af en automatiseret biokemisk analysator (SPOTCHEM EZ SP-4430) i henhold til producentens instruktioner (Arkary, Inc., Kyoto, Japan).

Standardiseret Cistanche

5. Dyrefodring.

Institute of Cancer Research hanmus (ca. 30 g) blev leveret af BioLASCO Taiwan Co., Ltd. og holdt i standardbure ved en konstant temperatur på 22 ± 1 grad med en 12-timers lys-mørke-cyklus. Dyrene blev fodret med almindelig musefoder og postevand ad libitum. .e dyr, der blev brugt i denne undersøgelse, blev opstaldet og passet af NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.

6. Biokemisk analyse af blodprøver.

Blodprøver blev indsamlet fra den periorbitale venøse sinus. Plasmaprøver blev centrifugeret ved 12,000 rpm i 10 minutter ved 4 grader og opbevaret ved -20 grader før analyse. Urinstofnitrogen i blodet (BUN), serumkreatinin, totalt protein og urinsyre blev målt ved hjælp af kommercielt tilgængelige kits ved hjælp af en automatiseret biokemisk analysator (SPOTCHEM EZ SP-4430) i henhold til producentens instruktioner (Arkary, Inc., Kyoto, Japan).

7. Renal histologisk analyse.

Musenyrerne blev indlejret i paraffinblokke, dissekeret i 3-μm-tykke sektioner og behandlet med Harrys hæmatoxylin-eosin (HE)-farve efter standardproceduren. .e renal glomeruli og tubuli blev undersøgt og fotograferet til fremtidig analyse. Billeder blev optaget ved hjælp af et farvevideokamera (VKC150, Hitachi, Tokyo, Japan) forbundet til et mikroskop (DP72, Olympus, Center Valley, PA, USA) og blindt analyseret af en erfaren patolog. .e betyder det glomerulære tværsnitsareal blev opnået ved at beregne middelarealet af ca. 8 til 15 individuelle glomeruli ved hjælp af programmet Image J.

8. Statistisk analyse.

Alle data præsenteres som middelværdi ± standardfejl af middelværdien (n=4 til 6 pr. gruppe). Data blev analyseret ved hjælp af en to-vejs variansanalyse efterfulgt af Bonferroni post hoc-tests (SigmaPlot version 10.0, San Jose, CA, USA). p < 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant.

Cistanche ekstrakt

Referencer

[1] K. Kalantar-Zadeh og D. Fouque, "Nutritional management of chronic kidney disease," New England Journal of Medicine, vol. 377, nr. 18, s. 1765-1776, 2017.

[2] TK Chen, DH Knicely og ME Grams, "Chronic kidney disease diagnosis and management," JAMA, vol. 322, nr. 13, s. 1294-1304, 2019.

[3] P. Cockwell og L.-A. Fisher, ".e global burden of chronic kidney disease,":e Lancet, vol. 395, nr. 10225, s. 662-664, 2020.

[4] P. Rossignol, ZA Massy, ​​M. Azizi, et al., ".e dobbelt udfordring af resistent hypertension og kronisk nyresygdom,":e Lancet, vol. 386, nr. 10003, s. 1588-1598, 2015.

[5] AS Levey og J. Coresh, "Chronic kidney disease,":e Lancet, vol. 379, nr. 9811, s. 165-180, 2012.

[6] RJ Johnson, C. Wesseling og LS Newman, "Kronisk nyresygdom af ukendt årsag i landbrugssamfund," New England Journal of Medicine, vol. 380, nr. 19, s. 1843-1852, 2019.

[7] T. Yang, EM Richards, CJ Pepine og MK Raizada, ".e tarmmikrobiota og hjerne-tarm-nyre-aksen ved hypertension og kronisk nyresygdom," Nature Reviews Nephrology, vol. 14, nr. 7, s. 442-456, 2018.

[8] S. Joshi, M. McMacken og K. Kalantar-Zadeh, "Plantebaserede diæter til nyresygdomme: en guide til klinikere," American Journal of Kidney Diseases, vol. 77, nr. 2, s. 287-296, 2021.

[9] A. Pisciottani, L. Biancolillo, M. Ferrara et al., "HIPK2 phosphorylerer det mikrotubulus-adskillende enzym spastin ved S268 til abscission," Cells, vol. 8, nr. 7, s. 684, 2019.

[10] MM Nugent, K. Lee og JC He, "HIPK2 er et nyt lægemiddelmål for anti-fibrosebehandling ved nyresygdom," Frontiers in Physiology, vol. 6, s. 132, 2015.

[11] PE Drawz og ME Rosenberg, "Slowing progression of chronic kidney disease," Kidney International Supplements, vol. 3, nr. 4, s. 372-376, 2013.

[12] MR Weir, GL Bakris, DA Bushinsky, et al., "Patiromer hos patienter med nyresygdom og hyperkaliæmi, der modtager raas-hæmmere," New England Journal of Medicine, vol. 372, nr. 3, s. 211-221, 2015.

[13] M. Azizi og J. M'enard, "Reninhæmmere og kardiovaskulær og nyrebeskyttelse: en endeløs søgen?" Kardiovaskulære lægemidler og: terapi, vol. 27, nr. 2, s. 145-153, 2013.

[14] K. Al-Jewari, R. Baban og J. Manuti, "Serum- og urinopløselige -Klotho-niveauer hos patienter med kronisk nyresygdom," Baghdad Journal of Biochemistry and Applied Biological Sciences, vol. 2, nr. 01, s. 29-38, 2021.

[15] S. Prakash, GT Hernandez, I. Dujaili og V. Bhalla, "Blyforgiftning fra en ayurvedisk urtemedicin hos en patient med kronisk nyresygdom," Nature Reviews Nephrology, vol. 5, nr. 5, s. 297-300, 2009.

[16] AA Razmaria, "Kronisk nyresygdom," JAMA, vol. 315, nr. 20, s. 2248, 2016.

[17] M.-Y. Lin, Y.-W. Chiu, J.-S. Chang et al., "Sammenslutning af ordineret brug af kinesisk urtemedicin med risiko for nyresygdom i slutstadiet hos patienter med kronisk nyresygdom," Kidney International, vol. 88, nr. 6, s. 1365-1373, 2015.

[18] A. Zuk og JV Bonventre, "Akut nyreskade," Annual Review of Medicine, vol. 67, nr. 1, s. 293-307, 2016.

[19] Y. Zhong, MC Menon, Y. Deng, Y. Chen og JC He, "Nylige fremskridt inden for traditionel kinesisk medicin mod nyresygdom," American Journal of Kidney Diseases, vol. 66, nr. 3, s. 513-522, 2015.

[20] SW Lim, KC Doh, L. Jin, et al., "Ginsengbehandling dæmper autofagisk celledød ved kronisk cyclosporin nefropati," Nephrology, vol. 19, nr. 8, s. 490-499, 2014.

[21] Y. Yao, J. Yang, D. Wang, et al., ".e vandigt ekstrakt af Lycopus lucidus Turcz forbedrer streptozotocin-induceret diabetisk nyreskade via inhiberende TGF- 1-signalvej," Phytomedicine, vol. . 20, nr. 13, s. 1160-1167, 2013.

[22] L. Wu, W. Sun, B. Wang, et al., "Et integreret system til at identificere de skjulte snigmordere i traditionelle lægemidler, der indeholder aristolochic syrer," Scientific Reports, vol. 5, nr. 1, artikel-id 11318, 2015.

[23] GM Shashidhar, P. Giridhar og B. Manohar, "Funktionelle polysaccharider fra medicinske svampe Cordyceps sinensis som et potent kosttilskud: ekstraktion, karakterisering og terapeutiske potentialer - en systematisk gennemgang," RSC Advances, vol. 5, nr. 21, s. 16050-16066, 2015.

[24] T. Hong, M. Zhang og J. Fan, "Cordyceps sinensis (en traditionel kinesisk medicin) til nyretransplanterede modtagere," Cochrane Database of Systematic Reviews, vol. 10, artikel-id CD009698, 2015.

[25] HW Zhang, ZX Lin, YS Tung, et al., "Cordyceps sinensis (en traditionel kinesisk medicin) til behandling af kronisk nyresygdom," Cochrane Database of Systematic Reviews, vol. 18, artikel-id CD008353, 2014.

[26] G. Shao, S. Zhu og B. Yang, "Anvendelser af urtemedicin til behandling af autosomal dominant polycystisk nyresygdom," Frontiers in Pharmacology, vol. 12, artikel-id 629848, 2021.

[27] C.-T. Lee, K.-S. Huang, J.-F. Shaw, et al., "Trends i de immunmodulerende virkninger af Cordyceps militaris: totale ekstrakter, polysaccharider og cordycepin," Frontiers in Pharmacology, vol. 11, artikel-id 575704, 2020.

[28] B.-L. Han, Q.-W. Zheng, L.-Q. Guo et al., "Strukturel karakterisering og immunforstærkende aktivitet af et nyt højmolekylært polysaccharid fra Cordyceps militaris," International Journal of Biological Macromolecules, vol. 145, s. 11-20, 2020.

[29] X.-C. Liu, Z.-Y. Zhu, Y.-L. Tang et al., "Strukturelle egenskaber af polysaccharider fra dyrkede frugtlegemer og mycelium af Cordyceps militaris," Carbohydrate Polymers, vol. 142, s. 63-72, 2016.

[30] H.-J. Park, "Ethanolekstrakt af Cordyceps-militærer dyrket på spirede sojabønner hæmmer 2, 4-dinitrophenol-fluorbenzen-induceret allergisk kontaktdermatitis," Journal of Functional Foods, vol. 17, s. 938-947, 2015.

[31] C.-H. Yang, Y.-H. Kao, K.-S. Huang, C.-Y. Wang og L.-W. Lin, "Cordyceps militaris og myceliefermentering inducerede apoptose og autofagi af humane glioblastomceller," Cell Death & Disease, vol. 3, nr. 11, s. e431, 2012.

[32] SK Das, M. Masuda, A. Sakurai og M. Sakakibara, "Medicinske anvendelser af svampen Cordyceps militaries: nuværende tilstand og udsigter," Fitoterapia, vol. 81, nr. 8, s. 961-968, 2010.

[33] LS Wang, CY Wang, CH Yang, et al., "Syntese og svampedræbende virkning af sølv nanopartikler-chitosan kompositpartikler," International Journal of Nanomedicine, vol. 10, s. 2685-2696, 2015.

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

[35] S.-C. Wang, C.-H. Yang, AM Grumezescu, et al., "Renobeskyttende virkninger af shout camphor Medicinal Mushroom (Taiwanofungus camphorates, Basidiomycetes) Mycelia på flere medier hos mus med kronisk nyresygdom," International Journal of Medicinal Mushrooms, vol. 18, nr. 12, s. 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 og Keng-Shiang Huang 6

1 Institut for Biologisk Videnskab og Teknologi, I-Shou University, Kaohsiung, Taiwan

2 Taiwan Instrument Research Institute, National Applied Research Laboratories, Hsinchu, Taiwan

3 Apotekafdelingen på E-Da Hospital, Kaohsiung, Taiwan

4 School of Chemistry and Materials Science, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, Kina

5 Institut for Bioteknologi og Kemiteknik, I-Shou University, Kaohsiung, Taiwan

6 School of Chinese Medicine for Post-Baccalaureate, I-Shou University, Kaohsiung, Taiwan

7 Amulette Chinese Medicine Clinic, Taipei, Taiwan

8 Institut for Kinesisk Medicin, Sin-Lau Hospital, Tainan, Taiwan

9 School of Medicine for International Students, I-Shou University, Kaohsiung, Taiwan