Acanthopanacis Senticosi Radix et Rhizoma seu Caulis, tunnetaan yleisesti nimellä siperian ginseng tai kiinaksi Ciwujia, on Acanthopanax senticosus -kasvin (aiemmin Eleutherococcus senticosus) kuivattu juuri ja juurakko tai varsi. Kiinan farmakopean mukaan se on perinteinen kiinalainen lääke, jota määrätään laajalti ravitsemaan qi:tä, vahvistamaan pernaa, tonisoimaan munuaisia ja rauhoittamaan mieltä. Se on myös funktionaalinen elintarvike, joka on tunnettu väsymystä ehkäisevistä, hermoja suojaavista ja immunomoduloivista vaikutuksistaan. Tässä katsauksessa käsitellään Ciwujian immunomoduloivaa vaikutusta ja vastaavia aktiivisia ainesosia. Lisäksi pyrittiin vertailemaan vesiuutteen ja etanoliuutteen tehoa ihmisen perifeerisen veren mononukleaarisolujen sytokiinituotannon säätelyssä, jotta saataisiin lisää tietoa siitä, miten Ciwujia tulisi valmistaa sen immunomoduloivien ominaisuuksien hyödyntämiseksi.
Ciwujian immunomoduloiva vaikutus osoitettiin kliinisesti 1980-luvulla. Bohnin ja kollegoiden tekemä lumelääkekontrolloitu kaksoissokkotutkimus osoitti, että etanoli Ciwujia-valmiste aiheutti immunokompetenttien solujen absoluuttisen määrän jyrkän lisääntymisen, ja sillä oli erityisen voimakas vaikutus terveiden vapaaehtoisten T-lymfosyytteihin, pääasiassa auttaja/induktori-tyyppisiin, sekä myös sytotoksisiin ja luonnollisiin tappajasoluihin . Tämän jälkeen suoritettiin useita tieteellisiä tutkimuksia sen vaikutuksen selvittämiseksi yksityiskohtaisemmin.
Vesiuute ja etanoliuute
Ciwujian vesiuutteen ja etanoliuutteen immunologisista vaikutuksista on raportoitu.
Viidestä eri lähteestä peräisin olevien Ciwujia-näytteiden vesiuutteiden oraalinen annostelu annoksella, jonka suuruus oli 1 g/kg ruumiinpainoa kohden, yhdeksän peräkkäisen vuorokauden ajan, pystyi pidentämään merkitsevästi urospuolisten C57-Bl6J -hiirten uimistaikaa. Jotkin vesipitoiset uutteet estivät luonnollisten tappajien (NK) aktiivisuuden vähenemistä pakkouintiin joutuneilla stressaantuneilla hiirillä . NK:ta stimuloivan vaikutuksen tulos oli samansuuntainen kuin Yoonin ryhmän raportoima tulos . GF100:n (Ciwujian vesipitoinen infuusio) laskimonsisäinen anto lisäsi merkittävästi BALB/c-hiirten NK-sytotoksisuutta hiiren T-solulymfooman Yac-1-soluja kohtaan. Toisaalta GF100 esti merkittävästi paksusuolen 26-M3.1-solujen keuhkometastaasiaa annosriippuvaisesti, ja tämä vaikutus hävisi kokonaan, jos NK-solut tyhjennettiin injektoimalla kanin anti-asialo GM1 -seerumia. NK-solujen lisäksi myös pernasolut ja makrofagit olivat GF100:n immunologisia kohteita. Käsittely GF100:lla lisäsi annosriippuvaisesti konkanavaliini A:lla (Con A) stimuloitujen pernasolujen proliferaatiota. Lisäksi peritoneaalisten makrofagien käsittely GF100:lla in vitro -kokeessa indusoi erilaisten sytokiinien, kuten IL-1β:n, TNF-α:n, IL-12:n ja IFN-γ:n tuotantoa annosriippuvaisesti. Lisäksi GF100:lla käsitellyistä hiiristä saadut vatsakalvomakrofagit osoittivat suurempaa sytolyyttistä aktiivisuutta kasvainsoluja vastaan kuin käsittelemättömien hiirten makrofagit. Näin ollen pääteltiin, että GF100:n kasvainvastainen vaikutus liittyi makrofagien ja NK-solujen aktivoitumiseen. Wang ja kollegat raportoivat myös, että Ciwujian vesipitoinen valmiste pystyi lisäämään merkittävästi monosyyttien fagosytoivaa toimintaa hiirillä .
Ciwujian etanoliuutteella oli myös immunomoduloivaa vaikutusta. Farmaseuttisen Ciwujia-etanolivalmisteen havaittiin vaikuttavan selvästi kemokiini- ja sytokiinisynteesiin terveiden vapaaehtoisten aktivoiduista kokoveriviljelmistä. Se lisäsi Rantesin vapautumista mutta vähensi IL-4:n, IL-5:n ja IL-12:n tuotantoa. Käytetystä pitoisuudesta riippuen sen vaikutus G-CSF:ään, IL-6:een ja IL-13:een voi olla joko stimuloiva tai inhiboiva. Toisen 40-prosenttisen vesipitoisen etanoliuutteen (AE) on raportoitu kykenevän torjumaan kadmiumin myrkyllistä vaikutusta, joka aiheutti muutoksia isännän immunoregulaatiomekanismeissa. AE:n oraalinen anto 8 viikon ajan johti merkittävään kadmiumpitoisuuksien laskuun ja lisäsi makrofagien ja sekä B- että T-lymfosyyttien määrää kadmiumkloridilla myrkytettyjen hiirten pernassa .
Polysakkaridit ja glykoproteiinit
Polysakkaridit ja glykoproteiinit ovat kaksi aktiivista immunomoduloivaa fraktiota Ciwujiasta.
Ciwujia-polysakkaridit (PES), kun ne injektoitiin vatsansisäisesti 100 mg/kg 4 – 6 peräkkäisenä päivänä, pystyivät merkittävästi lisäämään IgM-vasta-aineita muodostavien plakkien muodostavien solujen lukumäärää lampaan punasolujen kanssa haastetuilla hiirillä ja lisäsivät myös merkittävästi anti-BSA-vasta-aineita ja lisäsivät huomattavasti vatsakalvomakrofaagien fagosytoosia . Lisäksi PES itsessään osoitti voimakasta mitogeenistä aktiivisuutta hiiren pernan soluihin annosriippuvaisesti, ja se saattoi lisätä lipopolysakkaridin (LPS) stimuloivaa aktiivisuutta lymfosyyttien transformaatioihin .
Viime aikoina Hanin työryhmä tutki A. senticosusin soluviljelmästä eristetyn polysakkaridi-fraktion (ASP) immunomoduloivan vaikutuksen mekanismia käyttäen in vitro -kokeita . He havaitsivat, että ASP lisäsi B-solujen lisääntymistä ja lisäsi annosriippuvaisesti B-solujen polyklonaalista IgM-vasta-ainetuotantoa. Lisäksi ASP stimuloi hiiren peritoneaalisia makrofageja, mikä näkyi IL-1β:n, IL-6:n ja TNF-α:n kaltaisten sytokiinien mRNA- ja proteiiniekspressioiden lisääntymisenä. Lisäksi ASP lisäsi indusoituvan typpioksidisyntaasin (iNOS) geenin ilmentymistä ja NO:n tuotantoa. Perustuen havaintoon, että ASP:n toimintaa B-soluissa ja makrofageissa vähennettiin merkittävästi käsittelemällä soluja Tollin kaltaisen reseptorin (TLR)-4 ja TLR-2 vasta-aineilla ennen ASP:n käyttöä, pääteltiin, että ASP aktivoi B-soluja ja makrofageja TLR-signalointireitin kautta. Kuitenkin osoitettiin, että ASP ei aktivoinut T-soluja .
Acanthopanax senticosus -polysakkaridit eivät toimi ainoastaan in vitro -järjestelmissä tai normaaleilla jyrsijöillä vaan myös immuunipuutteisilla/immunologisesti haastetuilla eläimillä. Happaman polysakkaridifraktion raportoitiin lisäävän kateenkorvan ja pernan indeksejä, lisäävän leukosyyttien määrää perifeerisessä veressä, parantavan makrofagien fagosytoivaa toimintaa, lisäävän TNF-α:n, IFN-γ:n ja seerumin hemolysiinipitoisuuksia, parantavan pernasolujen proliferaatiota ja pienentävän pernan lymfosyyttien apoptoosinopeutta syklofosfamidin aiheuttamissa immunosuppressiivisissa hiirissä. Kiinassa eläinlääkärit käyttävät A. senticosusta yleisesti ravintolisänä eläinten terveyden edistämiseksi. Se voisi parantaa vieroitettujen porsaiden solu- ja humoraalista immuunivastetta säätelemällä lymfosyyttien, sytokiinien ja vasta-aineiden tuotantoa . Toisaalta A. senticosus -polysakkaridi (ASPS) moduloi pro-inflammatoristen sytokiinien vapautumista immunologisen haasteen aikana. Se vähensi IL-1β:n, IL-6:n ja TNF-α:n plasman plasmatasojen ja pernan mRNA-ekspressioiden nousua, jonka LPS-haaste aiheutti porsailla .
GF-AS oli liukoinen proteiinikerros, joka oli fraktioitu A. senticosus -varren kuoresta. Se indusoi peritoneaalisten makrofagien sytokiinituotantoa ja vaikutti ennaltaehkäisevästi paksusuolen26-M3.1-kasvainsolujen aiheuttamaa keuhkometastaasiaa vastaan NK-solujen aktivoinnin kautta hiirissä. Geelikromatografian ja pernasolujen proliferaatiomäärityksen avulla eristettiin EN-SP-niminen glykoproteiini, joka tunnistettiin aktiiviseksi komponentiksi. EN-SP oli kooltaan noin 30,5 kDa ja koostui pääasiassa hiilihydraateista. Se pystyi lisäämään merkittävästi hiiren pernosyyttien solujen proliferaatiota ilman mitogeenisiä ärsykkeitä, ja sillä oli voimakkaampi anti-metastaattinen aktiivisuus kuin GF-AS:lla.
Pienet molekyylit
Polysakkaridien ja glykoproteiinien lisäksi myös jotkin Ciwujian sisältämät pienet molekyylit saavat jonkin verran huomiota kykyjensä vuoksi immuunijärjestelmän säätelyssä.
Isofraksidiini
Isofraksidiini, aktiivinen kumariiniyhdiste, jota käytetään Ciwujia-raakayrttien tai kaupallisten tuotteiden aitouden todentamiseen , käyttää laajaa farmakologisten vaikutusten kirjoa erilaisissa sairauksissa, kuten nivelrikossa , syövässä , rasva-aineenvaihdunnan häiriöissä ja Alzheimerin taudissa .
Immunomoduloivassa näkökohdassa isofraksidiinilla on pääasiassa tulehdusta ehkäisevää vaikutusta. Sen syvällinen vaikutus turvotuksen ja kivun lievittämiseen välittyi LPS:n aiheuttaman pro-inflammatoristen sytokiinien, mukaan lukien TNF-α ja fosforyloitujen mitogeeni aktivoituneen proteiinikinaasin (MAPK) signaalimolekyylien p38 ja ERK1/2, tuotannon estämisen kautta makrofageista . Isofraksidiini tukahdutti myös NF-κB:n proteiiniekspressiota, NO- ja IL-6-pitoisuuksia seerumissa ja TNF-α:n tuotantoa LPS-altistettujen hiirten maksassa . Lisäksi se suojasi hiiriä akuutilta keuhkovauriolta estämällä syklo-oksygenaasi-2:n (COX-2) proteiinin ilmentymistä ja vähentämällä tulehdussolujen tunkeutumista keuhkokudokseen . Kuten osoitettiin nivelrikkopotilaista eristetyissä kondrosyyteissä, isofraksidiinin esikäsittely ennen IL-1β:tä saattoi estää IL-1β:n stimuloimaa iNOS:n ja COX-2:n ilmentymistä, mikä puolestaan esti typpioksidin (NO) ja prostaglandiini E2:n (PGE2) tuotannon. Lisäksi isofraksidiini esti merkittävästi matriksin metalloproteinaasien (MMP) mRNA-tasoja ja eritystä. Johtopäätöksenä oli, että isofraksidiini esti IL-1β:n aiheuttamaa niveltulehdusta NF-κB-signaloinnin säätelyn kautta.
Syringiini (Eleutherosidi B)
Syringiini, jota kutsutaan myös nimellä eleutherosidi B, kuuluu lignaanien kemiallisten yhdisteiden ryhmään. Se on kemiallinen merkkiaine, joka on lueteltu Kiinan kansantasavallan farmakopean vuoden 2015 painoksessa (CP 2015) Ciwujian määritystä varten. Kuivattujen Ciwujia-näytteiden on määräyksen mukaan sisällettävä vähintään 0,05 painoprosenttia syringiiniä. Syringiini on yksi Ciwujian tärkeimmistä aktiivisista yhdisteistä, ja sillä on raportoitu olevan antidiabeettisia, väsymystä ehkäiseviä, unta edistäviä, hermoja suojaavia sekä antioksidanttisia vaikutuksia.
Syringiinillä on pikemminkin immunomoduloiva kuin immunostimuloiva vaikutus. Se esti in vitro vasta-aineella päällystettyjen lampaan erytrosyyttien in vitro-immuunihemolyysiä, jonka marsun seerumi indusoi tukahduttamalla klassisen komplementtireitin C3-konvertaasin toimintaa. Humoraalisen immuniteetin lisäksi myös soluvälitteinen immuniteetti osallistuu syringiinin aiheuttamaan immunologiseen vasteeseen. Syringiini esti merkittävästi sekä LPS-stimuloitujen hiiren makrofagien RAW 264.7 -solujen TNF-α-tuotantoa että sytotoksisten T-solujen proliferaatiota annosriippuvaisesti . Äskettäin Ahmad ja kollegat osoittivat lisäksi, että syringiini vähensi voimakkaasti aktivoitujen RAW 264.7 -solujen kemotaksisuutta, fagosyyttistä aktiivisuutta, ROS- ja NO-tuotantoa sekä IL-1β-, TNF-α-, IL-6-, PGE2- ja MCP-1-eritystä. Kun havaittiin, että syringiini tukahdutti merkittävästi fluoreseiini-isotiosyanaatin (FITC, hapteeni, joka voi laukaista allergisia reaktioita) aiheuttamaa korvaturvotusta hiirillä mutta ei krotonöljyn tai arakidonihapon aiheuttamaa korvaturvotusta, arveltiin, että syringiinillä oli antiallerginen vaikutus mutta ei tulehdusta ehkäisevä vaikutus .
Eleutherosidi E
Eleutherosidi E on toinen Ciwujiasta eristetty lignaani. Se voisi lieventää anestesian aiheuttamaa kognitiivista toimintahäiriötä ikääntyneillä eläimillä ja parantaa diabetesta tehostamalla glukoosinottoa, parantamalla insuliiniresistenssiä ja säätelemällä glukoosiaineenvaihduntaa tyypin 2 diabeettisilla hiirillä . Käyttämällä bioaktiivisuuteen perustuvaa fraktiointia sen todettiin olevan myös Ciwujian aktiivinen ainesosa väsymyksen torjunnassa.
Eleutherosidi E:llä oli immunomoduloiva vaikutus ja se vaikutti kollageenin aiheuttamaa niveltulehdusta (CIA) vastaan tukahduttamalla tulehdussytokiinien vapautumista. Eleutherosidi E:llä käsitellyillä CIA-hiirillä seerumin TNF-α-, IL-6- ja IL-23-pitoisuudet olivat huomattavasti alhaisemmat kuin ajoneuvolla käsitellyillä hiirillä. Sen immunomodulatorinen vaikutus vahvistettiin edelleen viljellyissä makrofageissa, joiden TNF-α:n ja IL-6:n tuotantoa tukahdutettiin syvästi annoksesta ja ajasta riippuvalla tavalla. Kuten Kimura ja Sumiyoshi raportoivat, kaksi viidestä testatusta Ciwujia-vesiuutteesta pystyi palauttamaan NK-aktiivisuuden vähenemisen pakko-uintiin joutuneilla hiirillä. HPLC-analyysi osoitti, että nämä kaksi uutetta sisälsivät eniten eleutherosidi E:tä. Siksi arveltiin, että eleutherosidi E oli Ciwujia-uutteen aktiivinen immunostimuloiva komponentti.