Specnuezhenide מקל על נפרופתיה סוכרתית בעכברי db/db, והיא קשורה לשיפור בתפקוד הכליה, שלמות מחסום המעיים, והפחתת דלקת ולחץ חמצוני.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר מחקר
Specnuezhenide מקל על נפרופתיה סוכרתית בעכברי db/db, והיא קשורה לשיפור בתפקוד הכליה, שלמות מחסום המעיים, והפחתת דלקת ולחץ חמצוני.
הפתוגנזה של נפרופתיה סוכרתית (DN) היא רב-גורמית, הכוללת דלקת, לחץ חמצוני וציר המעי-כליה. ספקנוז'נייד הוא הרכיב הפעיל העיקרי של Ligustri Lucidi Fructus ומפגין פעילויות אנטי-ניאופלסטיות, נוגדי חמצון ונוגדות דלקת. עם זאת, המנגנונים המולקולריים שעומדים מאחורי השפעתו על DN צריכים להיבחר לעומק. לכן, מחקר זה נועד לחקור את המנגנונים המולקולריים של Specnuezhenide על DN. הוקם מודל עכבר DN המשתמש בעכברי db/db, והם קיבלו Specnuezhenide במשך 8 שבועות. השפעות הספקנוז'ניד על עכברים אלו הוערכו באמצעות הערכות גלוקוז בסרום ותפקוד הכליה. שינויים היסטופתולוגיים הוערכו באמצעות צביעת המטוקסילין ואאוזין. נעשה שימוש בבדיקת אימונוסורבנט המקושרת באנזימים לכימות רמות הציטוקינים הדלקתיים. נתיב Nrf2 ומסלולי A20/NF-κB נותחו באמצעות ווסטרן בלוטינג (WB), בעוד שהבעה של חלבוני צומת הדוקים במעי הוערכה באמצעות WB ואימונופלואורסנציה. שינויים במיקרוביום המעי נבדקו באמצעות ריצוף rRNA 16S בתפוקה גבוהה. בהשוואה למודל הביקורת, Specnuezhenide שיפר את תפקוד הכליות בעכברים db/db, והפחית את רמת הסוכר בדם (מ-37.13 mmol/L ל-28.96 mmol/L), חנקן אוריאה בדם (מ-18.27 mmol/L ל-15.15 mmol/L), וחלבון שתן (מ-28.5 מ"ג ל-20.41 mg) בקבוצת המינון הגבוה. בינתיים, ניתוח מיקרוביוטה במעי הראה עלייה בשפע מיקרוביאלי וירידה ברמות ליפופוליסכריד לאחר מתן Specnuezhenide. בינתיים, ספקנוז'נייד יכול להעלות את ביטוי חלבוני החיבור ההדוקים במעי, ובכך לשפר את שלמות מחסום המעי. ספקנוז'נייד יכול להעלות את הביטוי של Nrf2 ו-A20, ולהפחית את ביטוי NF-κB. יתרה מזאת, Specnuezhenide יכול להקל על פגיעות תפקודיות כליות תוך ויסות מסלולי Nrf2 ו-A20/NF-κB.
סוכרת היא גורם מרכזי למחלות כליה, עם העלייה במספר חולי הסוכרת, השכיחות שלה עולהב-1. טיפולים מסורתיים לנפרופתיה סוכרתית (DN) הוכחו כמעכבים את התקדמות מחלת הכליות הכרונית2. עם זאת, עדיין יש צורך לזהות תרופות יעילות יותר למניעה ולטיפול ב-DN. הפתוגנזה של DN היא רב-ממדית וכוללת דלקת, לחץ חמצוני וציר המעי-כליה1. עם הגישה הרב-מטרתית שלה, הרפואה הסינית המסורתית (TCM) הראתה יעילות מרשימה בטיפול במחלות מטבוליות כרוניות. יתרה מזאת, המחקר ההולך וגדל על הרפואה הסינית הסינית במניעה וטיפול ב-DN הראה תוצאות מבטיחות3.
סוכרת היא הפרעה מטבולית מורכבת, כאשר המעי ממלא תפקיד מרכזי בפתופיזיולוגיה שלה דרך אינטראקציות עם איברים מטבוליים4. האינטראקציה בין המיקרוביום המארח למעי היא קריטית לשמירה על הומאוסטזיס המארח. הפרעה במבנה מיקרוביוטה בריא עלולה לייצר רעלים הפוגעים בכליות, בעוד שפגיעה בניקוי הכליות עלולה לשנות את חילוף החומרים וההרכב המיקרוביאלי. מחסום המעי משמש הן כהגנה כימית והן כהגנה פיזית, ומתוחזק על ידי צמתים אפיתליאליים הדוקים ושכבת ריר המורכבת ממוצין5. הראיות מצביעות על קשר בין DN לתפקוד מחסום מעי פגום7, שמאפשר העברת רעלים ותוצרי לוואי חיידקיים, כגון ליפופוליסכריד (LPS), לזרם הדם 8,9. טרנסלוקציה של LPS על פני המחסום הפגוע יכולה לגרום לחוסר ויסות בתגובות חיסוניות אדפטיביות ומולדות ולעודד ייצור ציטוקינים פרו-דלקתיים 7,10, מה שמוביל בסופו של דבר למצב דלקתי כרוני האופייני ל-DN11,12.
Ligustri Lucidi Fructus משמש קלינית לטיפול בנפרופתיה סוכרתית (DN)13, כאשר Specnuezhenide מזוהה כרכיב פעיל מרכזי14. ספקנוז'ניד, גליקוזיד סקורידואידי ייחודי15, מציג תכונות אנטי-דלקתיות, נוגדי חמצון ואימונומודולטוריות 16,17,18,19. עכבר db/db הוא מודל DN ספונטני מסוג 2 מבוסס היטב, שמסכם תכונות מפתח של DN אנושי, כולל היפרגליקמיה מתמשכת, אלבומינוריה והרחבת מטריצת מזנגיאלית20. מחקר קודם דיווח ש-Specnuezhenide הפעיל אפקטים מגני רנו-מגן בעכברי DN21; עם זאת, המנגנונים המולקולריים נותרו ברובם לא נחקרו. ראוי לציין שלספקנוז'נייד יש זמינות ביולוגית אורלית נמוכה (כ-1.93%), מה שמקשה להסביר את השפעותיו הפרמקולוגיות רק באמצעות ספיגה ישירה. ראיות מתפתחות מצביעות על כך שספקנוז'נייד יכול לעבור מטבוליזם מהיר על ידי מיקרוביום המעי, ופעילותו הפרמקולוגית עשויה להיות מתווכת דרך מסלולים התלויים במיקרוביוטהבמעי 19. בהתבסס על שיקולים אלו, הושערה ש-Specnuezhenide מקל על DN על ידי ויסות המיקרוביום של המעי ומסלולי הלחץ הדלקתי והחמצוני במורד הזרם. כדי לבדוק השערה זו, הערכנו את ההשפעות התלויות במינון של Specnuezhenide בעכברי db/db, ובחרנו מינונים בהתבסס על ניסויים ראשוניים ומחקרים פרמקולוגיים קודמים.
לכן, מחקר זה נועד להעריך את ההשפעה והמנגנון הפוטנציאלי של ספקנוז'נייד בהקשר של DN, תוך התמקדות ביכולתו להפחית דלקת כליות ולחץ חמצוני דרך ציר המעי-כליה. מחקר זה תורם להבהרת המנגנונים שבאמצעותם ספקנוז'נייד תורם למניעה ולטיפול ב-DN.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ועדת האתיקה של אוניברסיטת שאנשי לרפואה סינית אישרה מחקר זה (2022DW167). החומרים והציוד בהם משתמשים מופיעים בטבלת החומרים.
ניסויים בבעלי חיים
עכברים זכרים מסוג db/db, בגילאי 8–9 שבועות, נאספו ממקור מסחרי. העכברים אוחסנו בחדר בעלי חיים ברמת SPF במרכז לניהול ניסויי באוניברסיטת שאנשי לרפואה סינית, ונשמרו על לחות יציבה של 55% ±-5% וסביבה נוחה של 25°C ±-1°C עם מחזור אור/חושך של 12/12 שעות וגישה חופשית למזון ומים. לפני הניסוי, כל העכברים היו מותאמים למשך 7 ימים. נקודות סיום הומניות: עכברים שהראו ירידה של >20% במשקל, מצב גוסס, או חוסר יכולת להגיע למזון/מים הושמתו באופן הומני לפני נקודת הסיום המתוכננת. המתת חסד (המתת חסד): כל העכברים הושמתו בהזרקה תוך-פריטונית של פנטוברביטל נתרן, ולאחר מכן פריקת צוואר הרחם, בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי המוסד.
עכבר db/db הוא מודל סוכרתי ספונטני גנטית (לא מודל מושרה). הצלחת המודל אושרה בגיל 9 שבועות על ידי מדידת רמת סוכר בצום בדם (≥16 mmol/L) ומיקרואלבומין שתן (חיובי). כל עכברי ה-db/db עמדו בקריטריונים, ואף בעל חיים לא הוצא. לאחר שמודל ה-DN הוקם בהצלחה בעכברי db/db, העכברים הוקצו באקראי לקבוצות באמצעות רצף אקראי שנוצר על ידי מחשב. החוקר שביצע את הניסויים היה עיוור להקצאת קבוצות. כל כלוב הכיל רק קבוצת טיפול אחת כדי למנוע זיהום צולב. העכברים חולקו באקראי לארבע קבוצות (n = 10 לכל קבוצה): קבוצת הביקורת המודל (MC), קבוצת האירובסארטן (Irb), קבוצת הספקנואז'נייד במינון נמוך (Spe-L), וקבוצת הספקנואז'נייד במינון גבוה (Spe-H), כאשר עכברי db/m (n = 10) שימשו כקבוצת הביקורת הנורמלית (NC). קבוצות NC ו-MC קיבלו מים מזוקקים. לעומת זאת, קבוצות Irb, Spe-L ו-Spe-H קיבלו משקל אוראלי יומי של 43.75 מ"ג/ק"ג אירבסרטן, 57 מ"ג/ק"ג ספקנוז'ניד ו-114 מ"ג/ק"ג ספקנוז'ניד, בהתאמה, במשך 8 שבועות. מינון הגוואג' הוגדל ביחס לעלייה במשקל הגוף. לאחר 8 שבועות של מתן הטיפול, כל העכברים צומו ללילה (12 שעות) עם גישה חופשית למים לפני המתת חסד והסרום (צנטריפוגה בטמפרטורה~1500 x g למשך 15 דקות והסופרנטנט נאסף), שתן (נאסף שתן של 24 שעות בכלוב מטבולי), צואה, ורקמות מעיים וכליות נאספו מיד לאחר המתת החסד, בהקפאה בנוזל חנקן, ואוחסן בטמפרטורה של -80°C עד לניתוח. לאחר איסוף הנתונים, הופרה עיוורון לביצוע ניתוח סטטיסטי.
מדדי דם ושתן
רמות הסרום של LPS, SCr ו-BUN נמדדו לפי הוראות היצרן. ריכוז האלבומין בשתן של 24 שעות זוהה לפי הוראות הערכה. רמות הגלוקוז בסרום נמדדו באמצעות אנלייזר ביוכימי אוטומטי.
זיהוי ELISA
הריכוזים של TNF-α, IL-6 ו-IL-1β בסרום העכבר נמדדו באמצעות קורא מיקרופלט מדגם 352 לפי הוראות היצרן.
תצפית פתולוגית על רקמות כליות בעכברים
רקמות המעי והכליה הוקצו בתמיסת פרפורמלדהיד של 4% במשך 48 שעות לפני הכביסה, ההתייבשות והטבעת הפרפין. חתכים (בעובי 4 מיקרון) הושגו באמצעות מיקרוטום פרפין. לאחר דה-פרפיניזציה, החתכים צוברו בהמטוקסילין ואאוזין (HE) ונסרקו באמצעות סורק פתולוגיה דיגיטלי.
ריצוף 16S rRNA
DNA גנומי חיידקי הופק מתכולת סקל באמצעות ערכת חילוץ DNA קרקע מבוססת חרוזים מגנטיים בהתאם לפרוטוקול היצרן. ריכוז ה-DNA נמדד באמצעות פלואורומטר.
אזור ההיפר-משתנים V3–V4 בגן 16S rRNA הוגבר באמצעות הפריימרים 338F (5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′) ו-806R (5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′). ההגברה בוצעה באמצעות PCR Master Mix בתנאי מחזור הבאים: דנאטורציה ראשונית ב-95 מעלות צלזיוס למשך 3 דקות; 5 מחזורים של 95 מעלות צלזיוס ל-30 שניות, 45 מעלות צלזיוס ל-30 שניות, ו-72 מעלות צלזיוס ל-30 שניות; ואחריהם 20 מחזורים של 95 מעלות צלזיוס ל-30 שניות, 55 מעלות צלזיוס ל-30 שניות, ו-72 מעלות צלזיוס ל-30 שניות; והארכה אחרונה ב-72 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות. אמפליקוני ה-PCR טוהרו לאחר מכן באמצעות טיהור DNA מבוסס חרוזים מגנטיים וחרוזי בחירת גודל.
הספריות נבנו באמצעות מתאמי ואינדקסים של Illumina, וריצוף בוצע על פלטפורמת רצף דור הבא (NGS) (2 × 250 bp בקצב זווג). קריאות גולמיות הורכבו באמצעות תוכנת מיזוג קריאה עם רצף זוגות, סינון איכות, ואוגבדו ליחידות טקסונומיות תפעוליות (OTUs) בדמיון של 97% באמצעות תוכנת ניתוח רצף אמפליקונים. רצפים כימריים ו-OTUs בודדים הוסרו. הטקסונומיה הוקצתה על ידי BLAST למסד הנתונים RDP (עבור חיידקים) ו-UNITE (עבור פטריות).
מגוון אלפא חושב באמצעות Mothur v3.8.31. מגוון הבטא הוערך באמצעות ניתוח קואורדינטות עיקרית (PCoA) בהתבסס על מרחקי בריי-קרטיס באמצעות חבילת R טבעונית. ניתוח שפע דיפרנציאלי בוצע עם STAMP v2.1.3 ו-LEfSe v1.1.0. חיזוי פונקציונלי בוצע באמצעות PICRUSt v1.1.4.
צביעת אימונופלואורסצנציה
לאחר הסרת השעווה, הדגימות עברו שאיבת אנטיגן באמצעות נתרן ציטראט בטמפרטורות גבוהות למשך 15 דקות, ולאחר מכן בלוק של 60 דקות עם 5% BSA. נוגדנים ראשוניים לאוקלודין וקלאודין-1 (1:500) הוחלו לאחר מכן על רקמות האילאל והמעי הגס ודגרו במהלך הלילה. לאחר מכן בוצעה צביעת נוגדנים משנית למשך 60 דקות. לאחר צביעת DAPI שנמשכה 10 דקות, הדגימות נשמרו עם תגובת כיבוי אנטי-פלואורסצנציה, ותמונות אימונופלואורסצנציה צולמו באמצעות מערכת הדמיה פלואורסצנטית אוטומטית.
בלוט מערבי
החלבון הכולל הופק באמצעות בופר RIPA ונמדד באמצעות ערכת בדיקת חלבון BCA. דגימות (15 מיקרוליטר לבאר) הועמסו על ג'ל מפריד של 8%–12% למשך כ-2 שעות של אלקטרופורזה. החלבונים הועברו לאחר מכן לממברנת PVDF בתנאי קירור של 100 וולט למשך שעתיים באמצעות מערכת העברה רטובה. לאחר חסימה עם חלב דל שומן של 5%, הממברנה דוגרה עם הנוגדן הראשי למשך הלילה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס. לאחר השטיפות הוחל נוגדן משני מתאים, והממברנה נדגרה למשך שעה בטמפרטורת החדר. לבסוף, ממברנות פותחו בחדר חושך באמצעות כימלומינסצנציה ECL ונותחו באמצעות תוכנת ImageJ. לצורך נרמול, הערך הממוצע של קבוצת NC נקבע כהפניה. הנתונים הגולמיים של כל מדגם בודד מכל קבוצות הניסוי חולקו לאחר מכן בערך הממוצע הזה, כך שממוצע קבוצת NC הפך ל-1, וכל שאר הערכים הובאו לידי ביטוי כשינוי קיפול ביחס ל-NC.
ניתוח סטטיסטי
ניתוח סטטיסטי בוצע באמצעות תוכנת SPSS 26.0, והנתונים הניסיוניים מוצגים כממוצעים ± SD. שכפולים ביולוגיים (n) מייצגים עכברים בודדים לכל קבוצה (n = 10 לפרמטרים פיזיולוגיים; n = 3 עבור Western Blot, ו-n = 6 עבור ריצוף 16S). לא נלקחו בעלי חיים או דגימות מהניתוח. אם המדגם עמד בהנחות של התפלגות נורמלית והומוגניות של שונות, נעשה שימוש בניתוח חד-כיווני של שונות להשוואת מספר קבוצות. כאשר אושרה הומוגניות השנות, הוחל מבחן ההבדל המינימלי (LSD) להשוואות זוגיות; אחרת, נעשה שימוש במבחן T3 של דאנט. בהתחשב באופי החקרני של המחקר, לא יושם תיקון נוסף להשוואות מרובות בין נקודות קצה שונות. הוצג הבדל מובהק סטטיסטית כאשר P < 0.05.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מתן Specnuezhenide הוריד את רמות הסוכר בדם, שיפר את תפקוד הכליות והקל על פגיעות כליות בעכברים עם DN
עכברי מודל DN טופלו ב-Specnuezhenide במשך 8 שבועות לאחר מידול מוצלח. העכברים בקבוצת ה-MC הראו עליות משמעותיות ברמות הגלוקוז בדם, בעוד שהעכברים בקבוצת Specnuezhenide ירדו משמעותית (איור 1B). קבוצת ה-MC הציגה רמות גבוהות משמעותית של אלבומין בשתן, SCr ו-BUN בהשוואה לקבוצת NC. קבוצות הספקנוז'נייד והאירבסרטן הראו ירידות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
DN, סיבוך מיקרווסקולרי מתמשך של סוכרת, מאופיין בהפרשת אלבומין מוגברת בשתן ופגיעהבתפקוד הכליה. אלבומינוריה היא אינדיקטור קליני מוקדם נפוץ להתקדמות DN25. מטופלים עם DN עשויים להראות תפקוד כלייתי לא תקין, כפי שניתן לראות בעלייה משמעותית ברמות SCr ו-BUN26. במחקר זה, קבוצת Specnuezhenide הראתה ירידה משמעותית באלבמין בשתן וירידה משמעותית ברמות SCr ו-BUN בדם. בדיקות פתולוגיות גילו שספקנוז'נייד מפחית פגיעות כליות בעכברים עם ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים ידועים או קשרים אישיים שעשויים להיראות משפיעים על העבודה המדווחת במאמר זה.
מחקר זה מומן על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס' 81973486 ו-82173974), פרויקטי מחקר של מנהל הרפואה הסינית המסורתית של מחוז שאנשי (מס' 2024ZYYA021), ופרויקט התחום של אוניברסיטת הרפואה הסינית של שאנשי (מס' 2026XK24).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Albustix | Guangzhou Huadu Gaoerbo Biotechnology Co., Ltd. | 20211203 | |
| Analytical balance | Beijing Sartorius Instrument System Co., Ltd. | CPA | |
| antibodie A20 | Cell Signalling Technology | 5630s | (1:1000) |
| antibodie Bax | Cell Signalling Technology | 2772s | (1:1000) |
| antibodie Bcl-2 | Cell Signalling Technology | 3498s | (1:1000) |
| antibodie claudin 1 | Abcam | EPR25359-48 | (1:1000) |
| antibodie COX2 | Proteintech Group | 12375-1-AP | (1:2000) |
| antibodie GAPDH | Abcam | EPR16891 | (1:10000) |
| antibodie GCLC | Proteintech Group | 12601-1-AP | (1:10000) |
| antibodie HO-1 | Proteintech Group | 10701-1-AP | (1:10000) |
| antibodie IκBα | Cell Signalling Technology | 4812s | (1:1000) |
| antibodie Myd88 | Abcam | EPR21824 | (1:1000) |
| antibodie NF-κB p65 | Cell Signalling Technology | 8242s | (1:1000) |
| antibodie NLRP3 | Proteintech Group | 68102-1-Ig | (1:5000) |
| antibodie NQO1 | Proteintech Group | 11451-1-AP | (1:5000) |
| antibodie Nrf2 | Proteintech Group | 16396-1-AP | (1:5000) |
| antibodie occludin | Cell Signalling Technology | 91131S | (1:1000) |
| antibodie p-IκBα | Cell Signalling Technology | 2859s | (1:1000) |
| antibodie p-NF-κB p65 | Cell Signalling Technology | 3033s | (1:1000) |
| antibodie TAX1BP1 | Proteintech Group | 14424-1-AP | (1:2000) |
| antibodie TLR4 | GeneTex | GTX75742 | (1:1000) |
| antibodie TRAF6 | Santa Cruz Biotechnology | sc-8409 | (1:1000) |
| antibodie ZO-1 | Proteintech Group | 21773-1-AP | (1:10000) |
| Automatic biochemical analyzer for blood glucose measurement | Biobase Biodusty (Shandong) Co., Ltd. | BK-280 | |
| blood urea nitrogen | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | C03-2-1 | |
| Centrifugal machine | Hunan Xiangyi Laboratory Instrument Development Co., Ltd | HI650 | |
| db/db mice (8-9 week-old male) | Changzhou Kavens Laboratory Animal Co., Ltd. | SCXK (Su) 2021-0013 | |
| IL-1β ELISA Kit | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | EM0109 | |
| IL-6 ELISA Kit | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | EM1158 | |
| Irbesartan | Zhejiang Huahai Pharmaceutical Co., Ltd. | 0000019353 | |
| LPS | Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd. | MM-0634M1 | |
| microscope | Olympus Corporation | BX53 | |
| microtome | Leica Biosystems Nussloch GmbH | RM 2016 | |
| Organized pizza slicing machine | Wuhan Junjie Electronic Co., Ltd | JK-6 | |
| Paraffin slicing machine | RWD Life Science Co., Ltd. | S710 | |
| Pathological slide scanner | Ningbo Konfoong Bioinformation Tech Co., Ltd. | KFBIO PRO-005 | |
| serum creatinine | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | C011-2-1 | |
| Specnuezhenide | National Institutes for Food and Drug Control | 39011-92-2 | טוהר >98% |
| SPSS statistics 26.0 | |||
| Tissue Embedding Center | Wuhan Junjie Electronic Co., Ltd | JB-P5 | |
| Tissue Processor | Wuhan Junjie Electronic Co., Ltd | JT-12J | |
| TNF-α ELISA Kit | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | ER1393 | |
| urinary protein | Wuhan Fine Biotech Co., Ltd. | EM0632 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.