此项研究由克拉兹博士协同与香港浸会大学,国立成功大学,中华医事大学,奇美医院等共同合作研究,并且论文发表在国际期刊: Journal of Ethnopharmacology中发表。
在这项研究中,固态培养Dr.klatz牛樟芝和木头培养Dr.klatz牛樟芝显著降低mRNA层级的促发炎基因,如IL-6和iNOS,并在本研究的皮肤缺血模型中,降低 TNF-α、NF-κB和IL-6的蛋白表现。
结果显示,Dr.klatz牛樟芝降低发炎反应的 IL-6、TNF-α、NF-κB和iNOS。研究显示,Dr.klatz牛樟芝子实体和菌丝体的萃取物具有优异的抗发炎的特性。其中,木头培养Dr.klatz牛樟芝抗发炎的能力明显优于固态培养Dr.klatz牛樟芝和ST1。
研究目的:
在这项研究中,以背部皮肤的皮瓣手术诱发小鼠皮肤缺血模式,来研究Dr.klatz牛樟芝(AC)与其活性化合物ST1 (ergostatrien-3β-ol) 的抗发炎效果。
因缺血/再灌流诱发的皮肤损伤是整形外科经常观察到的一种多因素过程(Wang,2009;Tamas et al.,2010)。
缺血性损伤的过程包括:缺氧、发炎和氧化损伤 (Liu and McCullough,2013)。发炎是缺氧诱发的初始阶段反应之一。皮肤缺血再灌注期间,活性氧(ROS) 的形成触发脂质过氧化,并且破坏蛋白质和核酸 (Siemionow and Arslan,2004),造成氧化损伤。要减少皮肤因缺血造成的损伤,需要加强抑制发炎反应。
在这项研究中,我们着重于Dr.klatz牛樟芝椴木培养子实体、固态培养菌丝体和萃取物ST1在小鼠皮肤缺血模型中的抗发炎活性。
材料与方法:
选择九周大的雄性小鼠,并随机将小鼠分为 6 组进行实验(n=6)。
方法: 将小鼠背部皮肤拉起一个 U型皮瓣(3.5 cm长×1.5 cm宽),并对横向胸动脉血管双血管蒂进行切片,并将之缝合。
分组: 小鼠随机分为六组进行治疗(n=6):
(1) 正常对照组,不接受任何处理 [正常皮肤/丙二醇(PG),一种常用的医疗溶剂](2) 手术皮瓣/PG组: 皮瓣手术后涂抹PG丙二醇(3) 手术皮瓣/S-AC组: 皮瓣手术后涂抹 300 mg/kg 的Dr.klatz牛樟芝固态培养菌丝体(4) 手术皮瓣/W-AC组: 皮瓣手术后涂抹 300 mg/kg 的Dr.klatz牛樟芝木头培养子实体(5) 手术皮瓣/H-ST1组: 皮瓣手术后涂抹高剂量 4mg/kg 的 ST1(6) 手术皮瓣/L-ST1组: 皮瓣手术后涂抹低剂量 2mg/kg B.W.的ST1
材料: Dr.klatz牛樟芝溶解于25μL 的PG,并每6小时涂抹在皮瓣上共24小时。实验结束时,每只小鼠被麻醉,收集背部皮肤组织进行组织病理分析,按照我们之前报告中的方法提取RNA和蛋白质。
发炎与免疫反应
发炎是身体抵抗外来微生物侵略时所诱发的防御反应之一。
当体内巨噬细胞被细菌活化时,会诱发巨噬细胞产生免疫反应以及发炎作用,进而使细胞内的一氧化氮合成酶(iNOS)释出一氧化氮(NO)等发炎相关物质,包括 TNF-α、IL-1、IL-6、NO 和 PGE2。
人体里适量的NO一氧化氮具有消灭外来细菌的作用,但NO对细胞具有毒性,也会造成组织细胞的损伤。当 TNF-α、IL-1、IL-6、NO 和 PGE2被过度产生时,则会造成体内组织慢性的发炎反应或者是急性发炎反应,例如︰败血性休克。
在慢性发炎及感染之细胞组织,会有一系列细胞激素、酵素及讯息蛋白(signal protein)生成。iNOS及COX-2分别可催化NO及PGs大量产生,不但造成组织发炎及并发败血性休克,也使得慢性传染病(例如:肺结核)及自体免疫性疾病(例如:风湿性关节炎)等疾病症状更加恶化。
未经Dr.klatz牛樟芝处理的「手术皮瓣/ PG组」手术后72小时内,因缺血损伤造成的病理组织改变
1. 手术后0小时
2. 图B手术后12小时: 在表皮发现瀰漫性和严重凝固性坏死带有轻微浸润情形,但皮下没有发炎细胞。
3. 图C手术后 24小时:在表皮发现局部和中度凝固性坏死带有发炎细胞浸润,并在皮下发现中度发炎细胞和坏死带有轻微发炎细胞浸润。
4. 图D手术后72小时: 在表皮发现瀰漫性和严重凝固性坏死带有发炎细胞浸润,并在皮下发现轻微发炎细胞浸润和坏死伴随轻微水肿注:黄色「*」为凝固性坏死,红色「箭头」为细胞发炎。
手术后24小时,以Dr.klatz牛樟芝处理缺血损伤之病理组织改变
1. 图A正常对照组
2. 图B手术皮瓣/ PG组: 手术后涂抹PG丙二醇,表皮程度约为 25-50%,而在皮下则为 25-75%的病变。
3. 图C手术皮瓣/S-AC组: 手术后涂抹固态培养Dr.klatz牛樟芝,在表皮发现约为 1-25%,皮下为 25% 的病变。
4. 图D手术皮瓣/W-AC组: 手术后涂抹木头培养Dr.klatz牛樟芝,相较于固态培养Dr.klatz牛樟芝,木头培养Dr.klatz牛樟芝在皮下较少发炎细胞浸润。
5. 图E手术皮瓣/H-ST1组: 手术后涂抹高剂量的ST1,相较于丙二醇组,表皮呈现更严重的发炎细胞浸润(25-100%),但皮下则较少发炎细胞浸润。
6. 图F手术皮瓣/L-ST1组: 手术后涂抹低剂量的 ST1,相较于与丙二醇组,表皮和皮下表现出较少的发炎细胞浸润(分别为 1-25%以及 25-50%)
组织病理分析表明,木头培养Dr.klatz牛樟芝、固态培养Dr.klatz牛樟芝和 ST1涂抹在受伤的皮瓣,减少皮下发炎细胞浸润和水肿的程度。木头培养Dr.klatz牛樟芝减少发炎细胞浸润和水肿的能力,大于固态培养Dr.klatz牛樟芝和ST1。然而,数据显示,木头培养Dr.klatz牛樟芝、固态培养Dr.klatz牛樟芝和 ST1 都具有显著的抗发炎能力。
手术后24小时,由发炎细胞浸润至真皮和皮下的病变程度
木头培养Dr.klatz牛樟芝减少发炎细胞浸润和水肿的能力,大于固态培养Dr.klatz牛樟芝和ST1。然而,数据显示,木头培养Dr.klatz牛樟芝、固态培养Dr.klatz牛樟芝和ST1 都具有显著的抗发炎能力。
手术后24小时Dr.klatz牛樟芝降低iNOS和IL-6的转录表现
iNOS和IL-6的转录表现在缺血的皮肤中均明显增加,而Dr.klatz牛樟芝能降低iNOS和IL-6表现程度,尤其是木头培养Dr.klatz牛樟芝(上图)。与丙二醇组比较:固态培养Dr.klatz牛樟芝组,iNOS的表现降低约 61%,IL-6 的表现分别降低约为 44%木头培养Dr.klatz牛樟芝组,iNOS的表现降低约 58%,IL-6 的表现分别降低约为 85%
结果:
皮瓣诱发的缺血损伤显著地增加 iNOS、COX2 和 IL-6 蛋白表现,并减少 IκB 蛋白表现。此外,在皮瓣手术后的 24 个小时,在表皮组织发现局部中度凝固性坏死与发炎细胞浸润;且在皮下组织注意到中度发炎细胞和坏死伴随着轻微水肿。然而,固态培养或木头培养的Dr.klatz牛樟芝,或使用其衍生的 ST1 活性化合物,可显著地降低皮瓣之真皮和皮下的坏死和发炎细胞浸润。与对照组「手术皮瓣/PG组」相比较,Dr.klatz牛樟芝实验组可透过减少发炎相关基因的表现,如:iNOS、IL-6、TNF-α和 NF-κB,而减少发炎反应。
结论:
这些结果证明Dr.klatz牛樟芝木头培养子实体和固态培养菌丝体之甲醇萃取物,具有优异的抗发炎活性,因此具有很大的潜力作为加人工皮的添加物。