ストレプトゾトシン誘発性糖尿病動物の肺組織に対するAgaricus blazei Murilの効果
要約
本研究は、ストレプトゾトシン誘発性糖尿病ラットにおけるAgaricus blazei Muril(A.Blazei)の治療効果と同様に酸化ストレスを評価するために設計された。 我々は25Wistarラットを使用し、DMはストレプトゾトシン(70mg/Kg i.p.)を注入することによって誘導された。 Agaricus blazei Murilは、疾患発症後40日から毎日投与された。 A. Blazeiをその植物化学組成の水性抽出物として試験し,invitroでの抗酸化活性も評価した。 リポペルオキシド(LPO)およびスーパーオキシドジスムターゼ(SOD),カタラーゼおよびグルタチオンペルオキシダーゼ活性を免疫組織化学により肺組織および誘導性酸化窒素シンターゼ(inos)の存在を測定した。 解剖病理学的研究も行った。 A.Blazeiの植物化学的スクリーニングにより,アルカロイドとサポニンの存在が検出された。 抽出物はDPPH捕捉およびヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼアッセイにおいて有意な抗酸化活性を示した。 肺LPOは対照群()と比較して糖尿病動物(;)で増加し、続いてA.Blazei処理群(;)で減少した。 inosは糖尿病ラットでは肺で増加し,A.Blazei投与群では減少した。 糖尿病ラットの肺組織はストレプトゾトシン治療に関連する酸化的変化を示した。 A.Blazei処理は酸化ストレスを効果的に減少させ,組織回復に寄与した。
1. はじめに
真性糖尿病(DM)は、高い罹患率および死亡率を有する発生率および臨床的関連性が高まる内分泌代謝疾患である。 慢性の複雑化の中で腎臓、心血管および神経系と関連しているマイクロおよびマクロ管の無秩序はあります。 しかし、過去20年間で、呼吸機能の変化も臨床的および実験的研究で報告されている。 代謝制御障害を有する糖尿病患者において、肺容積および容量の測定値の減少に関連して、長年にわたる肺機能の低下が証明された。 肺毛細血管内皮の基底膜への構造変化は、肺胞-毛細血管膜の肥厚および拡散能力の低下を伴って、DMにも存在する。 さらに、糖尿病患者は、肺感染症、特に結核に罹患しやすく、この特定の集団において4倍の発生率を有する。 これらの変化はすべて臨床的および実験的研究で証明されたが、DMに関連する肺合併症を含む主要な生理学的メカニズムを調査した研究はほとん
DMの慢性合併症に関連する4つの経路、すなわち、ポリオール経路、プロテインキナーゼC(PKC)活性化、ヘキソサミン経路の増加した流れ、および高度な糖化終生産物(AGE)の経路がある。 それぞれの場合に異なる提示が、酸化ストレス(OS)は、上記で引用された四つの経路に関与しています。
誘導性酸化窒素シンターゼ(iNOS)の作用によって形成される酸化窒素(NO)の増加が、DMに起因する病因および合併症の両方に関与する因子の一つである 外因性の酸化防止剤の使用はDMの処置のための大きい治療上の潜在性を表すかもしれません
担子菌agaricus blazei Murill(a.Blazei)は、一般に”太陽のきのこ”として知られ このきのこはアテローム性動脈硬化、肝炎、hyperlipidemia、皮膚炎および癌の処置で伝統的に使用され、生体内および生体外の両方immunomodulatingおよびantimutagenic効果をもたらすことを示 多糖類α-グリカンおよびβ-グリカンは、免疫学的および抗腫瘍刺激の機能を担う。
A.Blazeiはすでに2型糖尿病に関連するインスリン抵抗性に有益であることが示されているが、DMにおけるa.Blazeiのin vivoでの抗酸化能を示した研究はない。
A.Blazeiは、 ストレプトゾトシン誘発D mを有する動物の肺組織におけるA.Blazeiの酸化ストレスと治療効果を評価するために設計した。
2. メソッド
2.1. キノコ
種Agaricus blazei Murill(Cタイプ)の空気乾燥キノコは、ブラジルのサンパウロ州立大学(UNESP)のEngeneering学科のLuiz Antúnio Graciollo博士からの贈り物でした。
2.2. A.blazei水性抽出物の調製
空気乾燥部(100g)を粉砕し、抽出された水性を注入(1/10キノコ/溶媒)によって調製した。 注入は室温で30分間放置した。 冷却および濾過後、抽出物を凍結濃縮し、凍結乾燥により5日間一晩濃縮して、A.blazei水性抽出物を得た。 2.3.
Louis、USA)から購入した。<p>2,2−ジフェニル−1−ピクリルヒドラジル(DPPH)、hypoxanthine、xanthine oxidase、trolox、およびサリチル酸を、Sigma(St.2.4.
植物化学的スクリーニング
aの植物化学的分析(フラボノイド、タンニン、アントラキノン、アルカロイド、サポニン、クマリンおよび強心配配糖体)。 blazeiはHarborneによって記載された方法に従って実施された。 薄層クロマトグラフィー分析は、WagnerおよびBladtによって示されたシステムおよび開発者に従って行われた。2.5.
ヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼアッセイ
抽出物のヒドロキシルラジカル掃気能力をアッセイするために採用された方法は、Owen et al. . 0mg/mLの濃度でアッセイ緩衝液(hypoxanthine、Fe(III)、EDTAおよびサリチル酸)に溶解し、アッセイ緩衝液中で適切に(3倍に)希釈して、最終体積1にした。0mLは0.1–2.0mg/mLの範囲を与える。 3.2M(NH4)2SO4に溶解したキサンチンオキシダーゼの5Lアリコートを加えて反応を開始した。 試料管を37℃で3時間インキュベートし、その時点で反応が完了した。 反応混合物の3 0Lアリコートを、Owenらによって記載されるようなクロマトグラフ条件を使用してHPLCによって分析した。 . クロマトグラフィー分析は、μ bondapak C18逆相カラムと325nmでの検出とメタノール/水/酢酸に基づく勾配を使用して行われました。 HPLC装置は、2 6 9 5分離モジュールおよびUV検出器2 4 8 7を有していた。 サリチル酸とヒポキサンチンのヒドロキシル化は、それぞれA=325とA=278nmで監視されました。 サリチル酸に対するヒドロキシルラジカル(OH•)攻撃によって生成されるジヒドロキシフェノール(2,5-ジヒドロキシ安息香酸および2,3-ジヒドロキシ安息香酸)(2,5-DHBAおよび2,3-DHBA)の量は、それぞれの純粋なジヒドロキシフェノールを用いて調製された標準曲線から決定された。2.6.
2.6. DPPH-清掃アッセイ
Dpphフリーラジカルの清掃は、Yamaguchiらによって記載された修正された方法を用いて測定した。 ここで、異なるメタノール植物抽出物を、メタノールに溶解した250mM DPPHを含有するTris–HCl(100mM)緩衝液、pH7.0に添加した。 各抽出物の少なくとも6つの異なる希釈液を試験し、暗所で2 0分間静置した後、Shimadzu分光光度計モデルUV−1 6 0 2PC(京都、日本)を用いて5 1 7nmで吸光度を測定した。 実験は三連で行った。 抗酸化活性(AOA)は、IC5 0(陰性対照と比較してDPPHの吸光度を5 0%低下させるのに必要な試料または陽性対照のg/ml中の阻害濃度)として表された。 IC50が低いほど、AOAは高くなります。 2.7.
2.7. 動物と実験プロトコル
使用される実験プロトコルは、ポルトアレグレの病院デClínicasの研究と大学院研究のグループの倫理と健康研究委員会によっ オスのウィスターラットのみが使用され、Instituto de Ciúncias básicas da Saúde da Universidade Federal do Rio Grande do Sul(UFRGS)の繁殖コロニーから得られた。 研究の開始時の動物の平均重量は200-300グラムであった。 それらを、温度制御された環境(2 2±4℃)中で、1 2:1 2時間の明/暗周期(午前7時から午後7時までの光)の下に保った。DMは、7 0mg/Kg体重の用量でのストレプトゾトシンi.p.(STZ、Sigma Chemical Company、St. STZをクエン酸ナトリウム緩衝液(0.1M、pH4.5)緩衝液に溶解してから約10分後に動物の左腹部に投与した。 対照群の動物は、STZを溶解するために使用された緩衝液と同じ容量のNaCl0.9%i.p.のみを受けた。 A.blazei抽出物を蒸留水の溶液中で0.1g/mL(10%)の濃度に希釈し、室温で2時間放置した。 投与経路は、2mLの最終溶液を用いた胃強制投与であり、治療は糖尿病誘発の40日目から開始された。 動物は、異なるグループで無作為化された: 対照(CO)、Nacl(D M)で処理した糖尿病、およびa.blazei(D M+A.blazei)で処理した糖尿病。 血液サンプルは、誘導の一日前、および実験の開始の2および30日後に後眼窩神経叢から収集した。 試験の60日の終わりに動物はxilasineおよびケタミンと麻酔された後exsanguinationによって安楽死に誘導されました。 後眼窩神経叢からの血液をサンプリングし、右肺を解剖し、組織学的分析のために4%のホルムアルデヒドに保持した。 左肺を除去し、追加の分析のために-80℃で凍結した。 2.8.
血清分析
血液サンプルは、凝固を避けるためにヘパリン(Liquemine)と試験管に入れました。 次いで、材料を1.800gで15分間遠心分離した。 沈殿物を廃棄し、血漿を除去した。 グルコース、コレステロールおよびトリグリセリドレベルを決定するために、比色酵素試験(Kit Labtest、Bio Diagnóstica)を使用し、吸光度を分光光度計(CARY3E-UV-Visible Spectrophotometer Varian)で測定した。
250mg/dL以上のグルコース濃度を有する動物は、糖尿病とみなされた。 2.9.
酸化ストレスおよび抗酸化アッセイの生化学的分析
肺は、組織のグラム当たり9mLのリン酸緩衝液(KCL140mM、リン酸20mM、pH7.4)で均質化した。 これらの肺ホモジネート中のタンパク質濃度は、Lowryらによるウシアルブミンの標準溶液を用いて決定した。 .
肺脂肪過酸化は、チオバルビツール酸反応性物質(TBA-RS)の方法によって決定された。肺組織におけるスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)活性は、エピネフリン自動酸化におけるアドレノクロム形成の阻害に基づく技術を用いて決定された。 肺組織中のカタラーゼ(CAT)活性を他の場所で述べたように決定し,肺組織中のセレン依存性グルタチオンペルオキシダーゼの定量をグルタチオンレダクターゼによるNADPH酸化の測定からなる技術によって得た。2.10.
2.10. 組織学的研究
組織学的分析のために、サンプルは二度パラフィンに埋め込まれました。 ミクロトームを使用して、パラフィンブロックは3-m seriateセクションに切断されました。 染色段階では,スライドをヘマトキシリン-エオシンとpicrosiriusに浸漬した。 脱水段階では,構造は絶対アルコールを含む三つの容器とキシロールを含む二つの容器を通過した。 読み取りは、光学顕微鏡(Nikon Labophot)を用いて1 0 0で行った。 分析は、研究の詳細を知らなかった2人の病理学者によって行われた。 2.11.
2.11. INOSの免疫組織化学的検出
免疫組織化学反応は、ストレプトアビジン-ビオチンペルオキシダーゼ複合体(StreptABC、DAKO)の技術を介して肺組織切片において行われた。 スライドを4%アセトンで希釈したシラン溶液(APTS、Sigma)によって予め被覆した。 3mの厚さのセクションは、機械的なミクロトームを用いて得られた。 次いで、切片を脱脂し、キシロールおよびエタノールに連続的に浸漬し、クエン酸緩衝液(10mM、pH6.0)を用いて圧力鍋(Eterna、Nigro)中の照射熱によって抗原回収に提出した。 ペルオキシダーゼ遮断は、3%の過酸化水素溶液を用いて実施し、続いて、NOS−2に対する一次抗体(INOS、1:4 0、Santa Cruz)とのインキュベーションを行った。 反応は60mg%のジアミノベンジジン(DAB、Sigma)溶液でマークされ、Harris’s hematoxylin(Merck)でカウンターステインされた。 各反応について、陽性対照を、試験された抗体に対して陽性であることが知られている組織に対して使用した。 2つの陰性対照、第1の1つは一次抗体の不在によるものであり、第2の1つは反応工程中に二次抗体を除去することによるものであった。 症例は、少なくとも中程度の強度の茶色の着色が細胞の細胞質および細胞の10%以上に見られた場合、iNOS陽性と考えられた。 2.12.
2.12. 統計分析
データは平均±標準偏差(SD)として提示され、統計ソフトウェアSPSS15.0を介して分析されました。 変数は、Kolmogorov-Smirnov検定によって正規性について検定されました。 グループ間の差異には、分散の一方向分析(ANOVA)を使用しました。 パラメトリック変数にはstudent Newman-Keulsポストホック検定を,ノンパラメトリック変数にはKruskal-Wallisを用いた。 使用された重要性のレベルは次のとおりでした。
3. 結果
3.1. 植物化学的分析
A.blazeiの植物化学的分析は、サポニンとアルカロイドの存在を示した。 アントラキノン,強心配配糖体,クマリン,フラボノイド,フェノール酸,タンニンなどの他の二次代謝産物は検出されなかった。
3.2. ヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼIn Vitroアッセイ
抽出物のin vitro抗酸化活性は、ヒポキサンチン-キサンチンオキシダーゼアッセイにおけるサリチル酸へのヒドロキシルラジカル攻撃の生成物としてヒドロキシル安息香酸(DHBA)の産生を監視することによって決定された。 アッセイに添加したA.blazei水性抽出物の濃度の関数としての全酸化生成物の還元は,用量依存的にinvitro抗酸化能力をもたらした。 A.blazeiの水性抽出物は、両方のDHBA種の形成を45に減少させた。使用される最高濃度で2%(2mg/mL)。 IC50値を計算し、0.99mg/mLであることが判明した。 著者らはアルカロイドの存在を発見しなかったキノコ(Lentinula edodes)の第二のタイプは、対照サンプル(IC50 1.95mg/mL)として使用されました。 Trolox(ビタミンE)を陽性対照として使用し、0.34mg/mLのIC50を示した(図1)。
ヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼ系を用いた陽性対照()として使用されるAgaricus blazei()、Lentinula edodes()およびTroloxの空中部分の水性抽出物 データ点は、±SD=3の平均として提示される。
3.3. DPPH-掃気アッセイ
A.blazei水性抽出物、Lの両方のフリーラジカル掃気効果。 edodoes水性抽出物およびtroloxを陽性対照として,DPPHフリーラジカルスカベンジングアッセイを用いて試験した。 A.blazei水性抽出物およびL.edodes抽出物のIC5 0値を表1に示す。 陽性対照として使用されるtroloxのフリーラジカル掃気効果(IC50=0.02mg/mL)の結果を使用して、アッセイを検証した。 抽出物のフリーラジカル掃気能力は、troloxの効果よりも低かったが(DPPHの吸光度を50%低下させるためにはより高い濃度が必要である)、A. blazei水性抽出物(最高のフラバノン含有量を有する)は、IC50 1.77mg/mLの有望な抗酸化活性を提示した。 L.edodesは、一方で、キノコのこの種のアルクロイドの不在と一致している最低の掃気活性(IC50=3.22mg/mL)を持っていた。
サンプル | DPPH(%)の阻害 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
濃度 | .1g/ml | 0.25mg/ml | 0.25mg/ml | 1 mg/mL | 2 mg/mL | IC50 (mg/mL) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trolox | 91.27 | 93.53 | 96.71 | 99.03 | 99.89 | 0.02 ± 0.00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Agaricus blazei | 7.28 | 10.77 | 17.09 | 46.32 | 48.81 | 1.77 ± 0.08 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lentinula edodes | 2.19 | 4.68 | 8.33 | 18.56 | 30.63 | 3.22 ± 0.12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.4. 体重および血清分析
糖尿病動物の体重は有意に減少し、A.Blazei処理動物はさらに体重を減少させた(表2)。 A.Blazei抽出物は明らかに糖尿病ラット()の血糖を減少させたが、血糖曲線は糖尿病および治療動物間で類似していた。 しかし、A.Blazeiは総コレステロールおよびトリグリセリドのレベルを有意に減少させた()。 D mおよびDM+A.Blazei群は,実験中のDM群の動物の死亡率が高かったため,異なるサンプルサイズを有した。
表2
体重およびグルコース、コレステロールおよびトリグリセリド血漿レベルの変化。
3.5。 生化学的分析および酸化ストレスA.Blazeiは、TBA-RSによって決定された脂肪過酸化レベルを有意に減少させた()(表3)。 しかし,抗酸化酵素SODとCATの活性は群間に差を示さなかった。 酵素Gpx活性は糖尿病群で有意に増加し,A.Blazei処理群()で減少した。
Table 3
Biochemical analyses of oxidative stress in lung tissue.
3.6. 組織学的分析STZ誘発性糖尿病は、肺組織に重篤な血管損傷を引き起こし(図2(c))、中隔破裂などの肺胞の変化も証明された。 Picrosirius染色は、糖尿病群の肺胞毛細血管空間における接続組織の拡張(図2(d))とAb処理群におけるこのパターンの明らかな復帰を明らかにした(図2(f))。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (a) (b) (c) (d) (e) (f) Figure 2 HE(a、cおよびe)およびpicrosirius(b、dおよびf)によって染色された肺組織の組織学。 倍率1 0 0:(a)および(b):対照、(c)および(d):真性糖尿病、(e)および(f):Agaricus blazeiで処置した真性糖尿病。
3.7. INOSの免疫組織化学的分析図3は、免疫組織化学によって検出された肺組織におけるiNOS分布を示しています。 Dm群では肺気管支上皮および毛細血管内皮に見られる褐色の陽性染色はinos陽性を示した。 inos染色はAではあまり明らかでなかった。 Blazei group and absent in the CO group. (a) (b) (c) (a) (b) (c) Figure 3
iNOS immunohistochemistry in lung tissue. Magnification 400: There was no staining in the control group (a); reduction in the treated group (b) versus DM (c). 4. 議論hipoxantine/xanthine oxidase in vitroアッセイにおけるA.blazei水性抽出物のフリーラジカル掃気効果の結果、およびDPPHフリーラジカル掃気アッセイでは、有意なin vitro抗酸化活性 両方のアッセイで抽出物は、キノコの別の種であり、サポニンのみを提示し、アルカロイド、またはフラボノイドまたはタンニンではないL.edodesの水性抽出物と比較して、より高い抗酸化活性を発現した。 これはRibeiroらによって提案されている。 抗酸化活性はキノコ中のアルカロイドの存在に関連している可能性があること。 すなわち、より高いアルカロイドの集中はよりよい酸化防止活動を発生させます。 この研究の主な所見は、Agaricus blazeiによる治療後のstreptozotocin誘発性糖尿病ラットにおける肺脂肪過酸化の減少であった。 これまでの研究では、インスリン抵抗性を低下させ、膵臓細胞によるそれの放出を促進する血糖低下効果が示されている。 しかし、A. ここでのblazei処理は,高血糖を減少させないにもかかわらず,酸化ストレスに関連する変数に関して有益な効果を示した。 Kim et al. A.Blazeiから抽出した-グルカンとその酵素加水分解オリゴサハリドの抗糖尿病作用について,すい細胞の培養およびストレプトゾトシン誘発糖尿病動物におけるinvitroおよびinvivo効果を評価した。 -グルカンおよびオリゴサハリドによる治療後,動物は血糖,トリグリセリドおよびコレステロールレベルおよびアテローム性動脈硬化活性の低下を示した。 我々の研究では、治療は、その化合物のいずれかを単離することなく、A.Blazeiの総抽出物を用いて行われ、これはおそらく抗血糖作用の欠如の説明である。 A.Blazeiの抽出物は、in vitroおよびin vivoでの抗酸化活性を示したが、治療は動物の体重を有意に減少させた。 この事実は、この実験で使用されたA.blazei抽出物の高用量のために説明することができ、体重減少を示さない他の研究で使用された用量とは異なる。 しかし、ラットにおける水性抽出物の90日間の亜慢性毒性を評価する研究では、雄ラットの2654mg kg-1の用量での臨床徴候、体重および食物消費に一貫した治療関連の変化はなかった。 これらの用量におけるA.Blazeiの毒性効果を評価するためには、特定の変数の分析とともに、より多くの研究が必要であった。 GPxは糖尿病群で有意に増加し、A.Blazei治療後に有意に減少した。 GPxのこの増加は活動を調整する主要な基質であるので減らされたグルタチオンの減少されたレベルを説明できます。 Gumieniczek et al. 実験DMで肺の酸化圧力が酸化防止酵素活性の減少および高められたlipoperoxidationのためにあることを示しました。 このような変化は、誘導後数週間後により重要である。 DMの間にCu、Zn-SODの活動の減少およびカタラーゼの活動の増加があります。 SODもカタラーゼ活性も異なる群では変化しなかった。 Gumieniczekのものとは異なる我々の発見のための可能な説明は、我々の研究では抗酸化酵素の分析が以前に行われたということです。 我々の実験モデルでは、肺系に多数の組織学的変化が観察された。 これらの変化は文献で報告されているものと一致しており,特にpicrosirius染色法で観察された結合組織の増加と基底板の肥厚に関しては一致していた。 A.Blazeiでの治療後、このような変化はあまり明らかになった。 Glycosilationのプロセスに起因するコラーゲンとの内部および分子間結合の形成は剛性率の増加のようなティッシュ蛋白質の構造変化、蛋白質分解消化力への抵抗および細胞外マトリックスの原因となります(を含むフィブロネクチン、procollagen α2、タイプIII、IVおよびVIのコラーゲンおよびlaminina)。 A.Blazeiによる治療後のこのプロセスの復帰の主な要因は,肺脂肪過酸化の減少によって示される酸化ストレスによる損傷の減少によって説明できる。 長期的な高血糖状態は、いくつかの組織におけるiNOS発現の変化に関連している。 長期的な高血糖状態は、いくつかの組織におけるiNOS発現の変 糖尿病ラットの肺組織ではinosが有意に増加し,動物をA.Blazeiで処理したときに有意に減少した。 研究は、内皮一酸化窒素シンターゼ(eNOS)のmRNA発現が減少することを示しているが、iNOSは環状グアノシン一リン酸(c-GMP)の生成とともに増加する可能性がある。 最近発表された研究では、糖尿病ラットの肺組織において、脂肪過酸化、スーパーオキシドジスムターゼ活性、およびiNOSおよびeNOSアイソフォームの分布を評価した。 糖尿病ラットの肺組織におけるinosの増加に伴う酸化ストレスの増加が観察され,抗酸化剤α-リポ酸で処理した群では逆転した。 これらの所見は,このDMモデルにおける酸化ストレスの増加,組織学的肺変化,抗酸化療法の効果など,本研究で報告された所見と一致した。 本研究は、ストレプトゾトシン誘発性糖尿病における酸化ストレス変数および肺形態病理に関するA.Blazei水性抽出物の有益な効果を示しています。 これらの所見は,DMにおける肺理学療法のより良い理解に有意に寄与すると考えられる。 私たちの研究はまた、A.Blazeiの治療可能性に関しても関連しています。 謝辞この作業は、ブラジルの機関”Fundo de Incentvo à Pesquisa e Eventos(FIPE)do Hospital de Clínicas de Porto Alegre(HCPA)”および”Laboratório de Hepatologia e Fisiologia Experimental da Universidade Federal do Rio Grande do Sul(HCPA/UFRGS)”からの助成金によって支援されました。 |
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