Artrose (OA) is een van de chronische degeneratieve botziekten die de oudere bevolking boven de 65 jaar treft [
1]. Over het algemeen wordt bij patiënten met artrose de diagnose beschadigd kraakbeen, ontstoken synovium en geërodeerde chondrocyten gesteld, wat pijn en fysieke stress veroorzaakt [
2]. Artrotische pijn wordt voornamelijk veroorzaakt door de degeneratie van kraakbeen in gewrichten door ontstekingen, en wanneer het kraakbeen ernstig beschadigd is, kunnen botten met elkaar botsen, wat ondraaglijke pijn en fysieke ontberingen veroorzaakt [
3De betrokkenheid van ontstekingsmediatoren bij symptomen zoals pijn, zwelling en stijfheid van het gewricht is goed gedocumenteerd. Bij patiënten met artrose worden inflammatoire cytokinen, die erosie van kraakbeen en subchondrale bot veroorzaken, aangetroffen in de synoviale vloeistof [
4]. Twee belangrijke klachten die artrosepatiënten over het algemeen hebben, zijn pijn en synoviale ontsteking. Daarom zijn de primaire doelen van de huidige artrosetherapieën het verminderen van pijn en ontsteking. [
5Hoewel de beschikbare OA-behandelingen, waaronder niet-steroïde en steroïde medicijnen, hun effectiviteit hebben bewezen bij het verlichten van pijn en ontstekingen, heeft het langdurig gebruik van deze medicijnen ernstige gevolgen voor de gezondheid, zoals cardiovasculaire, gastro-intestinale en nierstoornissen [
6Er moet dus een effectiever medicijn met minder bijwerkingen worden ontwikkeld voor de behandeling van artrose.
Natuurlijke gezondheidsproducten worden steeds populairder omdat ze veilig en gemakkelijk verkrijgbaar zijn [
7Traditionele Koreaanse medicijnen hebben hun effectiviteit bewezen tegen verschillende ontstekingsziekten, waaronder artritis [
8]. Aucklandia lappa DC. staat bekend om zijn medicinale eigenschappen, zoals het verbeteren van de qi-circulatie voor pijnverlichting en het kalmeren van de maag, en wordt traditioneel gebruikt als een natuurlijke pijnstiller [
9Uit eerdere rapporten blijkt dat A. lappa ontstekingsremmende eigenschappen bezit [
10,
11], pijnstillend [
12], antikanker [
13], en maagbeschermend [
14] effecten. De verschillende biologische activiteiten van A. lappa worden veroorzaakt door zijn belangrijkste actieve bestanddelen: costunolide, dehydrocostuslacton, dihydrocostunolide, costuslacton, α-costol, saussurealacton en costuslacton [
15Uit eerdere onderzoeken blijkt dat costunolide ontstekingsremmende eigenschappen heeft in lipopolysaccharide (LPS), wat de macrofagen induceert via de regulatie van het NF-kB- en hitteschokproteïnepad [
16,
17]. Er is echter nog geen onderzoek gedaan naar de potentiële werking van A. lappa bij de behandeling van artrose. In het huidige onderzoek zijn de therapeutische effecten van A. lappa tegen artrose onderzocht met behulp van (mononatriumjodaat) MIA en azijnzuur-geïnduceerde knaagdiermodellen.
Mononatriumjodoacetaat (MIA) wordt vaak gebruikt om een groot deel van het pijngedrag en de pathologische kenmerken van OA bij dieren te veroorzaken [
18,
19,
20]. Wanneer MIA in kniegewrichten wordt geïnjecteerd, verstoort het de stofwisseling van de chondrocyten en induceert het ontstekingen en ontstekingssymptomen, zoals erosie van kraakbeen en subchondrale botmassa, de hoofdsymptomen van artrose [
18]. De writhing-reactie die wordt geïnduceerd met azijnzuur wordt algemeen beschouwd als de simulatie van perifere pijn bij dieren waarbij de ontstekingspijn kwantitatief kan worden gemeten [
19De muizenmacrofaagcellijn RAW264.7 wordt veel gebruikt om de cellulaire reacties op ontstekingen te bestuderen. Na activering met LPS activeren RAW264-macrofagen ontstekingsroutes en scheiden ze verschillende ontstekingsintermediairen af, zoals TNF-α, COX-2, IL-1β, iNOS en IL-6 [
20]. In deze studie zijn de antinociceptieve en ontstekingsremmende effecten van A. lappa tegen OA geëvalueerd in het MIA-diermodel, het azijnzuur-geïnduceerde diermodel en LPS-geactiveerde RAW264.7-cellen.
2. Materialen en methoden
2.1. Plantmateriaal
De gedroogde wortel van A. lappa DC. die in het experiment werd gebruikt, werd verkregen van Epulip Pharmaceutical Co., Ltd. (Seoul, Korea). De wortel werd geïdentificeerd door prof. Donghun Lee, afdeling Kruidenfarmacologie, kolonel van de Koreaanse geneeskunde, Gachon University, en het bonnummer werd gedeponeerd als 18060301.
2.2. HPLC-analyse van A. lappa-extract
A. lappa werd geëxtraheerd met behulp van een refluxapparaat (gedestilleerd water, 3 uur bij 100 °C). De geëxtraheerde oplossing werd gefiltreerd en gecondenseerd met behulp van een lagedrukverdamper. A. lappa-extract had een opbrengst van 44,69% na vriesdrogen bij -80 °C. Chromatografische analyse van A. lappa werd uitgevoerd met een HPLC aangesloten met behulp van een 1260 InfinityⅡ HPLC-systeem (Agilent, Pal Alto, CA, VS). Voor chromatische scheiding werd een EclipseXDB C18-kolom (4,6 × 250 mm, 5 µm, Agilent) gebruikt bij 35 °C. Een totaal van 100 mg van het monster werd verdund in 10 ml 50% methanol en 10 minuten gesoniceerd. Monsters werden gefiltreerd met een spuitfilter (Waters Corp., Milford, MA, VS) van 0,45 μm. De samenstelling van de mobiele fase bestond uit 0,1% fosforzuur (A) en acetonitril (B). De kolom werd als volgt geëlueerd: 0-60 min, 0%; 60-65 min, 100%; 65-67 min, 100%; 67-72 min, 0% oplosmiddel B met een stroomsnelheid van 1,0 ml/min. Het effluent werd waargenomen bij 210 nm met een injectievolume van 10 μl. De analyse werd in drievoud uitgevoerd.
2.3. Huisvesting en beheer van dieren
Mannelijke Sprague-Dawley (SD) ratten van 5 weken oud en mannelijke ICR muizen van 6 weken oud werden gekocht bij Samtako Bio Korea (Gyeonggi-do, Korea). De dieren werden gehouden in een ruimte met een constante temperatuur (22 ± 2 °C) en vochtigheid (55 ± 10%) en een licht/donker cyclus van 12/12 uur. De dieren werden meer dan een week voor aanvang van het experiment aan de omstandigheden gewend. De dieren kregen onbeperkt voer en water. De huidige ethische regels voor de verzorging en behandeling van dieren aan de Gachon Universiteit (GIACUC-R2019003) werden strikt gevolgd in alle dierexperimentele procedures. De studie was opgezet als een onderzoeker-blind en parallel onderzoek. We volgden de euthanasiemethode volgens de richtlijnen van de Animal Experimental Ethics Committee.
2.4. MIA-injectie en -behandeling
Ratten werden willekeurig verdeeld in vier groepen: schijnbehandeling, controle, indomethacine en A. lappa. Na verdoving met een 2% isofluraan O2-mengsel kregen de ratten 50 μl MIA (40 mg/m2; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, VS) intra-articulair in de kniegewrichten geïnjecteerd om tot experimentele artrose te leiden. De behandelingen werden als volgt uitgevoerd: de controle- en schijngroepen kregen alleen AIN-93G als basisdieet. Alleen de indomethacinegroep kreeg indomethacine (3 mg/kg) toegediend, opgenomen in het AIN-93G-dieet, en de A. lappa-groep van 300 mg/kg kreeg AIN-93G als aanvulling op A. lappa (300 mg/kg). De behandelingen werden gedurende 24 dagen voortgezet vanaf de dag van de OA-inductie in een dosering van 15–17 g per 190–210 g lichaamsgewicht per dag.
2.5. Gewichtsdragende meting
Na de OA-inductie werd volgens schema het draagvermogen van de achterpoten van de ratten gemeten met de Incapacitance-MeterTester600 (IITC Life Science, Woodland Hills, CA, VS). De gewichtsverdeling over de achterpoten werd berekend: draagvermogen (%)
