Cistanche-polysakkarider støtter tarmbarrieren, beroliger NLRP3 og fremmer sunn aldring

Resultater

 

3.1 Effekt av Cistanche deserticola-polysakkarider på intestinal SA- -galaktivitet

SA- -gal-farging viste at sammenlignet med den unge kontrollgruppen økte nivået av SA- -gal-positive celler i ileum hos naturlig aldrende mus. Sammenlignet med den naturlig aldrende gruppen, viste både lav- og høydose CDP-grupper redusert SA- -gal-positivitet (se figur 1). Disse resultatene indikerer at CDP-er antagoniserer aldring i ilealvev.

Fig.1 Påvirkning av CDP-er på aktiviteten til intestinal SA- -gal (SA- -al-farging, × 20)

 

Tabell 2. Effekten av CDP på ​​SASP i tykktarmsvev hos aldrende mus

(x̄ ± s, n = 10)

Gruppe	CXCL-1	IL-6	MMP-2	NF-KB	p16	TNF-
Ung kontroll	1.00 ± 0.09	1.02 ± 0.22	1.15 ± 0.19	1.15 ± 0.73	1.10 ± 0.56	1.11 ± 0.53
Naturlig aldring	3.18 ± 1.00¹)	3.63 ± 1.52¹)	4.73 ± 0.79¹)	7.51 ± 1.39¹)	3.63 ± 0.42¹)	4.94 ± 1.23¹)
CDPs lav dose	2.24 ± 0.67	2.48 ± 0.37³)	2.48 ± 0.97³)	3.11 ± 2.08³)	1.42 ± 1.27⁴)	3.57 ± 0.11⁴)
CDPs høy dose	1.39 ± 0.12²)	1.38 ± 0.13³)	1.17 ± 0.48⁴)	2.24 ± 1.50⁴)	1.26 ± 0.42⁴)	1.37 ± 0.30⁴)
-Nikotinamidmononukleotid	2.21 ± 0.06	2.00 ± 1.05³)	2.05 ± 0.29⁴)	3.71 ± 2.17³)	2.66 ± 0.18⁴)	2.16 ± 0.64⁴)

Merknader:
¹) P< 0,01 vs. Young Control;
²) P< 0,05 vs. Young Control;
³) P< 0,05 vs. naturlig aldring;
⁴) P< 0,01 vs. naturlig aldring.

 

 

Cistanche Oral brennevin og kosttilskudd for tarmaldringsproblemer

 

3.2 Effekt av Cistanche deserticola polysakkarider på SASP

Sammenlignet med den unge kontrollgruppen var mRNA-nivåer av CXCL-1, IL-6, MMP-2, NF-κB, p16 og TNF- forhøyet i gruppen med naturlig aldring (P < 0,05, P < 0,01). I forhold til den naturlige aldringsgruppen, viste lav- og høydose CDP-gruppene varierende grad av reduksjon i mRNA-ekspresjonen av SASP-markørene ovenfor (P < 0,05, P < 0,01). Disse funnene tyder på at CDP undertrykker SASP-faktorsekresjon (se tabell 2).

Fig. 2 Påvirkning av CDP-er på tarmbarrierefunksjon (×20)

 

Tabell 3. Påvirkning av CDP på ​​tarmbarrierefunksjon, celleproliferasjon og differensiering

Gruppe	ZO-1	Ki67	Lgr5
Ung kontroll	4	0	0
Naturlig aldring	1	0	0
CDPs lav dose	4	0	0
CDPs høy dose	4	0	0
-Nikotinamidmononukleotid	3	0	0

 

3.3 Effekt av Cistanche deserticola polysakkarider på tarmbarrierefunksjon

Sammenlignet med den unge kontrollgruppen ble ZO-1-proteinekspresjonen redusert i ileum hos naturlig aldrende mus, noe som indikerer svekket barrierefunksjon (P < 0,01). Sammenlignet med den naturlige aldringsgruppen økte ZO-1-ekspresjonen i både lav- og høydose CDP-grupper (P < 0,01) (figur 2, tabell 3), noe som tyder på en beskyttende effekt av CDP på ​​tarmbarrierefunksjonen.

Fig. 3 Påvirkning av CDP-er på tarmcelleproliferasjon og -differensiering (×200)

3.4 Effekt av Cistanche deserticola polysakkarider på tarmcelleproliferasjon og differensiering

Sammenlignet med den unge kontrollgruppen, reduserte tarmcelleproliferasjonen og Ki67-ekspresjonen ble redusert i den naturlig aldrende gruppen; intestinal stamcelle (ISC) markøren Lgr5 ble også nedregulert (P < 0,01). Sammenlignet med den naturlige aldringsgruppen, forbedret begge CDP-dosene markant tarmcelleproliferasjonen, og Lgr5-nivåene hadde en tendens til å normaliseres (P < 0,01) (Figur 3, Tabell 3). Disse resultatene tyder på at CDP-er kan delta i prosessene med intestinal celleproliferasjon og differensiering.

Fig. 4 Impact of CDPs on Inflammasom Mediated Inflammatory Response

3.5 Effekt av Cistanche deserticola polysakkarider på inflammasommediert betennelse

Sammenlignet med den unge kontrollgruppen var LPS-nivåene signifikant økt i gruppen med naturlig aldring (P < 0,01). I forhold til den naturlig aldrende gruppen, sank LPS-nivåene signifikant i både lav- og høydose CDP-grupper (P < 0,01). Sammenlignet med den unge kontrollgruppen ble uttrykk for NLRP3-inflammasomrelaterte proteiner (NLRP3, ASC og Caspase-1) oppregulert i den naturlige aldringsgruppen; i motsetning til dette ble proteinnivåene nedregulert i begge CDP-dosegruppene (se figur 4). Sanntids-PCR bekreftet videre at de pyroptoseassosierte cytokinene IL-18 og IL-1 var signifikant økt i den naturlige aldringsgruppen (P < 0,01), mens begge ble signifikant redusert i CDP lav- og høydosegruppene sammenlignet med den naturlige aldringsgruppen (P < 0,01) (se tabell).

Tabell 4. Effekten av CDP-er på serum-LPS og ekspresjon av IL-18 og IL-1 mRNA i ileumet til aldrende mus

(x̄ ± s, n = 10)

Gruppe	LPS	IL-18	IL-1
Ung kontroll	1.38 ± 0.32	1.01 ± 0.16	1.37 ± 1.34
Naturlig aldring	6.26 ± 0.73¹)	5.53 ± 0.23¹)	9.90 ± 0.43¹)
CDPs lav dose	3.23 ± 0.58⁴)	2.04 ± 1.49⁴)	4.57 ± 3.76³)
CDPs høy dose	1.82 ± 0.35⁴)	1.76 ± 0.55⁴)	3.32 ± 1.36³)
-Nikotinamidmononukleotid	3.63 ± 1.33⁴)	3.67 ± 1.48	4.84 ± 3.18

Merknader:
¹) P< 0,01 vs. Young Control;
³⁴) P< 0,05 ellerP< 0,01 vs. naturlig aldring.

Cistanche-polysakkarider hemmer NLRP3-inflammasomaktivering og forbedrer tarmens aldring

Diskusjon

 

Tradisjonell kinesisk medisin (TCM) hevder at "nyren er roten til livet", og at robust nyre-qi er assosiert med lang levetid, mens nedgang i nyre-qi forkorter livet (Yu Chuan, Medical Orthodox Transmission). Allerede på 1980-tallet foreslo akademiker Chen Keji å bruke nyretonifiserende metoder for å utsette aldring [18]. Akademiker Shen Ziyin utførte dyptgående forskning på forholdet mellom nyre-yang og aldring [19], og la merke til at mangel på nyre-yang er en nøkkelledd i aldring. I hovedsak, under langvarig ytre påvirkning, blir nyre-yang utilstrekkelig til å varme og støtte innvollene, noe som fører til aldring over tid [20]-intestinal aldring inkludert. Nyrene og tynntarmen deler den nedre brenneren i TCM-teori; tarmfunksjoner for å motta og transformere er avhengige av den oppvarmende og fordampende virkningen av nyre-yang. Som Xu Shuwei skrev i Puji Benshifang, "Når nyre-qi er svak og primordial qi avtar, lider fordøyelsen naturlig." Når nyre-yang er mangelfull, er driv- og oppvarmingskreftene utilstrekkelige, og klarer ikke å støtte milt-yang. Etter hvert som milttransport og transformasjon svekkes, avtar genereringen av essens fra mat, som deretter svekker postnatal essens, forstyrrer distribusjon og utskillelse, og produserer slim, fuktighet, turbiditet og stasis-patologiske produkter som fremmer tarmens aldring. Derfor er nyre-yang-mangel en viktig patomekanisme for tarmens aldring og gir et teoretisk grunnlag for å bruke nyrevarmende midler for å gripe inn.

Cistanche deserticola er en viktig nyrevarmende urt som matcher kjernepatomekanismen i tarmens aldring. Listet blant de "øverste" urtene i Shennongs Classic of Materia Medica og hyllet som "ørkenens ginseng", er Cistanche kjent for sine styrkende effekter, og legger grunnlaget for dens antialdringseffekt [21]. Polysakkarider er polymerer med høy molekylvekt dannet av 10 eller flere monosakkarider koblet via glykosidbindinger [22]. De siste årene har forskningen på naturlige polysakkarider utviklet seg raskt, og fremhevet et dusin eller flere farmakologiske aktiviteter, inkludert anti-aldring [23]. Cistanche-polysakkarider er hovedaktive bestanddeler i Cistanche [21]. Tidligere studier viser at CDP-er kan modulere dysbiose, forbedre slimhinnebarrierehomeostase og reversere aldringsindusert villusatrofi [11]. Imidlertid har deres systemiske effekter og mekanismer for å forbedre tarmaldring fortsatt å bli avklart.

I denne studien, ved å bruke Cistanche-ekstrakt-avledede polysakkarider i en naturlig aldrende musemodell, bekreftet vi at CDP-intervensjon modulerte SA- -gal-nivåer, tarmbarrieremarkører og NLRP3-inflammasomaktivering, og bekreftet dermed effektivitet og mekanisme for å lindre intestinal aldring. SA- -gal er en lysosomal hydrolase; med cellulær senescens, blir lysosomal biogenese og trafficking svekket, noe som øker SA- -galinnholdet og aktiviteten [24–25]. CDP-er reduserte SA- -gal-positivitet i museileum (Figur 1), og bremset effektivt ilealaldring. På genekspresjonsnivå nedregulerte CDP kjerne-SASP-faktorer som p16, TNF- og NF-KB (tabell 2), noe som tyder på reduksjon av det kroniske inflammatoriske mikromiljøet via SASP-modulering [26-27], i samsvar med kjente immunmetabolske effekter av polysakkarider [28-30]. Integritet av tarmbarrieren er avgjørende for vedlikehold av homeostase. Her oppregulerte CDP-er tight junction-proteinet ZO-1 (figur 2, tabell 3), i samsvar med rapporter om at forbedret permeabilitet kan lindre aldringsfenotyper [31–33]. Mekanistisk er dette sannsynligvis relatert til reduserte LPS-nivåer (tabell 4) og påfølgende undertrykkelse av NLRP3-inflammasomaktivering [34–35]. Denne positive tilbakemeldingssløyfen "barrierereparasjon–inflammasjonshemming" tilbyr doble mål for å gripe inn i tarmens aldring.

Viktigere, CDP-er regulerer ikke bare aldringsrelaterte veier, men forbedrer også intestinal stamcellefunksjon. Økninger i Ki67- og Lgr5-positive celler (figur 3, tabell 3) indikerer aktivering av ISC-proliferasjons- og differensieringsprogrammer [36–37], potensielt knyttet til å hemme NLRP3-mediert IL-1 /IL-18 frigjøring [38–39] og dermed beskytte stamcellefunksjonen mot en betennelse. Sammenlignet med enkeltmåls småmolekylære NLRP3-hemmere [40], gir CDP-er multidimensjonal intervensjon: senking av oppstrøms LPS for å blokkere inflammasomaktivering, fremme ZO-1 for å styrke barrierefunksjonen, og modulere SASP og stamcelleaktivitet som tilbyr bredere systemnivåregulering.

 

Denne studien bygger også bro mellom TCM-teori om "nyre-yang-mangel" med moderne patofysiologiske trekk ved tarmens aldring. Kjernemekanismen - nyre-yang-mangel - kartlegger godt aldringsfenotyper som barrieredysfunksjon, kronisk lavgradig betennelse og dysbiose. På et mekanistisk nivå kan TCM-forestillingen om "intern kuldebegrensning" fra nyre-yang-nedgang sees på som en trigger for NLRP3-aktivering og nedstrøms inflammatoriske kaskader. På et molekylært målnivå fremhever funnene våre NLRP3/Caspase-1/ASC-aksen som et sentralt nav som forbinder "yang-nedgang" med "tarmskade", fremmer cytokinfrigjøring og barriereskade og forverrer derved tarmaldring. Som en representativ aktiv komponent i samsvar med nyreoppvarmingsmetoden, hemmer CDP-er effektivt NLRP3-aktivering, blokkerer Caspase-1-spaltning og ASC-modning, og reverserer dermed den patologiske prosessen med "yang-mangel-indusert aldring", og gir vitenskapelig støtte for å forebygge og behandle tarmaldring fra et nyreoppvarmingsperspektiv.

Oppsummert avslører denne studien at CDP-er forbedrer intestinal aldring ved å hemme NLRP3-inflammasomaktivering, noe som gir nye bevis for det farmakodynamiske grunnlaget til Cistanche og en teoretisk begrunnelse for å utvikle multi-target anti-aldringsstrategier. Begrensninger gjenstår: (1) det nøyaktige molekylære målet som CDP-er hemmer NLRP3-direkte binding til NLRP3 versus modulering av oppstrøms mønstergjenkjenningsreseptorer - krever avklaring; (2) om CDP-er regulerer NLRP3 indirekte via en tarmmikrobiota-metabolittakse trenger ytterligere validering. Fremtidige studier som integrerer enkeltcellesekvensering og mikrobiotatransplantasjon kan belyse CDP-kryssorganregulerende nettverk og fremme klinisk oversettelse.

 

Referanser

 

[1] Gavrilov LA, Gavrilova NS. Er aldring en sykdom? Biodemografers synspunkt. Adv Gerontol. 2017;30(6):841–842.
[2] Zhang X, Zhang F, Li Y, et al. Blokkering av PI3K/AKT-signalvei av Astragaloside IV demper ulcerøs kolitt ved å forbedre tarmepitelbarrieren. J Transl Med. 2024;22(1):406.
[3] Rybina OY, Symonenko AV, Pasyukova EG. Sammensatte kombinasjoner rettet mot lang levetid: Utfordringer og perspektiver. Aging Res Rev. 2023;85:101851.
[4] Liao G, Xie Y, Peng H, et al. Fremskritt innen NMN bioterapi og forskningsoppdateringer innen fordøyelsessystemets sykdommer. J Transl Med. 2024;22(1):805.
[5] Nadeeshani H, Li J, Ying T, et al. Nikotinamidmononukleotid (NMN) som et helseprodukt mot aldring - løfter og sikkerhetshensyn. 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. Engelsk tittel: Liu F, Zhuang W, Yang Y, et al. Forskningsfremskritt i de regulatoriske mekanismene for NLRP3-inflammasomaktivering. Biomedisinsk transformasjon. 2024;5(02):2–11.
[7] Liu Y, Xu X, Lei W, et al. NLRP3-inflammasomet i fibrose og aldring: De kjente ukjente. Aging Res Rev. 2022;79:101638. doi:10.1016/j.arr.2022.101638
[8] Chen H, Zhang X, Liao N, et al. Identifikasjon av NLRP3 betennelsesrelatert genpromoter hypometylering ved diabetisk retinopati. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020;61(13):12.

Praktiske notater for lesere og produktutviklere

Funksjonelle implikasjoner: CDP-er kan bidra til å lindre forstoppelse ved å "fukte tarmene", mens moderne data tyder på barrierestøtte (↑ZO-1), redusert endotoksinbelastning (↓LPS) og dempet inflammasom aktivitet (↓NLRP3/ASC/Caspase-1; /IL-18).

Differensiering for produkter: Posisjonering som tarmbarrierestøtte og sunn aldringsstøtte. Vurder standardisert CDP-innhold og identitetstesting.

Translasjonsbetraktninger: Funn fra mus styrer hypoteser; Menneskelig dosering må følge sikkerhet, kvalitet og klinisk validering. Potensiell synergi med probiotika eller prebiotika som senker LPS-belastningen.

Utfallsmarkører for forsøk: Avføringsfrekvens/konsistens, serum/fekal LPS, fekal zonulin eller serumclaudiner, inflammatoriske cytokiner og tarmpermeabilitetsanalyser.