Bu çalışma, Tibet tıbbı Jiangtangle içeren serumun mitokondriyal ve glikolitik ATP seviyelerini artırarak mitokondriyal disfonksiyonu iyileştirebileceğini gösterdi.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Araştırma makalesi
* These authors contributed equally
Bu çalışma, Tibet tıbbı Jiangtangle içeren serumun mitokondriyal ve glikolitik ATP seviyelerini artırarak mitokondriyal disfonksiyonu iyileştirebileceğini gösterdi.
Mitokondriyal disfonksiyonun neden olduğu β hücre yetmezliği, tip 2 diabetes mellitusun (T2DM) temel özelliğidir. Berberis kansuensis, Curcumaelongae Rhizoma, Malvae Fructus, Tribuli Fructus, Thlaspi arvense L. ve Phyllanthus emblica L.'den oluşan Tibet tıbbı Jiangtangle, T2DM'yi tedavi etmek için kullanılabilir. Bununla birlikte, mitokondriyal fonksiyon üzerindeki etkileri belirsizliğini korumaktadır. Bu çalışma, Tibet tıbbı Jiangtangle'ın mitokondri üzerindeki farmakolojik etkilerini aydınlatmayı amaçlamaktadır. Tibet tıbbı Jiangtangle'ın ön uygulamasından 7 gün sonra, abdominal aort kanı alımı ile sıçan serumu elde edildi. Sıçan pankreas adacık β hücreleri (RIN-m5F) kontrol, model ve Jiangtangle içeren serum gruplarına ayrıldı. Model ve Jiangtangle içeren serum grupları, 24 saat boyunca 50 mM glikoz içeren DMEM ortamı ile yaralanma için indüklendi. Kontrol grubu 24 saat boyunca glikoz içermeyen DMEM besiyeri ile tedavi edildi. Daha sonra, kontrol ve model gruplarına besiyeri eklenirken, Jiangtangle içeren serum grupları% 2.5,% 5 ve% 10 Jiangtangle içeren serum içeren besiyeri ile 24 saat inkübe edildi. UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS'in sonuçları, Jiangtangle'da 90 bileşik olduğunu ve bunların arasında 6 prototipik bileşiğin kana girdiğini gösterdi. Hücre canlılığını ölçmek için CCK 8, mitokondriyal enerji metabolizmasını değerlendirmek için Seahorse XFe kullanıldı ve Jiangtangle içeren serumun RIN-m5F hücreleri hiperglisemik modeli üzerindeki etkisi değerlendirildi. Jiangtangle içeren serum artırılmış RIN-m5F hücre canlılığı, mitokondriyal ATP seviyesi, glikolitik ATP seviyesi, bazal glikoliz, telafi edici glikoliz, OCR, proton sızıntısı ve maksimum solunum.
Diabetes mellitus, dünyada yaygın olarak görülen kronik metabolik bir hastalıktır. Kompleks patogenezi insan sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturmakta ve acilen çözülmesi gereken önemli bir halk sağlığı sorunudur1. Diyabet temel olarak tip 1 diabetes mellitus, tip 2 diabetes mellitus (T2DM), gestasyonel diyabet ve spesifik diyabet2 tiplerine ayrılır. Yaşam tarzının değişmesi ve yaşlanma sürecinin hızlanması ile diyabet prevalansı son birkaç on yılda keskin bir artış eğilimi göstermiştir. Çin, dünyanın en büyük diyabetik nüfusuna sahiptir ve diyabetten muzdarip 118 milyondan fazla insan, küresel toplamın yaklaşık %22'sini oluşturmaktadır ve %90'ından fazlası T2DM 3,4,5'tir. Bildirilen tüm patogenezlerde, adacık β hücresi disfonksiyonunun T2DM6,7 sürecinde çok önemli bir mekanizma olduğu açıklanmıştır.
Hücre enerji metabolizmasının merkezi olan mitokondri, adacık β hücresinin temel işlevlerinde yer alan alt organellerdir8. Mevcut çalışmalar, T2DM'nin oluşumu ve gelişiminin mitokondriyal aktivite, fonksiyon ve oksidatif stres ile yakından ilişkili olduğunu göstermiştir. Mitokondriyal disfonksiyonun neden olduğu β hücre yetmezliği, T2DM9'un temel özelliğidir. Adacıklarda bulunan β hücreleri, kan şekeri seviyelerini düzenlemek için gerekli bir hormon olan insülinin sentezlenmesinden ve salgılanmasından sorumludur. T2DM gelişimi sırasında, anormal mitokondriyal fonksiyon, güçlendirilmiş reaktif oksijen türleri ve oksidatif stres reaksiyonu, β hücrelerinin mitokondriyal dinamik dengesini bozar ve insülinin salgılanmasını ve metabolizmasını etkiler10.
Tibet tıbbı Jiangtangle, Berberis kansuensis, Curcumaelongae Rhizoma, Malvae Fructus, Tribuli Fructus, Thlaspi arvense L. ve Phyllanthus emblica L.'den oluşur (Şekil 1). Güzel kokulu ve acı bir tada sahip sarı bir tozdur. Ağız kuruluğu, polidipsi, zayıflama, poliüri, diyabetik ayak, kaşıntılı cilt ve diyabetin neden olduğu diğer semptomları tedavi etmek için kullanılabilir. Mevcut klinik kanıtlar, Berberis kabuğu alkaloidlerinin kan şekerini düşürerek, insülin direncini iyileştirerek ve iltihabı azaltarak T2DM'yi etkili bir şekilde hafifletebileceğini göstermiştir11. Kurkumin, kan şekeri seviyelerini düşürerek, insülin duyarlılığını artırarak, lipid profillerini modüle ederek ve anti-enflamatuar ve antioksidan etkiler göstererek T2DM'yi iyileştirme potansiyeline sahiptir12. Ek olarak, Malave Fructus, Tribulifructus, Thlaspi arvense L. ve Phyllanthus emblica L. de anti-diyabetik veya antioksidan aktiviteye sahiptir 13,14,15. Şu anda, Tibet tıbbı Jiangtangle'ın T2DM tedavisindeki etkinliği, maddi temeli ve mekanizması hala açıklanmamıştır. Çin Tibet tıbbının bileşimi karmaşıktır ve hastalıkların önlenmesi ve tedavisi, bütüncül ve sistematik görüşlerde ilaç kullanımı teorisine dayanmaktadır. Şu anda, Çin materia medica serumunun farmakokimyası, kandaki emilim bileşenlerini kısmen açıklayabilir ve Tibet ilaçlarının maddi temelini keşfetmek için önemli bir araç haline gelmiştir16. Bu çalışma başlangıçta Tibet tıbbı Jiangtangle'ın in vitro mitokondri üzerindeki koruyucu etkisini aydınlattı ve Jiangtangle içeren serumun sıçan pankreas adacık β hücrelerinde (RIN-m5F) mitokondriyal disfonksiyonu azaltabileceğine dair yeni hipotezi test etmeye odaklandı.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sichuan Scientist Biological Testing Biotechnology Co., Ltd. İdari Komitesi, hayvan protokolünü onayladı (Kayıt numarası: SYST-2024-019). Bu çalışma için 8-10 haftalık ve 260-300 g ağırlığındaki erkek Sprague Dawley (SD) sıçanları, 23 ± 2 °C ve %55-%60 bağıl nem kontrollü bir ortamda bağımsız havalandırma kafeslerinde tutuldu. Bu spesifik patojen içermeyen hayvanlar, ticari bir tedarikçiden temin edilmiştir (bkz. Malzeme Tablosu). Tüm sıçanlar, deneyin başlamasından önce yeni ortama alışmak için su ve yiyeceğe sınırsız erişim ile 1 haftalık bir uyarlanabilir beslenme periyoduna tabi tutuldu.
Deneysel hazırlık
Gerekli ilaçlar ve reaktifler deneysel akış şemasına göre hazırlandı (bkz . Bu çalışmada SPF SD sıçanlar (8-10 hafta, 260-300 g) kullanıldı. Tüm hayvanlar ticari bir tedarikçiden satın alındı (bkz . Malzeme Tablosu). Karantinadan sonra, hayvanlar 12:12 saat aydınlık-karanlık döngüsü ile sabit bir oda sıcaklığında tutuldu ve standart bir kemirgen diyeti ve su ile beslendi.
Hayvan tedavisi ve serum toplama
Adaptif beslenmeye tabi tutulan tüm sıçanlara 7 gün boyunca Tibet ilacı Jiangtangle gavaj yoluyla uygulandı. Klinik doz 0.6 g / gün idi, bu da 1.26 g / kg'lık bir sıçan dozuna dönüştürüldü17. Son uygulamadan 1 saat sonra, sıçanlar indüksiyon için% 3 -% 4 ve bakım için% 2 oranında izofluran ile anestezi altına alındı. Anestezi uygulanan sıçanlar daha sonra bir ameliyat masasına sabitlendi ve cerrahi bölge iyodofor ile dezenfekte edildi. Abdominal aortu ortaya çıkarmak için karın orta hattı boyunca bir kesi yapıldı. Kan, aorttan (8 mL) heparinize bir şırınga kullanılarak yavaşça alındı ve santrifüjleme için bir santrifüj tüpüne aktarıldı. Toplanan kan, serumu ayırmak için 4 ° C'de 10 dakika boyunca 2360 x g'da santrifüj edildi. Serum örnekleri daha sonra tüp başına 5 mL'lik kriyojenik tüplere ayrıldı ve sonraki analizler için -80 ° C'lik bir tıbbi buzdolabında saklandı (Malzeme Tablosuna bakınız).
UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS analizi
Tıbbi malzeme örneklerinin hazırlanması: Tibet tıbbı Jiangtangle (140.0 mg) doğru bir şekilde tartıldı ve 25 mL metanol içinde çözüldü (Malzeme Tablosuna bakınız), ardından 40 kHz, 300 W'de 30 dakikalık sonikasyon yapıldı. Elde edilen çözelti, test numunesini elde etmek için 0.22 μm'lik bir zardan süzüldü.
Serum örneği hazırlama: 100 μL serum, 400 μL soğuk metanol ve asetonitril (h/h, 1:1; bkz . Malzeme Tablosu) ile vorteksleme yoluyla iyice karıştırıldı. Karışım, buz banyosunda 1 saat boyunca sonikasyon (40 kHz, 300 W) ile işlendi. Karışım daha sonra -20 ° C'de 1 saat inkübe edildi ve 4 ° C'de 20 dakika boyunca 14.000 x g'da santrifüjlendi. Süpernatanlar daha sonra hasat edildi ve UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS analizi için vakum altında kurutuldu.
Kromatografik koşullar: Süpernatanlar bir UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS sistemi ile ölçüldü (bkz . Malzeme Tablosu). LC ayrımı için bir ACQUITY UPLC HSS T3 kolonu (2.1 mm x 100 mm, 1.8 μm) kullanıldı. Mobil faz, A (suda% 0.1 formik asit) ve B'den (% 100 Asetonitril) oluşuyordu. Akış hızı 0.3 mL / dak idi ve %5-95 B (0-30 dk), %95 B (30-35 dk) spesifik bir gradyan programı ile. Enjeksiyon hacmi 5 μL idi. MS verileri pozitif ve negatif ESI modlarında ayrı ayrı elde edildi. HESI kaynağı, püskürtme voltajı, kılcal sıcaklık, gaz akışları vb. için koşullar belirlemişti. Cihaz, tam MS ve MS/MS için farklı çözünürlüklerde m/z 70-1050 Da üzerinde tarandı. Ham MS verileri, tepe hizalaması için MS-DIAL kullanılarak işlendi. Tibet tıbbı Jiangtangle'ın bileşimi, halka açık veri tabanlarına karşı doğru kütle ve MS/MS verileriyle tanımlandı. Yalnızca en az bir grupta %50'den fazla sıfır olmayan değere sahip değişkenler korunmuştur.
Hücre kültürü ve tedavisi
RIN-m5F hücreleri (Malzeme Tablosuna bakınız), Dulbecco'nun Modifiye Eagle ortamı (DMEM), %10 fetal sığır serumu ve %1 penisilin / streptomisin ile kontrollü% 5 CO2 inkübatörde (bkz. Malzeme Tablosu) 37 ° C'de kültürlendi. Logaritmik büyüme aşamasındaki RIN-m5F hücreleri alındı, sindirimden sonra sayıldı ve 1 x 105 ile 96 oyuklu plakalara aşılandı kuyucuk başına hücreler. 10-60 mM glikoz kullanılarak, T2DM'nin yüksek glikoz ortamını taklit etmek için hücre indüksiyonu yapıldı. RIN-m5F hücreleri kontrol, model ve %2.5, %5 ve %10 Jiangtangle içeren serum gruplarına ayrıldı. Kontrol grubundaki hücreler DMEM ile tedavi edildi ve diğer gruplar 24 saat boyunca glikoz içeren DMEM ile indüklendi. Kontrol ve model grupları besiyeri ile eklenirken, her serum grubuna %2.5, %5 ve %10 Jiangtangle içeren serum içeren DMEM ilave edildi ve %5CO2 ile 37 ° C'de 24 saat inkübe edildi.
CCK 8 analizi
Hücre canlılığı CCK 8 ile ölçüldü (Malzeme Tablosuna bakınız). RIN-m5F hücreleri 96 oyuklu plakalara aşılandı ve glikoz (0, 10, 20, 30, 40, 50 ve 60 mM) ile muamele edildi. Daha sonra, Jiangtangle içeren serum ile 100 μL DMEM kuyucuklara ilave edildi ve 37 ° C'de% 5 CO2 ile 24 saat inkübe edildi. Her grupta 6 adet replike kuyu bulunmaktadır. Glikoz ile 24 saat inkübasyon ve Jiangtangle içeren serum ile 24 saat inkübasyondan sonra, 10 μL CCK 8 çözeltisi ilave edildi ve 37 ° C'de 1.5 saat daha inkübe edildi. 450 nm16'da her bir deliğin absorbans değerlerini tespit etmek için tam dalga boylu bir mikroplaka okuyucu (Malzeme Tablosuna bakınız) kullanıldı.
Mitokondriyal fonksiyon analizi
Daha önce18'i bildirdiğimiz gibi, gerçek zamanlı ATP üretim hızını ve glikoliz oranını değerlendirmek için Seahorse XFe 24 analizörü ( Malzeme Tablosuna bakınız) kullanıldı. RIN-m5F hücreleri Seahorse XFe24 V24 mikroplakalarına aşılandı. Hücreler, iki aşamalı bir protokol kullanılarak XF24 hücre kültürü plakalarına ekildi: her bir oyuğa 100 μL hücre süspansiyonu dağıtıldı ve plaka 1 saat boyunca bozulmadan bırakıldı. Daha sonra plaka, ilk yapışmayı teşvik etmek için 4 saat boyunca 37 °C,% 5 CO2 inkübatöre aktarıldı. Daha sonra, her bir oyuğa 150 μL DMEM ilave edildi. 24 saat modelleme ve 24 saat ilaç uygulamasından sonra, Denizatı XF DMEM ortamına %1 glikoz, %1 piruvat ve %1 glutamin ilave edilerek tespit çözeltisi hazırlandı. Daha sonra hücreler 1 mL tespit solüsyonu ile iki kez yıkandı. Gerçek zamanlı ATP hız ölçüm kitini ve glikoliz hız test kitini kullanmak için, 56 μL oligomisin ve 62 μL rotenon / antimisin A yeniden süspanse edildi ve sırasıyla sensör kartuşu kuyuları A ve B'ye eklendi. Ve hücre kültürü plakası, 60 dakika boyunca CO2 içermeyen bir hücre kültürü inkübatörüne yerleştirildi. Son olarak, ATP üretim hızı ve glikoliz hızı, otomatik bir enjeksiyon sistemi ile gerçek zamanlı olarak izlendi. Tüm deneyler 37 °C'de gerçekleştirildi ve veriler XF Wave yazılımı19 kullanılarak analiz edildi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS, Tibet tıbbı Jiangtangle'ın fenoller, alkaloidler, flavonoidler, nükleositler, organik asitler, amino asitler, terpenoidler, kumarinler, glikozitler, tanenler, lignanlar, steroidler ve diğerleri gibi bileşikler içerdiğini gösterdi. (Şekil 2, Tablo 1). SD sıçanlara günde bir kez oral yoldan 1.26 g / kg Tibet ilacı Jiangtangle uygulandı. Serum geçit stratejisine genel bir bakış Şekil 3'te sun...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
T2DM genellikle gizli başlangıçlı ve yüksek prevalansı olan kronik metabolik bir hastalık olarak kabul edilir ve oküler, kardiyovasküler ve böbrek fonksiyon bozukluğu gibi diyabetle ilişkili birçok komplikasyon eşlik eder 20,21,22,23. Klinik belirtileri arasında yüksek kan şekeri, poliüri, polidipsi, kilo kaybı ve hatta insanların yaşamlarını ve sağlığını ciddi...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma, Tibet Tıbbı Üniversitesi'nin 14. Beş Yıllık Planının (2023ZYYGH05) Çağrışım İnşaatı Projesi ve Sichuan Eyaleti Bilim ve Teknoloji Departmanı (2024NSFSC1845) tarafından desteklenmiştir. Bu arada yazarlar, Denizatı XF teknikleri için teknik hizmetler sağladığı için Yenilikçi Çin Tıbbı Enstitüsü ve Phamacy/Disiplinlerarası Akademi'de kıdemli ekipman mühendisi olan Dr. Lu Yang'a teşekkür eder.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| -80 & derece; C tıbbi buzdolabı | Mether | MDF-86H118 | |
| 0.22 & m sulu membran | Jinteng | JTMF0445 | |
| 0.22 &mikro; m iğne tipi mikro gözenekli filtre membranı | Jinteng | JTSFM013001 | |
| Asetonitril | Aladdin | A104440 | |
| Agilent OpenLab yazılımı | Agilent | Sürüm 2.X | |
| Biyogüvenlik kabini | Airtech | BSC-1004 II A2 | |
| Hücre sayma kiti-8 | Bioground | BG0025 | |
| CelMate CO2 Kuluçka makinesi | Esco Mikro Ticaret Ltd. | CLM-240B-8 | |
| Kromatografik kolon | Agilent | SB-C18 | |
| Renk giderme çalkalayıcı | Kylin-Bell | TS-2 | |
| Dulbecco'nun modifiye kartal ortamı | Gibco | 8121587 | |
| Elektroforez tamponu | NCM Biotech | 20230801 | |
| Formik asit | Aladdin | F298778 | |
| Glikoz | Chengdu Herbpurify Co., Ltd. | P012-180-180222 | |
| GraphPad Prizma yazılımı | GraphPad yazılımı, LLC | Sürüm 9.5.1 | |
| Yüksek hızlı soğutmalı santrifüj | Thermo Fisher Scientific | Legend Micro 17R | |
| Düşük hızlı santrifüj | Hallon | NH5 | |
| Metanol | Aladdin | M116118 | |
| Penisilin-streptomisin | NCM Biyoteknoloji | C125C5 | |
| Fosfat tamponlu salin (1 kez;) | Gibco | 8120485 | |
| Sıçan pankreas adacığı ve beta;-hücreleri | ATCC | CRL-11605 | |
| ReadMax 1500 ışık absorpsiyonu tam dalga boyu enzimi | Flash | ReadMax 1500 | |
| Denizatı XF glikoliz oranı test kiti | Agilent | 103344-100 | |
| Denizatı XF gerçek zamanlı ATP oranı ölçüm kiti | Agilent | 103592-100 | |
| Denizatı XFe 24 analizörü | Agilent | XFe24 | |
| Tripsin (%0.25, 1 kez;) | HyClone | J210045 | |
| UPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS analizörü | Thermo Scientific | QE Q Eksaktif | |
| Vorteks karıştırıcı | Kylin-Bell | XW-80A |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
