Електронна пошта:joanna.jia@wecistanche.com

Антидепресивна та когнітивна діяльність традиційної китайської трави цистанхе

Дунфан Ван,1 Хайжень Ван,2 і Лі Гу2

1Державна ключова лабораторія біоконтролю, Інститут водних господарських тварин і ключова лабораторія водних господарських тварин провінції Гуандун, Школа природничих наук, Університет Сунь Ятсена, Гуанчжоу 510275, Китай

2 Дослідницький центр інженерії харчових продуктів і охорони здоров’я Міністерства державної освіти, Університет Сунь Ятсена, Гуанчжоу 510275, Китай

Листування слід адресувати Лі Гу; Одержано 20 лютого 2017 р.; Переглянуто 11 травня 2017 р.; Прийнято 28 травня 2017 р.; Опубліковано 28 червня 2017 р. Академічний редактор: Кі-Ван О Авторське право © 2017 Dongfang Wang et al. Це стаття відкритого доступу, яка розповсюджується згідно з ліцензією Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежене використання, розповсюдження та відтворення на будь-якому носії за умови належного цитування оригінальної роботи. Понад десять відсотків людей страждають принаймні від одного епізоду депресії та пов’язаних з нею психічних розладів протягом життя, а депресія та пов’язані з нею психічні розлади є однією з найбільших світових проблем охорони здоров’я. Теорія кількох систем стверджує, що дисрегуляція багатьох систем лежить в основі патогенезу депресії та пов’язаних з нею психічних розладів, і нові методи лікування, засновані на теорії дисрегуляції багатьох систем, терміново необхідні. У цьому дослідженні антидепресивну дію відвару з травЦистанхеdeserticolaYCMa і Cistanchetubulosaбуло обстежено. траваЦистанхевідвар значно скоротив період нерухомості в тесті на підвішування хвоста миші. Миші, які отримували відвар трав, показали покращену здатність до просторового навчання та пам’яті в тесті водного лабіринту Морріса. Групи, які отримували відвар трав, показали знижену активність моноаміноксидази (МАО); концентрація дофаміну (DA) у мозку була підвищена, що вказує на травуЦистанхевідвар покращував збудливість нервів; концентрація кортикостерону в сироватці (CORT) була знижена, показуючи, що миші отримали користь від зниження рівня стресу. Отже, антидепресивна ефективність і механізм традиційнікитайськийтраваЦистанхебули досліджені в цьому дослідженні. траваЦистанхепоказали потенціал для розробки як додаткової та альтернативної терапії депресії.

Запобігайте хворобі Альцгеймера за допомогою цистанки

1. Введення

Депресія та пов’язані з нею розлади настрою, за оцінками, 12-17 відсотків населення переживають принаймні один епізод протягом життя, є одними з основних причин психічних розладів і вважаються однією з головних проблем громадського здоров’я в усьому світі.[1].Особливо важливо те, що значна частина пацієнтів з депресією страждає від втрати пам’яті, проблем з концентрацією, зниження енергії або втоми, втрати інтересу або задоволення від хобі та діяльності, труднощів зі сном, пробудження рано вранці або надмірного сну. Хоча нейронні субстрати аномалій при депресії та пов’язаних із нею синдромах неясні, загальновизнано, що порушення нейропластичності та клітинної стійкості призводить до патофізіології депресії, і успішне лікування може залежати від втручання на рівні нейромедіаторів.[2]. Підхід до лікування депресії в основному базується на класичній системі моноамінів

гіпотеза, яка стверджує, що порушення регуляції моноамінів, особливо серотоніну (5-HT) і норадреналіну (NE), сприяє патогенезу депресії, а втручання нейромедіаторної системи за допомогою агоністів дофаміну та дофамін-норадренергічних модуляторів може полегшити симптоми великої депресії розлад [3]. Незважаючи на те, що антидепресанти широко призначаються, лікувальна ефективність антидепресантів є сумнівною, а побічний ефект не можна ігнорувати, оскільки значна частка пацієнтів не реагує на маніпуляції моноамінною системою [4]. Нещодавно нові теорії патогенезу депресії показують, що численні системи, включаючи шляхи запалення, шлях окисного стресу, вісь гіпоталамус-гіпофіз-наднирники (HPA), метаболічну та біоенергетичну систему, нейротрофічні шляхи, глутаматну систему, опіоїдну систему та холінергічної системи, тісно пов’язані з виникненням депресії [3]. Докази показують, що багатоцільове втручання дало кращу ефективність, ніж одне цільове втручання [5]. Вкрай необхідні нові методи лікування, засновані на теорії множинної системної дисрегуляції.

Повідомляється, що продукти рослинного походження споживає більше половини населення США[6];інтерес і попит на трави або рослинні продукти як додатковий спосіб лікування депресії зростає в усьому світі. Встановлено, що численні лікарські рослини демонструють сприятливий ефект при знятті депресії. Трави, які, як повідомляється, мають ефект придушення депресії та покращення когнітивних функцій, включають обліпиху [7], Гінкго білоба[8], Piper nigrum[9], Hypericum perforatum [10], Griffonia simplicifolia[11]. Комбіноване введення ферулової кислоти та піперину продемонструвало синергетичний антидепресантний ефект у мишей шляхом маніпулювання моноамінергічною системою[7]. Альбіфлорин характеризувався високою селективною спорідненістю до рецепторів і транспортерів нейромедіаторів і значним збільшенням позаклітинних концентрацій 5-HT і NE в гіпоталамусі вільно рухаються щурів[12]. Лікарська рослина Melissa officinalis L. знімала депресивну поведінку мишей, впливаючи на рівень серотонінергічних нейромедіаторів.[13].Ці трави або відвари, розроблені як альтернативні засоби від депресії, допомагають полегшити симптоми депресії та є новим джерелом для розробки антидепресантів. траваЦистанхеВиди, поширені в посушливих землях і пустелях північної частини Китаю, є традиційними китайськими лікувальними травами і широко використовуються для лікування різних захворювань протягом більше ніж 1,{1}} років у Китаї. Різноманітна ефективність травиЦистанхевідвар варіюється між афродизіаком [14], стимулюючим імунітет[15], антиоксидантну [16], гепатопротекторну [17] властивості. Відвари C. deserticola індукують тестикулярні стероїдні ферменти [18], сприяють еректильній реакції пеніса та скорочують латентний період еректильної реакції у кастрованих щурів [19]. траваЦистанхеповідомляється про пригнічення активності дофамінергічних нейронів шляхом регуляції інгібіторних генів апоптозу та нейротрофічних факторів [20]. C.tubulosaвідвари виправили когнітивну дисфункцію, спричинену A� 1-42, шляхом блокування відкладення амілоїду та відновили холінергічні та гіпокампальні дофамінергічні нейронні функції [21]. Нейропротекторна властивість трави Cistanche передбачає терапевтичний потенціал при когнітивних захворюваннях. Депресія є звичайним змішаним типом емоційних реакцій із забудькуватістю та зниженням когнітивних функцій як загальними симптомами [22]. Траву цистанхе зазвичай використовували як традиційну китайську медицину для лікування забудькуватості; крім того, нещодавній звіт показує, що раннє доросле введення кукурудзяного борошна з додаванням C.tubulosaє корисним для стимулювання довголіття та пов’язаного з нюхом навчання та покращення пам’яті в моделі нехребетних дрозофіл [23]. Ці факти вказують на властивість трави покращувати когнітивні функціїЦистанхе; тут, у цьому дослідженні, ми вперше охарактеризували властивість антидепресанта та його зв’язок із покращенням когнітивних функцій у моделі ссавців шляхом регуляції системи моноамінів та осі HPA. Висвітлення антидепресантної властивості та попереднього механізму травиЦистанхеможе розширити спектр застосування трави Cistanche, яка може бути розроблена як альтернативний засіб від депресії.

2. Матеріали та методи

1.1. Рослинна сировина і приготування відвару. C. deserticola YCMa отримано з Неймонгольського автономного району Китаю; C.tubulosaбув отриманий із Сіньцзян-Уйгурського автономного району Китаю. Перед приготуванням відвару траву (C. deserticola YCMa або C. tubulosa) перевіряли на вміст ехінакозиду та вербаскозиду за допомогою ВЕРХ (високоефективна рідинна хроматографія) (Мілфорд, Массачусетс, Уотерс, США), а придатний продукт (відповідно до до Фармакопеї Китайської Народної Республіки) використовували для експериментів на тваринах. Відвар був отриманий на основі методу випаровування води, розробленого Дослідницьким центром інженерії харчових продуктів і охорони здоров'я Міністерства державної освіти Університету Сунь Ятсена. Висушений Cistanche deserticola YCMa 125 г подрібнювали та просівали через 120-сітчатий сито, а потім порошок розчиняли в 3 л надчистої води, нагрітої

при 100∘C протягом 2 годин, потім охолоджують до кімнатної температури та просівають; супернатант переробляли. Потім осад розчиняли в 2 л надчистої води, а потім нагрівали протягом 1,5 годин і охолоджували, як зазначено вище, для рециркуляції супернатанту; потім осад використовувався для переробки супернатанту. Вміст усієї супернатанту збагачували за допомогою ротаційних вакуумних випарників при 60∘C; нарешті, концентрація сирого препарату була встановлена ​​як 0,5 г/мл, і продукт зберігався при -20∘C.

1.2. Аналіз ехінакозиду та вербаскозиду методом ВЕРХ. Для вимірювання якісного та кількісного аналізу ехінакозиду та вербаскозиду використовували ВЕРХ (високоефективна рідинна хроматографія); вербаскозид (чистота > 93 відсотки) та ехінакозид (чистота > 93 відсотки) були придбані в Національних інститутах контролю за харчовими продуктами та ліками (Пекін, Китай) і використані як стандартний контроль.

1.3. Догляд за тваринами та проведення експериментів. Суб'єктами були SPF (вільні від специфічних патогенів) самці мишей Kunming вагою 21-25 грамів, надані Центром медичних експериментальних тварин провінції Гуандун. Тварин містили в пластикові клітки (по десять на клітку); умови навколишнього середовища були встановлені таким чином: вологість 40-70 відсотків, кімнатна температура 21 ± 1∘C і 12 годин: 12 годин світло-темний період. Усі експерименти на тваринах були схвалені Комітетом з етики тварин Університету Сунь Ятсена.

1.4. Тест на хвостову підвіску. Тест на підвішування хвоста проводився згідно з протоколом, описаним Cryan et al. [24] зі скромними змінами. Коротко кажучи, на 21 день мишей підвішували за хвіст за допомогою металевих шибениць, прив’язаних нейлоновим катетером, з головою на висоті 50 мм від підлоги. Мишей підвішували на гачок на липких стрічках на відстані 10-20 мм від кінцівок хвоста та ізолювали акустично та візуально вагонкою. Рухи тіла миші реєстрували, а дихальні рухи ігнорували. Перед днем ​​експерименту мишей призупинили на 8 хв для адаптації.

1.5. Тест на водний лабіринт Морріса. Тест водного лабіринту проводили згідно з описом Vorhees et al. [25–27] за допомогою пристрою, розробленого Академією медичних наук Китаю. Круглий басейн (діаметром 150 см), наповнений водою (26

± 1∘C; висота обода (відстань від поверхні води до краю стіни): 10 см)

Таблиця 1: Вміст ехінакозиду та вербаскозиду в порошку та відварі C. deserticola YCMa та C.tubulosa.

була використана кругла рятувальна платформа (діаметр: 11 см; відстань

Зразки

Відсоток ECH (відсоток VerBS між центром платформи та стінкою басейну: 27 см) був занурений на 1–1,5 см нижче поверхні води, а зона тестування була освітлена непрямим освітленням (50 ± 10 люкс), щоб уникнути відблисків. Було використано чотири початкові місця: N, S, E та W. Для тесту на просторове навчання тварин тренували щодня 9–11 днів у фіксованому початковому місці. Період затримки втечі вимірюється для відображення просторової пам’яті та здатності мишей до навчання. Якщо миші не могли знайти платформу або піднятися на неї, мишей відводили на платформу та залишали на ній 10 с. Після відпочинку протягом 60 с починався наступний сеанс тренування. Дані, отримані під час останнього тесту на просторове навчання, використовувалися як базове значення для формування. На 23–28 дні проводили навігаційний тест за місцем і просторовий зонд. Тест навігації за місцем тривав 6 днів і проводився о 13:00, тварин поміщали у воду головою до стінки басейну за годинниковою стрілкою, і реєстрували латентний період (протягом 2 хвилин). Після навігаційного тестування платформу було знято. Мишей поміщали у воду головою до стінки басейну у випадковому місці, і реєстрували слід руху та частоту, яку миші пропливали там, де була платформа протягом 2 хвилин. Сліди руху були записані багатофункціональним автономним реєстратором руху мишей (YLS-1A, Yiyan Technology, Jinan, China).

ехінакозид у цистанці

1.6. Виявлення активності МАО. Активність MAO вимірювали за допомогою набору для виявлення MAO (A034, Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, Nanjing, China), і виявлення проводили згідно з протоколом виробника. Отримано гомогенат із тканини мозку; 500 мкл змішували з 300 мкл агента 1 і 300 мкл агента 2, інкубували протягом 3 годин при 37∘C, а потім послідовно додавали 300 мкл агента 3, 3 мл агента 4 і перемішували на вортексі для 2 хв. Реакційну суміш центрифугували при 3,000 об/хв протягом 10 хв, і оптичну щільність супернатанту визначали за допомогою спектрофотометра ультрафіолетового та видимого спектрів (Lambda 25, PerkinElmer, США) з використанням збуджуючого світла 242 нм.

1.7. Імуноферментний аналіз нейромедіаторів і АКТГ і КОРТ. Набір для визначення дофаміну (DA), норадреналіну (NE) і 5-гідрокситриптаміну (5-HT) для імуноферментного аналізу (ELISA) було придбано у BLUE GENE, Шанхай. Набори для виявлення ELISA були придбані у Qiyun Biotech, Гуанчжоу.

Процедури такі: експеримент проводили при кімнатній температурі. Покрийте лунки планшета для мікротитрування ПВХ антитілом для захоплення в концентрації 1–10 мкг/мл у карбонатному/бікарбонатному буфері (pH 9,6). Закрийте планшет та інкубуйте протягом ночі при 4∘C; промийте планшет PBS/tween 3 рази, і сайти неспецифічного зв’язування блокують Block Solution; потім промийте планшет PBS/твіном 3 рази. Стандарти та зразки розводять блокуючим розчином і 100 мкл додають до лунки планшета, потім планшет закривають та інкубують при 37∘C протягом 1 години. Додайте 100 мкл розведеного антитіла для виявлення та інкубуйте планшет при

Порошок C. deserticola 1,27 ± 0.009 0.52 ± 0.003

C. tubulosaпорошок 19,81 ± 0.66 2.45 ± 0.12

Відвар C. deserticola {{0}}.90 ± 0.001 0.20 ± 0.001 C.tubulosaвідвар 5,90 ± 0.12 0.54 ± 0,05 Ехінакозид, ECH; фенілетаноїдні глікозиди, PeGs; вербаскозид, VerBS.

37∘C протягом 1 год; промийте планшет PBS/Tween 3 рази. Додайте 50 мкл розчину для виявлення кольору та тримайте планшет подалі від світла та інкубуйте його при кімнатній температурі протягом 15 хвилин; Для зупинки реакції додають 50 мкл стоп-буферу. Виміряйте оптичну густину (OD) для кожної лунки за допомогою пристрою для зчитування мікропланшетів, встановленого на 405 нм, протягом 30 хв.

1.8. Статистичний аналіз. Усі дані були представлені як середнє ± SEM (стандартна помилка середнього), достовірну різницю аналізували за допомогою t-критерію або одностороннього дисперсійного аналізу з подальшим тестом Дункана з кількома діапазонами з використанням SPSS 16.0, а також відмінності між групи з � < 0.05="" вважалися="" статистично="">

2. Результати

2.1. Визначення вмісту основних біоактивних інгредієнтів у C. deserticola YCMa та C.tubulosaЗразки. Фенілетаноїдні глікозиди, такі як ехінакозид і вербаскозид, як правило, вважаються основними біоактивними інгредієнтами; отже вміст ехінакозиду та вербаскозиду як у C. deserticola YCMa, так і в C.tubulosaзразків визначали методом ВЕРХ. ВЕРХ-хроматограми показані на малюнку1, і результати показують, що загальний вміст фенілетаноїдних глікозидів у C. deserticola YCMa приблизно вдвічі перевищує вміст C. tubulosa. Вага ехінакозиду та вербаскозиду відповідно становить 1,27 ± 0.009 відсотків і {{10}}.52 ± 0,003 відсотка порошку, виготовленого з C. deserticola YCMa та 19,81 ± 0,66 відсотка та 2,45 ± 0,12 відсотка порошку, отриманого з C.tubulosa. Вага ехінакозиду та вербаскозиду відповідно становить {{0}}.90 ± 0.{{10}}01 відсоток і 0,20 ± 0,001% відвару C. deserticola YCMa і 5,90 ± 0,12% і 0,54 ± 0,05% порошку, приготовленого з C.tubulosa(Таблиця1).

2.2. Відвар C. deserticola YCMa і C. tubulosa зменшує рівень стресу та депресії. Тест на підвішування хвоста (TST) є швидким і класичним методом оцінки антидепресивного ефекту ліків у мишей [24]; у цьому дослідженні нерухомий стан, викликаний короткочасним і неминучим стресом від підвішування за хвіст, використовувався як ознака для відображення рівня депресії мишей. Ми перевірили, чи відвар C. deserticola YCMa та C.tubulosaможе змінити нерухомість і сприяти виникненню поведінки, пов'язаної з втечею. Порівняно з контрольними групами період нерухомості стресової групи збільшився на 27,4%; порівняно зі стресом

Рисунок 1: ВЕРХ-хроматографічний профіль фенілетаноїдних глікозидів із порошку C. deserticola YCMa та C. tubulosa. Піки 1 і 2 представляють ехінакозид і вербаскозид відповідно.

Рисунок 2: Вплив відварів C. deserticola YCMa та C. tubulosa на період нерухомості мишей із підвішеним хвостом протягом 5 хв. Після адаптації експериментальним групам вводили відвар трави цистанки через зонд протягом 21 дня, потім підвішували за хвіст і через 5 хвилин після підвішування контролювали рух; кожна група складалася з 10 мишей. L, M і H відповідно представляють низький, середній і високий; CD і CT відповідно представляють

Відвар C. deserticola YCMa і C. tubulosa. Усі дані були представлені як середнє ± SEM; П< 0.05="" was="" considered="" as="" significantly="" different="" and="" was="" marked="" as="">

групи,

групи, групи, які отримували середню, високу концентрацію відвару трави C. deserticola YCMa, показали статистично значуще скорочення періоду нерухомості на 44,1 відсотка та 56,1 відсотка; групи, які отримували середню, високу концентрацію

Відвар трави C. tubulosa продемонстрував статистично значуще скорочення періоду нерухомості на 41,9 відсотка та 47,7 відсотка (рис.2). Ці результати вказують на те, що відвар C. deserticola YCMa та C.tubulosaміг знизити рівень стресу та депресії у мишей, а відвар C. deserticola YCMa продемонстрував трохи вищу ефективність, ніж C.tubulosaвідвар.

1.1. Відвар C. deserticola YCMa і C. tubulosa покращує просторове навчання та пам'ять мишей. Люди (як підлітки, так і дорослі) схильні до депресії

страждати від нездатності до навчання [28]; відвар C. deserticola YCMa і C.tubulosaдоведено, що знижує рівень стресу та депресії; потім ми вирішили оцінити, чи може відвар C. deserticola YCMa та C. tubulosa впливати на просторове навчання та пам’ять, використовуючи модель водного лабіринту Морріса, яка широко використовується для оцінки функції просторового навчання та пам’яті відповідної області мозку.[29]. Сліди руху класифікуються на чотири під час затримки пошуку; прямолінійна траєкторія показала, що миші точно визначили положення рятувальної платформи, тенденційна траєкторія показала, що миші демонстрували в основному правильну орієнтацію, а різка траєкторія показала, що миші або були на початку періоду навчання, або страждали від деменції, намагаючись визначте місце цілі на основі інстинкту; випадкова траєкторія пошуку показала, що миші мали низьку здатність до позиціонування та безцільно шукали цільове місце. Дані були отримані відповідно до критеріїв.

Вплив відварів C. deserticola YCMa та C. tubulosa на здатність до вивчення простору та пам’яті мишей, що перебувають у стані стримування, показано на малюнку.3. Після тесту на підвішування хвоста миші показали значно подовжений період затримки. Порівняно з групами стресу, миші, які отримували помірну високу дозу C. deserticola YCMa та низьку високу дозу відвару C. tubulosa, показали скорочення латентного періоду; частота, коли миші плавали на прихованій платформі, була значно підвищена в групах, які отримували помірну високу дозу відвару C. deserticola YCMa. Ці результати вказують на те, що стресові миші отримали користь від введення відвару трави цистанчини та продемонстрували покращення просторового навчання та пам’яті.

1.2. Відвар C. deserticola YCMa і C.tubulosaПригнічує активність моноаміноксидази. MAO каталізує окисне дезамінування амінів, таких як тирамін, катехоламін і 5-гідрокситриптамін (5-HT) у мозку та периферичних тканинах; пригнічення активності МАО призводить до антидепресантної ефективності [30]. Ми намагалися пояснити антидепресивний ефект C. deserticola YCMa та C.tubulosa; потім визначали активність МАО в головному мозку. Після тесту на підвішування хвоста активність МАО була значно підвищена; активність МАО в групах, які отримували суспензію хвоста, а потім помірні високі дози

Рисунок 3: Вплив C. deserticola YCMa та C.tubulosaвідварів щодо здатності до вивчення простору та пам’яті мишей, що перебувають у стані стримування. Після адаптації дослідним групам вводили відвар трави цистанки через зонд протягом 21 дня, а потім тестували з

Водний лабіринт Р. Морріса для визначення просторового навчання та пам'яті. L, M і H відповідно представляють низький, середній і високий; CD і CT, відповідно, представляють C. deserticola YCMa і C.tubulosaвідвар. "#" і "∗" позначають P< 0.05="" and="" p="" <="">

Малюнок 4: Вплив відварів C. deserticola YCMa та C. tubulosa на активність моноаміноксидази (МАО) у мозку мишей під впливом хвостового стресу. Після адаптації експериментальним групам вводили відвар трави цистанки через зонд протягом 21 дня, а потім підвішували за хвіст на 5 хвилин, кожна група складалася з 10 мишей, і мишей умертвляли для збору тканин мозку. і використовується для вимірювання активності МАО. L, M і H відповідно представляють низький, середній і високий; CD і CT, відповідно, представляють відвар C. deserticola YCMa і C. tubulosa. P= 10; всі дані були представлені як середнє ± SEM; P < 0,05="" вважали="" суттєво="" відмінним="" і="" позначали="">

відвар із C. deserticola YCMa продемонстрував значне зниження приблизно на 13,9% ~12,3%; активність МАО в групах, які отримували суспензію хвоста, а потім високі дози відвару з C. tubulosa, продемонструвала значне зниження приблизно на 13,2 відсотка (рис.4).Дані показали, що відвар із C. deserticola YCMa та C. tubulosa може пригнічувати активність МАО та може сприяти виникненню антидепресантів.

ефект і відвар C. deserticola YCMa показали більш сильну ефективність, ніж C. tubulosa.

1.1. Введення відвару C. deserticola YCMa та C. tubulosa призвело до підвищення центральної концентрації дофаміну та зниження концентрації кортикостерону в сироватці крові. Рівень ДА і НЕ в

Малюнок 5: Вплив відварів C. deserticola YCMa та C. tubulosa на рівні нейромедіаторів мозку мишей під час стресу підвішування хвоста. Після адаптації експериментальним групам вводили відвар трави цистанки через зонд протягом 21 дня, а потім підвішували за хвіст на 5 хвилин, кожна група складалася з 10 мишей, і мишей умертвляли для збору тканин мозку та використовували для нейромедіатора мозку. вимірювання рівня. L, M і H відповідно представляють низький, середній і високий; CD і CT, відповідно, представляють відвар C. deserticola YCMa і C. tubulosa. P= 10; всі дані були представлені як середнє ± SEM; П< 0.05="" was="" considered="" as="" significantly="" different="" and="" was="" marked="" as="">

центральний

центральну нервову систему вимірювали для визначення нервової збудливості. Після 4 тижнів тесту на підвішування хвоста, порівняно з групами стресу, рівень DA у групах, які отримували помірні дози C. deserticola YCMa, значно підвищився на 43,5 відсотка в кожній; рівень DA у групах, які отримували помірні дози C. tubulosa, також значно підвищувався (рис.5(a)). Рівень NE був дещо підвищений у групах, які отримували відвар обох трав, порівняно з групами стресу, і статистичних відмінностей не було виявлено (рис.5(b)).Ці результати можуть пояснити молекулярний механізм антидепресантної дії трави цистанхеї.

Адренокортикотропний гормон (АКТГ), поліпептидний гормон, який виробляється та секретується передньою долею гіпофіза, стимулює секрецію глюкокортикостероїдів, впливаючи на кору надниркових залоз, fasciculata zona [31]; кортикостерон, стероїдний гормон, що виробляється корою надниркових залоз, бере участь у регуляції фізіологічних процесів, таких як підсилення енергії, реакції імунітету та реакції на стрес [32], тому ми вирішили вивчити вплив відвару трав на вісь HPA. Вимірювали концентрацію АКТГ і кортикостерону в сироватці крові. Після 4 тижнів тесту на підвішування хвоста концентрація АКТГ і кортикостерону в групі стресу значно підвищилася (рис.6).Не спостерігалося значних змін у групах лікування відваром трави цистанчини порівняно з групою стресу (рис6(a)).Порівняно з групою стресу, сироваткова концентрація кортикостерону в групах, які отримували помірні високі дози відвару C. deserticola YCMa, була значно знижена; концентрація кортикостерону в групах, які отримували високі дози C. tubulosa, була знижена, але не до значної статистичної різниці

(Малюнок5(b)).Дані показали, що відвар з обох

C. deserticola YCMa та C. tubulosa можуть знижувати концентрацію кортикостерону в сироватці крові та можуть брати участь у регуляції осі HPA, а відвар C. deserticola YCMa показав більшу ефективність, ніж C. tubulosa.

1. Обговорення

У цьому дослідженні було визначено антидепресивну дію та покращення пам’яті та навчання трави цистанхе, що може пролити нове світло на функцію трави цистанхе та дати ключ до розширення спектру терапевтичного застосування. Попередні дослідження показують, що трава цистанхе є багатофункціональним китайським препаратом із біологічною дією проти старіння, антиоксидантною, естрогенною, антиостеопоротичною, афродизіачною та протизапальною діями [33]. Траву цистанхе було визнано як засіб для лікування ниркової недостатності, безпліддя та хронічних запорів (Фармакопейний комітет Китаю, 2010). Відвар трави цистанчини складається з ефірних масел, нелетких фенілетаноїдних глікозидів (PeG), іридоїдів, лігнанів, альдитів, олігосахаридів і полісахаридів. Ехінакозид і вербаскозид зазвичай розглядаються як основні біоактивні інгредієнти [34]. Існує чотири основні види цистанх, включаючи C. deserticola YCMa, C. tubulosa, цистанхе китайську G. Beck і цистанхе сальса вар. альбіфлораші та ін. [35]; ми обрали C. deserticola YCMa та C. tubulosa як нашу модель для визначення вмісту PeG, а C. deserticola YCMa мав вищий вміст PeG (рис.1), що може пояснити вищу ефективність C. deserticola YCMa. Результати свідчать про те, що вміст основних біоактивних інгредієнтів визначає ефективність трави цистанхи.

Малюнок 6: Вплив відварів C. deserticola YCMa та C. tubulosa на концентрацію гормонів у сироватці крові у вивішених мишей під впливом стресу. Після адаптації експериментальним групам вводили відвар трави цистанки через зонд протягом 21 дня, а потім підвішували за хвіст на 5 хвилин, кожна група складалася з 10 мишей, і кров була зібрана та використана для визначення рівня сироваткового адренокортикотропного гормону (АКТГ) і кортикостерону (КОРТ). L, M і H відповідно представляють низький, середній і високий; CD і CT, відповідно, представляють відвар C. deserticola YCMa і C. tubulosa. P=10; всі дані були представлені як середнє ± SEM; P < 0,05="" вважалися="" суттєво="" різними="" і="" позначалися="" як="">

Попередні дослідження показують, що трави Cistanche є корисними для лікування нейродегенеративних розладів шляхом посилення регуляції фактора росту нервів (NGF) у гіпокампі мишей [36,37], але не було повідомлено про дослідження антидепресивної та когнітивної навчальної діяльності трави цистанхеї на моделях ссавців. У цьому дослідженні було доведено, що відвар трави цистанки є ефективним для зниження рівня стресу та значного підвищення поведінки виживання в тесті на підвішуванні хвоста (рис.2) і покращити просторове навчання та пам’ять у моделі водного лабіринту (Малюнок3). Lin та ін. доведено, що трава Cistanche покращує нюхову пам'ять у моделі плодової мушки [23]; ми зосередили наше дослідження на ефекті антидепресантів і взяли іншу тваринну модель; результат засвідчив, що трава цистанхея покращила різний тип когнітивної функції, а саме здатність до просторового навчання у мишей. Відповідно до теорії моноамінів, переживання стресу та депресії тісно пов’язані з рівнем моноамінових нейромедіаторів у мозку, таких як DA, NE, 5-HT та адреналін [38]. І ми виявили, що відвар трави цистанхи може підривати активність МАО (рис4) і збільшити центральну концентрацію DA (рис5(а)). Дивно, що центральна 5-концентрація HT була знижена під час лікування відваром трави цистанче (дані не показані), оскільки попередні дослідження показали, що знижена центральна 5-активність HT пов’язана з депресією [39]. Порушення регуляції гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової осі часто асоціюється з депресією [40], втручання в систему глюкокортикоїдних рецепторів (GR) успішно змінило депресивний фенотип у мишей.[41], і ми виявили, що трава цистанхея значно полегшила сироватку

концентрація CORT (рис6(b)).Модуляція системи моноамінів і осі HPA сприяє антидепресивному ефекту трави цистанхеї. Ехінакозид міг вільно долати гематоенцефалічний бар’єр і впливати на центральну нервову систему [42], що може пояснити, чому відвар трави цистанчини мав антидепресивну функцію. Вперше ми охарактеризували властивість антидепресанта та його зв’язок із діяльністю з покращення когнітивних функцій у моделі миші, а також дослідили попередній механізм. Тим не менш, механізм антидепресивних властивостей цистанхея не з'ясовано на молекулярному рівні, і необхідні подальші дослідження для з'ясування комплексного антидепресивного механізму трави цистанхеї.

Враховуючи, що відвар трави цистанки є сумішшю сполук, можливо, існує кілька способів, як відвар трави цистанки має антидепресивний ефект і підвищує здатність до навчання. Окислювальний стрес впливає на багато клітинних функцій нейронів, а надмірне виробництво активних форм кисню (АФК) викликає пошкодження клітин, апоптоз і смерть [4].3]. Ехінакозид, екстрагований зі стебел C. salsa, виявляє нейропротекторний ефект шляхом зменшення виробництва АФК і опосередкованого мітохондріями апоптозу [44]; актеозид, надзвичайно сильна антиоксидантна сполука, може частково відповідати за нейропротекторний ефект[45]. Окрім традиційного методу відварювання, застосування сучасних фармацевтичних методів, таких як капсули з контрольованим вивільненням глікозидів, може посилити ефект відвару трав, оскільки біоактивні інгредієнти можуть перетравлюватися та розкладатися шлунково-кишковим трактом [37].

Попередні дослідження показують, що трави Cistanche є корисними для лікування нейродегенеративних розладів шляхом посилення регуляції фактора росту нервів (NGF) у гіпокампі мишей [36,37], але не було повідомлено про дослідження антидепресивної та когнітивної навчальної діяльності трави цистанхеї на моделях ссавців. У цьому дослідженні було доведено, що відвар трави цистанчі ефективний для зниження рівня стресу та значного підвищення виживаності в тесті на підвішуванні хвоста (рис.2) і покращити просторове навчання та пам’ять у моделі водного лабіринту (Малюнок3). Lin та ін. доведено, що трава Cistanche покращує нюхову пам'ять у моделі плодової мушки [23]; ми зосередили наше дослідження на ефекті антидепресантів і взяли іншу тваринну модель; результат засвідчив, що трава цистанхея покращила різний тип когнітивної функції, а саме здатність до просторового навчання у мишей. Відповідно до теорії моноамінів, переживання стресу та депресії тісно пов’язані з рівнем моноамінових нейромедіаторів у мозку, таких як DA, NE, 5-HT та адреналін [38]. І ми виявили, що відвар трави цистанхи може підривати активність МАО (рис4) і збільшити центральну концентрацію DA (рис5(а)). Дивно, що центральна 5-концентрація HT була знижена під час лікування відваром трави цистанче (дані не показані), оскільки попередні дослідження показали, що знижена центральна 5-активність HT пов’язана з депресією [39]. Порушення регуляції гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової осі часто асоціюється з депресією [40], втручання в систему глюкокортикоїдних рецепторів (GR) успішно змінило депресивний фенотип у мишей.[41], і ми виявили, що трава цистанхея значно полегшила сироватку

концентрація CORT (рис6(b)).Модуляція системи моноамінів і осі HPA сприяє антидепресивному ефекту трави цистанхеї. Ехінакозид міг вільно долати гематоенцефалічний бар’єр і впливати на центральну нервову систему [42], що може пояснити, чому відвар трави цистанчини мав антидепресивну функцію. Вперше ми охарактеризували властивість антидепресанта та його зв’язок із активністю покращення когнітивних функцій на моделі миші, а також дослідили попередній механізм. Тим не менш, механізм антидепресивних властивостей цистанхея не з'ясовано на молекулярному рівні, і необхідні подальші дослідження для з'ясування комплексного антидепресивного механізму трави цистанхеї.

Враховуючи, що відвар трави цистанки є сумішшю сполук, можливо, існує кілька способів, як відвар трави цистанки має антидепресивний ефект і підвищує здатність до навчання. Окислювальний стрес впливає на багато клітинних функцій нейронів, а надмірне виробництво активних форм кисню (АФК) викликає пошкодження клітин, апоптоз і смерть [4].3]. Ехінакозид, екстрагований зі стебел C. salsa, виявляє нейропротекторний ефект шляхом зменшення виробництва АФК і опосередкованого мітохондріями апоптозу [44]; ацетонід, надзвичайно сильна антиоксидантна сполука, може частково відповідати за нейропротекторний ефект[45]. Окрім традиційного методу відварювання, застосування сучасних фармацевтичних методів, таких як капсули з контрольованим вивільненням глікозидів, може посилити ефект відвару трав, оскільки біоактивні інгредієнти можуть перетравлюватися та розкладатися шлунково-кишковим трактом [37].

1. Висновки

У цьому дослідженні ми виявили, що відвари C. deserticola

YCMa і C. tubulosa виявляли антидепресивний ефект і покращували здатність до просторового навчання і пам'яті в моделі миші, а відвари C. deserticola YCMa і C. tubulosa мали значний вплив на вісь HPA;

C. deserticola YCMa продемонстрував сильнішу фармакологічну функцію. C. deserticola та C. tubulosa можуть мати потенціал для розробки альтернативних препаратів для лікування депресії.

Розкриття

Погляди, висловлені тут, належать авторам і не обов’язково відображають погляди будь-якої з цих агенцій.

Конфлікт інтересів

Автори заявляють, що не мають конфлікту інтересів.

Подяки

Цей проект було підтримано грантами від Національного фонду природничих наук (81503333) та Проекту підтримки науки та технологій у Сіньцзян-Уйгурському автономному районі (Китай) (200840102-15).

Список літератури

[1] RC Kessler, KA McGonagle, S. Zhao та ін., «Поширеність психічних розладів DSM-III-R протягом життя та 12- місяців у Сполучених Штатах: результати Національного дослідження коморбідності», Архів Загальна психіатрія, вип. 51, вип. 1, стор. 8–19, 1994.

[2] Г. К. Манджі, Г. Дж. Мур, Г. Райковська та Г. Чен, «Нейропластичність і клітинна стійкість при розладах настрою», Molecular Psychiatry, vol. 5, № 6, стор. 578–593, 2000.

[3] JD Rosenblat, RS McIntyre, GS Alves, KN ​​Fountoulakis та AF Carvalho, "Beyond monoamines-novel targets fortherapy-resistent depression: A комплексний огляд", Current Neuropharmacology, vol. 13, № 5, стор. 636–655, 2015.

[4] K. Wilson і P. Mottram, «Порівняння побічних ефектів селективних інгібіторів зворотного захоплення серотоніну та трициклічних антидепресантів у літніх пацієнтів з депресією: мета-аналіз», International Journal of Geriatric Psychiatry, том. 19, № 8, стор. 754–762, 2004.

[5] S. Vezmar, B. Miljkovic´, K. Vucˇic´evic´ et al., "Pharmacokinetics and efficacy of fluvoxamine and amitriptyline in depression", Journal of Pharmacological Sciences, vol. 110, вип. 1, стор. 98–104, 2009.

[6] CH Halsted, "Дієтичні добавки та функціональні продукти: 2 сторони медалі?" Американський журнал клінічного харчування, вип. 77, стор. 1001S–1007S, 2003.

[7] Й.-С. Tian, ​​C.-C. Liu, H. Xiang та ін., «Дослідження антидепресивного ефекту олії насіння обліпихи за допомогою метаболомічного підходу на основі ГХ-МС у поєднанні з багатофакторним аналізом», Food and Function, vol. 6, № 11, стор. 3585–3592, 2015.

[8] Y. Hou, MA Aboukhatwa, D.-L. Лей, К. Манайє, І. Хан та

Y. Luo, «Натуральні флавоноли-антидепресанти модулюють BDNF і

бета-амілоїд у нейронах і гіпокампі подвійних мишей TgAD," Нейрофармакологія, том 58, № 6, стор. 911–920, 2010.

[9] Дж. Ваттанаторн, П. Чонпатхомпікунлерт, С. Мучімапура,

A. Priprem, and O. Tankamnerdthai, "Piperine, потенційна функціональна їжа для настрою та когнітивних розладів", Food and Chemical Toxicology, vol. 46, вип. 9, стор. 3106–3110, 2008.

[10] M. Shirai, Y. Kawai, R. Yamanishi та J. Terao, «Підхід до нових функціональних харчових продуктів для контролю стресу 5. Профілі антиоксидантної активності трав-антидепресантів та їх активних компонентів», Journal of Medical Investigation, vol. 52, стор. 249–251, 2005.

[11] PS Kumar, T. Praveen, NP Jain і B. Jitendra, "Огляд Griffonia simplicifollia - ідеального рослинного антидепресанту", International Journal of Pharmacy & Life Sciences, 2010.

[12] З.-Л. Jin, N. Gao, W. Xu et al., "Профілі зв'язування рецепторів і транспортерів і активності альбіфлорину, вилученого з Radix Paeonia Alba", Scientific Reports, vol. 6, ID статті 33793, 2016.

[13] С.-Х. Лінь, М.-Л. Чоу, В.-К. Chen та ін., «Лікарська трава, Melissa officinalis L. полегшує депресивну поведінку щурів у тесті на примусове плавання шляхом регуляції серотонінергічного нейромедіатора», Journal of Ethnopharmacology, vol. 175, стаття № 9741, стор. 266–272, 2015.

[14] Х. Шімода, Дж. Танака, Ю. Такахара, К. Такемото, С.-Ж. Шан і М.-Х. Су, «Гіпохолестеринемічний ефект екстракту цистанчи тубулозної, китайського традиційного необробленого препарату, у мишей», Американський журнал китайської медицини, том. 37, вип. 6, стор. 1125–1138, 2009.

[15] LI Xia, MA Yong-Qing, YX Song, JF Shui та LI Xiu-Wei, «Вплив різних регуляторів росту рослин на коефіцієнт виживання при трансплантації сіянців галоксифоп аммодендрону та паразитичний коефіцієнт cistanche deserticola», Journal of Chinese. Лікарські матеріали, вип. 32, стор. 1651–1654, 2009.

[16] К. Сюн, С. Кадота, Т. Тані та Т. Намба, "Антиоксидантні ефекти фенілетаноїдів з Cistanche deserticola", Біологічний і фармацевтичний бюлетень, том. 19, № 12, стор. 1580–1585, 1996.

[17] Y. Wu, L. Li, T. Wen, and Y.-Q. Li, "Захисна дія ехінакозиду на гепатотоксичність, спричинену тетрахлоридом вуглецю у щурів", Toxicology, vol. 232, вип. 1-2, стор. 50–56, 2007.

[18] T. Wang, C. Chen, M. Yang, B. Deng, GM Kirby та X. Zhang, "Етаноловий екстракт Cistanche tubulosa опосередковує рівень статевих гормонів щурів шляхом індукції тестикулярних стероїдогенних ферментів", Pharmaceutical Biology, vol. 54, вип. 3, стор. 481–487, 2016.

[19] L. Gu, WT Xiong, YL Zhuang, JS Zhang і X. Liu, "Вплив екстракту Cistanche deserticola на еректильну відповідь пеніса у кастрованих щурів", Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 29, вип. 2, стор. 557–562, 2016.

[20] SG Lin, SF Ye, JM Huang та ін., "Як китайські ліки, які тонізують нирки, пригнічують апоптоз дофамінергічних нейронів?" Дослідження нейронної регенерації, том. 8, № 30, стор. 2820–2826, 2013.

[21] К.-Р. Ву, Х.-К. Лін і М.-Х. Su, "Повернення водними екстрактами Cistanche tubulosa від поведінкових дефіцитів у моделі щурів, схожій на хворобу Альцгеймера: актуальність для відкладення амілоїду та функції центрального нейромедіатора", BMC Complementary and Alternative Medicine, vol. 2014. – 14. – С. 1–11.

[22] DR Lara, LW Bisol і LR Munari, "Антидепресивний, стабілізуючий настрій і прокогнітивний ефект дуже низької дози сублінгвального кетаміну при рефрактерній уніполярній і біполярній депресії", Міжнародний журнал нейропсихофармакології, том. 16, вип. 9, стор. 2111–2117, 2013.

[23] В. Лінь, К. Яо, Дж. Ченг, С. Као, Ф. Цай і Х. Лю, «Молекулярні шляхи, пов’язані зі стимулюванням довголіття та покращенням когнітивних функцій Cistanche tubulosa у дрозофіли»,

Фітомедицина, вип. 26, стор. 37–44, 2017.

[24] JF Cryan, C. Mombereau та A. Vassout, «Тест на підвішування хвоста як модель для оцінки активності антидепресантів: Огляд фармакологічних і генетичних досліджень на мишах», Neuroscience and Biobehavioral Reviews, том. 29, вип. 4-5, стор. 571–625, 2005.

[25] CV Vorhees і MT Williams, "Водний лабіринт Морріса: процедури для оцінки просторових і пов'язаних форм навчання та пам'яті", Nature Protocols, том. 1, № 2, стор. 848–858, 2006.

[26] Р. Морріс, «Розробка процедури водного лабіринту для вивчення просторового навчання у щурів», Journal of Neuroscience Methods, том. 11, № 1, стор. 47–60, 1984.

[27] А. Вольф, Б. Бауер, Е. Л. Абнер, Т. Ашкеназі-Фролінгер і А.

MS Hartz, «Комплексна батарея поведінкових тестів для оцінки навчання та пам’яті у мишей 129S6/Tg2576», PLoS ONE, том. 11, № 1, ID статті e0147733, 2016.

[28] Б. П. Рурк, Дж. К. Янг і А. А. Ленаарс, «Дитяча нездатність до навчання, яка привертає тих, хто страждає до підліткової та дорослої депресії та ризику самогубства», Journal of Learning Disabilities, vol. 22, вип. 3, стор. 169–175, 1989.

[29] R. D'Hooge і PP De Deyn, "Застосування водного лабіринту Морріса у вивченні навчання та пам'яті", Brain Research Reviews, том. 36, вип. 1, стор. 60–90, 2001.

[30] JC Shih, K. Chen і MJ Ridd, "Моноаміноксидаза: від генів до поведінки", Annual Review of Neuroscience, vol. 22, стор. 197–217, 1999.

[31] SR Bornstein, WC Engeland, M. Ehrhart-Bornstein і JP Herman, "Дисоціація АКТГ і глюкокортикоїдів", Trends in Endocrinology and Metabolism, vol. 19, № 5, стор. 175–180, 2008.

[32] S. Whirledge і JA Cidlowski, "Глюкокортикоїди, стрес і фертильність", Minerva Endocrinologica, том. 35, вип. 2, стор. 109–125, 2010.

[33] L. Wang, H. Ding, H. Yu et al., "Cistanches Herba: Chemical Constituents and Pharmacological Effects", Chinese Herbal Medicines, vol. 7, № 2015. – С. 135–142.

[34] Z. Li, H. Lin, L. Gu, J. Gao та C.-M. Цзен, "Herba Cistanche (Rou Cong-Rong): один із найкращих фармацевтичних подарунків традиційної китайської медицини", Frontiers in Pharmacology, том. 7, стаття 41, 2016.

[35] HM Shi, J. Wang, MY Wang, PF Tu та XB Li, «Ідентифікація видів Cistanche за допомогою хімічної та міжпростої послідовності повторних відбитків пальців», Biological and Pharmaceutical Bulletin, vol. 32, вип. 1, стор. 142–146, 2009.

[36] JG Choi, M. Moon, HU Jeong, MC Kim, SY Kim та

MS Oh, "Cistanches Herba покращує навчання та пам'ять, індукуючи фактор росту нервів", Behavioral Brain Research, vol. 216, вип. 2, стор. 652–658, 2011.

[37] Q. Guo, Y. Zhou, C.-J. Wang et al., «Відкрите, неплацебо-контрольоване дослідження глікозидних капсул tubulosa cistanche (Memoregain®) для лікування помірної хвороби Альцгеймера», American Journal of Alzheimer's Disease and other Dementias, vol. 28, вип. 4, стор. 363–370, 2013.

[38] М. Пополі, М. Дженнареллі та Г. Раканьї, «Модуляція синаптичної пластичності стресом і антидепресантами», Біполярні розлади, том. 4, № 3, стор. 166–182, 2002.

[39] А. Дж. Клір, А. МакГрегор і В. О’Кін, «Нейроендокринні докази зв’язку між гіпотиреозом, зниженою центральною 5-активністю ГТ і депресією», Клінічна ендокринологія, том. 43, вип. 6, стор. 713–719, 1995.

[40] NL Lopez-Duran, M. Kovacs і CJ George, "Дисрегуляція гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової осі у дітей і підлітків із депресією: мета-аналіз", Psychoneuroendocrinology, vol. 34, вип. 9, стор. 1272–1283, 2009.

[41] Н. Барден, «Значення гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової осі у фізіопатології депресії», Journal of Psychiatry and Neuroscience, том. 29, вип. 3, стор. 185–193, 2004.

[42] M. Zhu, C. Lu та W. Li, "Транзиторний вплив ехінакозиду є достатнім для активації сигналізації Trk і захисту нейрональних клітин від ротенону", Journal of Neurochemistry, vol. 124, вип. 4, стор. 571–580, 2013.

[43] Т.-Х. Лу, К.-К. Су, Ф.-К. Танг та ін., «Хлороцтова кислота викликає апоптоз у нейрональних клітинах за допомогою сигнального шляху стресу ендоплазматичного ретикулуму, викликаного активними формами кисню», Chemico-Biological Interactions, том. 225, стор. 1–12, 2015.

[44] Ю.-Х. Ван, З.-Х. Сюань, С. Тянь і Г.-Х. Ду, «Ехінакозид захищає від 6-гідроксидопамін-індукованої мітохондріальної дисфункції та запальних реакцій у клітинах PC12 шляхом зменшення виробництва АФК», Доказова комплементарна та альтернативна медицина, том. 2015 р., артикул 189239, 9 стор., 2015 р.

[45] WF Chiou, LC Lin і CF Chen, "Актеозид захищає ендотеліальні клітини від окисного стресу, спричиненого вільними радикалами", Journal of Pharmacy and Pharmacology, vol. 56, вип. 6, стор. 743–748, 2004.