Acanthopanacis Senticosi Radix et Rhizoma seu Caulis, powszechnie znany jako żeń-szeń syberyjski lub Ciwujia w języku chińskim, jest wysuszonym korzeniem i kłączem lub łodygą Acanthopanax senticosus (poprzednio sklasyfikowany jako Eleutherococcus senticosus). Według Chińskiej Farmakopei, jest to tradycyjna chińska medycyna szeroko zalecana do odżywiania qi, wzmacniania śledziony, tonizowania nerek i uspokajania umysłu. Jest to również żywność funkcjonalna znana z działania przeciwzmęczeniowego, neuroprotekcyjnego i immunomodulacyjnego. W tym przeglądzie omówione zostanie działanie immunomodulacyjne i odpowiadające mu aktywne składniki Ciwujia. Ponadto podjęto próbę porównania mocy ekstraktu wodnego z ekstraktem etanolowym w regulacji produkcji cytokin z ludzkich komórek jednojądrzastych krwi obwodowej, aby zapewnić lepszy wgląd w to, jak Ciwujia powinna być przygotowana w celu skorzystania z jej właściwości immunomodulacyjnych.
Efekt immunomodulacyjny Ciwujia został udowodniony klinicznie w latach 80-tych. Podwójnie ślepe, kontrolowane placebo badanie przeprowadzone przez Bohna i współpracowników wykazało, że etanolowy preparat Ciwujia spowodował drastyczny wzrost bezwzględnej liczby komórek immunokompetentnych, ze szczególnie wyraźnym wpływem na limfocyty T, głównie typu helper/induktor, a także na komórki cytotoksyczne i naturalnie zabójcze u zdrowych ochotników. Następnie przeprowadzono szereg badań naukowych w celu bardziej szczegółowego wyjaśnienia jego działania.
Wodny ekstrakt i ekstrakt etanolowy
Zarówno wodny ekstrakt, jak i etanolowy ekstrakt Ciwujia zostały zgłoszone do ich efektów immunologicznych.
Ortalne podawanie wodnych ekstraktów próbek Ciwujia z pięciu różnych źródeł w dawce 1 g/kg masy ciała przez kolejne 9 dni mogło znacząco wydłużyć czas pływania samców myszy C57 BL/6J. Niektóre z wodnych ekstraktów hamowały redukcję aktywności naturalnych zabójców (NK) w wymuszonym pływaniu zestresowanych myszy. Wynik efektu stymulującego NK był zgodny z tym opisanym przez zespół Yoon’a. Dożylne podawanie GF100 (wodny wlew z Ciwujia) znacząco zwiększyło cytotoksyczność NK myszy BALB/c wobec komórek Yac-1 chłoniaka z komórek T murine T cell. Z drugiej strony, GF100 znacząco hamował przerzuty do płuc komórek okrężnicy 26-M3.1 w sposób zależny od dawki, a efekt ten był całkowicie zniesiony, jeśli komórki NK zostały pozbawione przez wstrzyknięcie króliczej surowicy anty-asialo GM1. Poza komórkami NK, celem immunologicznym GF100 były również splenocyty i makrofagi. Traktowanie GF100 zwiększało proliferację splenocytów stymulowanych konkanawaliną A (Con A) w sposób zależny od dawki. Ponadto, traktowanie makrofagów otrzewnowych GF100 w eksperymencie in vitro indukowało produkcję różnych cytokin, takich jak IL-1β, TNF-α, IL-12 i IFN-γ w sposób zależny od dawki. Ponadto makrofagi otrzewnowe uzyskane od myszy leczonych GF100 wykazywały wyższą aktywność cytolityczną wobec komórek nowotworowych niż makrofagi pochodzące od myszy nieleczonych. W związku z tym stwierdzono, że efekt przeciwnowotworowy GF100 był związany z aktywacją makrofagów i komórek NK. Wang i współpracownicy donieśli również, że wodny preparat Ciwujia może znacznie zwiększyć funkcję fagocytarną monocytów u myszy .
Etanolowy ekstrakt z Ciwujia również wywierał działanie immunomodulacyjne. Stwierdzono, że farmaceutyczny preparat etanolowy Ciwujia wpływa znacząco na syntezę chemokin i cytokin z aktywowanych kultur krwi pełnej zdrowych ochotników. Zwiększał on uwalnianie Rantes, ale zmniejszał produkcję IL-4, IL-5 i IL-12. W zależności od zastosowanego stężenia, jego wpływ na G-CSF, IL-6 i IL-13 mógł być stymulujący lub hamujący. Inny 40% wodny ekstrakt etanolowy (AE) był w stanie przeciwdziałać toksycznemu działaniu kadmu, który wywoływał zmiany w mechanizmach immunoregulacyjnych gospodarza. Doustne podawanie AE przez 8 tygodni doprowadziło do znacznego obniżenia poziomu kadmu i zwiększyło ilość makrofagów oraz limfocytów B i T w śledzionie myszy zatoksycznionych chlorkiem kadmu.
Polisacharydy i glikoproteiny
Polisacharydy i glikoproteiny to dwie aktywne frakcje immunomodulacyjne Ciwujia.
Polisacharydy Ciwujia (PES), wstrzykiwane dootrzewnowo w dawce 100 mg/kg przez 4-6 kolejnych dni, mogły znacznie zwiększyć liczbę komórek tworzących blaszki przeciwciał IgM u myszy poddanych działaniu czerwonych krwinek owczych, a także znacznie zwiększyć liczbę przeciwciał anty-BSA i znacznie zwiększyć fagocytozę makrofagów otrzewnowych. Również sam PES wykazywał silną aktywność mitogenną na komórkach śledziony myszy w sposób zależny od dawki i mógł zwiększać stymulującą aktywność lipopolisacharydu (LPS) na transformacje limfocytów .
Ostatnio zespół Hana zbadał mechanizm działania immunomodulacyjnego frakcji polisacharydowej wyizolowanej z kultury komórkowej A. senticosus (ASP) przy użyciu testów in vitro . Stwierdzili, że ASP zwiększała proliferację komórek B i zwiększała produkcję poliklonalnych przeciwciał IgM z komórek B w sposób zależny od dawki. Ponadto, ASP stymulował makrofagi otrzewnowe myszy, co znalazło odzwierciedlenie we wzroście ekspresji mRNA i białka takich cytokin jak IL-1β, IL-6 i TNF-α. Ponadto ASP zwiększała ekspresję genu indukowalnej syntazy tlenku azotu (iNOS) i produkcję NO. Na podstawie stwierdzenia, że aktywność ASP na komórki B i makrofagi była znacząco zmniejszona poprzez traktowanie komórek przeciwciałami przeciwko receptorowi Toll-podobnemu (TLR)-4 i TLR-2 przed podaniem ASP, stwierdzono, że ASP aktywuje komórki B i makrofagi poprzez szlak sygnałowy TLR. Wykazano jednak, że ASP nie aktywuje komórek T.
Polisacharydy Acanthopanax senticosus działają nie tylko w systemach in vitro lub na normalnych gryzoniach, ale także na zwierzętach z obniżoną odpornością/wykazanych immunologicznie. Stwierdzono, że kwaśna frakcja polisacharydowa zwiększa indeks grasicy i śledziony, zwiększa liczbę leukocytów we krwi obwodowej, zwiększa funkcję fagocytarną makrofagów, zwiększa TNF-α, IFN-γ i poziom hemolizyny w surowicy, zwiększa proliferację splenocytów i zmniejsza wskaźnik apoptozy limfocytów śledziony u myszy poddanych immunosupresji wywołanej cyklofosfamidem. W Chinach, A. senticosus jest powszechnie stosowany jako suplement diety przez weterynarzy w celu promowania zdrowia zwierząt. To może zwiększyć komórkowe i humoralne odpowiedzi immunologiczne odsadzonych prosiąt poprzez regulację produkcji limfocytów, cytokin i przeciwciał . Z drugiej strony, dietetyczny polisacharyd A. senticosus (ASPS) modulował uwalnianie cytokin prozapalnych podczas wyzwania immunologicznego. Zmniejszał on podwyższenie poziomu osocza i ekspresji mRNA śledziony IL-1β, IL-6 i TNF-α indukowanych przez wyzwanie LPS u prosiąt.
GF-AS był rozpuszczalną warstwą białka frakcjonowaną z kory łodygi A. senticosus. To indukowało produkcję cytokin makrofagów otrzewnowych i wywierało efekt profilaktyczny przeciwko przerzutom do płuc indukowanym przez komórki nowotworowe colon26-M3.1 poprzez aktywację komórek NK u myszy. Stosując chromatografię żelową i test proliferacji splenocytów, wyizolowano glikoproteinę o nazwie EN-SP i zidentyfikowano ją jako składnik aktywny. EN-SP miała około 30,5 kDa i składała się głównie z węglowodanów. Mogła znacząco zwiększyć proliferację komórek splenocytów myszy bez bodźców mitogennych i posiadała silniejszą aktywność antymetastatyczną niż GF-AS .
Małe cząsteczki
Oprócz polisacharydów i glikoprotein, niektóre małe cząsteczki obecne w Ciwujia również zyskują pewną uwagę ze względu na ich zdolności w regulacji układu odpornościowego.
Isofraksydyna
Isofraksydyna, aktywny związek kumarynowy używany do uwierzytelniania surowych ziół Ciwujia lub produktów handlowych, wywiera szerokie spektrum efektów farmakologicznych w różnych chorobach, takich jak zapalenie kości i stawów, rak, zaburzenia metabolizmu lipidów i choroba Alzheimera.
W aspekcie immunomodulacyjnym izofraksydyna wywiera głównie działanie przeciwzapalne. Jego głęboki efekt w łagodzeniu obrzęku i bólu był pośredniczony przez hamowanie indukowanej przez LPS produkcji cytokin prozapalnych, w tym TNF-α i fosforylowanych cząsteczek sygnalizacyjnych kinazy białkowej aktywowanej mitogenami (MAPK) p38 i ERK1/2, z makrofagów. Izofraksydyna hamowała również ekspresję białka NF-κB, poziom NO i IL-6 w surowicy oraz produkcję TNF-α w wątrobie myszy poddanych działaniu LPS. Co więcej, chroniła ona myszy przed ostrym uszkodzeniem płuc poprzez hamowanie ekspresji białka cyklooksygenazy-2 (COX-2) i zmniejszenie infiltracji komórek zapalnych do tkanek płuc. Jak wykazano w chondrocytach wyizolowanych od pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów, wstępne traktowanie izofraksydyną przed IL-1β może hamować stymulowaną przez IL-1β ekspresję iNOS i COX-2, co z kolei blokuje produkcję tlenku azotu (NO) i prostaglandyny E2 (PGE2). Ponadto, izofraksydyna znacząco hamowała poziom mRNA i wydzielanie metaloproteinaz macierzy (MMP). Stwierdzono, że izofraksydyna hamowała zapalenie stawów wywołane IL-1β poprzez regulację sygnalizacji NF-κB .
Syringina (Eleutheroside B)
Syringina, zwana również eleutheroside B, należy do grupy związków chemicznych lignanów. Jest markerem chemicznym wymienionym w wydaniu Farmakopei Chińskiej Republiki Ludowej z 2015 r. (CP 2015) do oznaczania Ciwujia. Jak określono, wysuszone próbki Ciwujia powinny zawierać nie mniej niż 0,05% syringiny w masie. Syringin jest jednym z głównych związków aktywnych Ciwujia i zgłoszone do posiadania anty-diabetyczne, przeciw zmęczeniu, sen-potentiating, neuroprotekcyjne, jak również przeciwutleniające działalności.
Syringin przedstawia immunomodulacyjne, a nie immunostymulacyjne efekt. Hamowała ona immunohemolizę in vitro erytrocytów owczych pokrytych przeciwciałami, wywołaną surowicą świnki morskiej poprzez tłumienie konwertazy C3 klasycznego szlaku dopełniacza. Oprócz odporności humoralnej, w odpowiedzi immunologicznej wywoływanej przez syringinę bierze udział również odporność komórkowa. Syringina znacząco hamowała zarówno produkcję TNF-α z komórek makrofagów RAW 264.7 stymulowanych LPS, jak i proliferację cytotoksycznych limfocytów T w sposób zależny od dawki. Ostatnio Ahmad i współpracownicy wykazali, że syringina silnie redukuje chemotaksję, aktywność fagocytarną, produkcję ROS i NO oraz wydzielanie IL-1β, TNF-α, IL-6, PGE2 i MCP-1 z aktywowanych komórek RAW 264.7. Dzięki obserwacji, że syringina znacząco tłumiła obrzęk ucha wywołany fluoresceiną-izotiocynatem (FITC, hapten, który jest w stanie wywołać reakcje alergiczne) u myszy, ale nie obrzęk ucha wywołany olejem krotonowym lub kwasem arachidonowym, spekulowano, że syringina wykazywała działanie przeciwalergiczne, ale nie przeciwzapalne.
Eleutheroside E
Eleutheroside E jest kolejnym lignanem wyizolowanym z Ciwujia. Mógłby on osłabić wywołane znieczuleniem zaburzenia funkcji poznawczych u starszych zwierząt i poprawić przebieg cukrzycy poprzez zwiększenie wychwytu glukozy, poprawę insulinooporności i regulację metabolizmu glukozy u myszy z cukrzycą typu 2. Wykorzystując frakcjonowanie ukierunkowane na bioaktywność, stwierdzono również, że jest to aktywny składnik Ciwujia do zwalczania zmęczenia.
Eleuterozyd E wykazywał działanie immunomodulacyjne i działał przeciwko zapaleniu stawów wywołanemu przez kolagen (CIA) poprzez hamowanie uwalniania cytokin zapalnych. U myszy z CIA leczonych eleuterozydem E stwierdzono znacznie niższy poziom TNF-α, IL-6 i IL-23 w surowicy niż u myszy leczonych preparatem. Jego działanie immunomodulacyjne zostało dodatkowo potwierdzone w hodowlanych makrofagach, w których produkcja TNF-α i IL-6 została głęboko zahamowana w sposób zależny od dawki i czasu. Jak donoszą Kimura i Sumiyoshi, dwa z pięciu badanych ekstraktów wodnych Ciwujia mogą przywrócić obniżenie aktywności NK u zestresowanych myszy zmuszonych do pływania. Analiza HPLC wykazała, że te dwa ekstrakty zawierały największą ilość eleuterozydu E. Dlatego spekulowano, że eleuterozyd E jest aktywnym składnikiem immunostymulującym w ekstrakcie Ciwujia.