Gagnleg áhrif Echinacoside á hjartavöðvakvilla með sykursýki í Db/Db músum með sykursýki

Tengiliður: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Netfang:audrey.hu@wecistanche.com

Xiang Zhang og Yarong Hao

Kynning

Hjartavöðvakvilla af völdum sykursýki (DCM) er stór fylgikvilli sykursýki, með háum sjúkdómum og mikilli hættu á hjarta- og æðasjúkdómum og dánartíðni hjá sykursýkissjúklingum.1 Tíðni DCM hjá sjúklingum með sögu um sykursýki Stærri en eða jafnt og 5 ár er yfir 44,4. prósent , sem eykst í 56 prósent eftir 8 ár.2,3 DCM er eins konar aðal hjartavöðvakvilli, sem kemur fram sem skipulags- og virknifrávik í hjarta sem orsakast af vöðvavefsfrumumyndun í hjartavöðva og smáæðaskemmdum hjá sykursjúkum án blóðþurrðar eða háþrýstings hjartasjúkdóma og getur framkallað hjartsláttartruflanir með losti og skyndilegum dauða í hjartabilun.4 Vegna flókinnar meingerðar DCM og greiningar þess á langt stigum eru engar árangursríkar meðferðir til.5 Blóðsykurshækkun er upphafsþátturinn við meingerð DCM. Langtíma blóðsykurshækkun veldur truflun á efnaskiptum glúkósa og fitu í hjartavöðvafrumum sykursjúkra, sem leiðir til skaða á æðaþelsfrumum og öðrum vefjum, sem stuðlar að sjúklegum breytingum, þar með talið ofstækkun, drepi, frumudauða og millivefsvefja í hjartavöðva.6,7 Glúkósi og fita. efnaskiptatruflanir eru lykillinn að meinafræðilegum aðferðum DCM. Árangursrík stjórn á orkuefnaskiptum í hjartavöðvafrumum er því mikilvæg lækningaaðferð fyrir DCM.

cistanche tubulosa skemmtunHjartavöðvakvilla með sykursýki

Uppsöfnun blóðfitu í hjartavöðva í DCM eykur framvindu hjartabilunar. PPAR- er lykilstjórnandi ýmissa skyldra gena í fitusýruoxunarkerfi frumuperoxidasa, hvatbera og míkrósóma og gegnir lykilhlutverki við fituefnaskipti og stjórnun bólgu og ónæmis.8 PPAR- bætir fituefnaskipti í gegnum hvatbera og peroxidasa fitusýra beta-oxun, miðlað í gegnum karnitín palmitoyl transferasa-I (CPT-I).9 Oxun langra og greinóttra fitusýra10 dregur úr myndun og samsetningu lípópróteina og VLDL.11 Óbein stjórnun gallsýrumyndunar stuðlar að útskilnaði kólesteróls12 og hindrar tjáningu bólgutengdra gena. PPAR-tjáning í lifur er marktækt minni hjá sjúklingum með óáfengan lifrarfitusjúkdóm eða í dýralíkönum um langvarandi fituneyslu. í PPAR- knockout músalíkönum vegna veiklaðrar fituefnaskipta, sem stuðlar að fituhrörnun í lifur.15 Þessar niðurstöður benda til þess að PPAR- gegni mikilvægu hlutverki í meingerð fituefnaskipta.

Echinoside (ECH) er náttúrulegt efnasamband einangrað úr stönglumcistanche tubulosa.Virka efnið í ECH er fenýletanóíð, sem hefur andoxunar-, þreytu-, æxlis- og bólgueyðandi áhrif og getur bætt minni, tauga- og lifrarvernd og aukið ónæmisstjórnun.16,17 Í rannsókninni á db/db sykursýkismýs, kom í ljós að ECH gæti bætt insúlínviðnám, aukið HDL gildi og lækkað TG, TC og LDL gildi, sem gefur til kynna að ECH gæti á áhrifaríkan hátt bætt fituefnaskipti hjá sykursýki.18 Að auki sönnuðu Shimoda et al að echinacoside gæti haft áhrif á fituefnaskipti með því að stjórna mRNA sem tengist sterólflutningi í lifur og galli

og efnaskipti.19 Fyrri rannsóknir hafa sýnt að ECH stjórnar tjáningu TGF- og gena þess til að bæta nýrnatrefjun í db/db músum.20 Í þessari rannsókn, til að skilja frekar verndandi áhrif ECH á hjartafrumuskaða í DCM og til að kanna hugsanlega sameindakerfi þess, notuðum við db/db mýs sem DCM sjúkdómslíkan og könnuðum stjórnunarkerfi ECH á próteinum sem stjórna glúkósa- og fituefnaskiptatruflunum, oxunarálagi og frumudauða í hjartavöðvafrumum. Markmið okkar var að veita fræðilegan grunn fyrir árangursríka meðferð á DCM.

cistanche tubulosa

Efni og aðferðir

Efni og hvarfefni

ECH duft (94 prósent hreinleiki greint með HPLC, lotu nr. 190906) (viðbótarmynd 1) var fengið frá Shanghai Medical Science Company, Ltd. (Shanghai, Kína). ECH var leyst upp í vatni í 2 mg/ml og geymt við 4 gráður í myrkri. ECH var gefið í skammtinum 100–500 mg/kg·d og verulega lækkaður

blóðsykurs og bætt blóðfitugildi.18 ECH sýndi skammtaháð blóðsykurslækkandi og blóðfitulækkandi áhrif.

Tilraunadýr og meðferð

Dýratilraunir voru gerðar í samræmi við leiðbeiningar National Institute of Health (NIH Pub. No 85-23, endurskoðuð 1996). Samskiptareglur voru samþykktar af siðanefnd tilraunadýra og dýrafóðursetur Renmin sjúkrahússins í Wuhan háskólanum (Wuhan, Kína, nr. 20190517). Fullorðnar karlkyns C57BLKS/J db/db mýs og db/m mýs (SPF einkunn) voru keyptar frá Nanjing University–Nanjing Biomedical Research Institute (Nanjing, Alþýðulýðveldið Kína, númer: SCXK (Sue) 2018-0001). Dýr voru sett í búr í dýramiðstöð Renmin sjúkrahússins (Wuhan, Alþýðulýðveldið Kína) við stofuhita (20 gráður), hlutfallslegan raka 50 prósent -60 prósent og háð 12-klst ljós/ myrkur hringrás. Aðlögunarfóðrun var framkvæmd í 1 klst og engin blóðsykurslækkandi lyf voru gefin.

Eftir sóttkví var db/db músum skipt af handahófi í sykursýkislíkanahópinn (db/db hópur, n{{0}}), ECH meðferðarhópur (db/db plús ECH hópur, n=11 ) eða db/m stjórnhópur (db/m, n=9). Eftir 8 vikur var músum í db/db og db/m hópunum gefið til inntöku 0,05 ml/10g líkamsþyngdar saltvatn í 10 vikur, en músum í db/db plús ECH hópnum fengu 300 mg/(kg/d) til inntöku.

ECH eftir líkamsþyngd í 10 vikur. Fylgst var með líkamsþyngd þriggja hópa músa vikulega og fóðrun, drykkja og virkni metin. Þegar mýs höfðu fastað í 8 klst. voru blóðsýni (~ 50 ul) tekin úr skottendanum á tveggja vikna fresti með blóðsykursmæli og prófunarpappír (Johnson & Johnson, New Brunswick, NJ, Bandaríkjunum) til að ákvarða blóðsykursgildi . Eftir 10 vikna inngrip voru mýs svæfðar með inndælingu í kviðarhol með 2% pentobarbital natríum (Shanghai Harvest fyrirtæki, Shanghai, Alþýðulýðveldið Kína) (100mg/kg). Blóði var safnað eftir ísetningu háræðanálar og sermi var fljótt aðskilið og geymt við -80 gráður til greiningar. Eftir hjartaflæði með köldu PBS til að fjarlægja blóðið var laust PBS fjarlægt með síupappír. Hjartavefur var aðskilinn og vigtaður og þurrþyngd hjartans mæld. Kvið músa var rakað, kviðurinn var opnaður eftir sótthreinsun áfengis (70 prósent) og fituvef undir húð kviðarholsins var fjarlægður fljótt og vigtaður blautur. Tibia músanna var einangruð og mæld. Stækkun hjartans var metin út frá hlutfalli hjartaþyngdar og lengd sköflungs (HW/TL) (mg/mm). Hjartavefir voru festir með 4 prósent paraformaldehýði (Google líftækni, Wuhan, Alþýðulýðveldið Kína) og vefjasýni voru gerðar til að fylgjast með formgerð hjartavefs. Afgangurinn af hjartavefnum var settur í fljótandi köfnunarefni í 1 klst og geymdur við -80 gráður fyrir RT-PCR og Western blot greiningu.

Hjartaómun

Ómskoðun (VisualSonics, Toronto, ON, Kanada) var gerð fyrir hjartaómskoðun í lok tilraunarinnar. Mýs voru svæfðar með inndælingu í kviðarhol með 4% klóralhýdrati við 30 mg/kg í hálftíma, 21 rakaðar til að afhjúpa brjóstsvæðið og festar á flata plötu. Slagbilsþvermál vinstri slegils (DVD), LV þanbilsþvermál (LVD), LV ejection fraction (EF) og LV fractional shortening (FS) voru ákvörðuð.

Efnaskipta- og lífefnafræðilegar breytur

Við 18 vikna aldur voru blóðsýni skilin í skilvindu við 4 gráður í 20 mínútur til að safna sermi. Heildar sjálfvirkur lífefnagreiningartæki (ADVID2400, Tókýó, Japan) var notaður til að greina heildarkólesteról (TC), þríglýseríð (TG), frjálsar fitusýrur (FFA), háþéttni lípóprótein-kólesteról (HDL-c) og lágþéttni lípóprótein-kólesteról (LDL-c) í sermi.

Andoxun: cistanche tubulosa

Oxunarstuðull og andoxunarmagn

Nýr vinstri slegill hjartavefur (50 mg) úr hverjum hópi var fenginn. Magn SOD, GSH-px og MDA í hjartavöðvafrumum var ákvarðað með því að nota viðskiptasett (Nanjing Jiangcheng Bioengineering Institute, Kína).

Trichrome, Tunel og Sudan II litun Vinstra slegilssvæðið í hjartavefnum hvers hóps músa var fest í 4 prósent paraformaldehýði í 24 klst., paraffíninnfellt, sneitt og HE litað. Meinafræðilegar og formfræðilegar breytingar á hjartavöðvaþráðum hvers hóps músa sáust í ljóssmásjá (JEOL, Tokyo, Japan). Vöðvafrumnaafgangur í hjarta greindist með Tunel-greiningum (númer11684817910, Roche, Bandaríkjunum). Hjartavefur var formeðhöndlaður með paraformaldehýði, innbyggður og skorinn í sneiðar. Hlutar voru skolaðir með xýleni I (Shanghai, Alþýðulýðveldið Kína) (20 mín) -xýlen II (20 mín) -vatnsfríu etanóli I (10 mín) -vatnsfríu etanóli II (10 mín) -95 prósent alkóhól (5 mín){{ 14}} prósent alkóhól (5 mín)-80 prósent alkóhól (5 mín) −70 prósent alkóhól (5 mín) og eimað vatn. Hlutar voru þurrkaðir með hristingi og vefjafræðilegir burstahringar voru notaðir til að koma í veg fyrir vökvatap. Próteasi K var bætt við hringina til að hylja vefinn. Eftir ræktun við 37 gráður í 15 mínútur voru skyggnur settar í PBS (pH 7,4) og skolaðar í aflitunarhristara (þrisvar sinnum í 5 mínútur). Hvarfefnum 1 (TdT) og 2 (dUTP) var blandað í hlutfallinu 1:9 og bætt við innri hjúp vefsins. Blöndur voru ræktaðar í vatnsbaði við 37 gráður í 60 mín. Líttu magni af vatni var bætt við til að viðhalda raka. Gler voru skolaðar í PBS og DAPI litaðar (Aspen líffræðilegar, Wuhan, Alþýðulýðveldið Kína) í myrkri í 5 mín. Gler voru skolaðar í PBS og settar upp með því að nota flúrljómandi slökkviefni. Sneiðar voru sýndir með flúrsmásjá og myndaðir. Sudan II litun var notuð til að fylgjast með fitusöfnun í hjartavöðvafrumum. Vinstri slegilsvefur var festur í 10 prósent paraformaldehýði í 30 mínútur, litaður með Sudan Red II (Gefen, Shanghai, Alþýðulýðveldið Kína) við stofuhita í 10 mínútur, aflitaður með 75 prósent alkóhóli og litaður aftur í PBS í 15 mínútur . Hlutfall hjartavöðvavefs af heildarflatarmáli í lituðum þríkróm hluta Masson var ákvarðað með Image-Pro Plus megindlegum hugbúnaði. Gler voru settar upp með glýseríngelatíni og myndað með smásjá.

Niðurstöður

Áhrif ECH á Db/Db mýs

Mýs í db/db hópunum sýndu augljós fjölátu og fjölþvagi. Líkamsstærðir voru einnig marktækt stærri en hjá db/m músunum. Líkamsþyngd í db/db hópnum jókst marktækt miðað við db/m hópinn (Mynd 1A; **p<0.01). body="" weights="" of="" the="" db/db="" +="" ech="" group="" were="" significantly="" lower="" than="" those="" of="" the="" db/="" db="" group="" after="" 10="" weeks="" of="" ech="" treatment="" (figure="" 1a;=""><0.05). at="" week="" 15,="" the="" difference="" in="" body="" weight="" of="" each="" group="" gradually="" appeared="" after="" ech="" intervention.="" the="" abdominal="" fat="" thickness="" of="" mice="" in="" the="" db/db="" group="" was="" higher="" than="" those="" in="" the="" db/m="" group="" (figure="" 2b;=""><0.01). ech,="" therefore,="" improves="" obesity="" in="" db/db="" mice,="" the="" specific="" mechanisms="" of="" which="" require="" further="">

Fastandi blóðsykursgildi var metið vikulega. Eins og sést á mynd 1B, samanborið við db/m mýs, jókst fastandi blóðsykursgildi db/db músanna marktækt með aldrinum og sýndi augljósan blóðsykurshækkun (Mynd 1B; *p<0.01). over="" a="" 10="" week="" period,="" fasting="" blood="" glucose="" levels="" in="" the="" db/db="" and="" db/db="" +="" ech="" group="" increased,="" whilst="" glucose="" levels="" in="" the="" db/m="" group="" remained="" stable.="" fasting="" blood="" glucose="" levels="" in="" the="" db/="" db="" +="" ech="" group="" were="" slower="" than="" those="" of="" the="" db/db="" group="" (figure="" 1b;=""><0.01), suggesting="" that="" ech="" markedly="" improved="" hyperglycemia="" in="" db/db="" diabetic="" mice.="" we="" speculated="" that="" ech="" could="" promote="" the="" synthesis="" of="" liver="" glycogen="" and="" inhibited="" the="" activity="" of="" α-glucosidase="" to="" suppressed="" glucose="" transport="" in="" the="" small="" intestine,="" significantly="" contributing="" to="">

Umræða

Hjartavöðvakvilla með sykursýki er almennt skipt í fjögur stig. Á fyrsta stigi jókst massi vinstri slegils, þanbilsvandamál og útfallsbrot (EF) eðlilegt. Jafnvel klínískt einkennalaus, bandvefsmyndun í hjartavöðva jókst, snemmbilsfylling minnkaði og endaþanbilsþrýstingur vinstri slegils jókst.22 Annað stigið einkennist af auknum vinstri slegilsmassa, þykknuðum sleglaveggjum, slagbils- og þanbilsröskun (EF<50%), mild="" cardiac="" dilatation.="" in="" the="" third="" stage,="" diastolic="" dysfunction="" and="" arterial="" hypertension="" contribute="" to="" systolic="" dysfunction="" and="" microangiopathy.="" stage="" iv,="" moderate-severe="" systolic="" dysfunction,="" cardiac="" dilatation,="" fibrosis,="" and="" microvascular="" and="" macrovascular="" lesions="" cause="" severe="" and="" irreversible="" changes="" in="" heart="" tissue="" ultimately.26="" myocardial="" cell="" apoptosis,="" necrosis,="" hypertrophy,="" and="" fibrosis="" increase="" leading="" to="" disorders="" of="" diastolic="" and="" systolic="" functioning.6,27="" this="" eventually="" develops="" into="" ischemic="" heart="" disease="" and="" heart="" failure.28="" in="" this="" study,="" blood="" glucose="" and="" serum="" lipid="" levels="" of="" db/db="" mice="" significantly="" increased="" in="" the="" db/db="" group.="" symptoms="" of="" obesity="" were="" also="" observed,="" including="" body="" weight="" changes="" and="" increases="" in="" the="" rate="" of="" hw/tl="" compared="" to="" the="" db/m="" group.="" he="" staining="" and="" masson's="" trichrome="" staining="" of="" the="" heart="" showed="" obvious="" pathological="" changes="" in="" the="" cardiac="" myocytes="" of="" the="" db/db="" group,="" including="" hypertrophy="" and="" necrosis,="" disordered="" cardiac="" myocytes,="" and="" high="" levels="" of="" extracellular="" matrix="" deposition.="" these="" data="" indicate="" that="" db/db="" mice="" exhibit="" early="" dcm="" under="" long-term="">

ATP er grunnorkugjafi hjartans. Hjartaorka er veitt með oxun og niðurbroti FA, sem stendur fyrir ~70 prósentum af orkubirgðum hjartans.29 Afgangurinn er veittur af kolvetnum eins og glúkósa og mjólkursýru.30 Sykursýki hjörtu eru háð aukinni orkunotkun og ójafnvægi í getu hjartavöðva, sem táknar aðalorsök efnaskiptasjúkdóma í hjartavöðva, þar á meðal minnkuð glúkósaefnaskipti og aukin FA umbrot. Þetta leiðir til aukinnar FA upptöku og oxunar sem leiðir til fitusöfnunar og myndun eitraðra fituefna, sem leiðir beint til DCM skemmda.31

Ályktanir

Hjá db/db músum með hjartavöðva af völdum sykursýki eru efnaskipti glúkósa og lípíða óstýrð, sem leiðir til aukinnar oxunarálags og frumudauða. Þessi rannsókn staðfesti að ECH getur dregið verulega úr langtíma blóðsykurshækkun í db/db músum með PPAR/M-CPT-1/GLUT-4 merkjum. Á sama tíma bætti ECH oxunarálag og hamlaði hjartavöðvafæðingu í db/db DCM músum, sem gæti tengst bættum orkuefnaskiptum. Þrátt fyrir að undirliggjandi aðferðirnar sem stjórna þessum áhrifum hafi ekki verið uppgötvaðar, gefa þessar niðurstöður nýja stefnu fyrir meðferð á DCM og verndandi hlutverki ECH við að bæta hjartavöðvaskaða.

Heimildir

1. Bauters C, Lamblin N, Mc Fadden EP, Van Belle E, Millaire A, de

Groote P. Áhrif sykursýki á hættu á hjartabilun og niðurstöðu. Hjarta- og æða sykursýki. 2003;1(8):1–2. doi:10.1186/1475- 2840-2-1

2. Tate M, Grieve DJ, Ritchie RH. Eru markvissar meðferðir fyrir sykursýki hjartavöðvakvilla í sjóndeildarhringnum? Clin Sci. 2017;131(10):897–915. doi:10.1042/CS20160491

3. Khan H, Anker SD, Januzzi JJ, o.fl. Faraldsfræði hjartabilunar hjá sjúklingum með sykursýki án kransæðasjúkdóms. J Card Bilun. 2019;25(2):78–86. doi:10.1016/j.cardfail.2018.10.015

4. Sheila K, Patel B. CTGF genið -945 G/C fjölbreytni tengist ekki fylgikvillum hjarta eða nýrna hjá einstaklingum með sykursýki af tegund 2. Hjarta- og æða sykursýki. 2012;1(11):42.