ตอนที่ 1|สูตรสมุนไพรจีน Tonic The Kindney ปรับปรุงการลีบของกล้ามเนื้อผ่านการควบคุมกระบวนการควบคุมคุณภาพไมโตคอนเดรียในหนูที่เลี้ยงด้วยไต 5/6

ติดต่อ: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 อีเมล:audrey.hu@wecistanche.com

Dongtao Wang1,3, Jianping Chen2, Xinhui Liu1, Ping Zheng1, Gaofeng Song1, Tiegang Yi1,2 และ Shunmin Li1

กล้ามเนื้อลีบเป็นหนึ่งในภาวะแทรกซ้อนที่ร้ายแรงของโรคไตเรื้อรัง (CKD) การควบคุมคุณภาพไมโตคอนเดรีย (MQC) ที่ไม่เป็นระเบียบ รวมถึงการสร้างไบโอเจเนซิสของไมโตคอนเดรียที่ลดลง ทำให้พลวัตของไมโตคอนเดรียบั่นทอนและกระตุ้นการทำงานของไมโทฟาจี มีบทบาทสำคัญในการไกล่เกลี่ยการสูญเสียกล้ามเนื้อ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสังเกตผลของยาต้ม Jian-Pi-Yi-Shen (JPYS) ต่อการเสื่อมของกล้ามเนื้อในหนู CKD และสำรวจกลไกที่เป็นไปได้ในการควบคุมกระบวนการ MQC หนูที่ nephrectomized 5/6 ตัวถูกสุ่มจัดสรรเป็น 2 กลุ่ม: กลุ่ม CKD และกลุ่ม JPS นอกจากนี้ หนูทดลองเป็นกลุ่มเสแสร้ง หนูทุกตัวได้รับการรักษาเป็นเวลา 6 สัปดาห์ ผลการศึกษาพบว่า การให้ยาต้ม JDS ช่วยป้องกันการสูญเสียน้ำหนักตัว การสูญเสียกล้ามเนื้อ การลดขนาดเส้นใยของกล้ามเนื้อ การเสื่อมสภาพของโปรตีนในกล้ามเนื้อ และการสังเคราะห์โปรตีนจากกล้ามเนื้อที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ยาต้มของ JDS ยังเพิ่มปริมาณไมโตคอนเดรียและโปรตีนสร้างชีวภาพ และควบคุมโปรตีน autophagy และ mitophagy ลง นอกจากนี้ ยาต้มของ JDS ยังเพิ่มโปรตีนหลอมรวมของไมโตคอนเดรีย ในขณะที่ลดโปรตีนจากฟิชชันของไมโตคอนเดรีย โดยสรุป ยาต้มของ JDS ช่วยเพิ่มปริมาณไมโทคอนเดรียและการสร้างชีวภาพ ฟื้นฟูสมดุลระหว่างการแยกตัวและการหลอมรวม และยับยั้งวิถี autophagy-lysosome (ไมโทฟาจี) โดยรวมแล้ว ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่ายาต้ม JRS มีประโยชน์ต่อการลีบของกล้ามเนื้อใน CKD ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการปรับกระบวนการ MQC

Cistanche tubulosa ป้องกันโรคไต คลิกที่นี่เพื่อรับตัวอย่าง

โรคไตเรื้อรัง(CKD) มีลักษณะเฉพาะโดยการสูญเสียการทำงานของไตอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายเดือนหรือหลายปี การศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นว่ากลไกการทำงานของมันเกี่ยวข้องกับการสะสมมากเกินไปของเมทริกซ์นอกเซลล์และการสูญเสียและการอักเสบของ podocyte ตลอดจนความผิดปกติของการเผาผลาญไขมันและการเผาผลาญของอะมิโน1-6 รายงานบางฉบับระบุว่า CKD เกี่ยวข้องกับกล้ามเนื้อลีบซึ่งมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการตายและการเจ็บป่วย7 สิ่งกระตุ้นที่เป็นไปได้ของการลีบของกล้ามเนื้อใน CKD ได้แก่ ภาวะกรด การผลิตแองจิโอเทนซิน II การอักเสบ การควบคุมที่เพิ่มขึ้นของระบบยูบิควิติน-โปรตีโอโซม และออโตฟาจี-ไลโซโซม (UPS และ ALS) และการควบคุมคุณภาพยล (MQC) ที่ผิดปกติ8, 9. น่าเสียดาย การแทรกแซงการป้องกันและการรักษาที่ป้องกันการลีบของกล้ามเนื้อยังคงอยู่ในขั้นเริ่มต้นของการพัฒนา ผู้ป่วยจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ยอมรับการรักษาแบบเสริมหรือทางเลือก เช่น การแพทย์แผนจีน (TCM)10–14 เราตรวจสอบว่า aยาจีนโบราณยาต้ม Jian-Pi-Yi-Shen (JPYS) จะป้องกันการลีบของกล้ามเนื้อโดยการปรับกระบวนการ MQC

UPS ได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้สนับสนุนหลักในการสลายโปรตีนของกล้ามเนื้อ ซึ่งมีหน้าที่ในการย่อยสลายโปรตีนทั้งหมดในกล้ามเนื้อโครงร่าง 50 เปอร์เซ็นต์หรือมากกว่า UPS เป็นเส้นทางการย่อยสลายโปรตีนภายในเซลล์ที่สำคัญ ซึ่ง 1Department of Nephrology, Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Shenzhen, 518033, China 2Shenzhen Key Laboratory of Hospital Chinese Medicine Preparation, Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Shenzhen, 518033, China 3แผนกโรคไต, โรงพยาบาลในเครือรุ่ยคัง, มหาวิทยาลัยการแพทย์แผนจีนกวางสี, หนานหนิง, 530011, ประเทศจีน Dongtan Wang และ Jianping Chen มีส่วนร่วมในงานนี้อย่างเท่าเทียมกัน จดหมายโต้ตอบและคำขอวัสดุควรส่งถึง DW ซึ่งสามารถย่อยสลายโปรตีน myofibril ให้เป็นส่วนประกอบได้ (แอกติน ไมโอซิน ทรอโปนิน และทรอปอมโยซิน)15. โปรตีนเหล่านี้กำหนดเป้าหมายและย่อยสลายโดยไลกาส E3 ubiquitin(Ub) เฉพาะของกล้ามเนื้อสองตัว, กล้ามเนื้อลีบ F-Box (MAFbx/ Atrogin-1) และโปรตีน RING ริงฟิงเกอร์เฉพาะของกล้ามเนื้อ (MuRF1)16, 17. ขนานกับ เหนือเส้นทางนั้น เชื่อกันว่า ALS กำหนดเป้าหมายและแยกโปรตีนอายุยืน ไซโตพลาสซึมจำนวนมาก และออร์แกเนลล์ผ่านเครื่องจักรไลโซโซม18 การเปิดใช้งานของ UPS และยีนที่เกี่ยวข้องกับ ALS โดยปกติ Akt จะถูกบล็อกโดยกฎเกณฑ์เชิงลบของปัจจัยการถอดรหัส Forkhead box O (FoxO) รวมถึง FoxO1, FoxO3a และ FoxO4 การโยกย้ายและกิจกรรมการถอดความของสมาชิก FoxO นั้นเพียงพอที่จะเพิ่มการแสดงออกของ atrogin-1 และ MuRF1 และทำให้กล้ามเนื้อลีบ

กระบวนการ MQC ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยหลายกระบวนการ เช่น การสร้างชีวภาพ การหลอมรวม การแยกตัว และไมโทฟาจี มีรายงานว่าโรคเรื้อรังกระตุ้นการตอบสนองของไมโตคอนเดรียที่ปรับปรุง "คุณภาพ" ของเซลล์ไมโทคอนเดรียของกล้ามเนื้อโครงร่างในระดับโมเลกุลต่างๆ: (i) การสร้างชีวภาพผ่านการกระทำของสารควบคุมหลักที่กระตุ้นเปอร์รอกซิโซม proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha (PGC{{2) }} ), ปัจจัยทางเดินหายใจนิวเคลียร์ 1/2 (NRF-1/2), ไคเนสโปรตีนที่กระตุ้นด้วยอะดีโนซีน 5′-โมโนฟอสเฟต (AMP) (AMPK ) และการสังเคราะห์ ATP; (ii) พลวัตโดยการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน GTPase ของ mitochondrial เช่น mitofusin-2 (Mfn-2) และ optic atrophy 1 (OPA-1) สำหรับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการหลอมรวมและไดนามิน 1 (DRP{{ 16}}) และฟิชชัน 1 (ฟิช-1) สำหรับฟิชชัน (iii) การหมุนเวียนของไมโตคอนเดรียที่เสียหายโดยไมโทฟาจีผ่านไคเนส 1 (PINK1) ที่เหนี่ยวนำโดย PTEN, Parkin และ Bnip3/Nix (BNIP3L); และ (iv) การควบคุมคุณภาพโดยการสลายตัวของโปรตีนที่บิดเบี้ยวหรือส่วนของไมโตคอนเดรียที่เสียหายอีกครั้งโดยระบบสลายโปรตีนด้วยพี่เลี้ยงและโปรตีเอส20 มีรายงานว่าการสร้างไบโอเจเนซิสของไมโทคอนเดรียลดลงซึ่งเกี่ยวข้องกับการลีบของกล้ามเนื้อ ซึ่งส่งเสริมโดย PGC-1 และ AMPK 21, 22 อย่างไรก็ตาม กระบวนการของ MQC รวมถึงการหลอมรวมของไมโทคอนเดรีย ฟิชชัน การสร้างชีวภาพ และไมโทฟาจีในการลีบของกล้ามเนื้อ CKD ยังไม่ชัดเจน

มีรายงานว่า TCM มีประสิทธิภาพในการรักษากล้ามเนื้อลีบ 23–26 อย่างไรก็ตาม มีข้อมูลเพียงเล็กน้อยในวรรณคดีว่ายาสมุนไพรจีนที่มีฤทธิ์ต้านการลีบของกล้ามเนื้ออาจส่งผลต่อกระบวนการ MQC ใน CKD หรือไม่ ยาต้ม JDS ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาภาวะทุพโภชนาการด้วยโรคม้ามและไตบกพร่องใน CKD เป็นเวลาหลายปี อย่างไรก็ตาม ยังคงจำเป็นต้องศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกต่อต้านการขาดสารอาหารและการย้อนกลับของกลไกการลีบของกล้ามเนื้อ ในที่นี้ เรามีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบว่าการไม่ควบคุมกระบวนการ MQC ทำให้เกิดการสูญเสียกล้ามเนื้ออย่างไร และยาต้ม JPS ยับยั้งการลีบของกล้ามเนื้อผ่านการปรับกระบวนการ MQC ได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่

สารสกัด cistanche tubulosa: การรักษาโรคไตเรื้อรัง

ผลลัพธ์

การเปลี่ยนแปลงในการทำงานของไต

เมื่อสิ้นสุดการศึกษา กลุ่ม CKD แสดงระดับครีเอตินินในเลือด (Scr) และยูเรียไนโตรเจนในเลือด (BUN) ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกลุ่มหลอก ที่น่าสนใจคือพบว่ายาต้ม JDS ช่วยลดระดับของ Scr และ BUN อย่างไรก็ตาม ระดับของซีรัมอัลบูมิน (ALB) ในแต่ละกลุ่มไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (ตารางที่ 1)

ยาต้ม JDS ช่วยเพิ่มกล้ามเนื้อลีบ

น้ำหนักตัวของกลุ่ม CKD ต่ำกว่ากลุ่มหลอกอย่างมีนัยสำคัญในช่วงเริ่มต้นของการรักษา อย่างไรก็ตาม ไม่มีความแตกต่างในน้ำหนักตัวระหว่างกลุ่ม CKD และ JPS ที่น่าสนใจคือ กลุ่ม JRS แสดงน้ำหนักตัวที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในการรักษา 5 และ 6 สัปดาห์ เมื่อเทียบกับกลุ่ม CKD (รูปที่ 1a) การเพิ่มน้ำหนักตัวจากการเพิ่ม JRS รวมถึงการเพิ่มน้ำหนักของกล้ามเนื้อ gastrocnemius (Gastroc) และ tibialis anterior (TA) ในกลุ่ม CKD (รูปที่ 1b,c) Te ปรับปรุงมวลกล้ามเนื้อในกลุ่ม JRS ได้รับการยืนยันโดยการเพิ่มขึ้นของพื้นที่หน้าตัดเฉลี่ยของ myofibers ในกล้ามเนื้อ TA ในกลุ่ม CKD (รูปที่ 1d, e)

ยาต้ม JDS ช่วยเพิ่มการสังเคราะห์โปรตีนและยับยั้งการเสื่อมสภาพของโปรตีน

อัตราการสังเคราะห์โปรตีนในกลุ่ม CKD ต่ำกว่ากลุ่มหลอก และพบว่ายาต้ม JPS ช่วยเพิ่มอัตราการสังเคราะห์โปรตีน (รูปที่ 2a) ในทางกลับกัน อัตราการย่อยสลายของโปรตีนในกลุ่ม CKD สูงกว่าในกลุ่มหลอกซึ่งถูกยับยั้งอย่างสมบูรณ์โดยยาต้ม JRS (รูปที่ 2b)

ยาต้ม JDS ยับยั้งระบบ ubiquitin-proteasome และการเปิดใช้งาน FoxO3a

เครื่องหมายโปรตีนในระบบกล้ามเนื้อ ubiquitin-proteasome และ FoxO3a แสดงไว้ในรูปที่ 3a กลุ่ม CKD แสดงการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของ Atrogin-1 และ MuRF-1 และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกยกเลิกโดยยาต้ม JRS (รูปที่ 3b,c) นอกจากนี้ เพื่อยืนยันความเกี่ยวข้องของการเปลี่ยนแปลงในการสลายโปรตีนของกล้ามเนื้อที่พบในหนู CKD เราวัดกิจกรรมของโปรตีโอโซม 20 S ทั้งกิจกรรมที่คล้ายไคโมทริปซินและทริปซินในกลุ่ม CKD นั้นสูงกว่ากลุ่มหลอก ในขณะที่ถูกทำให้อ่อนแอด้วยยาต้ม JPS (รูปที่ 3g,h) นอกจากนี้ อัตราส่วนฟอสโฟรีเลต (p) -FoxO3a และ p-FoxO3a/FoxO3a ลดลงในกลุ่ม CKD ในขณะที่ยาต้ม JRS กระตุ้นการเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับกลุ่ม CKD (รูปที่ 3d,f) ดังแสดงในรูปที่ 3e ปริมาณโปรตีนพื้นฐานของ FoxO3a ถูกควบคุมในกลุ่ม CKD และสิ่งนี้สามารถป้องกันได้ด้วยยาต้ม JRS

ยาต้ม JDS ช่วยเพิ่มปริมาณไมโตคอนเดรียของกล้ามเนื้อและลักษณะทางสัณฐานวิทยาของกล้ามเนื้อผิดปกติ

ปริมาณไมโตคอนเดรียถูกประเมินโดยใช้การย้อมสี SDH ของกล้ามเนื้อกระเพาะอาหาร (รูปที่ 4a) กิจกรรม SDH ซึ่งแสดงถึงปริมาณของไมโตคอนเดรียลดลงอย่างเห็นได้ชัดในกลุ่ม CKD และยาต้ม JDS ต่อต้านการตอบสนองนี้ (รูปที่ 4b) ในทางกลับกัน การย้อมสี SDH เปิดเผยว่าเส้นใยกล้ามเนื้อประเภท I (ออกซิเดชันช้า) และ I (ออกซิเดชันไกลโคไลติกเร็ว) ซึ่งเป็นเส้นใยที่อุดมด้วยไมโตคอนเดรีย ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และเส้นใยประเภท IIb (ไกลโคไลติกเร็ว) เพิ่มขึ้นในกลุ่ม CKD . ที่น่าสนใจทีเดียว ยาต้มของ JDS แสดงการเปลี่ยนแปลงของเส้นใยกล้ามเนื้อในกลุ่ม CKD โดยมีลักษณะเฉพาะโดยการลดเส้นใยประเภท IIb และเส้นใยกล้ามเนื้อประเภท I และ IIa เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 4c) สอดคล้องกับการลดลงของกิจกรรม SDH สัณฐานวิทยาของ TEM ยังเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในระดับซาร์โคเมริก ด้วยความผิดปกติที่สอดคล้องกับไมโตคอนเดรียที่น้อยลงและน้อยลง (ลูกศรสีดำ; รูปที่ 4e, f) และเส้น Z ที่บางลงอย่างเห็นได้ชัด (ลูกศรสีขาว; รูปที่ . 4d) ในกลุ่ม CKD ในทำนองเดียวกัน I-band ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเส้นใยแอคตินบาง ๆ ดูเหมือนจะบางลงหรือขาดหายไปอย่างสมบูรณ์ในกลุ่ม CKD (วงเล็บ; รูปที่ 4d) ที่สำคัญ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ป้องกันได้ด้วยการบำบัดด้วยยาต้ม JPS

ป้องกันโรคไต: cistanche tubulosaสารสกัด

ยาต้ม JDS ช่วยเพิ่มการสร้างเซลล์ไมโตคอนเดรีย

เครื่องหมายโปรตีนในไมโตคอนเดรียของกล้ามเนื้อแสดงไว้ในรูปที่ 5a โปรตีน Te Cox IV สามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการควบคุมการโหลดของไมโตคอนเดรียและแสดงปริมาณของไมโตคอนเดรีย ซึ่งสอดคล้องกับผลลัพธ์ของการออกฤทธิ์ของ SDH (รูปที่ 5b) นอกจากนี้ โปรตีนชีวภาพจากไมโตคอนเดรีย NRF-1 และ PGC-1 ยังลดลงในกลุ่ม CKD และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกย้อนกลับด้วยยาต้ม JRS (รูปที่ 5c–e) อย่างไรก็ตาม ระดับโปรตีนสำหรับการปันส่วน ATP5B และ p-AMPK / AMPK ไม่เปลี่ยนแปลงจากทุกกลุ่ม (รูปที่ 5d–f)

ยาต้ม JDS ยับยั้ง autophagy และ mitophagy pathway

โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ autophagy และ mitophagy ตรวจพบโดย Western blotting (รูปที่ 6a) ระดับ Te ของโปรตีน Beclin-1 และการปันส่วน LC3II/LC3I ถูกควบคุมขึ้นในกลุ่ม CKD และสิ่งนี้ถูกทำให้ช้าลงโดยยาต้ม JPS (รูปที่ 6b,c) พบว่าการมีส่วนร่วมของอะแด็ปเตอร์ autophagy p62 สามารถจ่ายได้สำหรับไมโทฟาจี ซึ่งเพิ่มขึ้นในกลุ่ม CKD และลดทอนโดยยาต้ม JDS (รูปที่ 6d) ที่น่าสนใจคือระดับของโปรตีน PINK1 และ Parkin เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม CKD และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ป้องกันได้ด้วยยาต้ม JPS (รูปที่ 6f,g) อย่างไรก็ตาม ไม่มีความแตกต่างในนิพจน์ BNIP3L ระหว่างทุกกลุ่ม (รูปที่ 6e)

ยาต้ม JDS ช่วยลดการแบ่งตัวของไมโตคอนเดรียและเพิ่มการรวมตัวของไมโตคอนเดรีย

การหลอมรวมของ Te mitochondrial และโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับฟิชชันถูกตรวจพบโดย Western blotting (รูปที่ 7a) ระดับ Fis-1 และ Drop-1 ของโปรตีนฟิชชันที่สำคัญสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม CKD ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกขัดขวางโดยการบำบัดด้วย JPS (รูปที่ 7b,c) อย่างไรก็ตาม ระดับโปรตีนหลอมรวมที่สำคัญ OPA-1 และ Mfn-2 ลดลงในกลุ่ม CKD และการลดลงนี้ถูกป้องกันโดยการบำบัดด้วย JDS (รูปที่ 7d,e)

ป้องกันไตวาย cistanche tubulosa extract