Chiết xuất ethanolic từ Trifolium pratense làm thay đổi thành phần vi khuẩn đường ruột và điều chỉnh hồ sơ lipid huyết tương ở chuột bị cắt buồng trứng

BMC Complementary Medicine and Therapies - Tập 22 - Trang 1-15 - 2022
Yixian Quah1, Na-Hye Park2, Eon-Bee Lee1, Ki-Ja Lee1, Jireh Chan Yi-Le3,4, Md. Sekendar Ali1,5,6, Seung-Hee Jang7, Min-Jeong Kim7, Seung-Jin Lee8, Seung-Chun Park1
1College of Veterinary Medicine, Kyungpook National University, Daegu, Republic of Korea
2Laboratory Animal Center, Daegu-Gyeongbuk Medical Innovation Foundation, Daegu, Republic of Korea
3Department of Finance, Faculty of Business and Finance, Universiti Tunku Abdul Rahman, Jalan Universiti, Kampar, Malaysia
4Centre of IoT and Big Data, Universiti Tunku Abdul Rahman, Kampar, Malaysia
5Department of Biomedical Science and Department of Pharmacology, School of Medicine, Brain Science and Engineering Institute, Kyungpook National University, Daegu, Republic of Korea
6Department of Pharmacy, International Islamic University Chittagong, Chittagong, Bangladesh
7Teazen Co. Ltd., Gyegok-myeon, Haenam-gun, Republic of Korea
8Reproductive and Development Toxicology Research Group, Korea Institute of Toxicology, Daejeon, Republic of Korea

Tóm tắt

Chiết xuất ethanolic từ Trifolium pratense (đặc biệt là hoa clover đỏ) đã được sử dụng như một phương thuốc phổ biến không cần kê đơn để quản lý các triệu chứng mãn kinh. Việc tiêu thụ kéo dài chiết xuất thảo dược đã được chứng minh là có thể điều chỉnh thành phần của vi khuẩn đường ruột. Nghiên cứu này được thiết kế để làm rõ ảnh hưởng của chiết xuất ethanolic từ T. pratense (TPEE) đến thành phần vi khuẩn đường ruột ở chuột bị cắt buồng trứng (OVX). Chuột OVX được điều trị bằng TPEE với liều 125, 250, 500 mg/kg/ngày, hoặc nhóm đối chứng (chiết xuất lựu, 500 mg/kg/ngày; estradiol, 25 μg/kg/ngày) trong 12 tuần. Phân tích vi khuẩn đường ruột được thực hiện bằng cách chiết xuất DNA vi sinh vật từ mẫu phân và phân loại thuế vi sinh được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ giải trình tự thế hệ tiếp theo. Mức độ của các chỉ số sinh học trong huyết thanh được phân tích bằng bộ kit enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Dự đoán các chỉ số chức năng của vi khuẩn được thực hiện bằng cách sử dụng PICRUSt để điều tra các con đường tiềm năng liên quan đến sức khỏe đường ruột và điều chỉnh hồ sơ lipid huyết tương. Để nghiên cứu mối tương quan giữa thành phần vi khuẩn đường ruột và mức lipid huyết thanh, các hệ số tương quan Spearman đã được xác định và phân tích. Thêm vào đó, phân tích khí sắc ký – khối phổ đã được thực hiện để khám phá các thành phần sinh lý hoạt động bổ sung. Các chuột OVX được điều trị bằng TPEE cho thấy sự giảm đáng kể mức triglycerides trong huyết thanh (TG), cholesterol toàn phần (TCHOL) và mức LDL/VLDL nhưng lại có sự tăng lên mức HDL. Sự thay đổi trong các con đường liên quan đến chuyển hóa là phổ biến nhất trong các loại KEGG khác. Cụ thể, TPEE cũng đã giảm đáng kể sự phong phú tương đối của các trình tự đọc liên quan đến bệnh viêm ruột (IBD) và con đường tín hiệu peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR). Can thiệp bằng TPEE được thấy là làm giảm tỷ lệ Firmicutes so với Bacteroidetes (F/B) ở chuột OVX, cho thấy sự giảm thiểu tình trạng mất cân bằng vi khuẩn ở chuột OVX. Phân tích tương quan ở cấp độ ngành đã tiết lộ rằng Bacteroidetes và Proteobacteria có tương quan mạnh với mức TG, TCHOL và HDL trong huyết thanh. Ở cấp độ loài, nhóm Bifidobacterium pseudolongum cho thấy có tương quan dương với mức HDL trong huyết thanh và tương quan âm với mức AST, ALT, LDL/VLDL, TCHOL, và TG trong huyết thanh. Việc điều trị bằng TPEE cho thấy lợi ích điều trị bằng cách cải thiện thành phần vi khuẩn đường ruột, điều này có mối tương quan mạnh với mức độ lipid và cholesterol trong huyết thanh ở chuột OVX.

Từ khóa

#Trifolium pratense #chiết xuất ethanolic #vi khuẩn đường ruột #hồ sơ lipid huyết tương #chuột bị cắt buồng trứng

Tài liệu tham khảo

Lems WF, Raterman HG. Critical issues and current challenges in osteoporosis and fracture prevention. An overview of unmet needs. Ther Adv Musculoskelet Dis. 2017;9:299–316. https://doi.org/10.1177/1759720X17732562. Tankó LB, Christiansen C, Cox DA, Geiger MJ, McNabb MA, Cummings SR. Relationship between osteoporosis and cardiovascular disease in postmenopausal women. J Bone Miner Res. 2005;20:1912–20. https://doi.org/10.1359/JBMR.050711. Mason AS. The events of the menopause. R Soc Health J. 1976;96(2):70–1. https://doi.org/10.1177/146642407609600208. Ko S-H, Kim H-S. Menopause-associated lipid metabolic disorders and foods beneficial for postmenopausal women. Nutrients. 2020;12:202. https://doi.org/10.3390/nu12010202. Luís Â, Domingues F, Pereira L. Effects of red clover on perimenopausal and postmenopausal women’s blood lipid profile: a meta-analysis. Climacteric. 2018;21:446–53. https://doi.org/10.1016/j.maturitas.2019.11.001. Kolodziejczyk-Czepas J. Trifolium species-derived substances and extracts—biological activity and prospects for medicinal applications. J Ethnopharmacol. 2012;143(1):14–23. https://doi.org/10.1016/j.jep.2012.06.048. Sansanelli S, Tassoni A. Wild food plants traditionally consumed in the area of Bologna (Emilia Romagna region, Italy). J Ethnobiol Ethnomed. 2014;10:69. https://doi.org/10.1186/1746-4269-10-69. Polat R, Çakılcıoğlu U, Ulusan MD, Paksoy MY. Survey of wild food plants for human consumption in Elazığ (Turkey). Indian J Tradit Knowl. 2014;1:69–75. Malca-Garcia GR, Zagal D, Graham J, Nikolić D, Friesen JB, Lankin DC, et al. Dynamics of the isoflavone metabolome of traditional preparations of Trifolium pratense L. J Ethnopharmacol. 2019;238:111865. https://doi.org/10.1016/j.jep.2019.111865. Sabudak T, Guler N, Trifolium L. A review on its phytochemical and pharmacological profile. Phytother Res. 2009;23:439–46. Khan SW, Khatoon S. Ethnobotanical studies on some useful herbs of Haramosh and Bugrote valleys in Gilgit, northern areas of Pakistan. Pak J Bot. 2008;40(1):3–58. Mustafa B, Hajdari A, Krasniqi F, Hoxha E, Ademi H, Quave CL, et al. Medical ethnobotany of the Albanian Alps in Kosovo. J Ethnobiol Ethnomed. 2012;8(1):6. https://doi.org/10.1186/1746-4269-8-6. Sõukand R, Kalle R. Where does the border lie: locally grown plants used for making tea for recreation and/or healing, 1970s–1990s Estonia. J Ethnopharmacol. 2013;150:162–74. https://doi.org/10.1016/j.jep.2013.08.031. Chen LR, Ko NY, Chen KH. Isoflavone supplements for menopausal women: a systematic review. Nutrients. 2019;11. https://doi.org/10.3390/nu11112649. Kawakita S, Marotta F, Naito Y, Gumaste U, Jain S, Tsuchiya J, et al. Effect of an isoflavones-containing red clover preparation and alkaline supplementation on bone metabolism in ovariectomized rats. Clin Interv Aging. 2009;4:91–100. https://doi.org/10.2147/cia.s4164. Vishali N, Kamakshi K, Suresh S, Prakash S. Red clover Trifolium pratense (Linn.) isoflavones extract on the pain threshold of normal and ovariectomized rats -a long-term study. Phytother Res. 2011;25:53–8. https://doi.org/10.1002/ptr.3217. Zhao H, Chen J, Li X, Sun Q, Qin P, Wang Q. Compositional and functional features of the female premenopausal and postmenopausal gut microbiota. FEBS Lett. 2019;593:2655–64. https://doi.org/10.1002/1873-3468.13527. Lambert MNT, Thybo CB, Lykkeboe S, Rasmussen LM, Frette X, Christensen LP, et al. Combined bioavailable isoflavones and probiotics improve bone status and estrogen metabolism in postmenopausal osteopenic women: a randomized controlled trial. Am J Clin Nutr. 2017;106:909–20. https://doi.org/10.3945/ajcn.117.153353. Wang SWJ, Chen Y, Joseph T, Hu M. Variable isoflavone content of red clover products affects intestinal disposition of biochanin a, formononetin, genistein, and daidzein. Journal of alternative and complementary medicine. J Altern Complement Med. 2008;14(3):287–97. https://doi.org/10.1089/acm.2007.0617. Setchell KDR, Clerici C, Lephart ED, Cole SJ, Heenan C, Castellani D, et al. S-Equol, a potent ligand for estrogen receptor β, is the exclusive enantiomeric form of the soy isoflavone metabolite produced by human intestinal bacterial flora. Am J Clin Nutr. 2005;81:1072–9. https://doi.org/10.1093/ajcn/81.5.1072. Beck V, Rohr U, Jungbauer A. Phytoestrogens derived from red clover: an alternative to estrogen replacement therapy? J Steroid Biochem Mol Biol. 2005;94:499–518. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2004.12.038. Zhuo M, Jinghui L, Zhang W. Hormonal regulation of cholesterol homeostasis. In: Nagpal ML, editor. Cholesterol - good, bad and the heart. London: IntechOpen; 2018. https://doi.org/10.5772/intechopen.76375. An X, Bao Q, Di S, Zhao Y, Zhao S, Zhang H, et al. The interaction between the gut microbiota and herbal medicines. Biomed Pharmacother. 2019;118:109252. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2019.109252. Quah Y, Lee E-B, Chan JY-L, Jang S-H, Park S-C. Optimal red clover ethanolic extract by relative aggregated metric increases osteoblastic activity and nuclear factor kappa-B ligand gene expression in SaOS-2 cells. All Life. 2020;13:321–7. https://doi.org/10.1080/26895293.2020.1771435. Rossouw JE, Anderson GL, Prentice RL, LaCroix AZ, Kooperberg C, Stefanick ML, et al. Risks and benefits of estrogen plus progestin in healthy postmenopausal women: principal results from the women's health initiative randomized controlled trial. JAMA. 2002;288:321–33. https://doi.org/10.1001/jama.288.3.321. Ahmad NS, Isa NM. Pomegranate use to attenuate bone loss in major musculoskeletal diseases: An evidence-based review. Curr Drug Targets. 2013;14:1565–78. https://doi.org/10.2174/1389450114666131108155039. Spilmont M, Léotoing L, Davicco M-J, Lebecque P, Mercier S, Miot-Noirault E, et al. Pomegranate and its derivatives can improve bone health through decreased inflammation and oxidative stress in an animal model of postmenopausal osteoporosis. Eur J Nutr. 2014;53:1155–64. https://doi.org/10.1007/s00394-013-0615-6. Kum E-J, Kwon D-H, Shin H-S. Analysis of estrogen in pomegranate extract by solid phase extraction and liquid chromatography tandem mass spectrometry. J Food Hyg Saf. 2010;25:79–82. Yoon S-H, Ha S-M, Kwon S, Lim J, Kim Y, Seo H, et al. Introducing EzBioCloud: a taxonomically united database of 16S rRNA gene sequences and whole-genome assemblies. Int J Syst Evol. 2017;67:1613–7. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.001755. Langille MGI, Zaneveld J, Caporaso JG, McDonald D, Knights D, Reyes JA, et al. Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. Nat Biotechnol. 2013;31:814–21. https://doi.org/10.1038/nbt.2676. Kanehisa M, Goto S. KEGG: Kyoto encyclopedia of genes and genomes. Nucleic Acids Res. 2000;28:27–30. https://doi.org/10.1093/nar/28.1.27. Kanadys W, Baranska A, Jedrych M, Religioni U, Janiszewska M. Effects of red clover (Trifolium pratense) isoflavones on the lipid profile of perimenopausal and postmenopausal women- a systematic review and meta-analysis. Maturitas. 2020;132:7–16. https://doi.org/10.1016/j.maturitas.2019.11.001. Ahluwalia B, Moraes L, Magnusson MK, Öhman L. Immunopathogenesis of inflammatory bowel disease and mechanisms of biological therapies. Scand J Gastroenterol. 2018;53:379–89. https://doi.org/10.1080/00365521.2018.1447597. Liu L, Zhou L, Yang X, Liu Q, Yang L, Zheng C, et al. 17beta-estradiol attenuates ovariectomyinduced bone deterioration through the suppression of the ephA2/ephrinA2 signaling pathway. Mol Med Rep. 2018;17:1609–16. https://doi.org/10.3892/mmr.2017.8042. Han X, Ding S, Jiang H, Liu G. Roles of macrophages in the development and treatment of gut inflammation. Front Cell Dev Biol. 2021;9:385. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.625423. Langer V, Vivi E, Regensburger D, Winkler TH, Waldner MJ, Rath T, et al. IFN-γ drives inflammatory bowel disease pathogenesis through VE-cadherin-directed vascular barrier disruption. J Clin Invest. 2019;129:4691–707. https://doi.org/10.1172/JCI124884. Tan Y, Wang M, Yang K, Chi T, Liao Z, Wei P. PPAR-α modulators as current and potential cancer treatments. Front Oncol. 2021;11:707. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.599995. Botta M, Audano M, Sahebkar A, Sirtori CR, Mitro N, Ruscica M. PPAR agonists and metabolic syndrome: an established role? Int J Mol Sci. 2018;19:1197. https://doi.org/10.3390/ijms19041197. Matsusue K, Peters JM, Gonzalez FJ. PPARβ/δ potentiates PPARγ-stimulated adipocyte differentiation. FASEB J. 2004;18:1477–9. https://doi.org/10.1096/fj.04-1944fje. Bo T-B, Wen J, Zhao Y-C, Tian S-J, Zhang X-Y, Wang D-H. Bifidobacterium pseudolongum reduces triglycerides by modulating gut microbiota in mice fed high-fat food. J Steroid Biochem Mol Biol. 2020;198:105602. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2020.105602. Xu J, Zhao Y, Aisa HA. Anti-inflammatory effect of pomegranate flower in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW264.7 macrophages. Pharm Biol. 2017;55:2095–101. https://doi.org/10.1080/13880209.2017.1357737. Song C-H, Kim N, Nam RH, Choi SI, Lee H-N, Surh Y-J. 17β-estradiol supplementation changes gut microbiota diversity in intact and colorectal cancer-induced ICR male mice. Sci Rep. 2020;10:1–14. https://doi.org/10.1038/s41598-020-69112-w. Bu F, Zhang S, Duan Z, Ding Y, Chen T, Wang R, et al. A critical review on the relationship of herbal medicine, Akkermansia muciniphila, and human health. Biomed Pharmacother. 2020;128:110352. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110352. Chen D, Yang Z, Chen X, Huang Y, Yin B, Guo F, et al. The effect of lactobacillus rhamnosus hsryfm 1301 on the intestinal microbiota of a hyperlipidemic rat model. BMC Complement Altern Med. 2014;14:386. https://doi.org/10.1186/1472-6882-14-386. Schneeberger M, Everard A, Gómez-Valadés AG, Matamoros S, Ramírez S, Delzenne NM, et al. Akkermansia muciniphila inversely correlates with the onset of inflammation, altered adipose tissue metabolism and metabolic disorders during obesity in mice. Sci Rep. 2015;5:16643. https://doi.org/10.1038/srep16643. Zhang L, Qin Q, Liu M, Zhang X, He F, Wang G. Akkermansia muciniphila can reduce the damage of gluco/lipotoxicity, oxidative stress and inflammation, and normalize intestine microbiota in streptozotocin-induced diabetic rats. Pathog Dis. 2018;76(4). https://doi.org/10.1093/femspd/fty028. Gaya P, Medina M, Sánchez-Jiménez A, Landete JM. Phytoestrogen metabolism by adult human gut microbiota. Molecules. 2016;21:1034. https://doi.org/10.3390/molecules21081034. Mayo B, Vázquez L, Flórez AB. Equol: a bacterial metabolite from the daidzein isoflavone and its presumed beneficial health effects. Nutrients. 2019;11:2231. https://doi.org/10.3390/nu11092231. Kawada Y, Yokoyama S, Yanase E, Niwa T, Suzuki T. The production of S-equol from daidzein is associated with a cluster of three genes in Eggerthella sp. YY7918. Biosci Microbiota Food Health. 2016;35:113–21. https://doi.org/10.12938/bmfh.2015-023. Das S, Vasudeva N, Sharma S. Chemical composition of ethanol extract of Macrotyloma uniflorum (lam.) Verdc. Using GC-MS spectroscopy. Org Med Chem Lett. 2014;4:1–4. https://doi.org/10.1186/s13588-014-0013-y. Arora S, Saini M. Gas chromatography mass spectrometry profiling in methanolic and ethyl-acetate root and stem extract of Corbichonia decumbens (Forssk.) Exell from Thar Desert of Rajasthan, India. Pharm Res. 2017;9:S48–52. https://doi.org/10.4103/pr.pr_62_17. Jancy Rani P, Maria P, Kannan SM, Kumaravel S. Screening of antioxidant activity, total phenolics and gas chromatograph and mass spectrometer (GC-MS) study of delonix regia. Afr J Biochem Res. 2011;2:341–7. https://doi.org/10.5897/AJBR.9000211. Jain R, Singh M, Dezman DJ. Qualitative and quantitative characterization of phenolic compounds from Lantana (Lantana camara) leaves. Weed Sci. 1989;37:302–7. https://doi.org/10.1017/S0043174500071964. Al-Wathnani H, Ara I, Tahmaz R, Al-Dayel T, Bakir M. Bioactivity of natural compounds isolated from cyanobacteria and green algae against human pathogenic bacteria and yeast. J Med Plant Res. 2012;6:3425–33. https://doi.org/10.5897/JMPR11.1746. Owen AJ, Roach PD, Abbey M. Regulation of low-density lipoprotein receptor activity by estrogens and phytoestrogens in a HepG2 cell model. Ann Nutr Metab. 2004;48:269–75. https://doi.org/10.1159/000080462. Wroblewski Lissin L, Cooke JP. Phytoestrogens and cardiovascular health. J Am Coll Cardiol. 2000;35:1403–10. https://doi.org/10.1016/s0735-1097(00)00590-8.