Integrated Metabolomic and Gut Microbiome Analyses Reveal the Therapeutic Effects of Xuanfei Heji in Rats With Chronic Obstructive Pulmonary Disease.

چکیده اصلی

BACKGROUND: Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a leading cause of death, underscoring the need for improved therapies. Xuanfei Heji (XFHJ), a hospital-prepared herbal formula, has been used clinically in the treatment of COPD. However, its mechanisms remain unclear. METHODS: XFHJ constituents were profiled using UHPLC-HRMS. COPD was induced in rats by intratracheal lipopolysaccharide instillation and cigarette smoke exposure. Treatment effects were assessed using pulmonary function, lung histopathology, and proinflammatory cytokines. Untargeted serum metabolomics and fecal 16S rRNA gene sequencing were performed; associations among differential metabolites, microbial taxa, and inflammatory markers were evaluated using Spearman's rank correlation analysis. RESULTS: Chemical profiling tentatively identified 374 constituents. XFHJ improved pulmonary function and attenuated lung histopathological injury and inflammation. Tryptophan and glycerophospholipid metabolism were the principal treatment-associated pathways. XFHJ also altered gut microbial diversity and composition, with enrichment of potentially beneficial taxa such as Bifidobacterium, Roseburia, and several Clostridia-related taxa. Treatment-responsive taxa correlated positively with indole-related metabolites, which correlated inversely with pulmonary inflammatory markers. CONCLUSIONS: XFHJ exhibited significant therapeutic effects on COPD rats, and its mechanism may be correlated with regulating the intestinal microbiota structure and metabolic profiles of COPD rats, thereby attenuating lung histopathological injury and pulmonary inflammation.

ترجمه فارسی چکیده

Xuanfei Heji (XFHJ)، یک فرمول گیاهی آماده شده در بیمارستان، در درمان COPD استفاده می‌شود، اما مکانیسم آن نامشخص است. XFHJ constituents با UHPLC-HRMS پروفایل‌بندی شدند. COPD در موش‌ها با تزریق داخل بینی لپولیساکارید و مواجهه با دود سیگار ایجاد شد. اثرات درمانی با عملکرد ریه، بافت‌شناسی ریه و سیتوکین‌های التهابی ارزیابی شد. متابولومیک سرم بدون هدف و توالی‌یابی ژن 16S rRNA مدفوع انجام شد. روابط بین متابولیت‌های متفاوت، تیره‌های میکروبی و نشانگرهای التهابی با استفاده از تحلیل همبستگی رتبه‌ای اسپیرمن ارزیابی شد. 374 constituent شناسایی شد. XFHJ عملکرد ریه را بهبود داد و آسیب بافت‌شناسی و التهاب ریه را کاهش داد. متابولیسم تریپتوفان و گلیسروفسفولیپید مسیرهای اصلی مرتبط با درمان بودند. XFHJ تنوع و ترکیب میکروبی روده را تغییر داد و تیره‌های مفید مانند Bifidobacterium، Roseburia و چندین تیره مرتبط با Clostridia غنی شدند. تیره‌های واکنش‌گر به درمان با متابولیت‌های مرتبط با ایندول مثبت و با نشانگرهای التهابی ریه معکوس همبستگی داشتند. XFHJ اثرات درمانی قابل توجهی در موش‌های COPD نشان داد و مکانیسم آن ممکن است با تنظیم ساختار میکروبیوم روده و پروفایل‌های متابولیک موش‌های COPD مرتبط باشد.

متن کامل اصلی