Echinacoside verbetert de hematopoëtische functie bij 5-FU-geïnduceerde myelosuppressie muizen
Mar 19, 2022
Contact:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
Saisai Wang, et al
Abstract
Doelstellingen:We wilden de effecten onderzoeken van:echinacoside(ECH) aanhematopoëtischfunctie bij 5-FU-geïnduceerde muizen met beenmergdepressie.
Belangrijkste methoden:In vitro, na stimulatie met ECH, is het proliferatievermogen van beenmerg (BM) cellen en beenmerg stromale cellen (BMSC's) afgeleid vanmyelosuppressiemuizen werden beoordeeld door respectievelijk CCK8-assay en morfologie. In vivo werden 5-FU-geïnduceerde myelosuppressie of controlemuizen intragastrisch toegediend met ofwel ECH(echinacoside)bij 15 mg/kg of het gelijke volume normale zoutoplossing dagelijks gedurende 12 dagen voordat BM-cellen werden geïsoleerd voor kolonievormende celassay. Ondertussen werden BMSC's gedurende 4 weken gekweekt voordat cellen werden waargenomen op groeipatroon, celkweeksupernatanten werden verzameld voor GM-CSF-secretie door ELISA en RNA van de cellen werd geëxtraheerd voor EPO en GM-CSF RT-PCR. BM-cellen of BMSC's die 24 uur of 48 uur met ECH waren gestimuleerd, werden verzameld voor eiwitextractie en Western-blotting.
Belangrijkste bevindingen:ECH(echinacoside)stimuleerde de groei van BM-cellen, maar niet van BMSC's afkomstig van met 5-FU behandelde muizen. De intragastrische toediening van ECH(echinacoside)in 5-FU-behandelde muizen kan het aantal totalehematopoëtischvoorlopercellen en GM-voorlopercellen tot het niveau van gezonde controlemuizen, maar niet BFU-voorlopercellen. BMSC's van ECH-behandeldmyelosuppressiemuizen groeiden krachtiger en brachten meer GM-CSF tot expressie, maar geen EPO. ECH activeerde de PI3K-signaleringsroute in 5-FU-onderdrukte BM-cellen.
Betekenis:ECH(echinacoside)zou kunnen verbeterenhematopoëtischfunctie van beenmerg in 5-FU-geïnduceerdemyelosuppressiemuizen. ECH(echinacoside)kan worden beschouwd als een alternatieve effectieve therapie voor patiënten tijdens chemotherapie of HSC-transplantatie.
trefwoorden:Echinacoside, hematopoëtische, myelosuppressie, GM-CSF, PI3K-signaleringsroute
Echinacoside inCistanche
Invoering
Fluorouracil of 5-FU is een van de meest voorgeschreven chemotherapeutische middelen voor de adjuvante en palliatieve behandeling van kankers [2,9,28]. Het is een analoog van uracil met een fluoratoom op de C-5-positie in plaats van waterstof en werkt door onomkeerbare remming van de activiteit van thymidylaatsynthase en vervolgens remming van DNA-replicatie [20]. Leukopenie en atrofie vanhematopoëtischorganen zijn de twee dominante toxiciteiten die verband houden met 5-FU-toepassingen bij mensen, muizen en varkens [15,17,22].Myelosuppressie, als gevolg van remmende en cytotoxische effecten ophematopoëtischprogenitorcellen [10] en oxidatieve stress op het beenmerg [25], beperkt de klinische toepassing van op 5-FU gebaseerde chemotherapieën.
Beenmergsuppressie veroorzaakt door 5-FU resulteert in een afname van het totale aantal bloedcellen. Gevolg klinische symptomen zijn koorts, bloedarmoede en bloedingen, en de behandelingen zijn voornamelijk afhankelijk van transfusies en groeifactorsupplementen [4]. Transfusie kan effectief zijn bij het aanvullen van rode bloedcellen en bloedplaatjes, maar de verlichting is van korte duur en moet herhaald worden. Groeifactoren omvatten erytropoëtine, granulocyt-koloniestimulerende factor (G-CSF) en granulocyt-macrofaag-koloniestimulerende factor (GM-CSF). Deze factoren zijn natuurlijke chemicaliën en kunnen de beenmergprestaties verbeteren [7,21], maar kosten veel geld en zijn niet nuttig voor het stimuleren van de groei van witte bloedcellen. Er is vraag naar alternatieve effectieve therapieën. Traditionele Chinese geneeskunde is een beschikbare optie die aan populariteit wint [5]. In de afgelopen jaren hebben veel onderzoeken zich gericht op de effecten van Chinese kruidenmedicijnen om chemotherapie-gerelateerd te voorkomen en te behandelenmyelosuppressie[33,35].
Echinacoside(ECH) (Fig. 1) is een fenylethanoïde verbinding gewonnen uit de traditionele Chinese geneeskunde Herba Cistanches die veel wordt gebruikt als een bevorderend middel voor de bloedcirculatie, medicijnen voor nierdeficiëntie en neurodegeneratieve ziekten [24]. ECH(echinacoside)heeft meerdere farmacologische activiteiten van botregeneratie [18], anti-oxidatie [8,14,27], immuunregulatie, neuroprotectie en gedragsverbetering [11,16]. Het werd ook onthuld als een beschermend middel tegen hepatotoxiciteit [32] en acuut longletsel [34]. Trk-receptoren en de stroomafwaartse Trk-ERK-route zijn mogelijk betrokken bij de neuronale beschermende activiteit tegen rotenonbeschadiging [36]. De rol en nieuwe mechanismen van ECH bij het bevorderen vanmyelosuppressiebeenmergcelgroei worden niet volledig begrepen. In deze studie hebben we de effecten van ECH . geëvalueerd(echinacoside)Aanhematopoëtischfunctie in 5-FU-geïnduceerde beenmergdepressie muizen in vitro en in vivo en de gerelateerde mechanismen.
Materialen en methodes
Chemicaliën en biochemicaliën
Echinacosidewerd gekocht van Ronghe Medical Technology and Development Corporation (Shanghai, China) (zuiverheid groter dan of gelijk aan 98 procent, bepaald door HPLC) en opgelost in DMSO. 5-FU werd verkregen van HaoRan Biotechnology Corporation (Shanghai, China). Methylcellulosemedium met recombinante cytokinen (MethoCult-medium) voor muizencellen werd gekocht bij Stem Cell Technologies (Vancouver, Canada).
cistanche bodybuilding
Dieren en experimenteel ontwerp
Specifieke pathogeenvrije, 5- tot 6-weken oude vrouwelijke Balb/c-muizen met een gewicht tussen 15-18 g werden gekocht bij Shanghai Laboratory Animal Company (SLAC, Shanghai, China). Muizen werden gehouden in de dierenfaciliteit aan de Zhejiang University, China. De dierproeven werden goedgekeurd door de Animal Care and Use Committee van de Zhejiang University en volgden de Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren [1,31].
Muizen werden intraperitoneaal geïnjecteerd met één dosis van 200 mg/kg 5-FU om de beenmergdepressie vast te stellen zoals beschreven door Choi EH et al. [6]. Voor in vitro-onderzoek werden beenmergcellen (BM) en stromale beenmergcellen (BMSC's) 2 dagen na de 5-FU-injectie geïsoleerd. In vivo werden muizen willekeurig verdeeld in 4 groepen, 5-6 muizen in elke groep (n=5-6): 5-FU/ECH-groep, 5-FU/controlegroep, ECH(echinacoside)groep en controlegroep. In de 5-FU/ECH-groep werden muizen na 5-FU-injectie gedurende 12 dagen dagelijks intragastrisch gevoed met ECH van 15 mg/kg per dag. In de 5-FU/controlegroep, in plaats van ECH(echinacoside), werd een gelijk volume normale zoutoplossing toegediend aan 5-FU-geïnjecteerde muizen. Voor de ECH-groep en de controlegroep werden ECH of normale zoutoplossing op dezelfde manier toegediend aan 5-FU onbehandelde muizen. Op de 12e dag werden muizen geëuthanaseerd en werden beenmergcellen geëxtraheerd voor verder onderzoek. In detail werden BM-cellen voorbereid voor kolonievormende cel (CFC) -test, BMSC's waren voor proliferatietest en celkweeksupernatanten van BMSC's werden verzameld voor GM-CSF ELISA en RNA van de BMSC's werden geëxtraheerd voor EPO en GM-CSF RT -PCR. Experimenten werden 3 keer herhaald.
Bereiding van BM-cellen en BMSC's
BM-cellen werden bereid uit eencellige suspensies geëxtraheerd uit muisbeenmerg. In het kort werden muizen geëuthanaseerd en gedurende 5 minuten in ethanol geweekt. Cellen werden uit het medullaire kanaal van het scheenbeen en het dijbeen gespoeld door herhaald wassen met een 23-meternaald en gezeefd door een celzeef van 100 m om eencellige suspensies te krijgen. Erytroïde beenmergcellen werden gelyseerd door kortdurende incubatie (30 s) met ammoniumchloridebuffer gevolgd door herhaalde wasstappen met een kweekmedium. Levensvatbaarheid en celgetal werden bepaald door de trypanblauw-exclusiemethode met behulp van een hemocytometer.
Voor het genereren van BMSC's mochten BM-cellen 24 uur groeien in putjes van TC-platen, na het verwijderen van de niet-hechtende cellen en herhaald wassen met kweekmedium, werden de hechtende cellen als BMSC's genomen.
Cellen werden gekweekt bij 37 graden met 5 procent CO2 in een vochtige incubator in Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) aangevuld met 10 procent door warmte geïnactiveerd foetaal runderserum (FBS), penicilline/streptomycine (100 U/ml) en L-glutamine (2 nM). Alle celkweekreagentia werden gekocht bij Invitrogen (Shanghai, China).
In vitro proliferatie van BM-cellen door CCK8-assay
BM-cellen van met 5-FU behandelde muizen werden uitgeplaat met een dichtheid van 1 x 103 cellen/putje in een 96-putjesplaat (Costar) en gekweekt in een medium aangevuld met verschillende concentraties ECH(echinacoside)({{0}} M, 0,1 M, 1 M, 10 M, 25 M, 50 M, respectievelijk). Op dag 3 of dag 6 werden cellen "gepulseerd" met 20 ul CCK-8-oplossingsreagens (Beyotime, Jiangsu) en nog eens 4 uur gekweekt. Celproliferatie werd getest door de colorimetrische CCK8 te meten op een ultramicroplaatlezer (Molecular Devices) bij 450 nm.
Echinacoside inCistanche
In vitro BMSC-proliferatie en morfologie
BMSC's werden bereid in putjes van een 6-putjesplaat met een initiële dichtheid van BM-cellen (ook van met 5-FU behandelde muizen) van 3,5 x 106 cellen/putje. Na 24 uur werd het kweekmedium vervangen door een medium dat ECH (50 ug/ml) bevatte. Elke week werd de helft van de supernatanten verwijderd en vervangen door een vers kweekmedium (met of zonder ECH(echinacoside)zoals aangegeven). Na 4 weken kweken werd de morfologie van BMSC's waargenomen onder een omgekeerde microscoop.
Kolonievormende cel (CFC) test
De CFC-assay in MethoCult-media werd uitgevoerd volgens de instructies van de fabrikant. In het kort werden BM-cellen van verschillende groepen muizen bereid met 2 x 105 per ml. Daarna werd 0,4 ml van de cellen toegevoegd aan 4 ml MethoCult-medium om het celmengsel te maken. Na grondig gemengd te zijn met een 16-gauge stompe naald, werd 1,1 ml celmengsel gedoseerd in een kweekschaaltje van 35 mm (Stem Cell Technologies), verdrievoudigd en geïncubeerd bij 37 graden in de bevochtigde atmosfeer van 5 procent CO2 voor 7 dagen. Na 7 dagen kweken werden kolonies bestaande uit ten minste 30 cellen geïdentificeerd en geteld.
Reverse transcriptase-polymerase kettingreactie (RT-PCR) en GM-CSF ELISA
BMSC's afgeleid van verschillende groepen muizen werden gedurende 4 weken gekweekt zoals hierboven beschreven. Na een kweek van 4-week werden BMSC's verzameld voor totale RNA-extractie met RNAsimple Total RNA-kit (TianGen, Beijing). CDNA van de eerste streng werd gesynthetiseerd met behulp van 1 ug totaal RNA (met DNase behandeld) met behulp van de iScript cDNA-synthesekit (Bio-Rad, Richmond, CA). De expressies van granulocyt-macrofaag kolonie-stimulator factor (GM-CSF) en erytropoëtine (EPO) werden geïdentificeerd door semi-kwantitatieve RT-PCR. De PCR-primersequenties waren als volgt: GM-CSF: 5'-GGCCTTGGAA GCATGTAGAGG-3′ (voorwaarts) en 5'-GGAGAACTCGTTAGAGACGA CTT-3}′ (omgekeerd); EPO: 5′-CCTCATCTGCGACAGTCG AG-3′ (vooruit) en 5′-ACAACCCAT CGTGACATTTTCT-3}′ (achteruit); het huishoudgen Beta-actine: 5'-GTATCCTGACCCT GAAGTACC-3′ (vooruit) en 5'-TGAA GGTCTCAAACATGATCT-3′ (achteruit). PCR-amplificatie werd uitgevoerd op een 2720 Thermal Cycler (Applied Biosystems) en de producten werden geanalyseerd met behulp van agarosegelelektroforese. De mRNA-expressieniveaus van de doelwitten werden genormaliseerd naar die van bèta-actine. De supernatanten van BMSC's werden verzameld voor GM-CSF ELISA-assay met behulp van de GM-CSF ELISA-kit (JinSui, Shanghai) volgens de instructies van de fabrikant.
Western blotting
BM-cellen en BMSC's van 5-FU geïnduceerdmyelosuppressiemuizen of controlemuizen werden uitgeplaat met een initiële dichtheid van 5 x 106 per putje in 6-putjesplaten. Na 24 uur werd ECH met 50 ug/ml aan het kweekmedium toegevoegd en men liet de cellen nog eens 24 of 48 uur groeien voordat de cellen werden gelyseerd in 1 x RIPA-buffer (CST, Danvers, MA) die 1 mM fenylmethylsulfonylfluoride bevatte. (PMSF). De eiwitconcentratie werd bepaald door de BCA-eiwitassay. 30 ug totale eiwitten werd geëlektroforeerd op 10% natriumdodecylsulfaat-polyacrylamidegels en overgebracht naar PVDF-membranen (Millipore, MA, VS). Membranen werden geblokkeerd met blokkeerbuffer ((Beyotime, Haimen, China) gedurende 1 uur bij 37 graden en vervolgens overnacht bij 4 graden geïncubeerd met antilichamen tegen -actine (#4967, CST), fosfo-PI3-kinase p85 (Tyr458)/p55 (Tyr199) (#4228, CST), fosfo-Akt (Ser473) (#4060, CST), Akt (pan) (C67E7) (#4691, CST), fosfor-Stat1(Tyr701)(#9167, CST), Phospho-Stat3 (Tyr705) (#9415, CST), Phospho-p38 MAPK (Thr180/Tyr182) (#9215, CST), Phospho-p44/42 MAPK (Erk1/2) (Thr202/Tyr204) (#4377, CST ), p38 MAPK(#9212, CST), p44/42 MAPK (Erk1/2)(#4695, CST), Phospho- SAPK/JNK (Thr183/Tyr185)(#4668, CST) en SAPK/JNK(# 9258, CST). CA, VS).
statistische analyse
Gegevens werden gepresenteerd als gemiddelde ± SEM De significantie van de verschillen tussen elke groep werd bepaald met de Student's t-test. Een p-waarde b 0.05 werd als statistisch significant beschouwd.
cistanche bodybuilding
Resultaten
In vitro geleverd ECH(echinacoside)stimuleert 5-FU onderdrukte proliferatie van BM-cellen
BM-cellen van 5-FU geïnduceerdmyelosuppressiemuizen werden behandeld met ECH(echinacoside)bij verschillende concentraties variërend van 0,01 tot 50 M gedurende 3 dagen of 6 dagen en de celproliferatie werd beoordeeld met een CCK8-assay. Zoals getoond in Fig. 2 was het proliferatieniveau van ECH-behandelde BM-cellen hoger dan de ECH-onbehandelde cellen, zowel na 3 of 6 dagen kweken. Het stimuluseffect vertoonde een dosisafhankelijke manier.
In vitro geleverd ECH(echinacoside)heeft geen effect op 5-FU onderdrukte BMSC-proliferatie
BMSC's van 5-FU geïnduceerdmyelosuppressiemuizen werden behandeld met ECH(echinacoside)bij een concentratie van 50 ug/ml gedurende 4 weken en celproliferatie werd bepaald door observatie van celmorfologie onder een omgekeerde lichtmicroscoop. Zoals getoond in Fig. 3 waren het groeipatroon en de morfologie van de cellen vergelijkbaar met of zonder ECH-behandeling.
Intragastrisch toegediend ECH(echinacoside)stimuleert de hematopoëtische functie van 5-FU-geïnduceerde myelosuppressieve granulocyt-macrofaag (CFU-GM), maar niet erytroïde (BFU-E) voorlopercellen
De proliferatie- en differentiatiepatronen van BM-cellen van 5-FU/ ECH, 5-FU/control, ECH(echinacoside), en controlegroep werden beoordeeld door middel van CFC-assay. Na 7 dagen kweken van BM-cellen in MethoCult-medium werden de CFK's geclassificeerd en in situ onder een lichtmicroscoop geteld. Zoals getoond in Fig. 4 onthulde analyse van progenitorniveaus een significant (pb 0.0001) verhoogd aantal CFU-GM in 5-FU/ECH-groep in vergelijking met de 5-FU/controlegroep (169,3 ± 11,1 vs. 54,5 ± 3,1), evenals de controlegroep (169,3 ± 11,1 vs. 129,3 ± 5,6) (respectievelijk pb 0,05). Het aantal BFU-E in elke groep had geen verschil (73,0 ± 11,1 vs. 74,7 ± 8,6 vs. 91,2 ± 5,5). Het aantal CFU-GM en BFU-E in de ECH-groep was bijna hetzelfde als in de controlegroep (gegevens niet getoond).
Fig. 4. Intragastrisch toegediend ECH(echinacoside)stimuleert dehematopoëtischfunctie van 5-FU geïnduceerdmyelosuppressiegranulocyt-macrofaag (CFU-GM), maar niet erytroïde (BFU-E) voorlopercellen. (A) een representatief beeld van de kolonievormende eenheden. CFU-GM: kolonievormende eenheden-granulocyt macrofaag. BFU-E: burst-vormende eenheid-erytroïde. (B) de representatieve beelden van de kolonievormende eenheden van elke groep. (C) Aantal kolonievormende eenheden van elke groep. BM-cellen werden uit elke groep geïsoleerd en gezaaid voor CFU-GM- en BFU-E-voorlopercelkolonievormende test zoals beschreven in Materialen en methoden. Resultaten werden verkregen uit 3 onafhankelijke experimenten en uitgedrukt als gemiddelden ± SEM, n=5–6. * pb 0.05 vergeleken met de controlegroep, ## pb 0,0001 vergeleken met 5-FU-groep.
Intragastrisch toegediend ECH(echinacoside)stimuleert 5-FU-geïnduceerde myelosuppressie BMSC-proliferatie.
Na 4 weken kweken werd de proliferatie van BMSC's beoordeeld door observatie van de celmorfologie onder een omgekeerde lichtmicroscoop. Zoals getoond in Fig. 5, BMSC's in 5-FU/ECH(echinacoside)groep groeide sterker dan de controlegroep.
Intragastrisch toegediend ECH(echinacoside)stimuleert de GM-CSF-productie van 5-FU-geïnduceerde myelosuppressieve BMSC's
Na 4 weken kweken van BMSC's werden de mRNA-expressies van GM-CSF en EPO van de cellen bepaald met RT-PCR. Zoals getoond in Fig. 6A was de GM-CSF-expressie in de BMSC's van de met ECH behandelde beenmergonderdrukkingsmuizen significant verhoogd in vergelijking met de 5-FU/controlegroep. GM-CSF-productie in de celkweeksupernatanten werd bepaald door middel van ELISA. Zoals getoond in Fig. 6B, vergeleken met de 5-FU/controlegroep, de 5-FU/ECH(echinacoside)groep vertoonden een hogere expressie van GM-CSF (pb 0.05) en waren bijna net zoveel als de controlegroep.
ECH(echinacoside)activeert de PI3K-signaleringsroute in 5-FU-onderdrukte BM-cellen
BM-cellen en BMSC's van 5-FU geïnduceerdmyelosuppressieof controlemuizen werden gestimuleerd met ECH(echinacoside)bij een concentratie van 50 ug/ml gedurende 24 uur of 48 uur voordat cellen werden verzameld voor eiwitextractie en Western-blotting. Aangezien de mechanismen van ECH(echinacoside)niet veel bestudeerd zijn, hebben we een panel van de gerelateerde signaalroutes gescreend, waaronder JAK/STAT1, JAK/STAT3, SAPK/JNK, p-38 MAPK, p44/42 MAPK en PI3K/Akt-signaalroutes. Zoals getoond in Fig. 7, kon ECH hoge expressie van p-PI3K p85/p55 induceren in BM-cellen afkomstig van 5-FU-muizen waarvoor de inductie niet duidelijk was in BMSC's of in controlegroepen. Voor alle andere routes zagen we geen grote verschillen (gegevens niet getoond).
Discussie
Het leek waar dat ECH(echinacoside)had geen effect op muizen met normale hematopoëse aangezien voor muizen zonder 5-FU-behandeling het aantal hematopoëtische voorlopercellen in het ECH(echinacoside)groep was bijna hetzelfde als die van de controlegroep, evenals de proliferatie en activering van BMSC's zoals aangegeven door morfologie, GM-CSF en EPO-secreties. Zo worden in de resultaatsessie de gegevens van de ECH(echinacoside)groep werden gecombineerd met een controlegroep en beschreven als een controle.
5-FU als chemotherapiemedicijn bij de behandeling van kanker heeft gevolgen voor de beenmergfunctie. Hoge doses 5-FU kunnen ernstige beenmergsuppressie veroorzaken [19]. In onze studie werd het beenmergsuppressiemodel met succes vastgesteld bij muizen door 5-FU-behandeling, ondersteund door de verminderde kolonievormende eenheden en de morfologie van de BMSC's.
Beenmerg is een belangrijkehematopoëtischorgaan bestaande uit hematopoëtische stamcellen (HSC's) en beenmerg-stromacellen (BMSC's) [13]. De voormalige cellen kunnen bloedcellen produceren, waaronder rode bloedcellen, bloedplaatjes, monocyten, granulocyten en lymfocyten. En de laatste cellen kunnen vet, kraakbeen en bot produceren, die worden gedefinieerd als mesenchymale of stromale cellen [26]. Het is algemeen aanvaard dat BMSC's sleutelcomponenten zijn van de HSC-niche waar deze twee stamcelpopulaties nauw op elkaar aansluitenhematopoëtischen skelethomeostase [29]. BMSC's zouden de proliferatie van HSC's kunnen stimuleren en versterken door regulerende moleculen en cytokinen uit te scheiden, zoals FL [23], GM-CSF [12] en SCF [12,3].
In vitro gegevens toonden aan dat ECH(echinacoside)zou de proliferatie van BM-cellen kunnen stimulerenmyelosuppressiemuizen op een dosisafhankelijke manier, hoewel cellen in het algemeen op dag 3 krachtiger groeiden dan die op dag 6, waarschijnlijk als gevolg van een in vitro kweekomgeving. Integendeel, ECH(echinacoside)had geen effect op de proliferatie van BMSC's van met 5-FU behandelde muizen. Om de mogelijkheid uit te sluiten dat het negatieve effect niet te wijten was aan de celgroeiconditie, hebben we in de experimentele setting ook Rg1 opgenomen, een kruidenbestanddeel waarvan is bewezen dat het BMSC's stimuleert vanmyelosuppressiemuizengroei, als een positieve controle [33].
In vivo gegevens hebben aangetoond dat ECH(echinacoside)kon hematopoëse, hoogstwaarschijnlijk granulocytopoëse en megakaryocytopoëse, maar niet erytropoëse, effectief reconstrueren inmyelosuppressiemuizen. De intragastrische toediening van ECH(echinacoside)aan met 5-FU behandelde muizen gedurende 12 dagen resulteerde in een verhoogd aantal van beide in totaalhematopoëtischvoorlopercellen en granulocyt-macrofaagvoorlopercellen, maar niet van erytroïde voorlopercellen zoals aangegeven door het aantal CFU-GM en BFU-E van CFC-assays. Interessant is dat we merkten dat het aantal CFU-GM in de 5-FU/ECH(echinacoside)groep was zelfs hoger dan die in de controlegroepen. We speculeerden een snelle uitbreiding van CFU-GM die plaatsvond als compensatie voor demyelosuppressievoorwaarde geleid door 5-FU. Onze gegevens onthulden ook dat ECH de proliferatie van BMSC en GM-CSF zou kunnen stimuleren, maar niet de productie van EPO inmyelosuppressiemuizen, die consistent waren met de CFC-resultaten.
De resultaten tot nu toe wezen op een nieuwe manier ECH(echinacoside)dat kan worden gebruikt om zijn . te verbeterenhematopoëtischfunctie inmyelosuppressiemuizen (zoals getoond in Fig. 8): In een HSC-nicheomgeving, hetzij door gemengde BMs-cultuur in vitro of in beenmerg in situ, stimuleert ECH de BMSC-proliferatie en productie van GM-CSF, en stimuleert en verbetert zo de proliferatie en differentiatie van HSC's. Zonder het bestaan van HSC's is ECH niet in staat de proliferatie van BMSC te stimuleren.
GM-CSF-receptor bestaat uit (ligandbinding) en (signalerings)subeenheden. GM-CSF bindt eerst aan de subeenheid en induceert vervolgens de stroomafwaartse signaalcascades door de interactie van effectoreiwitten met de subeenheid [30]. subeenheid heeft JAK2 getransactiveerd, wat stroomafwaartse signalering initieert. De geactiveerde signaalmodules omvatten de Janus-kinase/signaaltransducer en activator van transcriptie (JAK/STAT)-route, de mitogeen-geactiveerde proteïnekinase (MAPK)-route en de fosfatidylinositol 3-kinase (PI3K)-route [30]. Interessant genoeg toonde het resultaat van onze screening aan dat de PI3K-route werd geactiveerd in BM-cellen die waren afgeleid van 5-FU-behandelde muizen, maar niet duidelijk was in 5-FU-onderdrukte BMSCS en de normale BM-cellen of BMSC's. Het is waarschijnlijk dat via activering van de GM-CSF/PI3K-route ECH(echinacoside)stimuleert selectief de groei van BM-cellen.
conclusies
Samenvattend hebben we aangetoond dat ECH(echinacoside)heeft een veelbelovend stimulerend effect ophematopoëtischfunctie in 5-FU-geïnduceerde muizen met beenmergsuppressie, vooral op de granulocytische en macrofagocytische cellen, wat suggereert dat ECH(echinacoside)kan mogelijk klinisch worden toegepast bij beenmergremming tijdens chemotherapie of HSC-transplantatie na behandeling met chemicaliën.
Belangenconflict verklaring
Er zijn geen belangenconflicten.
Referenties
[1] ESD Alleva, Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren, Ethologie 103 (1997) 1072-1073.
[2] J. Bergh, T. Wiklund, B. Eriksen, E. Lidbrink, H. Lindman, P. Malmstrom, et al., Tailored fluorouracil, epirubicine en cyclofosfamide vergeleken met door merg ondersteunde hoge dosis chemotherapie als adjuvante behandeling voor borstkanker met een hoog risico: een gerandomiseerde studie. Onderzoek naar Scandinavische borstgroep 9401, Lancet 356 (2000) 1384-1391.
[3] A. Bernstein, L. Forrester, AD Reith, P. Dubreuil, R. Rottapel, The murine W/c-kit and steel loci and the control of hematopoiesis, Semin. hematol. 28 (1991) 138-142.
[4] PJ Carey, door medicijnen geïnduceerdmyelosuppressie: diagnose en beheer, Drug Saf. 26 (2003) 691-706.
[5] F. Cheung, TCM: gemaakt in China, Nature 480 (2011) S82-S83.
[6] EH Choi, HE Ok, Y. Yoon, BA Magnuson, MK Kim, HS Chun, Beschermend effect van anthocyaninerijk extract van blauwe bosbes (Vaccinium myrtillus L.) tegen myelotoxiciteit veroorzaakt door 5-fluorouracil, BioFactors ( Oxf. Engeland) 29 (2007) 55-65.
[7] J. Crawford, H. Ozer, R. Stoller, D. Johnson, G. Lyman, I. Tabbara, et al., Vermindering door granulocytkoloniestimulerende factor van koorts en neutropenie geïnduceerd door chemotherapie bij patiënten met kleine- cel longkanker, N. Engl. J. Med. 325 (1991) 164-170.
[8] L. Dalby-Brown, H. Barrett, AK Landbo, AS Meyer, P. Molgaard, synergetische antioxidatieve effecten van alkamiden, cafeïnezuurderivaten en polysacharidefracties van Echinacea purpurea op in vitro oxidatie van menselijke lipoproteïnen met lage dichtheid, J. Agric. Voedsel Chem. 53 (2005) 9413-9423.
[9] WH de Vos tot Nederveen Cappel, HJ Meulenbeld, JH Kleibeuker, FM Nagengast,
FH Menko, G. Griffioen, et al., Overleving na adjuvante 5-FU-behandeling voor stadium III colonkanker bij erfelijke niet-polyposis colorectale kanker, Int. J. Kreeft 109 (2004) 468-471.
[10] LE Friberg, MO Karlsson, Mechanistische modellen voormyelosuppressie, Onderzoek. Nieuwe drugs 21 (2003) 183-194.
[11] X. Geng, X. Tian, P. Tu, X. Pu, Neuroprotectieve effecten vanechinacosidein het muis MPTP-model van de ziekte van Parkinson, Eur. J. Pharmacol. 564 (2007) 66-74.
[12] JY Han, RY Goh, SY Seo, TH Hwang, HC Kwon, SH Kim, et al., Cotransplantatie van navelstrengbloedhematopoëtischstamcellen en cultuur-geëxpandeerde en GM-CSF−/SCF-getransfecteerde mesenchymale stamcellen in SCID-muizen, J. Korean Med. Wetenschap. 22 (2007) 242-247.
[13] EL Herzog, L. Chai, DS Krause, Plasticiteit van uit merg afgeleide stamcellen, Blood 102 (2003) 3483-3493.
[14] C. Jia, H. Shi, W. Jin, K. Zhang, Y. Jiang, M. Zhao, et al., Metabolism ofechinacoside, een goede antioxidant, bij ratten: isolatie en identificatie van zijn galmetabolieten, Drug Metab. beschikking. 37 (2009) 431-438.
[15] S. Kojima, K. Takaba, N. Kimoto, T. Takeda, M. Kakuni, M. Mizutani, et al., Beschermende effecten van glutathion op 5-fluorouracil-geïnduceerdemyelosuppressiebij muizen, Arch. Toxicol. 77 (2003) 285-290.
[16] R. Kuang, Y. Sun, W. Yuan, L. Lei, X. Zheng, Beschermende effecten vanechinacoside, een van de fenylethanoïde glycosiden, op H(2)O(2)-geïnduceerde cytotoxiciteit in PC12-cellen, Planta Med. 75 (2009) 1499-1504.
[17] JC Laurenz, M. Hadjisavas, GW Chovanec, FW Bazer,Myelosuppressiebij het varken (Sus scrofa): uteroferrine vermindert de myelosuppressieve effecten van 5-fluorouracil bij jonge varkens, Comp. Biochem. Fysiol. Een fysio. 116 (1997) 369-377.
[18]
F. Li, Y. Yang, P. Zhu, W. Chen, D. Qi, X. Shi, et al.,Echinacosidebevordert botregeneratie door de OPG/RANKL-verhouding in MC3T3-E1-cellen te verhogen, Fitoterapia 83 (2012) 1443-1450.
[19] A. Lindner, D. Santilli, J. Hodgett, C. Nerlinger, Effecten van 5-fluorouracil op dehematopoëtischsysteem van de muis, Cancer Res. 20 (1960) 497-502.
[20] DB Longley, DP Harkin, PG Johnston, 5-fluorouracil: werkingsmechanismen en klinische strategieën, Nat. Rev. Kanker 3 (2003) 330-338.
[21] BR Luce, JW Singer, JM Weschler, CD Buckner, SH Sheingold, K. Shannon-Dorcy, et al., Recombinant humane granulocyt-macrofaag koloniestimulerende factor na autologe beenmergtransplantatie voor lymfoïde kanker: een economische analyse van een gerandomiseerde, dubbelblinde, placebo-gecontroleerde studie, PharmacoEconomics 6 (1994) 42-48.
[22] M. Malet-Martino, R. Martino, Klinische studies van drie orale prodrugs van 5-fluorouracil (capecitabine, UFT, S-1): een overzicht, oncoloog 7 (2002) 288-323 .
[23] S. Mishima, A. Nagai, S. Abdullah, C. Matsuda, T. Taketani, S. Kumakura, et al., Effectieve ex vivo uitbreiding vanhematopoëtischstamcellen die osteoblast-gedifferentieerde mesenchymale stamcellen gebruiken, is CXCL12-afhankelijk, Eur. J. Haematol. 84 (2010) 538-546.
[24] M. Mostafa, N. Nahar, M. Mosihuzzaman, T. Makhmoor, MI Choudhary, AU Rahman, Vrije radicalen wegvangende fenylethanoïde glycosiden van Leucas indica Linn, Nat. Prod. Onderzoek 21 (2007) 354-361.
[25] S. Numazawa, K. Sugihara, S. Miyake, H. Tomiyama, A. Hida, M. Hatsuno, et al., Mogelijke betrokkenheid van oxidatieve stress bij 5-fluorouracil-gemedieerdemyelosuppressiebij muizen, Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 108 (2011) 40-45.
[26] DJ Prockop, Stromale mergcellen als stamcellen voor continue vernieuwing vanniet-hematopoëtischweefsels en als potentiële vectoren voor gentherapie, J. Cell. Biochem. (1998) 284-285.
[27] BD Sloley, LJ Urichuk, C. Tywin, RT Coutts, PK Pang, JJ Shan, Vergelijking van chemische componenten en antioxidantencapaciteit van verschillende Echinacea-soorten, J. Pharm. Pharmacol. 53 (2001) 849-857.
[28] C. Twelves, A. Wong, MP Nowacki, M. Abt, H. Burris III, A. Carrato, et al., Capecitabine als adjuvante behandeling voor stadium III darmkanker, N. Engl. J. Med. 352 (2005) 2696-2704.
[29] M. Valtteri, A. Sorrentino, De bijdrage van mesenchymale stromale cellen aan homeostase, J. Cell. Fysiol. 217 (2008) 296-300.
[30] L. van de Laar, PJ Coffer, AM Woltman, Regulatie van dendritische celontwikkeling door GM-CSF: moleculaire controle en implicaties voor immuunhomeostase en therapie, Blood 119 (2012) 3383-3393.
[31] JMBK Worley, M. Bloomsmith, K. Coleman, TL Koban, De achtste editie van de Gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren (2011); implicaties voor gedragsmanagement, Am. J. Primatol. 73 (2011) 98.
[32] Y. Wu, L. Li, T. Wen, YQ Li, Beschermende effecten vanechinacosideover door tetrachloorkoolstof geïnduceerde hepatotoxiciteit bij ratten, Toxicology 232 (2007) 50-56.
[33] SF Xu, LM Yu, ZH Fan, Q. Wu, Y. Yuan, Y. Wei, et al., Verbetering van ginsenoside Rg1 ophematopoëtischfunctie in door cyclofosfamide geïnduceerdemyelosuppressiemuizen, Eur. J. Pharmacol. 695 (2012) 7-12.
[34] Y. Zhang, J. Xing, T. Ai, T. Wen, L. Guan, J. Zhao, Bescherming vanechinacosidetegen acuut longletsel veroorzaakt door oliezuur bij ratten, Free Radic. Onderzoek 41 (2007) 798-805.
[35] AB Zhao, B. Yu, XL Wu, KJ Cao, EQ Li, QM Li, et al., Beschermende effecten opmyelosuppressiemuizen behandeld met drie verschillende klassieke Chinese geneeskunde formules, Pharmacogn. Mag. 7 (2011) 133-140.
[36] M. Zhu, C. Lu, W. Li, voorbijgaande blootstelling aanechinacosideis voldoende om Trk-signalering te activeren en neuronale cellen te beschermen tegen rotenon, J. Neurochem. 124 (2013) 571-580.
