Cistanche Deserticola -polysakkaridit lievittävät ikääntyvien mallihiirten kognitiivista heikkenemistä palauttamalla suolen mikrobiota-aivojen akselin

Yhteystiedot: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Sähköposti:audrey.hu@wecistanche.com

Yuan Gao 1,*, Bing Li 1,*, Hong Liu 1, Yajuan Tian 2, Chao Gu 1, Xiaoli Du 1, Ren Bu 1, Jie Gao 1, Yang Liu 1, Gang Li 1

ABSTRAKTI

Viimeaikaiset todisteet viittaavat siihen, että muutokset suoliston mikrobiota-aivo-akselissa voivat aiheuttaa ikääntymisen myötä kognitiivisia häiriöitä. Tässä tutkimuksessa havaitsimme, että D-galaktoosin pitkäaikainen antaminen hiirille aiheutti kognitiivista heikkenemistä, suoliston mikrobien dysbioosia, perifeeristä tulehdusta ja oksidatiivista stressiä. Tässä ikääntymiseen liittyvän kognitiivisen heikkenemisen mallissaCistanche deserticola polysakkaridit(CDPS) paransi kognitiivista toimintaa D-galaktoosilla hoidetuissa hiirissä palauttamalla suoliston mikrobien homeostaasin vähentäen siten oksidatiivista stressiä ja perifeeristä tulehdusta. CDPS:n hyödylliset vaikutukset näissä ikääntyvissä mallihiirissä poistettiin poistamalla suoliston mikrobiota antibiooteilla tai immunosuppressiolla syklofosfamidilla. Seerumin metabolominen profilointi osoitti, että kreatiniinin, valiinin, L-metioniinin, o-toluidiinin, N-etyylianiliinin, virtsahapon ja proliinin tasot olivat kaikki muuttuneet ikääntyvissä mallihiirissä, mutta ne palautuivat CDPS:llä. Nämä havainnot osoittivat, että CDPS parantaa kognitiivista toimintaa D-galaktoosi-indusoidussa ikääntymismallissa hiirillä palauttamalla suoliston mikrobiota-aivo-akselin homeostaasin, mikä lievitti aminohappojen epätasapainoa, perifeeristä tulehdusta ja oksidatiivista stressiä. CDPS osoittaa siten terapeuttista potentiaalia potilaille, joilla on muisti- ja oppimishäiriöitä, erityisesti sellaisia, jotka liittyvät suoliston mikrobien dysbioosiin.

Cistanche deserticolapolysakkarideja

JOHDANTO

D-galaktoosin (D-gal) ja berylliumsuolojen pitkäaikainen antaminen indusoi ikääntymistä kokeellisissa eläinmalleissa ja in vitro -primäärisoluviljelmissä, ja sitä käytetään luonnollisen ikääntymisprosessin taustalla olevien mekanismien tunnistamiseen [1–4]. Aiemmat tutkimukset osoittavat, että D-galaktoosin aiheuttaman ikääntymisen mallihiirten kognitiivinen heikkeneminen liittyy alentuneisiin hermokasvutekijän (NGF) proteiinitasoihin ja lisääntyneisiin reaktiivisiin happilajeihin (ROS) aivoissa, jotka molemmat aiheuttavat hippokampuksen hermosolujen rappeutumista ja vähentävät neurogeneesi [3, 4]. Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös osoittaneet, että ihmisen suoliston mikrobiston koostumus ja määrä muuttuvat merkittävästi ikääntymisprosessin aikana [5].

Cistanche deserticolaon yrtti, joka kasvaa pääasiassa Kiinan luoteisosassa aavikkoalueella ja jota käytetään perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä. Se tunnetaan yleisesti nimellä "aavikon ginseng". Cistanche deserticola -uutteet sisältävät useita farmakologisesti aktiivisia yhdisteitä, mukaan lukien fenyylietanoidiglykosideja, iridoideja, lignoosia, oligosakkarideja, polysakkarideja ja aminohappoja; Näillä yhdisteillä on anti-inflammatorisia, hapettumista estäviä, vanhenemista estäviä, hermoja suojaavia ja immunomodulatorisia ominaisuuksia [6, 7]. Esimerkiksi Cistanche deserticolasta uutettuja polysakkarideja on käytetty perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä kolorektaalisyövän hoitoon [8]. Useista organismeista, kuten Chuanqiong-polysakkaridi, Ganoderma lucidum -polysakkaridi ja Lycium barbarum -polysakkaridi, on eristetty laaja valikoima hyödyllisiä bioaktiivisia polysakkarideja [9–11]. CDA-

0.05 on Cistanche deserticolasta eristetty galaktoglukaani, joka edistää useiden hyödyllisten suolistobakteerien kasvua, mukaan lukien useat Bacteroides- ja Lactobacillus-lajit [12].

Normaalin ikääntymisprosessin taustalla olevat mekanismit liittyvät myös useisiin ihmisen sairauksiin, kuten neurodegeneratiivisiin sairauksiin, sepelvaltimon ateroskleroosiin, tyypin 2 diabetekseen (T2DM) ja verenpaineeseen [13, 14]. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että suolistoflooran muutoksilla on merkittävä rooli ihmisen ikääntymisessä [15]. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että D-galaktoosin pitkäaikainen antaminen kokeellisilla hiirillä ja rotilla jäljittelee normaalia ikääntymisprosessia ja on hyödyllinen malli tutkittaessa ikääntymiseen liittyviä fenotyyppejä, kuten kognition heikkenemistä [16]. Lisäksi D-galaktoosi-indusoidut ikääntymismallihiiret osoittavat muutoksia suoliston mikrobiotan koostumuksessa [17]. Siksi oletimme, että muutokset suoliston mikrobiotan koostumuksessa voivat aiheuttaa kognitiivista heikkenemistä D-galaktoosin aiheuttamissa ikääntymismallihiirissä, ja tutkimme, voivatko Cistanche deserticola -polysakkaridit (CDPS) lievittää kognitiivista heikkenemistä palauttamalla suoliston mikrobiotan dysbioosia.

Cistanche deserticola

TULOKSET

D-galaktoosi-indusoidut ikääntymismallihiiret osoittavat kognitiivista heikkenemistä ja suoliston mikrobien dysbioosia

Analysoimme villityypin (WT) hiirten ja niiden hiirten käyttäytymissuorituskykyä, joita käsiteltiin 150 mg D-gal:lla ruumiinpainokiloa kohti 2 kuukauden ajan (malli tai Mod) käyttämällä uusia esineiden tunnistus- ja Morris-vesilabyrintti (MWM) -testejä. Ensisijaiset indeksiarvot uuden kohteen tunnistustestissä alenivat merkittävästi Mod-ryhmän hiirissä verrattuna WT-ryhmän hiiriin (kuvio 1A, 1B). MWM-testitulokset osoittivat, että pakolatenssiaika kuudennen päivän jälkeen oli merkittävästi pidentynyt Mod-ryhmässä verrattuna WT-ryhmään (kuvio 1C, 1D). Lisäksi tavoitetason ylitykset ja uintiajat kohdekvadrantin sisällä vähenivät merkittävästi Mod-ryhmässä WT-ryhmään verrattuna (kuva 1E, 1F). Nämä tulokset osoittivat D-gal-indusoitujen ikääntyvien mallihiirten oppimis- ja muistikykyjen merkittävää heikkenemistä.

Analysoimme sitten eroja suoliston mikrobien fylan, sukujen ja lajien runsaudessa ja koostumuksessa hiirten Mod- ja WT-ryhmien ulostenäytteissä käyttämällä ulostenäytteistä saatuja 16S ribosomaalisen RNA:n (rRNA) sekvensointitietoja. Vallitseva suolistofloora WT- ja Mod-ryhmän hiirissä olivat Firmicutes ja Bacteroides. Bacteroides-bakteerien runsaus kuitenkin väheni merkittävästi ja Firmicutien runsaus lisääntyi merkittävästi Mod-ryhmässä WT-ryhmään verrattuna (kuva 2A). Seuraavaksi suoritimme lineaarisen erotteluanalyysin (LDA) määrittääksemme LDA-vaikutuksen koon (LEfSe) pisteet, mitä seurasi Kruskal-Wallis- ja Wilcoxon-testit eri taksonien suhteellisen runsauden arvioimiseksi WT- ja Mod-ryhmän hiirissä. LDA-tulokset on esitetty kuviossa 2B. Lisäksi rakensimme kladogrammeja, jotka osoittavat eri Bacteriodes- ja Firmicutes-suveihin kuuluvien sukujen ja lajien erilaista rikastumista WT- ja malliryhmissä (kuva 2C). Kaiken kaikkiaan tuloksemme osoittivat heikentyneen kognitiivisen kyvyn ja suoliston mikrobien dysbioosin D-galaktoosin aiheuttamissa ikääntymismallihiirissä.

CDPS-hoito parantaa kognitiivista kykyä D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä

Analysoimme, lievittääkö CDPS-hoito kognitiivista heikkenemistä D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä. Aikana

2 kuukauden annostelun jälkeen ruumiinpaino mitattiin joka toinen päivä. Hiirten malli- ja CDPS-ryhmien ruumiinpainot olivat samanlaiset (kuvio 3A). Suorita käyttäytymiskokeita viimeisen annoksen jälkeen. Uusien esineiden tunnistus ja Morris-vesilabyrinttitestin tulokset osoittivat, että lyhytaikainen muisti oli merkittävästi korkeampi CDPS-hiiriryhmissä verrattuna hiirten malliryhmään; pitkäaikainen muisti CDPS-hiirten ryhmässä oli korkeampi, mutta tilastollisesti merkityksetön verrattuna hiirten malliryhmään (kuvio 3B, 3C). Tämä viittasi siihen, että CDPS-hoito kumosi lyhytaikaisen objektintunnistusmuistin menetyksen D-gal-käsitellyillä hiirillä.

Näiden hiirten avaruudellista oppimista ja muistia arvioitiin Morris-vesilabyrinttitestillä, ja tulokset osoittivat, että CDPS-hiirten ryhmän pakolatenssiajat olivat verrattavissa WT-hiiriryhmän hiiriin ja huomattavasti lyhyempiä kuin Mod-ryhmän hiirillä (kuva 3D). ). Lisäksi pakenemislatenssiajat olivat merkittävästi pienemmät kuudentena päivänä CDPS:n annon jälkeen verrattuna malliryhmään (kuvio 3E). Uintiaika kohdekvadrantissa oli merkittävästi korkeampi CH- ja CM-ryhmissä malliryhmään verrattuna. CL-ryhmä on korkeampi kuin malliryhmä, mutta ei tilastollista merkitsevyyttä (kuva 3F). Lisäksi laiturin ylitysten määrä oli merkittävästi suurempi CM- ja CL-ryhmissä malliryhmään verrattuna. CH-ryhmä on kuitenkin korkeampi kuin malliryhmä, eikä sillä ole tilastollista merkitsevyyttä (kuvio 3G). Nämä tulokset osoittivat, että CDPS-hoito paransi avaruudellista oppimista ja muistia D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä.

CDPS-hoito palauttaa suoliston mikrobiotakoostumuksen homeostaasin D-galaktoosi-ikääntymismallihiirissä

Monosakkaridit ja polysakkaridit ovat välttämättömiä ravintoaineita, joita tarvitaan bakteerien kasvuun [18–21]. On myös raportoitu, että CDPS säätelee suoliston mikrobiotan koostumusta [22]. Siksi analysoimme, lievittivätkö CDPS-hoidot suoliston mikrobien dysbioosia malliryhmän hiirissä arvioimalla WT-, malli- ja CDPS-ryhmien hiirten ulostenäytteiden16S-rRNA-sekvensointitietoja.

Ensin laskettiin alfadiversiteettiindeksit arvioidaksemme yleistä ulosteen mikrobiston rikkautta ja rakenteellista eroa näiden ryhmien välillä. Analysoimme alfadiversiteetti (-diversity) indeksit, kuten havaitut lajit, Shannon, Chao 1, ACE ja Simpson-indeksiarvot määrittääksemme muutoksia eri bakteerilajien koostumuksessa eri hiiren ryhmien ulostenäytteissä. Monimuotoisuusindeksit (havaitut lajit, Shannon-, Chao 1-, ACE- ja Simpson-indeksit) olivat korkeammat WT- ja CDPS-hiirten ryhmissä malliryhmään verrattuna, mutta tilastollista merkitsevyyttä havaittiin vain Chao 1 -indeksiarvoilla CM:n välillä. ryhmä ja Mod-ryhmä. Se osoitti, että anto CDPS:n kanssa lisää mikrobiomirikkautta (kuvat 4A–4E). Seuraavaksi analysoimme -diversiteettiindeksejä tunnistaaksemme erot suoliston mikrobilajeissa hiirten WT-, malli- ja CDPS-ryhmien välillä käyttämällä ei-metristä moniulotteista skaalausta (NMDS), pääkoordinaattianalyysiä (PCoA) ja pääkomponenttianalyysiä. PCA). PCA osoitti vaihtelua malliryhmän hiirten suoliston mikrobikoostumuksessa ikääntymisprosessin aikana, mukaan lukien mittojen pieneneminen ja kuvioiden ja trendien ylläpito (kuva 4F). Erot ulosteen mikrobiotassa WT-, malli- ja CDPS-ryhmien välillä tunnistettiin 16S-rRNA-geenien painottamattomien UniFrac-etäisyyksien PCoA:n perusteella (kuva 4G). Klusterianalyysi osoitti merkittäviä eroja NMDS:ssä malliryhmän ja WT- ja CDPS-ryhmien välillä (kuva 4H).

Arvioimme suoliston mikrobiotan 10 parasta fylaa ja havaitsimme, että Bacteroides phylan runsaus oli merkittävästi suurempi CH-, CM- ja CL-ryhmässä malliryhmään verrattuna (kuva 4I). Tämä viittasi siihen, että CDPS palautti suoliston mikrobiotan homeostaasin D-gal-käsitellyissä hiirissä. Kladogrammit osoittivat Bacteriodes- ja Firmicutes phylaan kuuluvien eri sukujen ja lajien erilaista rikastumista WT-, malli- ja CDPS-ryhmissä (kuva 4J). Kuten lämpökartoista käy ilmi, CDPS-käsittelyt vähensivät Thermoplasmata, Bacilli, tunnistamattomien Actinobacteria, Fusobacteria ja tunnistamattomien Elusimicrobia suhteellista runsautta ja lisäsivät Methanobacteria, Spirochaetia, Deltaproteobacteria, tunnistamattomia{5}}Anaproteobakteereja, Nitroliivahappoakteereja, Deferiibaakteereja, , Erysipelotrichia ja tunnistamattomat_syanobakteerit malliryhmään verrattuna (kuva 4K). Nämä tulokset osoittivat, että CDPS-hoito palautti merkittävästi suoliston mikrobiotan homeostaasin D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä.

CDPS-hoito lievittää neurodegeneraatiota D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä vähentämällä oksidatiivista stressiä

Seuraavaksi analysoimme CDPS:n vaikutuksia tulehdukseen analysoimalla proinflammatoristen sytokiinien (IL-2 ja TNF-) ja anti-inflammatoristen sytokiinien (IL-4 ja IL-10) seerumitasoja. ) eri hiiriryhmissä. Seerumin IL-2 ja TNF- tasot olivat merkittävästi alhaisemmat ja IL-4 ja IL-10 seerumipitoisuudet olivat merkittävästi korkeammat CH-, CM- ja CL-ryhmässä malliin verrattuna. ryhmä. On osoitettu, että CDPS:llä on anti-inflammatorisia vaikutuksia (kuvat 5A–5D).

Oksidatiivinen stressi johtuu lisääntyneestä reaktiivisten happilajien (ROS) tuotannosta, ja se on yksi tärkeimmistä ikääntymistä edistävistä tekijöistä [23]. Siksi analysoimme CDPS:n vaikutuksia oksidatiiviseen stressiin D-gal-indusoidussa ikääntyvän hiirimallissa arvioimalla antioksidanttientsyymin, SOD:n ja lipidiperoksidaatiotuotteen malondialdehydin (MDA) seerumitasoja. MDA:n seerumitasot olivat merkitsevästi korkeammat ja SOD:n seerumitasot alentuneet merkittävästi Mod-ryhmässä WT-ryhmään verrattuna, mutta CDPS-hoito kumosi nämä vaikutukset (kuvio 5E, 5F). Nämä tulokset osoittivat, että oksidatiivinen stressi oli kohonnut D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä, mutta vähensi CDPS-käsittely.

Lisäksi arvioimme oksidatiivisen stressin tasoja aivokudoksissa analysoimalla edistyneen hapetetun proteiinituotteen (AOPP), suoran lipidiperoksidaation (LPO) ja MDA:n tasoja sekä antioksidanttientsyymien, kuten glutationiperoksidaasin (GSH-Px) aktiivisuutta. ) ja superoksididismutaasi (SOD) aivokudoksen homogenaateissa. Mod-ryhmän hiirten aivoissa havaittiin merkittävästi vähentynyttä SOD:n ja GSH-PX:n aktiivisuutta ja merkittävästi kohonneita AOPP-, LPO- ja MDA-tasoja verrattuna WT-ryhmään, mutta nämä vaikutukset kääntyivät päinvastaiseksi CH-, CM- ja CL-ryhmässä (kuva 6A- 6E).

Lisäksi suoritimme aivolohkon histologisen värjäyksen H&E- ja Nissl-väreillä arvioidaksemme CDPS:n suojaavia vaikutuksia D-gal-indusoitujen ikääntyvien mallihiirten aivoihin. Mod-ryhmän hiirillä havaittiin merkittävää neuronien lukumäärän ja tilavuuden vähenemistä, hermosolujen välisen eron lisääntymistä, hermosolujen epäsäännöllistä järjestystä ja tuman pyknoosia hippokampuksen CA1-alueella verrattuna WT-ryhmään, mutta nämä patologiset muutokset vähenivät merkittävästi CDPS-hoidoilla ( Kuva 6F). Nämä tulokset osoittivat, että CDPS-hoidot vähensivät merkittävästi oksidatiivista stressiä ja aivopatologiaa D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä.

CDPS-hoito vähentää perifeeristä tulehdusta ja oksidatiivista stressiä ylläpitämällä suoliston mikrobien homeostaasia D-gal-indusoiduissa mallihiirissä

Seuraavaksi analysoimme, liittyivätkö muutokset suoliston mikrobiotan koostumuksessa lisääntyneeseen perifeeriseen tulehdukseen ja oksidatiiviseen stressiin ikääntymisen aikana. Tätä varten käytimme kolminkertaista antibiootticocktailia (ABX-ryhmä) tai syklofosfamidia (Cy-ryhmä; katso myös Materiaalit ja menetelmät) suoliston mikrobiotan poistamiseksi tai immunosuppression indusoimiseksi CDPS-käsitellyissä ikääntymismallihiirissä. Antibioottihoito kumosi CDPS-hoidon suotuisat vaikutukset ikääntyvillä mallihiirillä. Havaitsimme heikentynyttä oppimista ja muistia (kuvio 7A) ja muutoksia suoliston mikrobiotan koostumuksessa (kuvio 7B, 7C) ABX-ryhmän hiirissä verrattuna CDPS-käsiteltyyn ryhmään. Yllä olevat tulokset osoittavat, että edes CDPS:n antaminen ei voi lisätä hiirten oppimis- ja muistikykyä suolistoflooran muuttamisen jälkeen. Lisäksi havaitsimme kohonneita proinflammatoristen sytokiinien tasoja aivoissa ja ABX-ryhmän hiirten seerumissa verrattuna CDPS-ryhmään (kuva 7D–7N). ABX-ryhmän ja CY-ryhmän tulokset osoittivat, että suolistoflooran ja immuunitoiminnan tuhoutumisen jälkeen edes CDPS:n antaminen ei voinut parantaa hiirten oppimis- ja muistikykyä. Nämä tulokset viittasivat siihen, että CDPS-hoito vähensi perifeeristä tulehdusta, oksidatiivista stressiä ja kognitiivista heikkenemistä D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä estämällä suoliston dysbioosia.

Sitten käytimme immunosuppressiivista lääkettä, syklofosfamidia [24], määrittämään tulehduksen roolia CDPS:n hyödyllisissä vaikutuksissa. Syklofosfamidilla käsitellyt CDPS-hiiret (Cy-ryhmä) osoittivat heikentynyttä oppimis- ja muistikykyä, muutoksia suoliston mikrobiotan koostumuksessa ja poikkeavia pro- ja anti-inflammatoristen sytokiinien tasoja aivoissa ja seerumissa verrattuna villityypin ja CDPS-ryhmän hiiriin. Sillä ei kuitenkaan ole merkitystä malliin ja ABX-ryhmään verrattuna. (Kuva 7A–7N). Nämä tiedot osoittavat, että muutokset suoliston mikrobiotan koostumuksessa lisäävät perifeeristä tulehdusta D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä.

CDPS estää D-gal:n aiheuttamaa ikääntymistä säätelemällä aminohappojen aineenvaihduntaa

Isännän immuunijärjestelmään vaikuttavat suoliston mikrobiotan tuottamat metaboliitit [25]. Ulosteen metaboliitit edustavat suoliston mikrobien aineenvaihdunnan ja suoliston mikrobikoostumuksen toiminnallista lukemaa [26]. Lisäksi suoliston mikrobiotan metaboliitit pääsevät verenkiertoon ja vaikuttavat isännän aineenvaihduntaan ja terveyteen [26, 27]. FWT-, Mod- ja CDPS-hiirten seeruminäytteistä tunnistettiin yhteensä 1058 metaboliittia. Sitten analysoimme nämä metaboliitit BioCycin, Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ja Human Metabolome Databasen (HMDB) avulla ja havaitsimme, että 65 metaboliittia ilmeni eri tavalla Mod-ryhmässä WT-ryhmään verrattuna. Lisäksi havaitsimme, että 8 metaboliitin (kreatiniini, valiini, L-(-)-metioniini, o-toluidiini, N-etyylianiliini, virtsahappo, proliini ja fenyylialaniini) tasot erosivat merkittävästi WT-, Mod- ja CDPS-ryhmien välillä. . Näiden kahdeksan metaboliitin rikastumisreitin analyysi käyttäen MetaboAnalystia [28, 29] osoitti, että nämä metaboliitit liittyvät arginiinin, histidiinin, arginiinin, proliinin ja puriinin metaboliaan (kuvio 8A, 8B). 7 erilaista MOD-ryhmän ja CDPS-ryhmän metaboliittia WT-ryhmässä.

Sen jälkeen analysoimme, liittyivätkö aminohappoaineenvaihdunnan muutokset suoliston mikrobiotan koostumuksen muutoksiin. Havaitsimme, että 7 erilaista WT-, Mod- ja CDPS-ryhmien metaboliittia (kreatiniini, valiini, L-(-)-metioniini, o-toluidiini, N-etyylianiliini, virtsahappo ja proliini) vähenivät merkittävästi ABX-, Cy-, ja Mod-ryhmiä verrattuna WT- ja CDPS-ryhmiin. Lisäksi ABX- ja Cy-ryhmien välillä ei ole merkitystä (kuva 8C). Lopuksi, jotta voidaan tutkia, eroavaisen aineenvaihdunnan ja muiden ikääntymiseen liittyvien sairauksien välillä on korrelaatio. Analysoimme näiden seitsemän eri tavalla ilmentyneen metaboliitin ja ihmisten sairauksien välistä korrelaatiota käyttämällä MetaboAnalyst-tietokantaa ja havaitsimme, että nämä metaboliitit liittyivät Alzheimerin tautiin (p=0.00173; kuvio 8D, 8E). Kaiken kaikkiaan nämä tiedot viittasivat siihen, että CDPS suojaa D-galin aiheuttamalta ikääntymiseltä säätelemällä aminohappojen aineenvaihduntaa.

KESKUSTELU

Kognitiivisten toimintojen asteittainen heikkeneminen on ikääntymiselle ominaista piirre. Aiemmat tutkimukset osoittivat, että CDPS-hoito paransi merkittävästi oppimista ja muistia ikääntyvillä mallihiirillä [30–33]. Tässä tutkimuksessa osoitimme, että CDPS-hoito paransi kognitiivista toimintaa estämällä perifeeristä tulehdusta ja oksidatiivista stressiä palauttamalla suoliston mikrobien homeostaasin D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä (kuva 9). Cistanche-polysakkarideilla ruokitut Sprague-Dawley-rotat osoittivat hyödyllisten suolistobakteerien lisääntyneen kasvun ja lisääntyneen suoliston mikrobien monimuotoisuuden [34]. CDA-0.05, Cistanchen neutraali polysakkaridi, paransi probioottisten laktobasillien kasvua [22]. Nämä tiedot viittaavat siihen, että Cistanche-polysakkaridit paransivat suolistobakteerien homeostaasia.

Tässä tutkimuksessa osoitimme, että CDPS:llä on anti-inflammatorisia vaikutuksia ja se parantaa ikääntyvien mallihiirten kognitiivisia kykyjä moduloimalla suoliston bakteerisukujen, kuten Bacteroidetes, Firmicutes ja Proteobacteria, määrää. Siksi CDP:t voivat olla terapeuttisesti hyödyllisiä ikääntymiseen liittyvissä sairauksissa muokkaamalla suoliston mikrobiotan koostumusta [35, 36]. Lisäksi aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että tulehduksellisten sytokiinien tasot seerumissa ja paksusuolessa liittyvät bakteerisukujen, kuten Bacteroidetes, Firmicutes ja Proteobacteria, suhteelliseen runsauteen [37, 38]. Lisäksi suoliston mikrobikoostumus säätelee aivojen toimintaa moduloimalla useiden sytokiinien verenkierrossa [39–43]. Tuloksemme osoittivat, että CDPS-käsittely vähensi Thermoplasmata, Bacilli, tunnistamattomien Actinobacteria, Fusobacteria ja tunnistamattomien Elusimicrobia suhteellista runsautta ja lisäsi Methanobacteria, Spirochaetia, Deltaproteobacteria, tunnistamattomien{8}}Anatrolicuphatereria,,, Erysipelotrichia ja tunnistamattomat _syanobakteerit.

Suoliston mikrobien metaboliitit vapautuvat verenkiertoon ja säätelevät isännän terveyttä ja aineenvaihduntaa [26, 27]. Suoliston mikrobien aineenvaihduntatuotteet voidaan arvioida arvioimalla ulosteen metaboliittikoostumusta, joka muuttuu suoliston mikrobien koostumuksen muuttuessa [44]. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että plasman sitrulliinin, proliinin, arginiinin, asparagiinin, fenyylialaniinin ja treoniinin tasot liittyvät hermostoa rappeutuviin sairauksiin, mukaan lukien Alzheimerin tauti [45, 46]. Tutkimuksemme osoitti, että seerumin kreatiniinin, valiinin, L-metioniinin, o-toluidiinin, N-etyylianiliinin, virtsahapon ja proliinin tasot liittyivät D-gal:n aiheuttamaan ikääntymiseen hiirillä.

Immuunijärjestelmän synnynnäisillä ja adaptiivisilla käsivarsilla on merkittävä rooli isäntä-mikrobien homeostaasin ylläpitämisessä suolen luminaalisella pinnalla [47]. Suoliston mikrobiotalla on myös merkittävä rooli keskushermoston (CNS) ja immuniteetin säätelyssä vapauttamalla sytokiinejä ja metaboliitteja verenkiertoon [48, 49]. Proinflammatoriset sytokiinit ovat avainasemassa useissa hermoston rappeutumissairauksissa [50–52]. Esimerkiksi ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma (AMD) ja glaukooma liittyvät amyloidin (A) ekstrasellulaariseen kertymiseen ja hyperfosforyloituneen taun (p-tau) ja raudan solunsisäiseen kertymiseen verkkokalvon gangliosoluihin (RGC) [44]. Lisäksi tulehduksella on merkittävä rooli glaukoomaan liittyvässä patogeneesissä [53]. Näön heikkeneminen on Alzheimerin taudin (AD) varhainen oire, ja se ilmenee ennen kognitiivisen heikkenemisen alkamista [54]. Tutkimuksemme osoitti, että CDPS suojaa kognitiiviselta heikkenemiseltä ja perifeeriseltä tulehdukselta ylläpitämällä suoliston mikrobiotan homeostaasia.

Tällä tutkimuksella on useita rajoituksia. Ensinnäkin aminohappoaineenvaihdunnan ja suoliston mikrobiston koostumuksen välistä suhdetta ei tunneta hyvin. Toiseksi CDPS:n koostumusta ja molekyylirakennetta ei tunneta. Siksi tarvitaan tulevia tutkimuksia, jotta voidaan edelleen tutkia CDPS:n säätelyroolia AD:n lievittämisessä suoliston mikrobiota-aivojen signalointiakselin kautta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimuksemme osoitti, että CDPS paransi kognitiivisia kykyjä D-gal-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä palauttamalla suoliston mikrobiotan homeostaasin, mikä palauttaa aminohappoepätasapainon, perifeerisen tulehduksen ja oksidatiivisen stressin. Nämä havainnot viittaavat siihen, että CDPS on mahdollinen terapeuttinen lääke potilaille, joilla on oppimis- ja muistihäiriöitä, erityisesti niille, jotka liittyvät suoliston dysbioosiin.

MATERIAALIT JA MENETELMÄT

CDPS:n valmistelu

Noin 1.0 kg puhdistettua Cistanche deserticolaa ilmakuivattiin uunissa 40 asteessa ja jauhettiin raakajauheeksi. Jauhetta uutettiin kuumassa etanolissa 3 tuntia. Jäännös suodatettiin sideharson läpi suodoksen poistamiseksi ja laimennettiin sitten vedellä (8X) ja refluksoitiin peräkkäin 2 h, 1,5 h ja 1 h 90 °C:ssa. Joka ajankohtana liuos sentrifugoitiin supernatantin erottamiseksi. ja yhdistettiin ruskeanpunaisen suodoksen kanssa. Sitten suodos konsentroitiin alennetussa paineessa, jäähdytettiin huoneenlämpötilaan, lisättiin hitaasti 95-prosenttiseen etanoliin (3X) ja annettiin seistä 4 °C:ssa 24 tuntia. Sitten liuosta sentrifugoitiin nopeudella 6 000 r/min 20 minuuttia 4 °C:ssa. Sakka kerättiin toistettuaan vesiuuton ja alkoholisaostuksen kolmesti. Sakka liuotettiin veteen, proteiini poistettiin, dialysoitiin ja pakastekuivattiin, jolloin saatiin raakaa Cistanche deserticola -polysakkaridia (CDP:t). Polysakkaridipitoisuus oli yli 90 prosenttia ultraviolettispektrofotometrialla arvioituna.

Eläinten ryhmittely ja hoidot

Kahdeksan viikon ikäiset urospuoliset Kunming-hiiret (SCXK-lisenssinro.{1}}) ostettiin SPF Biotechnology Co. Ltd:ltä (Peking, Kiina), pidettiin valoisassa ja lämpötilasäädellyssä huoneessa, ja niitä ruokittiin ruoalla ja vedellä. Kaikki eläinkokeet suoritettiin Inner Mongolian Medical Universityn Institutional Animal Care and Use Committeen hyväksymien käytäntöjen mukaisesti. Kokeet suoritettiin National Institutes of Healthin (NIH) laboratorioeläinten hoito- ja käyttöoppaan mukaisesti.

Viikon uuteen ympäristöön sopeutumisen jälkeen 120 hiirtä jaettiin seuraaviin 7 ryhmään: (1) villityypin kontrolli (WT); malliryhmä (150 mg/kg/päivä D-gal; Mod); (3) CH: D-gal plus 100 mg/kg CDPS; (4) CM: D-gal plus 50 mg/kg CDPS; (5) CL: D-gal plus 25 mg/kg CDPS; (6) ABX-ryhmä: antibiootit plus D-gal plus 50 mg/kg CDPS; (7) Cy-ryhmä: syklofosfamidi plus D-gal plus 50 mg/kg CDPS.

Malli-, ABX-, Cy- ja CDPS-ryhmien hiiret saivat ihonalaisia ​​injektioita suolaliuosta.

150 mg/kg D-gal joka päivä 2 kuukauden ajan. WT-ryhmälle injektoitiin ihonalaisesti yhtä suuri määrä suolaliuosta 2 kuukauden ajan. CDPS-ryhmän hiirille annettiin myös päivittäin mahalaukunsisäisiä injektioita, jotka sisälsivät 1{{10}}0 mg/kg, 50 mg/kg tai 25 mg/kg CDPS:ää 2 kuukauden ajan. . ABX-ryhmän hiiret saivat juomavettä, jossa oli 0,1 mg/ml ampisilliinia ja 0,5 mg/ml streptomysiiniä 2 kuukauden ajan D-gal- ja CDPS-injektioiden lisäksi. Ennen D-gal:n antamista hiiret saivat injektioita, jotka sisälsivät 0,1 mg/ml ampisilliinia, 0,5 mg/ml streptomysiiniä ja 0,1 mg/ml kolistiinia 7 päivän ajan ABX-ryhmässä. Cy-ryhmän hiiret saivat intraperitoneaalisia injektioita 20 mg/kg syklofosfamidia joka toinen päivä (qod) 2 kuukauden ajan päivittäisten D-gal- ja CDPS-injektioiden lisäksi.

Uuden kohteen tunnistustesti

Suorita käyttäytymiskokeita viimeisen annoksen jälkeen. Kohteentunnistustesti sisälsi perehdyttämis-, koulutus- ja testausvaiheita. Perehdytysvaiheen aikana hiiriä totutettiin tyhjään testikammioon 10 minuutin ajan kahden päivän ajan. Sitten kolmantena päivänä (harjoituspäivänä) kaksi samankokoista, -muotoista ja -väristä esinettä (A1 ja A2) asetettiin kammion vastakkaisiin päihin. Jokaiselle hiirelle annettiin sitten 10 minuuttia aikaa tutkia kahta samanlaista kohdetta. 1-tunnin (kolmantena päivänä) ja 24-tunnin (neljäntenä päivänä) harjoittelun ja testauksen välisten välien jälkeen yksi samankaltaisista objekteista (A1 tai A2) korvattiin B:llä tai C:llä. esine, joka on kooltaan, väriltään ja muodoltaan erilainen testipäivänä. Testausvaiheessa kutakin hiirtä testattiin 5 minuuttia ja etusijaindeksi laskettiin uuden objektin (B tai C) tunnistuksen muistin määrittämiseksi seuraavalla kaavalla: Ensisijainen indeksi=Aika objektissa B tai C/( Aika objektissa B tai C plus Aika objektissa A) × 100 prosenttia .

Morrisin vesilabyrinttitesti

Morris-vesilabyrinttitesti suoritettiin pyöreässä altaassa, jonka syvyys oli 45 cm ja halkaisija 90 cm. Protokolla, jonka ovat kuvanneet Ruediger S, et ai. (2011) [55] ja Wood RA, et ai. (2018) [56] työskenteli täällä. Veden syvyys altaassa oli 30 cm ja veden lämpötila 20±1 astetta. Lavan halkaisija oli 6 cm ja vedenalainen 1 cm. Harjoittelu- ja testausaika oli 60 s kumpikin. Koulutusta varten suoritimme neljä 60 s koetta piilotetulla alustalla joka päivä viiden yhtäjaksoisen päivän ajan. Jos hiiret eivät löytäneet alustaa 60 sekunnissa, ne ohjattiin alustalle ja asetettiin alustalle 5 sekunniksi. Testausvaiheessa tallennettiin ja analysoitiin piilevän alustan saavuttamisen latenssi koulutus- ja koetuskoeistunnoissa, poistetun alustan sijainnin ylitysten määrä ja kohde (alustan) neljänneksessä vietetyt aika.

ELISA-määritykset

Proinflammatoristen sytokiinien, kuten IL-2(), IL-4, IL-10 ja TNF- tasot seerumissa analysoitiin kullekin hiiriryhmälle käyttämällä ELISA-pakkauksia, jotka ostettiin Shanghai Yiltä. Li Biological Technology Co., Ltd. (Shanghai, Kiina) valmistajan ohjeiden mukaan. Antioksidanttientsyymin, superoksididismutaasin (SOD) aktiivisuus ja lipidien peroksidaatiotuotteen, malondialdehydin (MDA) tasot kunkin hiiriryhmän seerumissa analysoitiin Nanjing Jiancheng Bioengineering Institutesta (Nanjing, Kiina) ostetuilla määrityssarjoilla. . Advanced oxidation protein products (AOPP) tasot hiiren hippokampuksen näytteissä arvioitiin käyttämällä ELISA-kittiä Shanghai Yi Li Biological Technology Co. Ltd:ltä (Shanghai, Kiina) valmistajan ohjeiden mukaisesti.

Oksidatiivisen stressin arviointi hiiren aivoissa

Homogenisoimme 100 mg hippokampuksen kudosta 0,9 ml:lla jäillä jäähdytettyä suolaliuosta ja homogenaattia sentrifugoitiin nopeudella 12 000 rpm 30 minuuttia 4 °C:ssa. Supernatantin proteiinipitoisuus analysoitiin käyttämällä BCA Protein Assay Kitiä ( Beyotime Biotechnology, Shanghai, Kiina). Lipidiperoksidaatio (LPO) ja malondialdehydi (MDA) sekä GSH-Px:n ja SOD:n aktiivisuudet hippokampusnäytteissä analysoitiin kolorimetrialla käyttäen Nanjing Jiancheng Bioengineering Instituten (Nanjing, Kiina) sarjoja valmistajan ohjeiden mukaisesti.

Suoliston mikrobiotan koostumus

Ulostenäytteet kerättiin kaikista hiiristä ja säilytettiin välittömästi -80 C-asteessa. 16S-rRNA-geenin V3 plus V4 -alue sekvensoitiin käyttämällä Illumina MiSeqiä (Beijing Novogene Co. Ltd., Peking, Kiina) ja analysoitiin käyttämällä QIIME avoin alusta suoliston mikrobiotaprofiilien määrittämiseen.

Seerumin metaboliittien LC/MS-analyysi

Seeruminäytteitä inkuboitiin 1 0 minuuttia esijäähdytetyn metanolin kanssa suhteessa 1:3 proteiinien saostamiseksi. Näytteitä sentrifugoitiin nopeudella 12000 r/min 15 minuuttia 4 °C:ssa. Supernatantit analysoitiin Thermo Scientific Dionex UltiMate3000 Rapid Resolution -nestekromatografialla ja QExactive-massaspektrillä. Kromatografiset olosuhteet on esitetty taulukossa 1. Analyytit erotettiin XBridge BEH Amide -kromatografiapylväässä (2,1 x 100 mm; Waters Co., Milford, MA, USA) käyttämällä 0,1 % muurahaishappoa ja asetonitriiliä liikkuvina faaseina A ja B. vastaavasti. Virtausnopeus asetettiin arvoon 0,4 ml/min, injektiotilavuus oli 5 ui ja kolonnin lämpötila asetettiin arvoon 25 °C (taulukko 1). Massaspektrisignaalit saatiin käyttämällä positiivisten ja negatiivisten ionien pyyhkäisymoodia. Ionisumutusjännite ja muut erityiset MS-parametrit on esitetty taulukossa 2.

Tilastollinen analyysi

Statistical analysis was performed using the SPSS 13.0 software (SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA). The data plots were generated using GraphPad Prism 8.0.1 (GraphPad Software, La Jolla, California, USA). Partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA) of SIMCA-P+13.0 (Umetrics, AB, Umeå, Sweden) and Principal Components Analysis (PCA) were used to assess normalized GC-MS spectral data. Variable Influence on Projection (VIP) values were used to identify significant variables with VIP values >1.0 ja s< 0.05.="" these="" significant="" variables="" were="" used="" to="" identify="" the="" spectral="" peaks.="" the="" student's="" t-test="" was="" used="" to="" analyze="" differences="" between="" two="" groups="" of="" data.="" the="" taxonomic="" rank="" differential="" between="" groups="" was="" determined="" using="" student's="" test="" (v3.1.2;="" r="" programming="" language).="" the="" correlation="" between="" genera="" abundance="" and="" mouse="" behavior="" was="" calculated="" using="" spearman="" correlation="" coefficients="" (r="" language).="" p="" <="" 0.05="" was="" considered="" statistically="" significant.="" the="" data="" are="" presented="" as="">

VIITTEET

1. Coates SS, Lehnert BE, Sharma S, Kindell SM, Gary RK. Beryllium indusoi ennenaikaista vanhenemista ihmisen fibroblasteissa. J Pharmacol Exp Ther. 2007; 322:70–79. https://doi.org/10.1124/jpet.106.118018 PMID:17395767

2. Shwe T, Pratchayasakul W, Chattipakorn N, Chattipakorn SC. D-galaktoosin aiheuttaman aivojen ikääntymisen rooli ja sen käyttö terapeuttisissa interventioissa. Exp Gerontol. 2018; 101:13–36. https://doi.org/10.1016/j.exger.2017.10.029 PMID:29129736

3. Ho SC, Liu JH, Wu RY. D-galaktoosin aiheuttaman mimeettisen ikääntymisvaikutuksen toteaminen hiirillä. Biogerontologia. 2003; 4:15-18. https://doi.org/10.1023/a:1022417102206 PMID:12652185

4. Laulu X, Bao M, Li D, Li YM. Edistynyt glykaatio D-galaktoosi-indusoidussa hiiren ikääntymismallissa. Mech Aging Dev. 1999; 108:239–51.

https://doi.org/10.1016/s0047-6374(99)00022-6 PMID:10405984

5. Yamauchi T, Oi A, Kosakamoto H, Akuzawa-Tokita Y, Murakami T, Mori H, Miura M, Obata F. Suoliston bakteerilajit vaikuttavat selvästi isännän puriinimetaboliitteihin ikääntymisen aikana Drosophilassa. iScience. 2020; 23:101477. https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101477 PMID:32916085

6. Kiinan farmakopean komissio, Pharmacopeia of the People's Republic of China Ver. 2015. China Medical Science and Technology Press, Peking, Kiina. 2015.

7. Wang N, Ji S, Zhang H, Mei S, Qiao L, Jin X.Herba Cistanches: Ikääntymistä vastaan. Aging Dis. 2017; 8:740–59. https://doi.org/10.14336/AD.2017.0720 PMID:29344414

8. Fu Z, Fan X, Wang X, Gao X.Cistanches Herba: Yleiskatsaus sen kemiallisiin, farmakologisiin ja farmakokineettisiin ominaisuuksiin. J Etnopharmacol. 2018; 219:233–47.

https://doi.org/10.1016/j.jep.2017.10.015 PMID:29054705

9. Zhong C, Liu Z, Zhang X, Pu Y, Yang Z, Bao Y. Ligusticum chuanxiongista peräisin olevien polysakkaridien fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ja niiden kasvainten vastaisen potentiaalin analyysi immunosäätelyn avulla. Ruokatoiminto. 2021; 12:1719–31. https://doi.org/10.1039/d0fo02978e

PMID:33502414

10. Shi YJ, Zheng HX, Hong ZP, Wang HB, Wang Y, Li MY, Li ZH. Erilaisten Ganoderma lucidum itiöjauheiden kasvaimia estävät vaikutukset solu- ja seeprakalapohjaisissa biomäärityksissä. J Integr Med. 2021; 19:177–84. https://doi.org/10.1016/j.joim.2021.01.004 PMID:33495135

11. Zhang Z, Liu H, Yu B, Tao H, Li J, Wu Z, Liu G, Yuan C, Guo L, Cui B. Lycium barbarum polysakkaridi heikentää sydänvaurioita runsasrasvaisessa ruokavaliossa syötetyssä mikrofonissa manipuloimalla suolia mikrobiomi ja ulosteen metabolomi. Food Res Int. 2020; 138:109778. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109778 PMID:33288164

12. Newgard CB, Sharpless NE. Ikääntyminen: ikääntymisen molekulaariset tekijät ja terapeuttiset mahdollisuudet. J Clin Invest. 2013; 123:946–50. https://doi.org/10.1172/JCI68833 PMID:23454756

13. Wang H, Dwyer-Lindgren L, Lofgren KT, Rajaratnam JK, Marcus JR, Levin-Rector A, Levitz CE, Lopez AD, Murray CJ. Ikä- ja sukupuolispesifinen kuolleisuus 187 maassa, 1970-2010: systemaattinen analyysi Global Burden of Disease Study 2010 -tutkimukselle. Lancet. 2012; 380:2071–94.

https://doi.org/10.1016/S0140-6736(12)61719-X PMID:23245603

14. Qabazard B, Stürzenbaum SR. H2S: uusi lähestymistapa eliniän pidentämiseen ja terveelliseen ikääntymiseen? Handb Exp Pharmacol. 2015; 230:269–87. https://doi.org/10.1007/978-3-319-18144-8_14 PMID:26162840

15. Walrath T, Dyamenahalli KU, Hulsebus HJ, McCullough RL, Idrovo JP, Boe DM, McMahan RH, Kovacs EJ. Ikään liittyvät muutokset suoliston immuniteetissa ja mikrobiomissa. J Leukoc Biol. 2020. [Epub ennen tulosta]. https://doi.org/10.1002/JLB.3RI0620-405RR PMID:33020981

16. Mishra B, Manmode S, Walke G, Chakraborty S, Neralkar M, Hotha S. Klorovirusten hyperhaarautuneen ydintetrasakkaridi-motiivin synteesi. Org Biomol Chem. 2021; 19:1315–28. https://doi.org/10.1039/d0ob02176h PMID:33459320

17. Gao Y, Liu Y, Ma F, Sun M, Song Y, Xu D, Mu G, Tuo Y. Lactobacillus plantarum Y44 lievittää oksidatiivista stressiä säätelemällä suoliston mikrobiota ja paksusuolen estetoimintoa Balb/C-hiirillä, joilla on ihonalaista d-galaktoosia injektio. Ruokatoiminto. 2021; 12:373–86. https://doi.org/10.1039/d0fo02794d

PMID:33325942

18. Francisco ÉC, Franco TT, Wagner R, Jacob-Lopes E. Erilaisten hiilihydraattien arviointi eksogeenisenä hiililähteenä sinilevien viljelyssä. Bioprosessi Biosyst Eng. 2014; 37:1497–505. https://doi.org/10.1007/s00449-013-1121-1 PMID:24445336

19. Uhde A, Youn JW, Maeda T, Clermont L, Matano C, Krämer R, Wendisch VF, Seibold GM, Marin K. Glukosamiini hiililähteenä aminohappoja tuottavalle Corynebacterium glutamicumille. Appl Microbiol Biotechnol. 2013; 97:1679–87. https://doi.org/10.1007/s00253-012-4313-8 PMID:22854894

1. Ladevèze S, Laville E, Despres J, Mosoni P, Potocki-Véronèse G. Mannosidin tunnistaminen ja hajoaminen bakteerien toimesta. Biol Rev Camb Philos Soc. 2017; 92:1969–90.

https://doi.org/10.1111/brv.12316 PMID:27995767

2. Limoli DH, Jones CJ, Wozniak DJ. Bakteerien ekstrasellulaariset polysakkaridit biofilmin muodostumisessa ja toiminnassa. Microbiol Spectr. 2015; 3:10,1128. https://doi.org/10.1128/mikrobiolspec.MB-0011-2014 PMID:26185074

3. Zeng H, Huang L, Zhou L, Wang P, Chen X, Ding K. Cistanche deserticola Y:stä eristetty galaktoglukaani.

C. Ma. ja sen bioaktiivisuus suolistobakteerikannoissa. Hiilihydraattipolymeeri. 2019; 223:115038. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115038 PMID:31426978

4. Subramanian V, Rodemoyer B, Shastri V, Rasmussen LJ, Desler C, Schmidt KH. Bloom-oireyhtymä DNA-helikaasin puutos liittyy oksidatiiviseen stressiin ja mitokondrioverkoston muutoksiin. Sci Rep. 2021; 11:2157.

https://doi.org/10.1038/s41598-021-81075-0 PMID:33495511

5. Mashima K, Oh I, Fujiwara K, Izawa J, Takayama N, Nakano H, Kawasaki Y, Minakata D, Yamasaki R, Morita K, Ashizawa M, Yamamoto C, Hatano K et ai. Alemtutsumabin, anti-tymosyyttiglobuliinin ja transplantaation jälkeisen syklofosfamidin vertailu siirrännäis-isäntätautiin ja käänteis-leukemiaan hiiren malleissa. PLoS One. 2021; 16:e0245232. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245232 PMID:33428661

6. Rooks MG, Garrett WS. Suolen mikrobiota, aineenvaihduntatuotteet ja isännän immuniteetti. Nat Rev Immunol. 2016; 16:341–52. https://doi.org/10.1038/nri.2016.42 PMID:27231050

7. Zierer J, Jackson MA, Kastenmüller G, Mangino M, Long T, Telenti A, Mohney RP, Small KS, Bell JT, Steves CJ, Valdes AM, Spector TD, Menni C. Ulosteen metabolomi toiminnallisena lukemana suoliston mikrobiomi. Nat Genet. 2018; 50:790–95. https://doi.org/10.1038/s41588-018-0135-7 PMID:29808030

8. Wilmanski T, Rappaport N, Earls JC, Magis AT, Manor O, Lovejoy J, Omenn GS, Hood L, Gibbons SM, Price ND. Veren aineenvaihdunta ennustaa suoliston mikrobiomien monimuotoisuutta ihmisillä. Nat Biotechnol. 2019; 37:1217–28.

https://doi.org/10.1038/s41587-019-0233-9 PMID:31477923

9. Chagoyen M, Pazos F. MBRole: metabolomisen tietojen rikastusanalyysi. Bioinformatiikka. 2011; 27:730–31. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr001 PMID:21208985

10. Xia J, Wishart DS. MetaboAnalyst 3.0:n käyttö kattavaan aineenvaihduntatietojen analyysiin. Curr Protoc Bioinformatics. 2016; 55:14,10. https://doi.org/10.1002/cpbi.11 PMID:27603023

11. Miao X, Zhang H, Wu Y, Liu D, Zhang X, Li G. Cistanche verbascum glycosides suojaava vaikutus D-galaktoosin aiheuttamaan PC12-hermosoluvaurioon. Chinese Pharmaceutical Journal. 2017; 52:2071–78.

12. Wu Y, Zhang H, Bu R, Ma H, Su M, Li G. Cistanche deserticola polysakkaridin suojaava vaikutus tutkimus D-galaktoosin aiheuttamaan akuutin ikääntymisen malliin. Chinese Pharmacol Bulletin. 2017; 33:927–33.

13. Yin R, Li G, Yu T, Ma H, Ma T, Guo M. Cistanche cistanche polysakkaridien suojaava vaikutus synaptiseen plastisuuteen hiirillä, joilla on skopolamiinin aiheuttama oppimisen ja muistin heikkeneminen. Chinese Pharmacol Bulletin. 2014; 30:801–07.

14. Ma H, Yin R, Guo M, Bao Y, Cui Z, Li G. Cistanche cistanche polysakkaridien vaikutus CREB:n ilmentymiseen D-galaktoosi-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä. Chinese Journal of Experimental E-Perinteinen kiinalainen lääketiede. 2014; 20:137–41.

15. Fu Z, Han L, Zhang P, Mao H, Zhang H, Wang Y, Gao X, Liu E. Cistanche-polysakkaridit lisäävät ekinakosidin imeytymistä in vivo ja vaikuttavat suoliston mikrobiotaan. Int J Biol Macromol. 2020; 149:732 40.

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.01.216 PMID:31987946

16. Bajaj JS, Gillevet PM, Patel NR, Ahluwalia V, Ridlon JM, Kettenmann B, Schubert CM, Sikaroodi M, Heuman DM, Crossey MM, Bell DE, Hylemon PB, Fatouros PP, Taylor-Robinson SD. Pitkittäinen järjestelmäbiologinen analyysi laktuloosin vieroituksesta maksaenkefalopatiassa. Metab Brain Dis. 2012; 27:205–15. https://doi.org/10.1007/s11011-012-9303-0 PMID:22527995

17. Qian Y, Yang X, Xu S, Wu C, Song Y, Qin N, Chen SD, Xiao Q. Ulosteen mikrobiotan muutos kiinalaisilla Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla. Brain Behav Immun. 2018; 70:194–202. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2018.02.016 PMID:29501802

18. Sjögren YM, Tomicic S, Lundberg A, Böttcher MF, Björkstén B, Sverremark-Ekström E, Jenmalm MC. Varhaisen suoliston mikrobiotan vaikutus lapsuuden limakalvojen ja systeemisten immuunivasteiden kypsymiseen. Clin Exp -allergia. 2009; 39:1842–51. https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2009.03326.x PMID:19735274

19. Uhde A, Youn JW, Maeda T, Clermont L, Matano C, Krämer R, Wendisch VF, Seibold GM, Marin K. Glukosamiini hiililähteenä aminohappoja tuottavalle Corynebacterium glutamicumille. Appl Microbiol Biotechnol. 2013; 97:1679–87. https://doi.org/10.1007/s00253-012-4313-8 PMID:22854894

20. Ladevèze S, Laville E, Despres J, Mosoni P, Potocki- Véronèse G. Mannosidin tunnistaminen ja hajoaminen bakteerien toimesta. Biol Rev Camb Philos Soc. 2017; 92:1969–90. https://doi.org/10.1111/brv.12316 PMID:27995767

21. Limoli DH, Jones CJ, Wozniak DJ. Bakteerien ekstrasellulaariset polysakkaridit biofilmin muodostumisessa ja toiminnassa. Microbiol Spectr. 2015; 3:10,1128. https://doi.org/10.1128/mikrobiolspec.MB-0011-2014 PMID:26185074

22. Zeng H, Huang L, Zhou L, Wang P, Chen X, Ding K. Cistanche deserticola YC Ma:sta eristetty galaktoglukaani. ja sen bioaktiivisuus suolistobakteerikannoissa. Hiilihydraattipolymeeri. 2019; 223:115038. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115038 PMID:31426978

23. Subramanian V, Rodemoyer B, Shastri V, Rasmussen LJ, Desler C, Schmidt KH. Bloom-oireyhtymä DNA-helikaasin puutos liittyy oksidatiiviseen stressiin ja mitokondrioverkoston muutoksiin. Sci Rep. 2021; 11:2157.

https://doi.org/10.1038/s41598-021-81075-0 PMID:33495511

24. Mashima K, Oh I, Fujiwara K, Izawa J, Takayama N, Nakano H, Kawasaki Y, Minakata D, Yamasaki R, Morita K, Ashizawa M, Yamamoto C, Hatano K, et ai. Alemtutsumabin, anti-tymosyyttiglobuliinin ja transplantaation jälkeisen syklofosfamidin vertailu siirrännäis-isäntätautiin ja käänteis-leukemiaan hiiren malleissa. PLoS One. 2021; 16:e0245232. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245232 PMID:33428661

25. Rooks MG, Garrett WS. Suolen mikrobiota, aineenvaihduntatuotteet ja isännän immuniteetti. Nat Rev Immunol. 2016; 16:341–52. https://doi.org/10.1038/nri.2016.42 PMID:27231050

26. Zierer J, Jackson MA, Kastenmüller G, Mangino M, Long T, Telenti A, Mohney RP, Small KS, Bell JT, Steves CJ, Valdes AM, Spector TD, Menni C. Ulosteen metabolomi toiminnallisena lukemana suoliston mikrobiomi. Nat Genet. 2018; 50:790–95. https://doi.org/10.1038/s41588-018-0135-7 PMID:29808030

27. Wilmanski T, Rappaport N, Earls JC, Magis AT, Manor O, Lovejoy J, Omenn GS, Hood L, Gibbons SM, Price ND. Veren aineenvaihdunta ennustaa suoliston mikrobiomien monimuotoisuutta ihmisillä. Nat Biotechnol. 2019; 37:1217–28.

https://doi.org/10.1038/s41587-019-0233-9 PMID:31477923

28. Chagoyen M, Pazos F. MBRole: metabolomisen tietojen rikastusanalyysi. Bioinformatiikka. 2011; 27:730–31. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr001 PMID:21208985

29. Xia J, Wishart DS. MetaboAnalyst 3:n.0 käyttäminen kattavaan aineenvaihduntatietojen analyysiin. Curr Protoc Bioinformatics. 2016; 55:14,10. https://doi.org/10.1002/cpbi.11 PMID:27603023

30. Miao X, Zhang H, Wu Y, Liu D, Zhang X, Li G. Cistanche verbascum glycosides suojaava vaikutus D-galaktoosin aiheuttamaan PC12-hermosoluvaurioon. Chinese Pharmaceutical Journal. 2017; 52:2071–78.

31. Wu Y, Zhang H, Bu R, Ma H, Su M, Li G. Cistanche deserticola polysakkaridin suojaava vaikutus tutkimus D-galaktoosin aiheuttamaan akuutin ikääntymisen malliin. Chinese Pharmacol Bulletin. 2017; 33:927–33.

32. Yin R, Li G, Yu T, Ma H, Ma T, Guo M. Cistanche cistanche polysakkaridien suojaava vaikutus synaptiseen plastisuuteen hiirillä, joilla on skopolamiinin aiheuttama oppimisen ja muistin heikkeneminen. Chinese Pharmacol Bulletin. 2014; 30:801–07.

33. Ma H, Yin R, Guo M, Bao Y, Cui Z, Li G. Cistanche cistanche polysakkaridien vaikutus CREB:n ilmentymiseen D-galaktoosi-indusoiduissa ikääntymismallihiirissä. Chinese Journal of Experimental E-Perinteinen kiinalainen lääketiede. 2014; 20:137–41.

34. Fu Z, Han L, Zhang P, Mao H, Zhang H, Wang Y, Gao X, Liu E. Cistanche-polysakkaridit lisäävät ekinakosidin imeytymistä in vivo ja vaikuttavat suoliston mikrobiotaan. Int J Biol Macromol. 2020; 149:732–40. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.01.216 PMID:31987946

35. Bajaj JS, Gillevet PM, Patel NR, Ahluwalia V, Ridlon JM, Kettenmann B, Schubert CM, Sikaroodi M, Heuman DM, Crossey MM, Bell DE, Hylemon PB, Fatouros PP, Taylor-Robinson SD. Pitkittäinen järjestelmäbiologinen analyysi laktuloosin vieroituksesta maksaenkefalopatiassa. Metab Brain Dis. 2012; 27:205–15. https://doi.org/10.1007/s11011-012-9303-0 PMID:22527995

36. Qian Y, Yang X, Xu S, Wu C, Song Y, Qin N, Chen SD, Xiao Q. Ulosteen mikrobiotan muutos kiinalaisilla Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla. Brain Behav Immun. 2018; 70:194–202. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2018.02.016 PMID:29501802

37.Sjögren YM, Tomicic S, Lundberg A, Böttcher MF, Björkstén B, Sverremark-Ekström E, Jenmalm MC. Varhaisen suoliston mikrobiotan vaikutus lapsuuden limakalvojen ja systeemisten immuunivasteiden kypsymiseen. Clin Exp -allergia. 2009; 39:1842–51. https://doi.org/10.1111/j.1365-2222.2009.03326.x PMID:19735274

38. Rangel I, Ganda Mall JP, Willén R, Sjöberg F, Hultgren-Hörnquist E. Koliitin aste korreloi mikrobikoostumuksen ja sytokiinivasteiden kanssa G i2--puutteisten hiirten paksusuolessa ja umpisuolessa. FEMS Microbiol Ecol. 2016; 92:fiw098. https://doi.org/10.1093/femsec/fiw098 PMID:27162181

39. Larbi A, Pawelec G, Witkowski JM, Schipper HM, Derhovanessian E, Goldeck D, Fulop T. Dramaattiset muutokset kiertävissä CD4-, mutta ei CD8-T-solujen alaryhmissä lievässä Alzheimerin taudissa. J Alzheimers Dis. 2009; 17:91–103.

https://doi.org/10.3233/JAD-2009-1015 PMID:19494434

40. West CE, Rydén P, Lundin D, Engstrand L, Tulic MK, Prescott SL. Suoliston mikrobiomi ja synnynnäiset immuunivastemallit IgE:hen liittyvässä ekseemassa. Clin Exp -allergia. 2015; 45:1419–29. https://doi.org/10.1111/cea.12566 PMID:25944283

41. Wong ML, Inserra A, Lewis MD, Mastronardi CA, Leong L, Choo J, Kentish S, Xie P, Morrison M, Wesselingh SL, Rogers GB, Licinio J. Tulehdussignalointi vaikuttaa ahdistuneisuutta ja masennusta muistuttavaan käyttäytymiseen ja suolistoon mikrobiomin koostumus. Molin psykiatria. 2016; 21:797–805.

https://doi.org/10.1038/mp.2016.46 PMID:27090302

42. Abildgaard A, Elfving B, Hokland M, Wegener G, Lund S. Probioottihoito vähentää masennusta muistuttavaa käyttäytymistä rotilla ruokavaliosta riippumatta. Psykoneuroendokrinologia. 2017; 79:40–48. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2017.02.014 PMID:28259042

43. Bercik P, Verdu EF, Foster JA, Macri J, Potter M, Huang X, Malinowski P, Jackson W, Blennerhassett P, Neufeld KA, Lu J, Khan WI, Corthesy-Theulaz I, et ai. Krooninen maha-suolikanavan tulehdus aiheuttaa ahdistusta muistuttavaa käyttäytymistä ja muuttaa keskushermoston biokemiaa hiirillä. Gastroenterologia. 2010; 139:2102–2112.e1. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2010.06.063 PMID:20600016

44. Yoshimoto S, Mitsuyama E, Yoshida K, Odamaki T, Xiao JZ. Rikastetut metaboliitit, jotka mahdollisesti edistävät ikään liittyvien sairauksien kehittymistä henkilöillä, joilla on iäkkäiden suoliston mikrobisto. Suoliston mikrobit. 2021; 13:1–11. https://doi.org/10.1080/19490976.2020.1865705 PMID:33430687

45. Chatterjee P, Cheong YJ, Bhatnagar A, Goozee K, Wu Y, McKay M, Martins IJ, Lim WL, Pedrini S, Tegg M, Villemagne VL, Asih PR, Dave P, et ai. Plasman metaboliitit, jotka liittyvät biomarkkereihin, jotka osoittavat hermoston rappeutumista kognitiivisesti normaaleilla vanhemmilla aikuisilla. J Neurochem. 2020. [Epub ennen tulosta]. https://doi.org/10.1111/jnc.15128 PMID:32679614

46. ​​Mahajan UV, Varma VR, Griswold ME, Blackshear CT, An Y, Oommen AM, Varma S, Troncoso JC, Pletnikova O, O'Brien R, Hohman TJ, Legido-Quigley C, Thambisetty M. Useiden metabolisten verkostojen säätelyhäiriö liittyvät aivojen transmetylaatioon ja polyamiinireitteihin Alzheimerin taudissa: Kohdennettu metabolomiikka ja transkriptiotutkimus. PLoS Med. 2020; 17:e1003012. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1003012 PMID:31978055

47.Duerkop BA, Vaishnava S, Hooper LV. Immuunivasteet suoliston limakalvon pinnalla olevalle mikrobiotalle. Immuniteetti. 2009; 31:368–76. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2009.08.009 PMID:19766080

48. Forsythe P, Bienenstock J. Immunomodulaatio kommensaalisilla ja probioottisilla bakteereilla. Immunol Invest. 2010; 39:429–48. https://doi.org/10.3109/08820131003667978 PMID:20450286

49. Sternberg EM. Synnynnäisen immuniteetin hermosäätely: koordinoitu epäspesifinen isännän vaste patogeeneille. Nat Rev Immunol. 2006; 6:318–28. https://doi.org/10.1038/nri1810 PMID:16557263

50. Colonna M, Butovsky O. Mikroglian toiminta keskushermostossa terveyden ja hermoston rappeutumisen aikana. Annu Rev Immunol. 2017; 35:441–68. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-051116- 052358 PMID:28226226

51. El Khoury J. Neurodegeneraatio ja hermoimmuunijärjestelmä. Nat Med. 2010; 16:1369–70. https://doi.org/10.1038/nm1210-1369 PMID:21135838

52. Fu W, Vukojevic V, Patel A, Soudy R, MacTavish D, Westaway D, Kaur K, Goncharuk V, Jhamandas J. Role of microglial amyliini reseptorit välittäjänä beeta-amyloidin (A) aiheuttaman tulehduksen. J Neurotulehdus. 2017; 14:199. https://doi.org/10.1186/s12974-017-0972-9 PMID:28985759

53. Yang X, Zeng Q, Tezel G. Erillisten kaspaasi- 8-toimintojen säätely verkkokalvon gangliosoluissa ja astrogliassa kokeellisessa glaukoomassa. Neurobiol Dis. 2021; 150:105258. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2021.105258 PMID:33434617

54. Ashok A, Singh N, Chaudhary S, Bellamkonda V, Kritikos AE, Wise AS, Rana N, McDonald D, Ayyagari R. Verkkokalvon rappeuma ja Alzheimerin tauti: Evolving Link. Int J Mol Sei. 2020; 21:7290. https://doi.org/10.3390/ijms21197290 PMID:33023198

55. Ruediger S, Vittori C, Bednarek E, Genoud C, Strata P, Sacchetti B, Caroni P. Learning-related feedforward inhiboiva yhteyskasvu tarvitaan muistin tarkkuuteen. Luonto. 2011; 473:514–18. https://doi.org/10.1038/nature09946 PMID:21532590

56. Wood RA, Bauza M, Krupic J, Burton S, Delekate A, Chan D, O'Keefe J. Hunajakennolabyrintti tarjoaa uuden testin hippokampuksesta riippuvaisen spatiaalisen navigoinnin tutkimiseksi. Luonto. 2018; 554:102–05. https://doi.org/10.1038/nature25433