金葡菌败血症

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依诺金AHCC的抗炎症作用 [复制链接]

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什么是炎症

化学刺激、热等有害刺激、细菌和病*等病原体的感染会对细胞和组织造成伤害,诱发称之为“炎症”的特异反应。罗马帝国医生Celsus在他的著作中对局部炎症进行了如下描述了[1]:Notaeveroinflammationissuntquattuor,ruborettumor,cumcaloreetdolore.(炎症有4种症状表现,即:发红和肿胀伴有热感和疼痛。)

炎症是对有害刺激的防御反应,促进损伤组织修复的过程,产生生物活性物质来去除病原体。作为生物活性物质,痛诱导物质如缓激肽和炎症介质在起着作用。所谓的“炎症细胞”(巨噬细胞、嗜中性粒细胞和淋巴细胞),产生各种炎症介质,即一氧化氮(NO)、前列腺素、炎性细胞因子和趋化因子。其中,NO由被刺激的肝细胞和库普弗(Kupffer)细胞(肝脏中的巨噬细胞)产生,并通过杀死细菌和抑制病*增殖来除去这些病原体[2]。也就是说,肝细胞和库普弗细胞参与先天性免疫中的炎症反应。炎症介质的诱导水平几乎与炎症反应的水平相关。

全身性炎症可能发生在急性炎症之后,细菌感染后的败血症是典型病例。在肝脏,革兰氏阴性细菌的内*素(Endotoxin)刺激Kupffer细胞,不仅产生NO,还分泌白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)[3](图1)。继而分泌的IL-1β刺激肝细胞产生NO和TNF-α。如果NO产生过量,引起全身血管扩张,导致败血症性休克[4]。过量的TNF-α将诱导产生多种炎性细胞因子和趋化因子,该状态也被称为细胞因子风暴(cytokinestorm)。这些NO和TNF-α的过度产生导致暴发型肝炎等可见到的多器官衰竭[5]。因此,细菌内*素脂多糖的主要成分(LPS)常用于诱导制作实验性小鼠或大鼠败血症模型(肝功能衰竭模型)[3,6]。此外,用IL-1β处理过的肝细胞[2]或用LPS处理过的巨噬细胞[7,8]常被用来评价药物和功能性食品的抗炎症效果。

炎症引起疾病,疾病引起炎症。许多疾病伴有慢性炎症,如类风湿性关节炎等自身免疫性疾病,糖尿病等的代谢性疾病,动脉硬化,慢性阻塞性肺病(COPD)或癌症也伴有慢性炎症。也就是说,炎症与这些疾病的病理生理密切相关,有时还涉及病因学。

如果炎症反应过度或迁延,则对机体不利。因此,抗炎症药被用于抑制不良炎症,恢复健康状态。为了使NO、前列腺素、炎症性细胞因子以及趋化因子等炎症介质降低到生理水平,需使用抗炎症药物和某些功能性食品。因此,为了评价药物和功能性食品在细胞、动物和人体中的作用,炎症介质是最佳的生物标志物。

AHCC的抗炎症作用

1.AHCC中含有的生物活性物质

功能性食品AHCC是从担子菌(Lentinulaedodes)的菌丝体培养物的提取物[9,10]。AHCC主要由碳水化合物组成,其中α-葡聚糖是主要成分。冷冻干燥的AHCC中α-葡聚糖的含量为28.9%(重量比),而β-葡聚糖的含量极低[9,11]。在α-葡聚糖中,含有部分酰化的α-1,4-葡聚糖的寡糖被认为是AHCC的生物学作用有效成分,例如抗氧化作用[12,13]。然而,尚未鉴定出AHCC中含有的具有抗炎作用的分子。

已经使用肝细胞的体外肝病模型探索了AHCC中具有药理活性的活性分子[2]。因为对IL-1β的应答导致NO产生,原代培养大鼠肝细胞经常被用作诱导型一氧化氮合酶(iNOS或NOS2)产生模型。松井等[14]报道,向培养基中加入AHCC可抑制IL-1β诱导的NO产生增加,同时降低iNOS蛋白和信使RNA(mRNA)的产生[14]。

此外,还进一步研究了AHCC中的碳水化合物。在大鼠肝细胞中,AHCC的糖组分抑制NO产生并降低iNOS基因的表达,抑制对I型IL-1受体(IL1R1)表达的诱导[15]。另一方面,已知葡萄糖和糊精不会显著抑制肝细胞中IL-1β对NO产生的诱导[16]。此外,AHCC的糖组分对转录因子核因子κB(NF-κB)的活性化,以及对作为NF-κB抑制因子的抑制剂-α(IκB-α)的降解无影响。NF-κB是炎症相关基因表达(如iNOS和炎性细胞因子)的关键转录因子[17]。

最近,终于通过组合各种色谱法从AHCC中纯化分离出具有NO产生抑制作用的活性分子。腺苷被鉴定为AHCC的组分,它抑制了iNOS基因的表达,并降低诱导性NO的产生(50%抑制浓度,即IC50值为56μM)[18]。与AHCC的糖组分一样,腺苷对诱导性NF-κB活化和IL1R1表达起抑制作用。其结果是,抑制iNOS蛋白的表达,导致NO产生的减少[18]。然而,由于AHCC中腺苷的含量低,推测还有其他NO产生抑制分子存在于AHCC中。此外,似乎有抗炎成分在肠道等其他组织中起作用,期待将来对这方面进行研究。

2.AHCC在肝脏的抗炎作用

一项对肝细胞癌患者进行了历时十年的队列研究,口服AHCC(3g/天)改善了这些患者的预后[19]。这项研究科学地定义了“功能性食品(functionalfood)”,提倡AHCC是一种功能性食品[20]。另一方面,NO被认为参与各种肝脏疾病的发病机制和肝脏保护作用。如上所述,AHCC以及它的糖组分抑制经IL-1β处理的大鼠肝细胞的NO产生和iNOS基因表达[14,15]。AHCC通过抑制NF-κB活化来抑制iNOS基因在转录水平的表达[14]。另外,AHCC可以在转录后水平,减少通过iNOS反义转录物的iNOSmRNA稳定性,抑制iNOS基因表达[14,21](参考本书Ⅲ-3-3)。AHCC还使大鼠肝细胞的炎性细胞因子和趋化因子产生降低(奥山,西泽。数据未公开发表)。因此,AHCC对肝细胞NO产生的抑制作用,也许与AHCC改善肝癌患者术后的预后有一定关系。

Kim等报道给予因酒精而致血清肝酶水平轻度升高的患者服用AHCC,可使血清中的肝酶和炎性细胞因子(氧化应激的标志物)水平降低[22]。通过服用AHCC12周(1g或3g/天),血清TNF-α和IL-1β水平显著降低。血清IL-1β水平的变化率与血清中肝脏丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平呈正相关。另一方面,与安慰剂组相比,AHCC组的脂联素(脂肪细胞因子)水平较高。该临床试验的结果表明,AHCC可能具有保护肝功能和抗炎症作用。

3.AHCC在肠道中的抗炎作用

对AHCC在小鼠肠道中的作用也进行了研究。Mallet等给BALB/c小鼠投与AHCC,连续7天,每天的AHCC用量为0.1、0.5或1.0g/kg体重,并制备了肠道上皮细胞样本[23]。AHCC使小肠上皮免疫球蛋白A(IgA)的阳性细胞数增加,肠内的分泌型IgA(sIgA),IL-10和干扰素-γ(INF-γ)增加。在肠腔内,IgA在抗原特异性免疫防御的前沿发挥作用,sIgA防止因肠道细菌引起的炎症[24]。

在用原代培养的肠上皮细胞进行的实验中,Toll样受体(TLR)中的TLR2和TLR4与AHCC引发的免疫应答有关[23]。因此,AHCC也许通过TLR2和TLR4介导的信号传导通路,在维持肠上皮细胞免疫稳态中发挥作用。

对AHCC在肠道中的抗炎作用,在溃疡性结肠炎的动物模型中得到了验证。实验性溃疡性结肠炎动物模型,被用作人的溃疡性结肠炎和克罗恩氏病等炎症性肠疾患(IBD)模型[25]。Daddaoua等,使用三硝基苯硫酸盐(TNBS)诱导的大鼠结肠炎模型,仔细检查了AHCC的抗炎症作用[26]。AHCC(或mg/kg体重)从TNBS使用前2天开始每天投与,在TNBS使用后6天后让大鼠接受安乐死。结果显示,AHCC使肠道炎症减轻。此外,AHCC不仅改善了粘膜损伤评分、坏死区域和肠重量,还降低了炎性细胞因子(IL-1β,IL-1受体激动剂和TNF-α)、趋化因子CCL2(也被称为MCP-1)和三叶因子3(TFF3)的表达。AHCC抗炎症效果与用于治疗溃疡性结肠炎的柳氮磺胺吡啶(salazosulfapyridine)几乎相同[26]。

关于体外研究,最近有用AHCC处理肠上皮细胞系(IEC18和HT29)的报道[27]。不同于IL-1β处理的肝细胞,只用AHCC处理细胞,能使IEC18细胞的趋化因子CCL2和CXCL1被诱导表达,使HT29细胞的IL-8分泌增加[27]。在IEC18细胞的这些效果,是因为由TLR4和髓样分化初级应答88(MyD88)介导的,NF-κB以及部分MAPK(促分裂原活化蛋白激酶)的活性化。Daddaoua及其同事用从单核细胞衍生的THP-1细胞系进行了更祥细的研究,结果显示,AHCC经NF-κ和JNK(c-JunN-末端激酶)介导,促进IL-8、IL-1β及TNF-α的分泌[27]。这些结果表明AHCC的作用有三种可能性。第一,免疫激活作用和AHCC的抗炎作用依赖于细胞类型,第二,由外部刺激因素如细胞因子或细菌内*素决定免疫赋活作用或抗炎作用,第三,AHCC具有免疫刺激和抗炎作用。将来的进一步研究将有助于更深入地了解AHCC的作用。

Daddaoua等还分析了AHCC投与后大鼠的结肠菌群[26]。与用TNBS处理的大鼠相比,用AHCC处理的大鼠具有较多的需氧细菌、乳酸菌和双歧杆菌,而梭菌属细菌较少。此外,AHCC协同增强了长双歧杆菌(B.longum)BB菌株的共生效应[28]。长双歧杆菌是存在于人胃肠道中的良好细菌,并且预计BB菌株作为益生菌可促进健康。从TNBS处理前7天到处理后7天给予大鼠AHCC(或mg/kg体重)和长双歧杆菌菌株BB(5×CFU/大鼠)28)。通过对结肠炎模型大鼠使用AHCC和BB菌株,在肠道中发现了高抗炎活性,并且由TNBS处理引起的体重减轻,肠道的重量/长度比,中性粒细胞产生的髓过氧化物酶(MPO)和iNOS表达的变化均被抑制。总结这些结果,AHCC可用作具有益生元效应的功能性食品(辅助益生菌功能的食品成分),AHCC和双歧杆菌菌株BB(益生菌)的组合显示抑制IBD患者肠道炎症反应的可能性。

作为另一个实验性溃疡性结肠炎模型,用T淋巴细胞诱导的溃疡性结肠炎也用于评价AHCC的抗炎作用。重组激活基因1(Rag1)敲除小鼠(Rag1-/-小鼠)的成熟B细胞和T细胞存在缺陷型,并且粘膜免疫系统发育不全[29]。Mascaraque等给Ragl-/-小鼠移植CD4+CD62L+T细胞,包括幼稚T细胞和中枢记忆CD4+细胞,引起了类似IBD的慢性结肠炎[30]。然后,在T细胞移植后经口给予RCC1-/-小鼠AHCC(75mg/天),连续12天。从使用了AHCC的小鼠肠系膜淋巴结分离原代培养淋巴细胞,在培养液中加入AHCC后,细胞的MPO活性和碱性磷酸酶活性降低,TNF-α和IL-1β的分泌显著减少[30]。这些结果表明,AHCC在肠道中具有抗炎作用,并且有助于改善T细胞引发的溃疡性结肠炎的症状。

尽管到目前为止已经报道了许多动物实验的结果,但尚未鉴定出减轻肠道炎症的生物活性物质。需要进一步的研究来解释AHCC在肠粘膜免疫中的抗炎作用。

今后的展望

迄今为止积累的许多报道表明,AHCC在多种类型的细胞中显示出抗炎症作用,并在某种细胞系中显示出免疫刺激作用(图2)。此外,AHCC对肠道菌群具有益生元作用。这些作用有助于将AHCC用作预防伴随IBD等慢性炎症疾病的功能性食品。在这种意义上,AHCC及其成分可用于补充替代医学。

此外,有必要通过鉴定除腺苷之外具有药理活性的分子来阐明AHCC的作用。如果鉴定出这样的活性分子,则该分子抑制炎症相关基因表达的抗炎作用有助于开发涉及慢性炎症性疾病的治疗药物。

(参考文献:略)

作者:

1西泽干雄:立命馆大学生命科学部生命医科学科教授

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