Cistanche-polysakkaridit tukevat suolen esteitä, rauhoittavat NLRP3:a ja edistävät tervettä ikääntymistä

Tulokset

 

3.1 Cistanche deserticola -polysakkaridien vaikutus suoliston SA- -gal-aktiivisuuteen

SA- -gal-värjäys osoitti, että verrattuna nuoreen kontrolliryhmään SA- -gal-positiivisten solujen määrä kasvoi luonnollisesti ikääntyvien hiirten sykkyräsuolessa. Verrattuna luonnollisen ikääntymisen ryhmään, sekä pieni- että suuriannoksiset CDP-ryhmät osoittivat vähentynyttä SA- -gal-positiivisuutta (katso kuva 1). Nämä tulokset osoittavat, että CDP:t estävät ikääntymistä ileaalikudoksessa.

Kuva 1 CDP:iden vaikutus suoliston SA- -gal-aktiivisuuteen (SA- -al-värjäys, × 20)

 

Taulukko 2. CDP:iden vaikutus SASP:hen ikääntyvien hiirten paksusuolessa

(x̄ ± s, n = 10)

ryhmä	CXCL-1	IL-6	MMP-2	NF-κB	p16	TNF-
Nuori kontrolli	1.00 ± 0.09	1.02 ± 0.22	1.15 ± 0.19	1.15 ± 0.73	1.10 ± 0.56	1.11 ± 0.53
Luonnollinen ikääntyminen	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:t pieni annos	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:t suuri annos	1.39 ± 0.12²)	1.38 ± 0.13³)	1.17 ± 0.48⁴)	2.24 ± 1.50⁴)	1.26 ± 0.42⁴)	1.37 ± 0.30⁴)
- Nikotiiniamidimononukleotidi	2.21 ± 0.06	2.00 ± 1.05³)	2.05 ± 0.29⁴)	3.71 ± 2.17³)	2.66 ± 0.18⁴)	2.16 ± 0.64⁴)

Huomautuksia:
¹) P< 0,01 vs. Young Control;
²) P< 0,05 vs. Young Control;
³) P< 0,05 vs. luonnollinen ikääntyminen;
⁴) P< 0,01 vs. luonnollinen ikääntyminen.

 

 

Cistanche-oraaliliuos ja lisäravinteet suoliston ikääntymisongelmiin

 

3.2 Cistanche deserticola -polysakkaridien vaikutus SASP:hen

Verrattuna nuoreen kontrolliryhmään mRNA-tasot CXCL-1, IL-6, MMP-2, NF-κB, p16 ja TNF- olivat kohonneet luonnollisen ikääntymisen ryhmässä (P < 0,05, P < 0,01). Suhteessa luonnolliseen ikääntymisryhmään pieni- ja korkea-annoksiset CDP-ryhmät osoittivat eriasteista vähenemistä yllä olevien SASP-markkerien mRNA-ilmentymisessä (P < 0,05, P < 0,01). Nämä havainnot viittaavat siihen, että CDP:t estävät SASP-tekijän erittymistä (katso taulukko 2).

Kuva. 2 CDP:iden vaikutus suoliston estetoimintoon (×20)

 

Taulukko 3. CDP:iden vaikutus suolen estotoimintaan, solujen lisääntymiseen ja erilaistumiseen

ryhmä	ZO-1	Ki67	Lgr5
Nuori kontrolli	4	0	0
Luonnollinen ikääntyminen	1	0	0
CDP:t pieni annos	4	0	0
CDP:t suuri annos	4	0	0
- Nikotiiniamidimononukleotidi	3	0	0

 

3.3 Cistanche deserticola -polysakkaridien vaikutus suoliston estetoimintoihin

Verrattuna nuoreen kontrolliryhmään, ZO-1-proteiinin ilmentyminen väheni luonnollisesti ikääntyvien hiirten sykkyräsuolessa, mikä viittaa heikentyneeseen estetoimintoon (P < 0,01). Verrattuna luonnolliseen ikääntymisryhmään, ZO-1-ilmentyminen lisääntyi sekä pieni- että suuriannoksisissa CDP-ryhmissä (P < 0,01) (Kuva 2, Taulukko 3), mikä viittaa CDP:iden suojaavaan vaikutukseen suolistoesteen toimintaan.

Kuva. 3 CDP:iden vaikutus suoliston solujen lisääntymiseen ja erilaistumiseen (×200)

3.4 Cistanche deserticola -polysakkaridien vaikutus suoliston solujen lisääntymiseen ja erilaistumiseen

Verrattuna nuoreen kontrolliryhmään, suolistosolujen lisääntyminen väheni ja Ki67:n ilmentyminen pieneni luonnollisen ikääntymisen ryhmässä; suoliston kantasolumarkkeri (ISC) Lgr5 oli myös alasäädelty (P < 0,01). Verrattuna luonnolliseen ikääntymisryhmään, molemmat CDP-annokset paransivat merkittävästi suoliston solujen lisääntymistä ja Lgr5-tasot normalisoituivat (P < 0,01) (Kuva 3, Taulukko 3). Nämä tulokset viittaavat siihen, että CDP:t voivat osallistua suoliston solujen lisääntymis- ja erilaistumisprosesseihin.

Kuva. 4 CDP:n vaikutus tulehdusvälitteiseen tulehdusvasteeseen

3.5 Cistanche deserticola -polysakkaridien vaikutus tulehdusvälitteiseen tulehdukseen

Verrattuna nuoreen kontrolliryhmään LPS-tasot nousivat merkittävästi luonnollisen ikääntymisen ryhmässä (P < 0,01). Suhteessa luonnollisen ikääntymisen ryhmään LPS-tasot laskivat merkittävästi sekä pieni- että suuriannoksisissa CDP-ryhmissä (P < 0,01). Verrattuna nuoreen kontrolliryhmään NLRP3-tulehdusperäisten proteiinien (NLRP3, ASC ja kaspaasi-1) ilmentyminen lisääntyi luonnollisen ikääntymisen ryhmässä; sitä vastoin proteiinitasot alenivat molemmissa CDP-annosryhmissä (katso kuvio 4). Reaaliaikainen PCR vahvisti lisäksi, että verrattuna nuoriin verrokkeihin pyroptoosiin liittyvät sytokiinit IL-18 ja IL-1 lisääntyivät merkittävästi luonnollisen ikääntymisen ryhmässä (P < 0,01), kun taas molemmat olivat merkittävästi vähentyneet CDP:n alhaisen ja suuren annoksen ryhmissä verrattuna luonnollisen ikääntymisen ryhmään (P < 0,01) (katso taulukko 4).

Taulukko 4. CDP:iden vaikutus seerumin LPS:ään ja mRNA:n IL-18 ja IL-1 ilmentymiseen ikääntyvien hiirten sykkyräsuolessa

(x̄ ± s, n = 10)

ryhmä	LPS	IL-18	IL-1
Nuori kontrolli	1.38 ± 0.32	1.01 ± 0.16	1.37 ± 1.34
Luonnollinen ikääntyminen	6.26 ± 0.73¹)	5.53 ± 0.23¹)	9.90 ± 0.43¹)
CDP:t pieni annos	3.23 ± 0.58⁴)	2.04 ± 1.49⁴)	4.57 ± 3.76³)
CDP:t suuri annos	1.82 ± 0.35⁴)	1.76 ± 0.55⁴)	3.32 ± 1.36³)
- Nikotiiniamidimononukleotidi	3.63 ± 1.33⁴)	3.67 ± 1.48	4.84 ± 3.18

Huomautuksia:
¹) P< 0,01 vs. Young Control;
³⁴) P< 0,05 taiP< 0,01 vs. luonnollinen ikääntyminen.

Cistanche-polysakkaridit estävät NLRP3-tulehdusaktivaatiota ja edistävät suoliston ikääntymistä

Keskustelu

 

Perinteinen kiinalainen lääketiede (TCM) katsoo, että "munuainen on elämän juuri" ja että vankka munuaisten qi liittyy pitkäikäisyyteen, kun taas munuaisten qin väheneminen lyhentää elämää (Yu Chuan, Medical Orthodox Transmission). Jo 1980-luvulla akateemikko Chen Keji ehdotti munuaisia ​​vahvistavien menetelmien käyttöä ikääntymisen hidastamiseksi [18]. Akateemikko Shen Ziyin teki syvällistä tutkimusta munuaisten yangin ja ikääntymisen välisestä suhteesta [19] ja huomautti, että munuaisten yangin puute on keskeinen linkki ikääntymiseen. Pohjimmiltaan pitkäaikaisissa ulkoisissa vaikutuksissa munuaisten yang ei riitä lämmittämään ja tukemaan sisäelimiä, mikä johtaa ajan myötä ikääntymiseen [20] - suoliston ikääntyminen mukaan lukien. Munuaisella ja ohutsuolella on alempi poltin TCM-teoriassa; suoliston vastaanotto- ja muutostoiminnot riippuvat munuaisyangin lämmittävästä ja höyrystävästä vaikutuksesta. Kuten Xu Shuwei kirjoitti Puji Benshifangissa: "Kun munuaisten qi on heikko ja alkukantainen qi heikkenee, ruoansulatus kärsii luonnollisesti." Kun munuaisten yang on puutteellinen, kuljettavat ja lämmittävät voimat ovat riittämättömät, eivätkä ne tue pernan yangia. Kun pernan kuljetus ja transformaatio heikkenevät, esanssin muodostuminen ruoasta vähenee, mikä sitten heikentää synnytyksen jälkeistä olemusta, häiritsee jakautumista ja erittymistä ja tuottaa limaa, kosteutta, sameutta ja pysähdys-patologisia tuotteita, jotka edistävät suoliston ikääntymistä. Siksi munuaisten yangin puutos on tärkeä suoliston ikääntymisen patomekanismi ja tarjoaa teoreettisen perustan munuaista lämmittävien aineiden käytölle puuttumiseen.

Cistanche deserticola on keskeinen munuaisia ​​lämmittävä yrtti, joka vastaa suoliston ikääntymisen ydinpatomekanismia. Cistanche on lueteltu "ylemmän luokan" yrttien joukossa Shennongin Classic of Materia Medicassa ja ylistetty "aavikon ginsengiksi", ja se tunnetaan tonisoivista vaikutuksistaan, jotka luovat perustan ikääntymistä estävälle teholleen [21]. Polysakkaridit ovat korkean molekyylipainon omaavia polymeerejä, jotka muodostuvat 10 tai useammasta monosakkaridista, jotka on liitetty yhteen glykosidisilla sidoksilla [22]. Viime vuosina luonnollisten polysakkaridien tutkimus on edennyt nopeasti ja korostanut tusinaa tai useampaa farmakologista toimintaa, mukaan lukien ikääntymisen esto [23]. Cistanche-polysakkaridit ovat Cistanchen tärkeimpiä aktiivisia ainesosia [21]. Aiemmat tutkimukset osoittavat, että CDP:t voivat moduloida dysbioosia, parantaa limakalvoesteen homeostaasia ja kääntää ikääntymisen aiheuttaman villusatrofian [11]. Niiden systeemiset vaikutukset ja mekanismit suoliston ikääntymisen parantamisessa ovat kuitenkin jääneet selvittämättä.

Tässä tutkimuksessa, jossa käytettiin Cistanche-uutteesta johdettuja polysakkarideja luonnollisessa ikääntyvässä hiirimallissa, vahvistimme, että CDP-interventio moduloi SA- -gal-tasoja, suoliston estemarkkereita ja NLRP3-tulehdusaktivaatiota, mikä vahvisti tehon ja mekanismin suoliston ikääntymisen lievittämisessä. SA- -gal on lysosomaalinen hydrolaasi; solujen vanhentuessa lysosomien biogeneesi ja ihmiskauppa heikkenevät, mikä lisää SA- -gal-pitoisuutta ja -aktiivisuutta [24–25]. CDP:t vähensivät huomattavasti SA- -gal-positiivisuutta hiiren sykkyräsuolessa (kuva 1), mikä hidasti tehokkaasti ileaalin ikääntymistä. Geeniekspressiotasolla CDP:t vähensivät SASP-ydintekijöitä, kuten p16, TNF- ja NF-κB (taulukko 2), mikä viittaa kroonisen tulehduksellisen mikroympäristön lieventämiseen SASP-modulaation avulla [26–27], mikä on yhdenmukainen polysakkaridien tunnettujen immunometabolisten vaikutusten kanssa [28–30]. Suolistoesteen eheys on ratkaisevan tärkeää homeostaasin ylläpidolle. Tässä CDP:t lisäsään tiukan liitoksen proteiinia ZO-1 (kuva 2, taulukko 3), mikä vastaa raportteja, joiden mukaan parantunut läpäisevyys voi lievittää ikääntymisen fenotyyppejä [31–33]. Mekaanisesti tämä liittyy todennäköisesti alentuneisiin LPS-tasoihin (taulukko 4) ja siitä johtuvaan NLRP3-tulehdusaktivaation suppressioon [34–35]. Tämä "esteen korjaus-tulehduksen esto" positiivinen palautesilmukka tarjoaa kaksi tavoitetta puuttua suoliston ikääntymiseen.

Tärkeää on, että CDP:t eivät vain säätele ikääntymiseen liittyviä reittejä, vaan myös parantavat suoliston kantasolujen toimintaa. Ki67- ja Lgr5-positiivisten solujen lisääntyminen (kuva 3, taulukko 3) viittaa ISC:n lisääntymis- ja erilaistumisohjelmien aktivoitumiseen [36–37], mikä mahdollisesti liittyy NLRP3-välitteisen IL-1 /IL-18 vapautumisen estämiseen [38-39] ja siten suojaavaan tulehduskantasolujen toimintaa vastaan. Verrattuna yhden kohteen pienimolekyylisiin NLRP3-estäjiin [40], CDP:t tarjoavat moniulotteisen toimenpiteen: laskevat ylävirran LPS:ää tulehduksellisen aktivaation estämiseksi, edistävät ZO-1:ää vahvistamaan estetoimintoa ja moduloivat SASP:tä ja kantasolujen aktiivisuutta, mikä tarjoaa laajemman järjestelmätason säätelyn.

 

Tämä tutkimus yhdistää myös TCM-teorian "munuaisten yangin puutteesta" suoliston ikääntymisen nykyaikaisiin patofysiologisiin piirteisiin. Ydinmekanismi - munuaisyangin puutos - kartoittaa hyvin ikääntymisen fenotyyppejä, kuten esteen toimintahäiriöitä, kroonista matala-asteista tulehdusta ja dysbioosia. Mekanistisella tasolla TCM:n käsitettä "sisäinen kylmärajoitus" munuaisten yangin vähenemisestä voidaan pitää laukaisijana NLRP3-aktivaatiolle ja alavirran tulehduskaskadeille. Molekyylikohdetasolla löydöksemme korostavat NLRP3/Caspase-1/ASC-akselia keskeisenä keskuksena, joka yhdistää "yangin laskun" "suolivaurioon", edistää sytokiinien vapautumista ja estevaurioita ja siten pahentaa suoliston ikääntymistä. Edustavana aktiivisena komponenttina, joka on sopusoinnussa munuaisten lämmitysmenetelmän kanssa, CDP:t estävät tehokkaasti NLRP3-aktivaatiota, estävät kaspaasi-1:n pilkkoutumisen ja ASC:n kypsymisen ja kääntävät siten "yangin puutteen aiheuttaman ikääntymisen" patologisen prosessin, tarjoten tieteellistä tukea suoliston ikääntymisen ehkäisyyn ja hoitoon munuaisten lämmittämisen näkökulmasta.

Yhteenvetona tämä tutkimus paljastaa, että CDP:t parantavat suoliston ikääntymistä estämällä NLRP3-tulehdusaktivaatiota, mikä tarjoaa uutta näyttöä Cistanchen farmakodynaamiselle perustalle ja teoreettisen perusteen monikohdeisten ikääntymistä ehkäisevien strategioiden kehittämiselle. Rajoitukset ovat edelleen olemassa: (1) tarkka molekyylikohde, jolla CDP:t estävät NLRP3:n suoraa sitoutumista NLRP3:een verrattuna ylävirran kuviontunnistusreseptorien modulointiin - vaatii selvennystä; (2) Tarvitseeko lisävalidointia, säätelevätkö CDP:t NLRP3:a epäsuorasti suoliston mikrobiota–metaboliittiakselin kautta. Tulevat tutkimukset, joissa integroidaan yksisolusekvensointi ja mikrobiotan siirto, voisivat selventää CDP-elinten välisiä säätelyverkostoja ja edistää kliinistä translaatiota.

 

Viitteet

 

[1] Gavrilov LA, Gavrilova NS. Onko ikääntyminen sairaus? Biodemografien näkökulma. Adv Gerontol. 2017;30(6):841–842.
[2] Zhang X, Zhang F, Li Y, et ai. PI3K/AKT-signalointireitin estäminen Astragaloside IV:llä heikentää haavaista paksusuolentulehdusta parantamalla suoliston epiteelisuojaa. J Transl Med. 2024;22(1):406.
[3] Rybina OY, Symonenko AV, Pasyukova EG. Pitkäikäisyyteen tähtäävät yhdistelmäyhdistelmät: haasteita ja näkökulmia. Aging Res Rev. 2023;85:101851.
[4] Liao G, Xie Y, Peng H, et ai. NMN-bioterapian edistysaskel ja tutkimuspäivitykset ruoansulatuskanavan sairauksien alalla. J Transl Med. 2024;22(1):805.
[5] Nadeeshani H, Li J, Ying T, et ai. Nikotiiniamidimononukleotidi (NMN) ikääntymistä estävänä terveystuotteena - Lupauksia ja turvallisuushuolia. 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. Englanninkielinen otsikko: Liu F, Zhuang W, Yang Y, et al. Tutkimuksen edistyminen NLRP3-tulehdusaktivaation säätelymekanismeissa. Biolääketieteen muutos. 2024;5(02):2–11.
[7] Liu Y, Xu X, Lei W, et ai. NLRP3-tulehdus fibroosissa ja ikääntymisessä: Tunnetut tuntemattomat. Aging Res Rev. 2022;79:101638. doi:10.1016/j.arr.2022.101638
[8] Chen H, Zhang X, Liao N, et ai. NLRP3-tulehdukseen liittyvän geenipromoottorin hypometylaation tunnistaminen diabeettisessa retinopatiassa. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020;61(13):12.

Käytännön huomioita lukijoille ja tuotekehittäjille

Toiminnalliset vaikutukset: CDP:t voivat auttaa lievittämään ummetusta "kostuttamalla suolistoa", kun taas nykyaikaiset tiedot viittaavat estetukeen (↑ZO-1), vähentämään endotoksiinikuormaa (↓LPS) ja vaimentamaan tulehduksellista aktiivisuutta (↓NLRP3/ASC/Caspase-1; ↓IL-18} /{).

Tuotteiden eriyttäminen: Asemointi suolen esteenä – tukena ja terveen ikääntymisen tukena. Harkitse standardoitua CDP-sisällön ja identiteetin testausta.

Käännösnäkökohdat: Hiiren löydökset ohjaavat hypoteeseja; Ihmisen annostelussa on noudatettava turvallisuutta, laatua ja kliinistä validointia. Mahdollinen synergia probioottien tai prebioottien kanssa, jotka alentavat LPS-kuormitusta.

Kokeiden tulosmarkkerit: Ulosteiden tiheys/konsistenssi, seerumin/ulosteen LPS, ulosteen zonuliini tai seerumin klaudiinit, tulehdukselliset sytokiinit ja suoliston läpäisevyysmääritykset.