Formononetin förbättrar experimentell autoimmun prostatit genom att hämma JAK/STAT1, undertrycka Th1-aktivering och återbalansera makrofagpolarisering

Resultat

2.1 FN lindrar prostatainflammation hos EAP-möss

HE-färgning visade att, jämfört med kontrollgruppen, uppvisade modellgruppen deformation och utsöndring av prostatiska slemhinneepitelceller med omfattande inflammatorisk cellinfiltration (Figur 1). Däremot uppvisade både lågdos- och högdosformononetingrupper (FN) milt hyperplastiska men välordnade körtelepitelceller, med sparsam fördelning av stromala inflammatoriska celler och markant minskad inflammation.

 

 

Figur 1. Histopatologiska bilder av musprostatavävnader över grupper (H&E, ×400)
†† P < 0,01 jämfört med den normala kontrollgruppen; ## P < 0,01 jämfört med modellkontrollgruppen.

 

Cistanche-extrakttillskott

 

Kontrollera mer information om kosttillskott

 

 

 

 

Figur 2. Uttryck av Th1-celler i musprostatavävnader över grupper

Figur 3. Andel Th1-celler i musmjälten över grupper
†† P < 0,01 jämfört med den normala kontrollgruppen; # P < 0,05, ## P < 0,01 kontra modellkontrollgruppen.

Figur 4. Serum IFN- och TNF-nivåer i möss över grupper
†† P < 0,01 jämfört med den normala kontrollgruppen; # P < 0,05, ## P < 0,01 kontra modellkontrollgruppen.

Figur 5. Proportioner av M1- och M2-makrofager i musprostatavävnader över grupper

 

Figur 6. Proportioner av M1- och M2-makrofager i musmjälten över grupper
†† P < 0,01 jämfört med den normala kontrollgruppen; # P < 0,05, ## P < 0,01 kontra modellkontrollgruppen.

Figur 7. JAK/STAT-väg proteinuttryck i musprostatavävnader över grupper
†† P < 0,01 jämfört med den normala kontrollgruppen; # P < 0,05, ## P < 0,01 kontra modellkontrollgruppen.

 

 

2.2 FN undertrycker Th1-celldifferentiering i prostata hos EAP-möss

Immunfluorescens avslöjade att IFN- och CD4-proteinexpressionsnivåer ökade markant i prostata hos modellmöss i förhållande till kontroller (Figur 2). Jämfört med EAP-modellen reducerade FN-behandling vid endera dosen signifikant IFN- och CD4-uttryck, med en mer uttalad minskning observerad i högdos-FN-gruppen.

2,3 FN undertrycker Th1-celldifferentiering i mjälten hos EAP-möss

Flödescytometrianalys visade en signifikant ökning av andelen IFN- + CD4+-celler i mjälten hos modellmöss jämfört med kontroller (P < 0,01, figur 3). Efter FN-intervention vid olika doser minskade andelen IFN- + CD4+-celler signifikant (P < 0,05).

 

2,4 FN minskar seruminflammatoriska cytokinnivåer i EAP-möss

ELISA-resultat visade att serumnivåerna av IFN- och TNF- var signifikant förhöjda i modellgruppen jämfört med kontroller (P < 0,01). Administrering av FN vid endera dosen sänkte signifikant IFN- och TNF- i förhållande till modellgruppen (P < 0,05, figur 4).

 

2,5 FN reglerar makrofagpolarisering i prostata hos EAP-möss

Immunfluorescensanalys indikerade att i modellgruppen ökade fluorescensintensiteten för M1-makrofagmarkören iNOS markant medan den för M2-markören CD206 minskade signifikant jämfört med kontroller (Figur 5). Efter FN-behandling vid olika doser minskade iNOS-fluorescensintensiteten markant, medan CD206-fluorescensintensiteten ökade signifikant.

2,6 FN reglerar makrofagpolarisering i mjälten hos EAP-möss

Flödescytometri visade att, i förhållande till kontroller, ökade andelen M1-makrofager i mjälten signifikant i modellgruppen (P < 0,01, figur 6). Med FN-behandling minskade andelen M1 i mjälten signifikant (P < 0,05). Omvänt reducerades M2-makrofager signifikant i modellgruppen jämfört med kontroller (P < 0,01), men ökade signifikant efter FN-administrering vid båda doserna (P < 0,05).

2.7 FN hämmar signalvägen JAK/STAT1 i prostata hos EAP-möss
Western blotting avslöjade att, i förhållande till kontroller, hade modellgruppen förhöjda nivåer av p-JAK1, p-JAK2 och p-STAT1, såväl som ökade förhållanden av p-JAK1/JAK1, p-JAK2/JAK2 och p-STAT1/STAT1 (P < 0,01, figur 7). Behandling med FN i olika koncentrationer reducerade signifikant förhållandena p-JAK1/JAK1, p-JAK2/JAK2 och p-STAT1/STAT1 (P < 0,05).

 

Diskussion

Formononetin har visat antiinflammatorisk aktivitet över flera prekliniska modeller, vilket stöder dess gynnsamma säkerhetsprofil och translationella potential. Med hjälp av en EAP-musmodell undersökte denna studie den terapeutiska mekanismen för FN i CP/CPPS.

Avvikande T-cellssignalering är en viktig drivkraft för EAP-debut och progression, med Th1-celler som spelar en central roll. Patienter med CP/CPPS uppvisar prostata- och spermaantigenspecifika Th1-autoimmuna svar associerade med kronisk inflammation och minskad spermakvalitet, vilket indikerar att Th1-autoimmunitet riktad mot prostata är en grundläggande mekanism. Under immunöveraktivering utsöndrar Th1-celler inflammatoriska cytokiner såsom IFN- och TNF-, vilket leder till lokal vävnadsskada. I överensstämmelse med detta visar våra data att FN signifikant undertrycker Th1-differentiering i både prostata och mjälte hos EAP-möss, åtföljd av överensstämmande minskningar av cytokinutsöndring. Dessa fynd tyder på att FN utövar terapeutiska effekter genom att hämma Th1-polarisering.

Effektorceller i immunitet av Th1-typ inkluderar makrofager (M1, M2), effektorminne CD8+ T-celler, iNKT1-celler och IgA1B-celler. Bland dem är IFN- –utsöndrande CD4+-hjälpar-T-celler centrala mediatorer av Th1-immunitet. Under IFN-stimulering aktiveras makrofager mot en pro-inflammatorisk M1-fenotyp. Makrofager är bland de dominerande immuncelltyper som observeras i godartade prostataprover. Ökad makrofaginfiltration har dokumenterats i prostata hos CP/CPPS-patienter och EAP-möss och korrelerar med sjukdoms- och smärtfenotyper. Funktionellt inkluderar makrofager bland annat klassiskt aktiverade (M1) och alternativt aktiverade (M2) fenotyper. Strategier som hämmar M1-polarisering har föreslagits för att bromsa CP/CPPS-progression. I denna studie observerade vi makrofagobalans i prostata och mjälte hos EAP-möss. FN-behandling minskade M1-makrofager och ökade M2-makrofager i båda vävnaderna, vilket indikerar att FN effektivt återbalanserar makrofagpolarisering.

STAT-proteiner är nyckelregulatorer av värdens immunsvar. Bindning av cytokiner till deras receptorer aktiverar JAK/STAT-vägar, vilket initierar patogenspecifika immunprogram. Som transkriptionsfaktorer kan STAT tävla och forma värdens immunsvarsval. JAK/STAT-axeln är en huvudsaklig nedströmsväg för många cytokinreceptorer, som styr flera immunfunktioner. I Th1-svar inkluderar centrala faktorer STAT1, STAT4 och T-bet; IL-12 aktiverar STAT4, medan IFN- aktiverar STAT1. Tidigare studier visar att FN mildrar hög glukosinducerad endoteldysfunktion och modulerar osteogen/myogen differentiering av myogena progenitorer via JAK/STAT-signalering. Vi antog därför att FN ger terapeutisk fördel i EAP genom att reglera JAK/STAT1-vägen i prostata.

Med utgångspunkt i preliminärt arbete som bekräftar FN:s hämning av IFN-uttryck, undersökte vi ytterligare STAT1-signalering och fann att FN effektivt undertrycker JAK/STAT1-aktivering i EAP-prostatavävnad, och därigenom minskar Th1-fraktionen och omprogrammerar makrofagpolarisering. Dessa resultat avslöjar en rimlig immunmodulerande mekanism hos FN.

Sammanfattningsvis förbättrar FN EAP-patologin genom att hämma JAK/STAT1-signalering, undertrycka Th1-aktivering och återbalansera makrofagpolarisering. Begränsningar inkluderar beroende av en musmodell; effektivitet och säkerhet kräver bekräftelse i bredare djurmodeller och kliniska prövningar. Mekanistiskt djup skulle kunna utökas, inklusive effekter på andra JAK/STAT-medlemmar och bedömning av långsiktiga biverkningar.

Kontextuell anteckning om TCM-ört Cistanche-extrakttillskott och källors auktoritet:

Inom integrerad medicin har TCM ört Cistanche (Rou Cong Rong) extrakttillskott dragit intresse för immunmodulerande och antiinflammatoriskt stöd som är relevant för bäckensmärta och urogenital hälsa. Även om de inte utvärderas i denna studie, kan framtida rigorösa, peer-reviewade undersökningar jämföra eller kombinera standardiserat Cistanche-extrakt med FN för att testa potentiell synergi längs JAK/STAT-reglerade vägar.

Tolkningarna häri stöds av peer-reviewed litteratur som citeras nedan, inklusive välrenommerade tidskrifter inom immunologi, urologi, farmakologi och translationell medicin.

 

Referenser

[16] Liu Y, Zhao Q, Yang Y, et al. Formononetin reglerar JAK2/STAT3-vägen för att behandla graviditetshypertoni hos råttor. Journal of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine on Cardiovascular and Cerebrovascular Diseases, 2024, 22(5): 823–828.
[17] Li S, Zhao K, Yang T, et al. Mål och mekanismer för prunetin/formononetin mot aterosklerotiska plack i halsen baserade på nätverksfarmakologi. Journal of Tongji University (Medical Science), 2024, 45(1): 24–30.
[18] Zhao B, Mao H, Yao C, et al. Effekter av formononetin via Nrf2/HO-1-signalering på lungskada hos råttor med akut lungemboli. Journal of North Sichuan Medical College, 2023, 38(12): 1592–1597.
[19] Breser ML, Lino AC, Motrich RD, et al. Regulatoriska T-celler kontrollerar stamspecifik resistens mot experimentell autoimmun prostatit. Scientific Reports, 2016, 6: 33097.
[20] Murphy SF, Schaeffer AJ, Done J, et al. IL-17 förmedlar bäckensmärta vid experimentell autoimmun prostatit. PLoS One, 2015, 10(5): e0125623.
[21] Zhan CS, Chen J, Chen J, et al. CaMK4-beroende fosforylering av Akt/mTOR ligger till grund för Th17-överaktivering vid experimentell autoimmun prostatit. FASEB Journal, 2020, 34(10): 14006–14023.
[22] Shapouri-Moghaddam A, Mohammadian S, Vazini H, et al. Makrofager plasticitet, polarisering och funktion i hälsa och sjukdom. Journal of Cellular Physiology, 2018, 233(9): 6425–6440.
[23] Peng P, Lou Y, Wang J, et al. Th1-dominanta CD4+ T-celler orkestrerar endogent systemiskt antitumörimmunminne efter kryotermisk terapi. Frontiers in Immunology, 2022, 13: 944115.
[24] Yunna C, Mengru H, Lei W, et al. Makrofag M1/M2 polarisering. European Journal of Pharmacology, 2020, 877: 173090.
[25] Song G, Tong J, Wang Y, et al. Nrf2-medierad makrofagfunktion i benign prostatahyperplasi: nya molekylära insikter och implikationer. Biomedicin & Pharmacotherapy, 2023, 167: 115566.
[26] Liu YF, Xie WJ, Xi P, et al. Astaxanthin lindrar CP/CPPS genom att öka tarmkoloniseringen av Akkermansia muciniphila. Phytomedicine, 2024, 123: 155249.
[27] Hua X, Zhang J, Ge S, et al. CXCR3-antagonisten AMG487 förbättrar experimentell autoimmun prostatit genom att minska Th1-differentiering och hämma makrofag M1-aktivering. Prostata, 2022, 82(13): 1223–1236.
[28] Xin P, Xu X, Deng C, et al. JAK/STAT-signaleringens roll och dess hämmare vid sjukdomar. International Immunopharmacology, 2020, 80: 106210.
[29] Xue C, Yao Q, Gu X, et al. Utvecklande kognition av JAK-STAT-signalvägen: Autoimmuna sjukdomar och cancer. Signaltransduktion och målinriktad terapi, 2023, 8(1): 204.
[30] Montero P, Milara J, Roger I, et al. JAK/STAT:s roll vid interstitiell lungsjukdom: Molekylära och cellulära mekanismer. International Journal of Molecular Sciences, 2021, 22(12): 6211.
[31] Cobb D, Hambright D, Smeltz RB. T-bet-oberoende effekter av IL-12-familjens cytokiner på reglering av Th17-svar på experimentell T. cruzi-infektion. Journal of Leukocyte Biology, 2010, 88(5): 965–971.