Acanthopanacis Senticosi Radix et Rhizoma seu Caulis, allmänt känd som sibirisk ginseng eller Ciwujia på kinesiska, är den torkade roten och rhizomet eller stammen av Acanthopanax senticosus (tidigare klassificerad som Eleutherococcus senticosus). Enligt den kinesiska farmakopén är det en traditionell kinesisk medicin som ofta föreskrivs för att ge näring åt qi, stärka mjälten, tonifiera njurarna och lugna sinnet. Det är också ett funktionellt livsmedel som är känt för sina antitrötthetsskapande, neuroprotektiva och immunmodulerande egenskaper. I denna översikt diskuteras den immunmodulerande effekten och motsvarande aktiva komponenter i Ciwujia. Dessutom har man försökt att jämföra styrkan hos vattenextraktet med etanolextraktet när det gäller att reglera cytokinproduktionen från mononukleära celler i mänskligt perifert blod för att ge mer kunskap om hur Ciwujia bör beredas för att man ska kunna dra nytta av dess immunmodulerande egenskaper.
Den immunmodulerande effekten av Ciwujia bevisades kliniskt på 1980-talet. En dubbelblind placebokontrollerad studie utförd av Bohn och kollegor visade att etanol Ciwujia-preparat orsakade en drastisk ökning av det absoluta antalet immunkompetenta celler, med en särskilt uttalad effekt på T-lymfocyter, främst av typen hjälparbetare/inducerare, och även på cytotoxiska och naturliga mördarceller hos friska frivilliga . Därefter genomfördes ett antal vetenskapliga forskningsarbeten för att närmare belysa dess verkan.
Vattenextrakt och etanolextrakt
Både vattenextrakt och etanolextrakt av Ciwujia har rapporterats för sina immunologiska effekter.
Oral administrering av vattenextrakt av Ciwujia-prover från fem olika källor med 1 g/kg kroppsvikt i nio dagar i följd kunde signifikant förlänga simningstiden hos manliga C57 BL/6J-möss. Några av de vattenhaltiga extrakten hämmade minskningen av natural killer (NK)-aktiviteten i stressade möss som tvingades simma. Resultatet av NK-stimulerande effekt överensstämde med det som rapporterats av Yoon’s team . Intravenös administrering av GF100 (en vattenhaltig infusion av Ciwujia) ökade avsevärt NK-cytotoxiciteten hos BALB/c-möss mot murint T-cellslymfom Yac-1-celler. Å andra sidan hämmade GF100 signifikant lungmetastasering av kolon 26-M3.1-celler på ett dosberoende sätt och denna effekt upphävdes helt om NK-cellerna utarmades genom injektion av kanin anti-asialo GM1-serum. Förutom NK-celler var även splenocyter och makrofager immunologiska mål för GF100. Behandling med GF100 ökade dosberoende proliferationen av concanavalin A (Con A)-stimulerade splenocyter. Dessutom inducerade behandling av peritoneala makrofager med GF100 i ett in vitro-experiment produktionen av olika cytokiner som IL-1β, TNF-α, IL-12 och IFN-γ på ett dosberoende sätt. Dessutom uppvisade peritoneala makrofager från GF100-behandlade möss en högre cytolytisk aktivitet mot tumörceller än de från obehandlade möss. Därför drogs slutsatsen att GF100:s antitumoreffekt var förknippad med aktivering av makrofager och NK-celler . Wang och medarbetare rapporterade också att ett vattenhaltigt preparat av Ciwujia kunde avsevärt öka den fagocytiska funktionen hos monocyter hos möss .
Ethanolextrakt av Ciwujia utövade också en immunmodulerande aktivitet. Ett farmaceutiskt etanolpreparat av Ciwujia visade sig påverka kemokin- och cytokinsyntesen markant från aktiverade helblodskulturer från friska frivilliga personer. Det ökade frisättningen av Rantes men minskade produktionen av IL-4, IL-5 och IL-12. Beroende på den använda koncentrationen kunde dess effekt på G-CSF, IL-6 och IL-13 vara antingen stimulerande eller hämmande . Ett annat 40-procentigt vattenhaltigt etanolextrakt (AE) har rapporterats kunna motverka den toxiska effekten av kadmium som inducerade förändringar i de immunreglerande mekanismerna hos en värd. Oral administrering av AE i 8 veckor ledde till en signifikant minskning av kadmiumnivåerna och ökade mängden makrofager och både B- och T-lymfocyter i mjälten hos kadmiumkloridintoxicerade möss .
Polysackarider och glykoproteiner
Polysackarider och glykoproteiner är två aktiva immunmodulerande fraktioner av Ciwujia.
Ciwujia polysackarider (PES), när de injicerades intraperitonealt med 100 mg/kg under 4-6 på varandra följande dagar, kunde signifikant öka antalet IgM-antikroppsplakettbildande celler hos möss som utmanades med röda blodkroppar från får, och även signifikant öka anti-BSA-antikropparna och kraftigt förstärka fagocytos av peritoneala makrofager . Dessutom visade PES i sig själv en stark mitogen aktivitet på mjältceller från möss på ett dosberoende sätt och kunde öka den stimulerande aktiviteten av lipopolysackarid (LPS) på lymfocyttransformationer .
Från och med nyligen undersökte Hans team mekanismen för den immunmodulerande verkan av en polysackaridfraktion som isolerats från en cellkultur av A. senticosus (ASP) med hjälp av in vitro-analyser . De fann att ASP ökade spridningen av B-celler och ökade produktionen av polyklonala IgM-antikroppar från B-celler dosberoende. Dessutom stimulerade ASP murina peritoneala makrofager, vilket återspeglades av ökningen av mRNA- och proteinuttrycket av cytokiner som IL-1β, IL-6 och TNF-α. ASP ökade dessutom uttrycket av genen för inducerbart kväveoxidsyntas (iNOS) och produktionen av NO. Baserat på att ASP:s aktivitet på B-celler och makrofager reducerades avsevärt genom att cellerna behandlades med antikroppar mot Toll-like receptor (TLR)-4 och TLR-2 före ASP, drogs slutsatsen att ASP aktiverar B-celler och makrofager via TLR-signalvägen. Det visades dock att ASP inte aktiverade T-celler .
Acanthopanax senticosus polysackarider fungerar inte bara i in vitro-system eller på normala gnagare, utan även på immunsupprimerade/immunologiskt utmanade djur. En sur polysackaridfraktion rapporterades öka thymus- och mjältindexen, öka antalet leukocyter i det perifera blodet, förbättra makrofagernas fagocytiska funktion, öka TNF-α-, IFN-γ- och serumhemolysinnivåerna, öka splenocytproliferationen och minska apoptosfrekvensen för spleniska lymfocyter hos cyklofosfamidinducerade immunsupprimerade möss . I Kina används A. senticosus ofta som kosttillskott av veterinärer för att främja djurens hälsa. Det kan förbättra det cellulära och humorala immunsvaret hos avvanda smågrisar genom att reglera produktionen av lymfocyter, cytokiner och antikroppar . Å andra sidan modulerade A. senticosus-polysackarid (ASPS) i kosten frisättningen av proinflammatoriska cytokiner vid immunologisk utmaning. Den minskade höjningen av plasmanivåer och mjältens mRNA-uttryck av IL-1β, IL-6 och TNF-α som inducerades av LPS-utmaning hos smågrisar .
GF-AS var ett lösligt proteinlager som fraktionerades från A. senticosus stambark. Det inducerade cytokinproduktion av peritoneala makrofager och utövade profylaktisk effekt mot lungmetastasering inducerad av colon26-M3.1-tumörceller via aktivering av NK-celler hos möss. Med hjälp av gelkromatografi och splenocytproliferationsanalys isolerades ett glykoprotein vid namn EN-SP och identifierades som den aktiva komponenten. EN-SP var cirka 30,5 kDa och bestod huvudsakligen av kolhydrater. Det kunde signifikant öka cellproliferationen av murina splenocyter utan mitogena stimuli och besatt starkare antimetastatisk aktivitet än GF-AS .
Små molekyler
Avseutom polysackarider och glykoproteiner får vissa små molekyler som finns i Ciwujia också viss uppmärksamhet för sina förmågor att reglera immunförsvaret.
Isofraxidin
Isofraxidin, en aktiv kumarinförening som används för att autentisera Ciwujia råa örter eller kommersiella produkter , utövar ett brett spektrum av farmakologiska effekter vid olika sjukdomar som osteoartrit , cancer , rubbningar i lipidmetabolismen och Alzheimers sjukdom .
I den immunmodulerande aspekten utövar isofraxidin främst antiinflammatorisk aktivitet. Dess djupgående effekt för att förbättra ödem och smärta förmedlades genom inhibering av LPS-inducerad produktion av proinflammatoriska cytokiner, inklusive TNF-α och de fosforylerade mitogenaktiverade proteinkinas (MAPK) signalmolekylerna p38 och ERK1/2, från makrofager . Isofraxidin undertryckte också proteinuttrycket av NF-κB, nivåerna av NO och IL-6 i serum och produktionen av TNF-α i levern hos LPS-kallade möss . Dessutom skyddade det möss mot akut lungskada via hämning av cyklooxygenas-2 (COX-2)-proteinuttryck och minskning av infiltration av inflammatoriska celler i lungvävnad . Som visats i kondrocyter isolerade från osteoartritpatienter kunde förbehandling med isofraxidin före IL-1β hämma IL-1β-stimulerat uttryck av iNOS och COX-2 som i sin tur blockerade produktionen av kväveoxid (NO) och prostaglandin E2 (PGE2). Dessutom hämmade isofraxidin anmärkningsvärt mRNA-nivåer och sekretion av matrixmetalloproteinaser (MMP). Man drog slutsatsen att isofraxidin hämmade IL-1β-inducerad ledinflammation via reglering av NF-κB-signalering .
Syringin (Eleutheroside B)
Syringin, även kallad eleutheroside B, tillhör den kemiska föreningsgruppen lignaner. Det är den kemiska markör som anges i 2015 års utgåva av Folkrepubliken Kinas farmakopé (CP 2015) för analys av Ciwujia. Enligt föreskrifterna ska torkade Ciwujia-prover innehålla minst 0,05 viktprocent syrinin. Syringin är en av de viktigaste aktiva föreningarna i Ciwujia och har rapporterats ha antidiabetisk, antitrötthet, sömnpotentierande, neuroprotektiva och antioxidativa aktiviteter.
Syringin uppvisar immunmodulerande snarare än immunstimulerande effekt. Det hämmade in vitro immunhämolys av antikroppsbelagda fårerytrocyter som inducerades av marsvinsserum genom att undertrycka C3-konvertas i den klassiska komplementvägen . Förutom humoral immunitet är cellulär immunitet också involverad i det syringin-eliciterade immunologiska svaret. Syringin hämmar signifikant både TNF-α-produktion från LPS-stimulerade murina makrofager RAW 264.7-celler och proliferation av cytotoxiska T-celler på ett dosberoende sätt . Nyligen visade Ahmad och medarbetare vidare att syringin kraftigt minskade kemotaxis, fagocytisk aktivitet, ROS- och NO-produktion och utsöndring av IL-1β, TNF-α, IL-6, PGE2 och MCP-1 från aktiverade RAW 264.7-celler . Med observationen att syringin signifikant undertryckte fluorescein-isothiocynat (FITC, en hapten som kan utlösa allergiska reaktioner)-inducerat öronödem hos möss men inte öronödem inducerat av krotonolja eller arachidonsyra, spekulerades det att syringin uppvisade anti-allergisk effekt men inte antiinflammatorisk effekt .
Eleutherosid E
Eleutherosid E är en annan lignan som isolerats från Ciwujia. Den kan dämpa anestesi-inducerad kognitiv dysfunktion hos åldrade djur och förbättra diabetes genom att öka glukosupptaget, förbättra insulinresistensen och reglera glukosmetabolismen hos typ 2-diabetiska möss . Med hjälp av bioaktivitetsstyrd fraktionering visade det sig också vara den aktiva beståndsdelen i Ciwujia för att bekämpa trötthet .
Eleutherosid E uppvisade immunmodulerande effekt och verkade mot kollageninducerad artrit (CIA) genom att undertrycka frisättning av inflammatoriska cytokiner. De eleutherosid E-behandlade CIA-mössen uppvisade signifikant lägre serumnivåer av TNF-α, IL-6 och IL-23 än de från vehikelbehandlade möss. Dess immunmodulerande effekt bekräftades ytterligare i odlade makrofager, där produktionen av TNF-α och IL-6 kraftigt undertrycktes på dos- och tidsberoende sätt. Som Kimura och Sumiyoshi rapporterade kunde två av fem testade vattenhaltiga Ciwujia-extrakt återställa minskningen av NK-aktiviteten hos stressade möss som tvingades simma. HPLC-analys visade att dessa två extrakt innehöll den högsta mängden eleutherosid E. Därför spekulerades det att eleutherosid E var den aktiva immunstimulerande komponenten i Ciwujia-extraktet.