Polysaccharides ดิบจาก Cistanche Deserticola YC Ma ในฐานะผู้ควบคุมภูมิคุ้มกันและสารเสริม

ติดต่อสอบถามเพิ่มเติมได้ที่oscar.xiao@wecistanche.comสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

เชิงนามธรรม:Cistanche deserticola YC Ma (CD) เป็นยาสมุนไพรในอุดมคติสำหรับปัญหาสุขภาพ ในการศึกษานี้ กิจกรรมโมดูเลเตอร์ของ CPCD ต่อการกระตุ้นเซลล์เดนไดรต์(DCs) และศักยภาพเสริมสำหรับวัคซีนโรคปากเท้าเปื่อย (FMDV) ได้รับการประเมิน CPCD โดยไม่ต้องความเป็นพิษต่อเซลล์กระตุ้นการกระตุ้น DC โดยการเพิ่มการควบคุมเครื่องหมายฟีโนไทป์และการดูดซึมแอนติเจน แอนติบอดี TLR-2 หรือ TLR-4 ยับยั้งระดับของ CD40 และ CD86 ที่มี CPCD เป็นสื่อกลาง รวมทั้ง IL-6 และ IL-1 ใน DC CPCD เหนี่ยวนำให้เกิดฟอสโฟรีเลชันของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับ MAPK และ NF-κB เมื่อฉีดร่วมกับ FMDV ในหนูทดลอง CPCD จะเพิ่มแอนติบอดีจำเพาะ FMDV การเพิ่มจำนวนของเซลล์เม็ดเลือดขาว เอฟเฟคเตอร์ T-cells โดยเฉพาะอย่างยิ่ง CPCD กระตุ้นการตอบสนอง Th1 ตามที่ระบุโดยการแสดงออกที่สูงขึ้นของการตอบสนอง CD4 บวก IFN- , CD8 บวก IFN- และ CTL CPCD ปรับปรุงการแสดงออกของ MHC-II, CD80, CD86 และ CD40 ใน DCs และลดความถี่ Tregs ดังนั้น CPCD สามารถกระตุ้นการตอบสนองทางร่างกายและเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับการกระตุ้น DC ผ่าน MAPKs ที่เกี่ยวข้อง -2/TLR-4 และเส้นทาง NF-κB

กรุณาคลิกที่นี่เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติม

1. บทนำ

ส่วนใหญ่พอลิแซ็กคาไรด์ที่ได้จากสมุนไพรได้ดึงดูดความสนใจเพิ่มขึ้นในด้านของสารเสริมเนื่องจากความเป็นพิษต่ำและสารกระตุ้นภูมิคุ้มกันในวงกว้าง (Chen & Huang, 2018; He et al., 2020) ผู้วิจัยหลายคนประสบความสำเร็จในการใช้สมุนไพรเป็นยาเสริมสำหรับวัคซีนหลายชนิด พอลิแซ็กคาไรด์ทั่วไป เช่น Astragalus polysaccharide, Panax ginseng polysaccharide, Poria cocos polysaccharide และ lentinan ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะเสริมวัคซีนสำหรับโรคติดเชื้อหลายชนิด (P. Li & Wang, 2015; Rey Ladino, Ross, Cripps, McManus, & Quinn, 2011; B. Sun et al., 2018). Cistanche deserticola YC Ma (C. deserticola, "Rou Cong-Rong" ในภาษาจีน) ถูกใช้เป็นยาเสริมสมุนไพรสำหรับการรักษาโรคในการแพทย์แผนจีน (TCM) ตามตำรับยาจีนมานานหลายศตวรรษ (S. Li, Wu, & Le, 2021; Yong & Tu, 2009). จากการศึกษาในหลอดทดลองและในหลอดทดลองพบว่าสารสกัด C. deserticola จัดแสดงจำนวนมากฟังก์ชั่นทางเภสัชวิทยารวมทั้งบรรเทาความเหนื่อยล้าและต้านการอักเสบฟังก์ชันป้องกันระบบประสาท ต้านไวรัส และภูมิคุ้มกัน (Fu, Fan, Wang, & Gao, 2018; Tian Wang, 2012) โพลีแซ็กคาไรด์จาก C. deserticola ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของ C. deserticola ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีฤทธิ์ทางชีวภาพในวงกว้าง ซึ่งรวมถึงการปรับการตอบสนองของภูมิคุ้มกันและสารต้านอนุมูลอิสระต้านการอักเสบ และฟังก์ชันต้านความเมื่อยล้า (Dong, Yao, Fang, & Ding , 2007; W. Zhang และคณะ, 2016). ในปี 2018 และ 2019 เราแสดงให้เห็นว่าพอลิแซ็กคาไรด์ดิบของ C. deserticola (CPCD) ทำหน้าที่เป็นสารเสริมสำหรับแอนติเจน OVA ที่สนับสนุนการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน Th1/Th2 CPCD สามารถกระตุ้นการกระตุ้น DC ผ่าน Toll-like receptor 4 (TLR-4) (Zhang et al., 2018) นอกจากนี้ยังพบว่า CPCD กระตุ้นการตอบสนองภูมิคุ้มกันของ Th1 รวมถึงการหลั่ง IFN และการสร้าง IgG2a ต่อวัคซีนไข้หวัดใหญ่ในหนูทดลอง (Zhao, Lian, Wang, Li, & Zhang, 2019) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเปิดเผยกลไกพื้นฐานของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เกิดจาก CPCD และผลที่กระตุ้นภูมิคุ้มกันของ CPCD ต่อ FMDV ที่ไม่ทำงาน

โรคปากเท้าเปื่อย (FMD) เป็นโรคไวรัสที่สำคัญในสัตว์ เนื่องจากอาจนำไปสู่ความสูญเสียทางเศรษฐกิจสูงและผลกระทบทางสังคม วัคซีนป้องกันโรค FMD ที่ไม่ทำงาน (FMDV) เป็นมาตรการควบคุมโรค FMD ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด FMDV ที่ปิดใช้งานในปัจจุบันมีความปลอดภัยแต่สร้างภูมิคุ้มกันได้ไม่ดีเนื่องจากการผลิตแอนติบอดีต่ำ การคงอยู่ของแอนติบอดีในระยะเวลาสั้น ตลอดจนการตอบสนองภูมิคุ้มกันที่ไม่ดีในสุกร (Y. Cao, Lu, & Liu, 2016; Doel, 2003) ปริมาณวัคซีนที่สูงขึ้นหรือเวลาในการรักษาที่เพิ่มขึ้น เส้นทางการฉีดที่แตกต่างกัน (การฉีดเข้ากล้ามกับการฉีดวัคซีนทางผิวหนัง) และโปรแกรมการให้ยาแบบเร่งได้ถูกนำมาใช้เป็นกลยุทธ์ที่สำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพในการป้องกันของวัคซีน หลักฐานที่เพิ่มขึ้นแสดงให้เห็นว่าสารเสริมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของวัคซีนต่อต้านโรคติดเชื้อได้ (Steven G. Reed, Orr, & Fox, 2013; N. Zhang et al., 2010) สารเสริมจากนวนิยายและการรวมตัวกันของพวกมันใน FMDV อาจเพิ่มภูมิคุ้มกันและแม้กระทั่งปรับปรุงระยะเวลาของการป้องกัน (Y. Cao, 2014; Dar, Kalaivanan, Sied, Mamo, & Kondabattula, 2013) ในปัจจุบัน มีความพยายามมากมายในการพัฒนาสารเสริมที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถเพิ่มภูมิคุ้มกันได้สูงสุดด้วยการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ปรับให้เหมาะสม (Pulendran & O'Hagan, 2021) วัคซีนต้องใช้สารเสริมที่หลากหลาย เมื่อเทียบกับสารเสริมแบบเดิม สารเสริมโพลีแซ็กคาไรด์จาก TCM อาจเป็นประโยชน์ในการออกฤทธิ์ที่กระตุ้นภูมิคุ้มกันต่อ FMDV โดยการปรับเซลล์ลิมโฟไซต์ ไซโตไคน์ และระดับแอนติบอดี และสร้างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในระดับเซลล์และทางร่างกายที่แข็งแรงขึ้น

การกระตุ้นเซลล์เดนไดรต์ (DCs) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถกระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวและควบคุมความสมดุลของภูมิคุ้มกัน Th1/Th2 (Kapsenberg, 2003) จะต้องชี้แจงผลกระทบของสารเสริมใหม่ต่อ DCS TCM พอลิแซ็กคาไรด์สามารถปรับปรุงการแสดงออกของโมเลกุลพื้นผิวบน DC ซึ่งรวมถึง MHC II, CD80, CD86 และ CD40 และเพิ่มระดับของไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เช่น IL-6 และ IL{{ 8}} (J. Li, Li, & Zhang, 2015). กิจกรรมกระตุ้นภูมิคุ้มกันของ TCM polysaccharides ทำได้โดยผ่านตัวรับเมมเบรนที่มีผลผูกพันโดยตรงบน DCs (Jiang, Zhu, & Jiang, 2010) กล่าวอีกนัยหนึ่ง กิจกรรม immunoadjuvant ของ CPCD สัมพันธ์กับผลกระทบของ immunomodulatory บน DCs นอกจากนี้ TLR ยังเป็นตัวรับ Sentinel ที่ส่งเสริมการกระตุ้นและการจัดหา DC และกระตุ้นการตอบสนองของ B และ T เซลล์ วิถีโปรตีนไคเนสที่กระตุ้นด้วยไมโตเจน (MAPK) และนิวเคลียสแฟกเตอร์แคปปา-บี (NF-κB) เป็นวิถีทางปลายน้ำที่สำคัญของ TLR และการกระตุ้นวิถีเหล่านี้สามารถกระตุ้นการผลิตไซโตไคน์ที่มีการอักเสบรวมทั้ง IL-6 และ IL{{15} } (อากิระ & ทาเคดะ, 2004). ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบเส้นทางปลายน้ำที่เกี่ยวข้องกับ TLR เพื่อทำความเข้าใจการตอบสนองของเซลล์ภูมิคุ้มกันต่อการติดเชื้อ ในการศึกษานี้ เมาส์ ICR มักถูกเลือกให้เป็นสัตว์ต้นแบบในห้องปฏิบัติการสำหรับ FMDV เพื่อกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความสามารถในการเสริมและวัคซีนเนื่องจากการใช้สัตว์เป้าหมายไม่สะดวก และ CPCD เป็นสารเสริม FMDV ถูกตรวจสอบในหลอดทดลองและในร่างกาย เพื่อสำรวจบทบาทในการเปิดใช้งาน DCs โดย TLR-2/TLR-4-MAPKs ดาวน์สตรีมที่เกี่ยวข้องและเส้นทาง NF-κB การศึกษานี้เป็นพื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจกลไกการเหนี่ยวนำของกิจกรรมการกระตุ้นภูมิคุ้มกันโดย CPCD ตลอดจนศักยภาพของ CPCD ในการเป็นสารเสริมพอลิแซ็กคาไรด์สำหรับ FMDV ในสัตว์เป้าหมาย

2:วัสดุและวิธีการ

C. deserticola (หมายเลข CD17042001) ได้รับการระบุโดยศาสตราจารย์ Jiang He Tecon Biology Co., Ltd. (ประเทศจีน) เสนอแอนติเจน O-serotype 146S ของไวรัส FMD ที่ไม่ทำงานและ ISA-206 adjuvant Fetal bovine serum (FBS) มาจาก Biological Industries สื่อ RPMI 1640 ถูกซื้อจาก GIBCO (สหรัฐอเมริกา) พอลิมัยซิน บี (PMB), ไลโปโพลีแซคคาไรด์ (LPS), 3-(4,5-ไดเมทิล ไทอะซอล-2-อิล)-2,5- ไดฟีนิลเตตราโซเลียม โบรไมด์ (MTT) ถูก ผลิตภัณฑ์ซิกม่า ชุดนับเซลล์-8 (CCK-8) มาจาก Biosharp (ประเทศจีน) Murine granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) มาจาก PeproTech (สหรัฐอเมริกา) ชุด IL-6 และ IL-1 มาจาก Boster (จีน)

Golgistop, Cytofix/Cytoperm, Perm/Wash buffer และแอนติบอดีต้าน CD3, CD4, CD8, CD44, CD11c, MHC-II, CD80, CD86, CD40 มาจาก BD Biosciences (USA) ชุดสกัดนิวเคลียร์และไซโตพลาสซึมและชุดวัดปริมาณโปรตีน BCA มาจาก Cwbiotech (ประเทศจีน) ซื้อแอนติบอดีต้าน TLR-2 และต้าน TLR-4 จาก Novus Biologicals (สหรัฐอเมริกา) MAPKs และ NF-κB pathway kits มาจาก Cell Signaling Technology (USA) แอนติบอดีต้านหนู/กระต่ายที่ติดฉลากฮอร์สแรดิชเปอร์ออกซิเดส (IgG/IgG1/IgG2a) จาก Southern Biotech (USA) ชุดย้อมสี Tregs จาก eBiosciences (USA)

3:ผลลัพธ์

ปริมาณคาร์โบไฮเดรตที่เป็นกลางถูกกำหนดเป็น 50.53 เปอร์เซ็นต์ ± 1.28 เปอร์เซ็นต์ และปริมาณคาร์โบไฮเดรตที่เป็นกรดคือ 17.81 ± 0.51 เปอร์เซ็นต์ น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ย (Mw) ของ CPCD ถูกคำนวณเป็น 46.77 kDa ด้วยเวลาการคงอยู่ (รูปที่ 1A) องค์ประกอบโมโนแซ็กคาไรด์ของ CPCD เผยให้เห็นว่าองค์ประกอบหลักของน้ำตาลของ CPCD คือ Glc, Ara, Gal, Rha, GlaA และ Man ในอัตราโมลาร์ที่ 33.17 เปอร์เซ็นต์ 28.98 เปอร์เซ็นต์ , 16.39 เปอร์เซ็นต์ , 10.97 เปอร์เซ็นต์ , 8.05 เปอร์เซ็นต์ , 2.42 เปอร์เซ็นต์ (รูปที่ 1B). รูปที่ 1C แสดงสเปกตรัม FT-IR ของ CPCD ตราสินค้าที่ 3383.64 cm− 1 เกิดจากหมู่ไฮดรอกซิล แถบดูดซับของหมู่อัลคิลพบได้ที่ 2926.97 cm− 1 และ 1417.99 cm− 1 แถบดูดกลืนของคาร์บอนิลกลุ่มถูกสังเกตที่ 1635.56 cm− 1 สัญญาณจาก 1257.06 ถึง 1032.02 cm− 1 ระบุการมีอยู่ของวงแหวนไพราโนส เพื่อตรวจสอบเพิ่มเติมว่าเส้นทาง MAPK และ NF-κB ถูกกระตุ้นโดยการรักษาด้วย CPCD หรือไม่ DCs ถูกกระตุ้นด้วย CPCD ในเวลาที่ต่างกัน และตรวจสอบการแสดงออกของโปรตีนหลักที่เกี่ยวข้องกับสองวิถีทาง CPCD เหนี่ยวนำให้เกิดฟอสโฟรีเลชั่นของ JNK, ERK และ p38 ในลักษณะที่ขึ้นกับเวลา และระดับฟอสโฟรีเลชั่นของ JNK, ERK และ p38 สูงที่สุดหลังจาก 15–30 นาที (รูปที่ 5AD) นอกจากนี้ phosphorylation ของ cytoplasmic NF-κB p65, IκB , IKK / และนิวเคลียร์ NF-κB p65 ในลักษณะที่ขึ้นกับเวลา ระดับฟอสโฟรีเลชันของไซโตพลาสซึม p65, IκB และ IKK / และสัดส่วนของ p65 ในนิวเคลียสสูงที่สุดหลังจากช่วงเวลาต่างกัน: 15–30 นาทีสำหรับ p65, 30 นาทีสำหรับ IκB, 60 นาทีสำหรับ IKK ​​/ และ 20 นาทีสำหรับ สัดส่วนของ p65 ในนิวเคลียส (รูปที่ 5E-5 J)

บทความนี้คัดลอกมาจาก Journal of Functional Foods 87 (2021) 104800 หน้าแรกของวารสาร: www.elsevier.com/locate/jff