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Method Article
In diesem Protokoll wurde die Hammelöl-Verarbeitungstechnologie von Epimedii folium (EF) durch die Anwendung einer Box-Behnken-experimentellen Design-Response-Oberflächenmethodik optimiert und der Einfluss von rohem und optimiertem wasserextrahiertem EF auf die Embryonalentwicklung von Zebrafischen vorläufig untersucht.
Als Traditionelle Chinesische Medizin (TCM) hat Epimedii folium (EF) eine Geschichte in Medizin und Lebensmitteln, die > 2.000 Jahre alt ist. Klinisch wird EF, das mit Hammelöl verarbeitet wird, häufig als Arzneimittel verwendet. In den letzten Jahren haben die Berichte über Sicherheitsrisiken und unerwünschte Reaktionen von Produkten, die EF als Rohstoff verwenden, allmählich zugenommen. Durch die Verarbeitung kann die Sicherheit der TCM effektiv verbessert werden. Nach der TCM-Theorie kann die Verarbeitung von Hammelöl die Toxizität von EF verringern und seine tonisierende Wirkung auf die Nieren verstärken. Es fehlt jedoch an einer systematischen Erforschung und Bewertung der EF-Hammelöl-Verarbeitungstechnologie. In dieser Studie haben wir die experimentelle Design-Response-Oberflächenmethodik von Box-Behnken verwendet, um die Schlüsselparameter der Verarbeitungstechnologie zu optimieren, indem wir den Inhalt mehrerer Komponenten bewertet haben. Die Ergebnisse zeigten, dass die optimale Hammelöl-Verarbeitungstechnologie von EF wie folgt war: Erhitzen des Hammelöls auf 120 °C ± 10 °C, Zugabe des rohen EF, sanftes Braten auf 189 °C ± 10 °C, bis es gleichmäßig glänzt, und dann herausnehmen und abkühlen lassen. Pro 100 kg EF sollten 15 kg Hammelöl verwendet werden. Die Toxizitäten und Teratogenitäten eines wässrigen Extrakts aus Roh- und Hammelöl, das mit EF verarbeitet wurde, wurden in einem Entwicklungsmodell eines Zebrafischembryos verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass die rohe Kräutergruppe mit größerer Wahrscheinlichkeit Zebrafischdeformationen verursachte und ihre halbmaximale tödliche EF-Konzentration niedriger war. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die optimierte Hammelöl-Verarbeitungstechnologie stabil und zuverlässig war und eine gute Wiederholgenauigkeit aufweist. Bei einer bestimmten Dosis war der wässrige Extrakt von EF toxisch für die Entwicklung von Zebrafischembryonen, und die Toxizität war für das Roharzneimittel stärker als für das verarbeitete Arzneimittel. Die Ergebnisse zeigten, dass die Hammelölverarbeitung die Toxizität von rohem EF reduzierte. Diese Erkenntnisse können genutzt werden, um die Qualität, Einheitlichkeit und klinische Sicherheit von mit Hammelöl verarbeitetem EF zu verbessern.
Epimedii folium (EF) sind die getrockneten Blätter von Epimedium brevicornu Maxim., Epimedium sagittatum (Sieb. et Zucc.) Maxim., Epimedium pubescens Maxim., oder Epimedium koreanum Nakai. EF kann zur Behandlung von Osteoporose, Wechseljahrssyndrom, Knoten in der Brust, Bluthochdruck, koronarer Herzkrankheit und anderen Krankheiten eingesetzt werden1. Als Traditionelle Chinesische Medizin (TCM) blickt EF auf eine mehr als 2.000-jährige Geschichte in Medizin und Ernährung zurück. Aufgrund seines niedrigen Preises und seiner bemerkenswerten Wirkung auf die Nieren wird es häufig in Medikamenten und gesunden Lebensmitteln verwendet. EF wird durch Braten mit Hammelöl verarbeitet, ein Prozess, der erstmals in der Lei Gong-Verarbeitungstheorie beschrieben wurde, die von Lei Xiao in der Liu-Song-Periode2 geschrieben wurde. Die Wirksamkeit von rohem EF und gebratenem EF ist sehr unterschiedlich. Rohes EF vertreibt hauptsächlich Rheuma, während das gebratene EF die Nieren erwärmt, um Yang3 zu stärken. Gegenwärtig wird EF häufig als Rohstoff in Arzneimitteln und gesunden Lebensmitteln verwendet. Es gibt 399 gelistete chinesische Patentarzneimittel, neun importierte Naturkost und 455 inländische Naturkost mit EF als Rohstoff4. Dieses medizinische Material hat große Anwendungsaussichten. In den letzten Jahren gab es jedoch vermehrt Berichte über unerwünschte Reaktionen und Leberschäden beim Menschen, die durch gesunde Lebensmittel und chinesische Patentmedikamente verursacht wurden, die EF als Rohstoff verwenden, und verwandte Toxizitätsstudien 5,6,7 haben berichtet, dass EF als Rohstoff potenzielle Sicherheitsrisiken birgt.
Chinesische medizinische Verarbeitung bezieht sich auf pharmazeutische Techniken, die die Toxizität effektiv reduzieren oder beseitigen und die Sicherheit von TCMs verbessern können. Die traditionelle Verarbeitungsmethode von EF ist das Braten mit Hammelöl, das die Toxizität von EF verringert und seine Wirkung verstärkt, die Nieren zu erwärmen und Yang8 zu fördern. Diese Verarbeitungsmethode ist im chinesischen Arzneibuch und in verschiedenen Verarbeitungsspezifikationenenthalten 1. Das Verfahren von EF ist nur wie folgt spezifiziert: Pro 100 kg EF werden 20 kg Fruchtöl (raffiniert) zugegeben, und es wird mild gebrannt, bis es gleichmäßig und glänzendist 1. In den oben genannten Standards gibt es keine strengen Parameter für die EF-Verarbeitungsmethode, sodass die lokalen Verarbeitungsspezifikationen nicht vereinheitlicht wurden, um Konsistenz zu gewährleisten. Daher wäre es sinnvoll, eine systematische Untersuchung des EF-Prozesses durchzuführen. In dieser Arbeit wurde die experimentelle Box-Behnken-Design-Response-Oberflächenmethode verwendet, um die Verarbeitungstechnologie von EF zu optimieren.
Das Box-Behnken-Versuchsdesign ist eine Methode, die typischerweise zur Optimierung der Faktoren in einem Prozess verwendet wird. Die Extraktionsparameter können optimiert werden, indem die funktionale Beziehung zwischen mehreren Regressionsgleichungsanpassungsfaktoren und Effektwerten hergestellt wird. In jüngster Zeit wurde diese Methode häufig verwendet, um die TCM-Extraktion 5,6,7 und die Verarbeitung von 9,10,11 zu untersuchen. Verschiedene Studien haben über TCM-Zubereitungsmethoden berichtet, die die Salzverarbeitung, die Weinverarbeitung und das Braten nach einem Box-Behnken-Design umfassen, wie z. B. für salzverarbeitete Psoraleae fructus 12, weinverarbeitete Cnidii fructus13 und gerösteten Cinnamomi ramulus14. Diese Methode zeichnet sich durch eine reduzierte Testzeit und eine hohe Testgenauigkeit aus und eignet sich für Multi-Faktor- und Multi-Level-Tests. Das Verfahren ist einfacher als das orthogonale Bemessungsprüfverfahren und umfassender als das einheitliche Bemessungsverfahren15. Die erhaltenen Beziehungen können den vorhergesagten Wert eines beliebigen Testpunktes innerhalb des Testbereichs bestimmen, was ein großer Vorteil ist. Mit einem Zebrafischmodell kann getestet werden, ob EF nach der Verarbeitung weniger toxisch ist.
In TCM-Toxizitätsstudien hat das Zebrafischmodell die doppelten Vorteile des hohen Durchsatzes von Zellexperimenten und der Ähnlichkeit mit Nagetierexperimenten16. Dieses Modell zeichnet sich durch seine geringe Größe, hohe Laichrate, kurzen Fortpflanzungszyklus und einfache Zucht aus. Das Modell kann in groß angelegten synchronen Experimenten in Zellkulturplatten verwendet werden, und die Dosierung des experimentellen Arzneimittels ist gering, der experimentelle Zyklus ist kurz, die Kosten sind niedrig und der gesamte experimentelle Prozess ist einfach zu beobachten und zu bedienen17. Zebrafischembryonen sind durchsichtig und entwickeln sich schnell. Daher können die Toxizität und die teratogene Wirkung von Arzneimitteln auf viszerales Gewebe in verschiedenen Entwicklungsstadien direkt unter dem Mikroskop beobachtet werden18. Die Genhomologie zwischen Zebrafisch und Mensch liegt bei bis zu 85 %18. Der Signaltransduktionsweg des Zebrafisches ähnelt dem des Menschen18. Die biologische Struktur und die physiologische Funktion von Zebrafischen sind denen von Säugetieren sehr ähnlich18. Daher kann ein Zebrafischmodell für Drogentests Versuchstiere liefern, die zuverlässig und vollständig auf den Menschen anwendbar sind19.
In dieser Studie haben wir die Box-Behnken-Design-Response-Oberflächenmethodik verwendet, um die Menge und Temperatur von Hammelöl und die in der EF-Verarbeitungstechnologie verwendete Frittiertemperatur zu optimieren, wobei die Gehalte an Icariin, Epimedin A, Epimedin B, Epimedin C und Baohuosid I als Bewertungsindizes dienten. Das Zebrafischmodell wurde verwendet, um die Wirkung eines EF-Wasserextrakts auf die Embryonalentwicklung von Zebrafischen vor und nach der Verarbeitung vorläufig zu untersuchen und den Abschwächungseffekt der Verarbeitung auf EF zu bewerten.
Alle tierbezogenen Versuche wurden mit Genehmigung der Versuchsethikkommission des Chongqing Instituts für TCM durchgeführt (Prüftierethik-Zertifikatsnummer: ZJS2022-03).
1. Bestimmung der bioaktiven Bestandteile
HINWEIS: Bei der in dieser Forschung verwendeten Spezies handelte es sich um Epimedium sagittatum, und die Proben wurden im Landkreis Fengdu, Chongqing, gesammelt. Die Probe wurde als trockener oberirdischer Teil von E. sagittatum (Sieb. et Zucc.) Grundsatz. von Forschern des Instituts für Biologische Medizin, Chongqing Institut für Traditionelle Chinesische Medizin.
2. Optimierung der EF-Hammelöl-Aufbereitungstechnologie unter Verwendung der Box-Behnken-Design-Response-Oberflächenmethodik
3. Prüfung der Wirkung der Verarbeitung auf die Embryonalentwicklung von Zebrafischen
Methodische Untersuchungsergebnisse
Es wurde ein linearer Zusammenhang zwischen der Konzentration von Icariin, EA, EB, EC, BI und chromatographischen Peakbereichen beobachtet (siehe Tabelle 3). Die RSD%-Werte (n = 6) der chromatographischen Peakbereiche von Icariin, EA, EB, EC und BI betrugen 0,28 %, 1,22 %, 0,65 %, 1,67 % bzw. 1,06 %, was darauf hindeutet, dass die Präzision der HPLC-Messungen gut war. Die RSD%-Werte (n = 6) der Gehalte an Icariin, EA, EB, EC und BI betrugen 1,59 %,...
Unabhängige Variablen und die Bestimmung ihrer Niveaus
Die EF-Verarbeitungstechnologie wird nur in der Ausgabe 2020 des chinesischen Arzneibuchs und in den lokalen Verarbeitungsspezifikationen für chinesische Arzneimittel beschrieben, die von 26 Provinzen, Gemeinden und autonomen Regionen im ganzen Land veröffentlicht wurden1. Die Beschreibung umfasst die folgenden Schritte: Hammelöl nehmen und zum Schmelzen erhitzen, EF-Schnitzel hinzufügen, mit langsamem Feuer unter Rüh...
Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.
Diese Arbeit wird unterstützt durch das Basic Scientific Research Business Project der Chongqing Academy of Traditional Chinese Medicine (Projektnummer: jbky20200013), das Performance Incentive Guidance Project der Chongqing Scientific Research Institutions (Projektnummer: cstc2021jxjl 130025) und das Chongqing Municipal Health Commission Key Discipline Construction Project of Chinese Materia Medica Processing.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetonitrile | Fisher | 197164 | |
Baohuoside ![]() ![]() | Chengdu Manst Biotechnology Co., Ltd. | MUST-20042402 | |
Chromatographic column | Waters Corporation | Symmetry C18 | |
Design Expert software | Stat- Ease Inc., Minneapolis, MN | Trial Version8.0.6.1 | |
Detector | Waters Corporation | 2998 | |
Disintegrator | Hefei Rongshida Small Household Appliance Co., Ltd. | S-FS553 | |
Electronic analytical balance | Mettler-Toledo International Inc. | MS205DU | |
Epimedin A (EA) | Chengdu Manst Biotechnology Co., Ltd. | MUST-21112118 | |
Epimedin B (EB) | Chengdu Manst Biotechnology Co., Ltd. | MUST-20080403 | |
Epimedin C (EC) | Chengdu Manst Biotechnology Co., Ltd. | MUST-20080310 | |
Ethanol | Chongqing Chuandong Chemical ( Group ) Co., Ltd. | 20180801 | |
Graphpad software | GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA | 6.02 | |
High Performance Liquid Chromatography (HPLC) | Waters Corporation | 2695 | |
Icariin | Chengdu Glip Biotechnology Co., Ltd. | 21091401 | |
Methanol | Chongqing Chuandong Chemical (Group) Co., Ltd. | 20171101 | |
Microporous membrane | Tianjin Jinteng Experimental Equipment Co., Ltd. | 0.22μm | |
Mutton oil | Kuoshan Zhiniu Fresh Food Store | 20211106 | |
Office Excel office software | Microsoft | Office Excel 2021 | |
Pharmacopoeia sieve | Shaoxing Shangyu Huafeng Hardware Instrument Co., Ltd. | R40/3 | |
Pure water machine | Chongqing Andersen Environmental Protection Equipment Co., Ltd. | AT Sro 10A | |
Qualitative filter paper | Shanghai Leigu Instrument Co., Ltd. | 18cm | |
Stereomicroscope | Carl Zeiss, Oberkochen, Germany | Stemi 2000 | |
Ultrasonic cleaner | Branson Ultrasonics (Shanghai) Co.,Ltd. | BUG25-12 | |
Zebrafish | China Zebrafish Resource Center (CZRC) | The AB strain |
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