牛樟芝在小鼠皮膚缺血模式手術中之抗發炎效果_Anti-inflammatory effects of Antrodia camphorata in a mouse skin ischemia model

論文發表在國際期刊: Journal of Ethnopharmacology

研究結果:

在這項研究中,固態培養牛樟芝和木頭培養牛樟芝顯著降低mRNA層級的促發炎基因,如IL-6和iNOS,並在本研究的皮膚缺血模型中,降低 TNF-α、NF-κB和IL-6的蛋白表現。結果顯示,牛樟芝降低發炎反應的 IL-6、TNF-α、NF-κB和iNOS。研究顯示,牛樟芝子實體和菌絲體的萃取物具有優異的抗發炎的特性。其中,木頭培養牛樟芝抗發炎的能力明顯優於固態培養牛樟芝和ST1。

研究目的:

在這項研究中,以背部皮膚的皮瓣手術誘發小鼠皮膚缺血模式,來研究牛樟芝(AC)與其活性化合物ST1 (ergostatrien-3β-ol) 的抗發炎效果。

因缺血/再灌流誘發的皮膚損傷是整形外科經常觀察到的一種多因素過程(Wang,2009;Tamas et al.,2010)。

缺血性損傷的過程包括:缺氧、發炎和氧化損傷 (Liu and McCullough,2013)。發炎是缺氧誘發的初始階段反應之一。皮膚缺血再灌注期間,活性氧(ROS) 的形成觸發脂質過氧化,並且破壞蛋白質和核酸 (Siemionow and Arslan,2004),造成氧化損傷要減少皮膚因缺血造成的損傷,需要加強抑制發炎反應。

在這項研究中,我們著重於牛樟芝椴木培養子實體、固態培養菌絲體和萃取物ST1在小鼠皮膚缺血模型中的抗發炎活性。

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材料與方法:

選擇九週大的雄性小鼠,並隨機將小鼠分為 6 組進行實驗(n=6)。

方法: 將小鼠背部皮膚拉起一個 U 型皮瓣(3.5 cm ×1.5 cm 寬),並對橫向胸動脈血管雙血管蒂進行切片,並將之縫合

分組: 小鼠隨機分為六組進行治療(n=6):

(1) 正常對照組,不接受任何處理 [正常皮膚/丙二醇(PG),一種常用的醫療溶劑]
(2) 手術皮瓣/PG組: 皮瓣手術後塗抹PG丙二醇
(3) 手術皮瓣/S-AC組: 皮瓣手術後塗抹 300 mg/kg 的牛樟芝固態培養菌絲體
(4) 手術皮瓣/W-AC組: 皮瓣手術後塗抹 300 mg/kg 的牛樟芝木頭培養子實體
(5) 手術皮瓣/H-ST1組: 皮瓣手術後塗抹高劑量 4mg/kg 的 ST1
(6) 手術皮瓣/L-ST1組: 皮瓣手術後塗抹低劑量 2mg/kg B.W.的ST1

材料: 牛樟芝溶解於25μL 的PG,並每6小時塗抹在皮瓣上共24小時。實驗結束時,每隻小鼠被麻醉,收集背部皮膚組織進行組織病理分析,按照我們之前報告中的方法提取RNA和蛋白質。

發炎與免疫反應

發炎是身體抵抗外來微生物侵略時所誘發的防禦反應之一。

當體內巨噬細胞被細菌活化時,會誘發巨噬細胞產生免疫反應以及發炎作用,進而使細胞內的一氧化氮合成酶(iNOS)釋出一氧化氮(NO)等發炎相關物質,包括 TNF-α、IL-1、IL-6、NO 和 PGE2。

人體裡適量的NO一氧化氮具有消滅外來細菌的作用,但NO對細胞具有毒性,也會造成組織細胞的損傷。當 TNF-α、IL-1、IL-6、NO 和 PGE2被過度產生時,則會造成體內組織慢性的發炎反應或者是急性發炎反應,例如︰敗血性休克

在慢性發炎及感染之細胞組織,會有一系列細胞激素、酵素及訊息蛋白(signal protein)生成。iNOS及COX-2分別可催化NO及PGs大量產生,不但造成組織發炎及併發敗血性休克,也使得慢性傳染病(例如:肺結核)及自體免疫性疾病(例如:風濕性關節炎)等疾病症狀更加惡化。

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未經牛樟芝處理的「手術皮瓣/ PG組」手術後72小時內,
因缺血損傷造成的病理組織改變

  1. 手術後0小時
  2. 圖B手術後12小時: 在表皮發現瀰漫性和嚴重凝固性壞死帶有輕微浸潤情形,但皮下沒有發炎細胞。
  3. 圖C手術後 24 小時: 在表皮發現局部和中度凝固性壞死帶有發炎細胞浸潤,並在皮下發現中度發炎細胞和壞死帶有輕微發炎細胞浸潤。
  4. 圖D手術後72小時: 在表皮發現瀰漫性和嚴重凝固性壞死帶有發炎細胞浸潤,並在皮下發現輕微發炎細胞浸潤和壞死伴隨輕微水腫
    註:黃色「*」為凝固性壞死,紅色「箭頭」為細胞發炎。

手術後24小時,以牛樟芝處理缺血損傷之病理組織改變

  1. 圖A正常對照組
  2. 圖B手術皮瓣/ PG組: 手術後塗抹PG丙二醇,表皮程度約為 25-50%,而在皮下則為 25-75%的病變。
  3. 圖C手術皮瓣/S-AC組: 手術後塗抹固態培養牛樟芝,在表皮發現約為 1-25%,皮下為 25% 的病變。
  4. 圖D手術皮瓣/W-AC組: 手術後塗抹木頭培養牛樟芝,相較於固態培養牛樟芝,木頭培養牛樟芝在皮下較少發炎細胞浸潤。
  5. 圖E手術皮瓣/H-ST1組: 手術後塗抹高劑量的ST1,相較於丙二醇組,表皮呈現更嚴重的發炎細胞浸潤(25-100%),但皮下則較少發炎細胞浸潤。
  6. 圖F手術皮瓣/L-ST1組: 手術後塗抹低劑量的 ST1,相較於與丙二醇組,表皮和皮下表現出較少的發炎細胞浸潤(分別為 1-25%以及 25-50%)

組織病理分析表明,木頭培養牛樟芝、固態培養牛樟芝和 ST1 塗抹在受傷的皮瓣,減少皮下發炎細胞浸潤和水腫的程度。木頭培養牛樟芝減少發炎細胞浸潤和水腫的能力,大於固態培養牛樟芝 和ST1。然而,數據顯示,木頭培養牛樟芝、固態培養牛樟芝和 ST1 都具有顯著的抗發炎能力。

手術後24小時,由發炎細胞浸潤至真皮和皮下的病變程度

木頭培養牛樟芝減少發炎細胞浸潤和水腫的能力,大於固態培養牛樟芝和ST1。然而,數據顯示,木頭培養牛樟芝、固態培養牛樟芝和ST1 都具有顯著的抗發炎能力。

手術後24小時牛樟芝降低iNOS和IL-6的轉錄表現

iNOS和IL-6的轉錄表現在缺血的皮膚中均明顯增加,而牛樟芝能降低iNOS和IL-6表現程度,尤其是木頭培養牛樟芝(上圖)。與丙二醇組比較:
固態培養牛樟芝組,iNOS的表現降低約 61%,IL-6 的表現分別降低約為 44%
木頭培養牛樟芝組,iNOS的表現降低約 58%,IL-6 的表現分別降低約為 85%

結果:

皮瓣誘發的缺血損傷顯著地增加 iNOS、COX2 和 IL-6 蛋白表現,並減少 IκB 蛋白表現。此外,在皮瓣手術後的 24 個小時,在表皮組織發現局部中度凝固性壞死與發炎細胞浸潤;且在皮下組織注意到中度發炎細胞和壞死伴隨著輕微水腫。然而,固態培養或木頭培養的牛樟芝,或使用其衍生的 ST1 活性化合物,可顯著地降低皮瓣之真皮和皮下的壞死和發炎細胞浸潤。與對照組「手術皮瓣/PG組」相比較,牛樟芝實驗組可透過減少發炎相關基因的表現,如:iNOS、IL-6、TNF-α和 NF-κB,而減少發炎反應。

結論:

這些結果證明牛樟芝木頭培養子實體和固態培養菌絲體之甲醇萃取物,具有優異的抗發炎活性,因此具有很大的潛力作為加人工皮的添加物。

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牛樟芝功效 (pharmacological effects of Antrodia cinnamomea)

保護肝臟(hepato-protective)、解酒(anti-hangover)、抗癌(anti-cancer)、抗過敏(anti-allergenic)、增強免疫力(strengthen immune system)、降高血壓(antihypertensive)、降高脂血(antihyperlipemic)、降血糖(anti-diabetic)、免疫調節(immunomodulatory)、抗氧化(anti-oxidant)、抗發炎(anti-inflammatory)

牛樟芝的主要成份 (bioactive components of Antrodia cinnamomea)

三萜類(Triterpenoids)、多醣體(Polysaccharides)、腺苷(Adenosine)、超氧歧化酶(SOD)、麥角固醇(Ergosterol)、羊毛固醇(Lanosterol)、免疫蛋白(Immunity Protein)、維生素(Vitamins)、核酸(Nucleic Acid)、胺基酸(Amino Acid)、苯類(benzenoids)、苯醌衍生物(benzoquinone derivates )、馬來酸(Maleic acid)琥珀酸(Succinic acid)、凝集素(Lectin)、木質素(Lignin)、血壓穩定物質(Antrodia acid)、礦物質(鈣、磷、鐵、鍺等)

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