Published January 1, 2018
| Version v1
Publication
Open
Hydrogen-water ameliorates radiation-induced gastrointestinal toxicity via MyD88's effects on the gut microbiota
Creators
- 1. Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College
- 2. Peking University
- 3. Peking University Cancer Hospital
- 4. Feinstein Institute for Medical Research
Description
Although radiation therapy is a cornerstone of modern management of malignancies, various side effects are inevitably linked to abdominal and pelvic cancer after radiotherapy. Radiation-mediated gastrointestinal (GI) toxicity impairs the life quality of cancer survivors and even shortens their lifespan. Hydrogen has been shown to protect against tissue injuries caused by oxidative stress and excessive inflammation, but its effect on radiation-induced intestinal injury was previously unknown. In the present study, we found that oral gavage with hydrogen-water increased the survival rate and body weight of mice exposed to total abdominal irradiation (TAI); oral gavage with hydrogen-water was also associated with an improvement in GI tract function and the epithelial integrity of the small intestine. Mechanistically, microarray analysis revealed that hydrogen-water administration upregulated miR-1968-5p levels, thus resulting in parallel downregulation of MyD88 expression in the small intestine after TAI exposure. Additionally, high-throughput sequencing showed that hydrogen-water oral gavage resulted in retention of the TAI-shifted intestinal bacterial composition in mice. Collectively, our findings suggested that hydrogen-water might be used as a potential therapeutic to alleviate intestinal injury induced by radiotherapy for abdominal and pelvic cancer in preclinical settings. A hydrogen-rich water solution ameliorates the damage caused by radiotherapy to the abdominal area in mice. Radiotherapy is an effective treatment for pelvic and abdominal tumors in humans, but it can damage healthy gut tissue and lead to life-threatening intestinal injuries. Ming Cui and Sai-jun Fan at the Chinese Academy of Medical Sciences in Tianjin, China, and colleagues have found that administration of purified water infused with molecular hydrogen improved gut function and the survival rate of mice after exposure to abdominal irradiation. The hydrogen-water increased the levels of the small regulatory RNA molecule microRNA-1968-5p which in turn reduced the expression of myeloid differentiation factor MyD88 and gut inflammation. Moreover, this treatment protected the intestinal bacterial composition, highlighting its therapeutic potential for alleviating radiation-induced damage as well as other forms of microbial imbalance in the gut.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
على الرغم من أن العلاج الإشعاعي هو حجر الزاوية في الإدارة الحديثة للأورام الخبيثة، إلا أن الآثار الجانبية المختلفة ترتبط حتماً بسرطان البطن والحوض بعد العلاج الإشعاعي. تؤدي سمية الجهاز الهضمي بوساطة الإشعاع إلى إضعاف جودة حياة الناجين من السرطان وحتى تقصير عمرهم. وقد ثبت أن الهيدروجين يحمي من إصابات الأنسجة الناجمة عن الإجهاد التأكسدي والالتهاب المفرط، ولكن تأثيره على الإصابة المعوية الناجمة عن الإشعاع لم يكن معروفًا من قبل. في هذه الدراسة، وجدنا أن التلقيح الفموي بالماء والهيدروجين زاد من معدل البقاء على قيد الحياة ووزن الجسم للفئران المعرضة للإشعاع الكلي في البطن (TAI )؛ كما ارتبط التلقيح الفموي بالماء والهيدروجين بتحسن في وظيفة الجهاز الهضمي والسلامة الظهارية للأمعاء الدقيقة. من الناحية الميكانيكية، كشف تحليل المصفوفة الدقيقة أن إدارة الهيدروجين والماء رفعت مستويات miR -1968-5 p، مما أدى إلى خفض موازٍ لتعبير MyD88 في الأمعاء الدقيقة بعد التعرض لـ TAI. بالإضافة إلى ذلك، أظهر التسلسل عالي الإنتاجية أن التلقيح الفموي بالماء والهيدروجين أدى إلى الاحتفاظ بالتركيبة البكتيرية المعوية المتحولة لـ TAI في الفئران. بشكل جماعي، أشارت النتائج التي توصلنا إليها إلى أنه يمكن استخدام ماء الهيدروجين كعلاج محتمل للتخفيف من الإصابة المعوية الناجمة عن العلاج الإشعاعي لسرطان البطن والحوض في البيئات قبل السريرية. يعمل محلول الماء الغني بالهيدروجين على تخفيف الضرر الناجم عن العلاج الإشعاعي على منطقة البطن لدى الفئران. العلاج الإشعاعي هو علاج فعال لأورام الحوض والبطن لدى البشر، ولكنه يمكن أن يتلف أنسجة الأمعاء السليمة ويؤدي إلى إصابات معوية تهدد الحياة. وجد مينغ تسوي وساي جون فان في الأكاديمية الصينية للعلوم الطبية في تيانجين، الصين، وزملاؤهما أن إعطاء المياه النقية الممزوجة بالهيدروجين الجزيئي يحسن وظيفة الأمعاء ومعدل بقاء الفئران بعد التعرض للإشعاع البطني. زاد ماء الهيدروجين من مستويات جزيء الحمض النووي الريبي التنظيمي الصغير microRNA -1968-5 p والذي بدوره قلل من التعبير عن عامل التمايز النخاعي MyD88 والتهاب الأمعاء. وعلاوة على ذلك، فإن هذا العلاج يحمي التركيبة البكتيرية المعوية، ويسلط الضوء على إمكاناتها العلاجية للتخفيف من الأضرار الناجمة عن الإشعاع وكذلك الأشكال الأخرى من اختلال التوازن الميكروبي في الأمعاء.Translated Description (French)
Bien que la radiothérapie soit une pierre angulaire de la prise en charge moderne des tumeurs malignes, divers effets secondaires sont inévitablement liés au cancer abdominal et pelvien après la radiothérapie. La toxicité gastro-intestinale (GI) induite par les radiations nuit à la qualité de vie des survivants du cancer et raccourcit même leur durée de vie. Il a été démontré que l'hydrogène protège contre les lésions tissulaires causées par le stress oxydatif et l'inflammation excessive, mais son effet sur les lésions intestinales induites par les radiations était auparavant inconnu. Dans la présente étude, nous avons constaté que le gavage oral avec de l'eau hydrogénée augmentait le taux de survie et le poids corporel des souris exposées à une irradiation abdominale totale (TAI) ; le gavage oral avec de l'eau hydrogénée était également associé à une amélioration de la fonction du tractus gastro-intestinal et de l'intégrité épithéliale de l'intestin grêle. Mécaniquement, l'analyse des microréseaux a révélé que l'administration d'hydrogène dans l'eau régulait à la hausse les niveaux de miR-1968-5p, entraînant ainsi une régulation parallèle à la baisse de l'expression de MyD88 dans l'intestin grêle après l'exposition au TAI. De plus, le séquençage à haut débit a montré que le gavage oral hydrogène-eau entraînait la rétention de la composition bactérienne intestinale modifiée par l'ITA chez la souris. Collectivement, nos résultats suggèrent que l'hydrogène-eau pourrait être utilisé comme traitement potentiel pour soulager les lésions intestinales induites par la radiothérapie pour le cancer abdominal et pelvien dans les contextes précliniques. Une solution d'eau riche en hydrogène améliore les dommages causés par la radiothérapie à la région abdominale chez la souris. La radiothérapie est un traitement efficace des tumeurs pelviennes et abdominales chez l'homme, mais elle peut endommager les tissus intestinaux sains et entraîner des lésions intestinales potentiellement mortelles. Ming Cui et Sai-jun Fan de l'Académie chinoise des sciences médicales à Tianjin, en Chine, et leurs collègues ont constaté que l'administration d'eau purifiée infusée d'hydrogène moléculaire améliorait la fonction intestinale et le taux de survie des souris après exposition à l'irradiation abdominale. L'hydrogène-eau a augmenté les niveaux de la petite molécule d'ARN régulatrice microARN-1968-5p qui, à son tour, a réduit l'expression du facteur de différenciation myéloïde MyD88 et l'inflammation intestinale. De plus, ce traitement protégeait la composition bactérienne intestinale, mettant en évidence son potentiel thérapeutique pour soulager les dommages induits par les radiations ainsi que d'autres formes de déséquilibre microbien dans l'intestin.Translated Description (Spanish)
Aunque la radioterapia es una piedra angular del tratamiento moderno de las neoplasias malignas, varios efectos secundarios están inevitablemente relacionados con el cáncer abdominal y pélvico después de la radioterapia. La toxicidad gastrointestinal (GI) mediada por la radiación afecta la calidad de vida de los sobrevivientes de cáncer e incluso acorta su vida útil. Se ha demostrado que el hidrógeno protege contra las lesiones tisulares causadas por el estrés oxidativo y la inflamación excesiva, pero hasta ahora se desconocía su efecto sobre la lesión intestinal inducida por la radiación. En el presente estudio, encontramos que la sonda oral con agua hidrogenada aumentó la tasa de supervivencia y el peso corporal de los ratones expuestos a irradiación abdominal total (TAI); la sonda oral con agua hidrogenada también se asoció con una mejora en la función del tracto gastrointestinal y la integridad epitelial del intestino delgado. Mecánicamente, el análisis de micromatrices reveló que la administración de hidrógeno-agua reguló positivamente los niveles de miR-1968-5p, lo que resultó en una regulación negativa paralela de la expresión de MyD88 en el intestino delgado después de la exposición a TAI. Además, la secuenciación de alto rendimiento mostró que la sonda oral de hidrógeno-agua dio como resultado la retención de la composición bacteriana intestinal desplazada por Tai en ratones. En conjunto, nuestros hallazgos sugirieron que el agua con hidrógeno podría usarse como un posible agente terapéutico para aliviar la lesión intestinal inducida por la radioterapia para el cáncer abdominal y pélvico en entornos preclínicos. Una solución de agua rica en hidrógeno mejora el daño causado por la radioterapia en el área abdominal en ratones. La radioterapia es un tratamiento eficaz para los tumores pélvicos y abdominales en humanos, pero puede dañar el tejido intestinal sano y provocar lesiones intestinales potencialmente mortales. Ming Cui y Sai-jun Fan de la Academia China de Ciencias Médicas en Tianjin, China, y sus colegas han descubierto que la administración de agua purificada infundida con hidrógeno molecular mejoró la función intestinal y la tasa de supervivencia de los ratones después de la exposición a la irradiación abdominal. El hidrógeno-agua aumentó los niveles de la pequeña molécula reguladora de ARN microARN-1968-5p, lo que a su vez redujo la expresión del factor de diferenciación mieloide MyD88 y la inflamación intestinal. Además, este tratamiento protegió la composición bacteriana intestinal, destacando su potencial terapéutico para aliviar el daño inducido por la radiación, así como otras formas de desequilibrio microbiano en el intestino.Files
emm2017246.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:27ce27f194c2c37ef88f191837b8c867
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يعمل الهيدروجين والماء على تحسين سمية الجهاز الهضمي الناجمة عن الإشعاع من خلال تأثيرات MyD88 على الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء
- Translated title (French)
- L'hydrogène-eau améliore la toxicité gastro-intestinale induite par les radiations via les effets de MyD88 sur le microbiote intestinal
- Translated title (Spanish)
- El agua hidrogenada mejora la toxicidad gastrointestinal inducida por la radiación a través de los efectos de MyD88 en la microbiota intestinal
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2784501904
- DOI
- 10.1038/emm.2017.246
References
- https://openalex.org/W1574364696
- https://openalex.org/W1966772446
- https://openalex.org/W1967590038
- https://openalex.org/W1974266381
- https://openalex.org/W1981522973
- https://openalex.org/W2012726827
- https://openalex.org/W2016799814
- https://openalex.org/W2027369107
- https://openalex.org/W2027931900
- https://openalex.org/W2030992350
- https://openalex.org/W2038859574
- https://openalex.org/W2046777437
- https://openalex.org/W2053220435
- https://openalex.org/W2055677239
- https://openalex.org/W2055959752
- https://openalex.org/W2057858743
- https://openalex.org/W2062593620
- https://openalex.org/W2069296495
- https://openalex.org/W2078326955
- https://openalex.org/W2079946840
- https://openalex.org/W2083096979
- https://openalex.org/W2083962517
- https://openalex.org/W2084510390
- https://openalex.org/W2092249083
- https://openalex.org/W2120866805
- https://openalex.org/W2122498073
- https://openalex.org/W2131700094
- https://openalex.org/W2145040563
- https://openalex.org/W2145688263
- https://openalex.org/W2148067809
- https://openalex.org/W2150635900
- https://openalex.org/W2159054927
- https://openalex.org/W2169657429
- https://openalex.org/W2170899588
- https://openalex.org/W2206854629
- https://openalex.org/W2332193566
- https://openalex.org/W2341199997
- https://openalex.org/W2397977415
- https://openalex.org/W2475807512
- https://openalex.org/W2542270530
- https://openalex.org/W2554574662
- https://openalex.org/W2594663793