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Epimedii folium (EF) sind die getrockneten Blätter von Epimedium brevicornu Maxim., Epimedium sagittatum (Sieb. et Zucc.) Maxim., Epimedium pubescens Maxim., oder Epimedium koreanum Nakai. EF kann zur Behandlung von Osteoporose, Wechseljahrssyndrom, Knoten in der Brust, Bluthochdruck, koronarer Herzkrankheit und anderen Krankheiten eingesetzt werden1. Als Traditionelle Chinesische Medizin (TCM) blickt EF auf eine mehr als 2.000-jährige Geschichte in Medizin und Ernährung zurück. Aufgrund seines niedrigen Preises und seiner bemerkenswerten Wirkung auf die Nieren wird es häufig in Medikamenten und gesunden Lebensmitteln verwendet. EF wird durch Braten mit Hammelöl verarbeitet, ein Prozess, der erstmals in der Lei Gong-Verarbeitungstheorie beschrieben wurde, die von Lei Xiao in der Liu-Song-Periode2 geschrieben wurde. Die Wirksamkeit von rohem EF und gebratenem EF ist sehr unterschiedlich. Rohes EF vertreibt hauptsächlich Rheuma, während das gebratene EF die Nieren erwärmt, um Yang3 zu stärken. Gegenwärtig wird EF häufig als Rohstoff in Arzneimitteln und gesunden Lebensmitteln verwendet. Es gibt 399 gelistete chinesische Patentarzneimittel, neun importierte Naturkost und 455 inländische Naturkost mit EF als Rohstoff4. Dieses medizinische Material hat große Anwendungsaussichten. In den letzten Jahren gab es jedoch vermehrt Berichte über unerwünschte Reaktionen und Leberschäden beim Menschen, die durch gesunde Lebensmittel und chinesische Patentmedikamente verursacht wurden, die EF als Rohstoff verwenden, und verwandte Toxizitätsstudien 5,6,7 haben berichtet, dass EF als Rohstoff potenzielle Sicherheitsrisiken birgt.
Chinesische medizinische Verarbeitung bezieht sich auf pharmazeutische Techniken, die die Toxizität effektiv reduzieren oder beseitigen und die Sicherheit von TCMs verbessern können. Die traditionelle Verarbeitungsmethode von EF ist das Braten mit Hammelöl, das die Toxizität von EF verringert und seine Wirkung verstärkt, die Nieren zu erwärmen und Yang8 zu fördern. Diese Verarbeitungsmethode ist im chinesischen Arzneibuch und in verschiedenen Verarbeitungsspezifikationenenthalten 1. Das Verfahren von EF ist nur wie folgt spezifiziert: Pro 100 kg EF werden 20 kg Fruchtöl (raffiniert) zugegeben, und es wird mild gebrannt, bis es gleichmäßig und glänzendist 1. In den oben genannten Standards gibt es keine strengen Parameter für die EF-Verarbeitungsmethode, sodass die lokalen Verarbeitungsspezifikationen nicht vereinheitlicht wurden, um Konsistenz zu gewährleisten. Daher wäre es sinnvoll, eine systematische Untersuchung des EF-Prozesses durchzuführen. In dieser Arbeit wurde die experimentelle Box-Behnken-Design-Response-Oberflächenmethode verwendet, um die Verarbeitungstechnologie von EF zu optimieren.
Das Box-Behnken-Versuchsdesign ist eine Methode, die typischerweise zur Optimierung der Faktoren in einem Prozess verwendet wird. Die Extraktionsparameter können optimiert werden, indem die funktionale Beziehung zwischen mehreren Regressionsgleichungsanpassungsfaktoren und Effektwerten hergestellt wird. In jüngster Zeit wurde diese Methode häufig verwendet, um die TCM-Extraktion 5,6,7 und die Verarbeitung von 9,10,11 zu untersuchen. Verschiedene Studien haben über TCM-Zubereitungsmethoden berichtet, die die Salzverarbeitung, die Weinverarbeitung und das Braten nach einem Box-Behnken-Design umfassen, wie z. B. für salzverarbeitete Psoraleae fructus 12, weinverarbeitete Cnidii fructus13 und gerösteten Cinnamomi ramulus14. Diese Methode zeichnet sich durch eine reduzierte Testzeit und eine hohe Testgenauigkeit aus und eignet sich für Multi-Faktor- und Multi-Level-Tests. Das Verfahren ist einfacher als das orthogonale Bemessungsprüfverfahren und umfassender als das einheitliche Bemessungsverfahren15. Die erhaltenen Beziehungen können den vorhergesagten Wert eines beliebigen Testpunktes innerhalb des Testbereichs bestimmen, was ein großer Vorteil ist. Mit einem Zebrafischmodell kann getestet werden, ob EF nach der Verarbeitung weniger toxisch ist.
In TCM-Toxizitätsstudien hat das Zebrafischmodell die doppelten Vorteile des hohen Durchsatzes von Zellexperimenten und der Ähnlichkeit mit Nagetierexperimenten16. Dieses Modell zeichnet sich durch seine geringe Größe, hohe Laichrate, kurzen Fortpflanzungszyklus und einfache Zucht aus. Das Modell kann in groß angelegten synchronen Experimenten in Zellkulturplatten verwendet werden, und die Dosierung des experimentellen Arzneimittels ist gering, der experimentelle Zyklus ist kurz, die Kosten sind niedrig und der gesamte experimentelle Prozess ist einfach zu beobachten und zu bedienen17. Zebrafischembryonen sind durchsichtig und entwickeln sich schnell. Daher können die Toxizität und die teratogene Wirkung von Arzneimitteln auf viszerales Gewebe in verschiedenen Entwicklungsstadien direkt unter dem Mikroskop beobachtet werden18. Die Genhomologie zwischen Zebrafisch und Mensch liegt bei bis zu 85 %18. Der Signaltransduktionsweg des Zebrafisches ähnelt dem des Menschen18. Die biologische Struktur und die physiologische Funktion von Zebrafischen sind denen von Säugetieren sehr ähnlich18. Daher kann ein Zebrafischmodell für Drogentests Versuchstiere liefern, die zuverlässig und vollständig auf den Menschen anwendbar sind19.
In dieser Studie haben wir die Box-Behnken-Design-Response-Oberflächenmethodik verwendet, um die Menge und Temperatur von Hammelöl und die in der EF-Verarbeitungstechnologie verwendete Frittiertemperatur zu optimieren, wobei die Gehalte an Icariin, Epimedin A, Epimedin B, Epimedin C und Baohuosid I als Bewertungsindizes dienten. Das Zebrafischmodell wurde verwendet, um die Wirkung eines EF-Wasserextrakts auf die Embryonalentwicklung von Zebrafischen vor und nach der Verarbeitung vorläufig zu untersuchen und den Abschwächungseffekt der Verarbeitung auf EF zu bewerten.