Статус дослідження фармакології та відкриття ліків Cistanche в пам'яті

АНОТАЦІЯ

Захворюваність на хронічні нейродегенеративні захворювання зростає, але ефективних методів лікування немає через брак інформації про патологічні механізми цих захворювань. Тому це дослідження досліджувало впливцистанчеекстракт щодо зменшення дефіциту пам'яті та нейробіохімічних змін у мишей зі стрептозотоциновою деменцією. Мишей (n=35) випадковим чином розподілили на 5 груп по 7 мишей у групі; Група 1: контрольна група мишей отримувала тільки препарат; 2 група: стрептозотоцин; ІІІ група: Стрептозотоцин плюс 100 мг/кгцистанчеекстракт; IV група: Стрептозотоцин þ міртенал 200 мг/кг; Група V: стрептозотоцин плюс донепезил 0,5 мг/кг. Дані цього дослідження показують, що введення стрептозотоцину (STZ) погіршує просторову пам’ять у мишей і індукує зміни в маркерах окисної запальної відповіді, холінергічної функції, клітинної структури та рівнів нейромедіаторів. Зокрема, адміністрація імцистанчеЕкстракт захищає мозок від окисного запального стресу шляхом підвищення активності ендогенних антиоксидантних ферментів, тим самим покращуючи продуктивність просторової пам’яті у мишей з деменцією stz. Лікування цистанхою також відновило холінергічну функцію та стабілізувало гомеостаз нейромедіаторів у мишей з деменцією.Цистанхеможе бути корисним у лікуванні пацієнтів із деменцією, пов’язаною з хворобою Альцгеймера, вважають автори.

Ключові слова:Cistanche; Пам'ять; Хвороба Альцгеймера; Стрептозотоцин

1. Введення

Низка сучасних досліджень повідомляє про зростання рівня деменції в усьому світі. Серед різних типів деменції, які були ідентифіковані, деменція типу Альцгеймера (DAT) вважається найважчим, вражаючи близько 6 відсотків жінок і 5 відсотків чоловіків у віці старше 60 років. Крім того, опитування, проведене Aging Demographics Дослідження пам’яті (ADAMS) оцінює, що близько 4,5 мільйонів американців мають деменцію, а до 2050 року ця цифра може зрости приблизно до 16 мільйонів.

Патологічно хвороба Альцгеймера характеризується відкладенням нейрофібрилярних клубків, накопиченням бета-амілоїдних пептидів і гіперфосфорильованих тау-білків, пов’язаних з мікротрубочками. Ці класичні особливості тісно пов’язані з нейрональною та синаптичною втратою та інформують про сучасну терапію, спрямовану на посилення активності здорових нейронів без пригнічення прогресуючої дегенерації нейронних клітин. В даний час не існує остаточного лікування, яке б повернуло назад невропатологічні особливості процесу захворювання, частково через те, що конкретна причина деменції типу Альцгеймера (DAT) не була ідентифікована, а сигнальні шляхи є складними. Нещодавні дослідження показали, що окислювальний стрес і перекисне окислення ліпідів, які посилюються при розвитку DAT, також зменшують утилізацію глюкози в мозку, нейрозапалення та фактори, які погіршують холінергічну нейротрансмісію. Згідно з цими теоріями, ми припускаємо, що націлювання на окислювальний стрес і посилення антиоксидантного стану мозку є важливими стратегіями мінімізації патофізіології та покращення сучасного розуміння деменції типу хвороби Альцгеймера.

Фото: Faw Cistanche

Проте мало досліджень щодо антиоксидантів, які можуть мінімізувати патофізіологічні та нейробіохімічні зміни, пов’язані з втратою пам’яті при хворобі Альцгеймера. Важливо відзначити, що антиоксидантні властивості цистанки ще належить дослідити. Фенілетанолсіди в цистанці — це органічні сполуки, які зазвичай отримують з багатьох рослинних ефірних олій. Ця сполука має різноманітні фізіологічні функції, включаючи антиоксидантну, протизапальну, антиапоптозну та протипухлинну дії.

Хоча в експериментальних моделях хвороби Паркінсона у щурів фенілетанол, як вважають, має нейропротекторну дію, немає інформації про їхній потенціал покращення пам’яті та їхні терапевтичні переваги щодо покращення DAT, індукованого терапією STZ. Таким чином, поточне дослідження мало на меті створити мишачу модель деменції з використанням стрептозотоцину та дослідити потенційний вплив miti на патофізіологію втрати пам’яті та нейробіохімічні зміни під час використання мирту.

2. Матеріали та метковпаки

2.1. Тварини

У цьому дослідженні використовували дорослих самців мишей-альбіносів. Мишей утримували в пластикових клітках при кімнатній температурі (22 2 C) у приміщенні для тварин, піддавали 12--годинному циклу світла/темряви та мали вільний доступ до корму та води. Протягом усього періоду дослідження мишей перевіряли на стан здоров’я та відсутність патогенів, а стрес під час експерименту було зведено до мінімуму шляхом забезпечення мінімального поводження. Усім тваринам дозволили акліматизуватися до лабораторних умов протягом п’яти днів перед поведінковим експериментом.

2.2. Дози та спосіб застосування

Порошок донепезилу (DP) розчиняли в {{0}}.9% фізіологічного розчину та вводили 0.5 мг/кг (0,9% мас./об.). Стрептозотоцин розчиняли у свіжоприготованій штучній спинномозковій рідині (aCSF) як носій і вводили в дозі 3 мг/кг з 10 мкл icv з кожного боку. Контрольній групі на першу та третю добу введення стрептозотоцину проводили імітаційне введення штучної спинномозкової рідини. Активні інгредієнти екстракту цистанки розчиняли в кукурудзяній олії та застосовували перорально в дозах 100 мг/кг і 200 мг/кг, тоді як контрольній групі давали 10 мл/кг кукурудзяної олії. Дозуванняцистанчебуло обрано на основі попередніх звітів LD50. Всі ліки перед вживанням готують свіжоприготованим.

2.3. Експериментальна деменція, індукована стрептозотоцином

У першу та третю добу деменцію викликали внутрішньошлуночковими ін’єкціями двох різних доз стрептотоксоміцину. Коротко під наркозом використання стереотаксичної апаратури за такими вентрикулярними координатами з двосторонньою інтубацією тварин: до - після чверті 0.8; Середній край ¼1,5; Відкинувся живіт 3.4. Миші контрольної групи отримували внутрішньошлуночкове введення штучної спинномозкової рідини.

2.4. Експериментальний дизайн

Мишей випадковим чином розділили на п'ять груп по 7 мишей у кожній групі та вводили відповідно до режиму дозування, наведеного в таблиці 1: попередньо обробленіцистанчепротягом 7 днів до першого введення стрептозотоцину і продовжували протягом 14 днів після цього. Донепезил і міртенал вводили за 30 хвилин до ін'єкції стрептозотоцину.

2.5. Оцінка здатності пам'яті

Ефективність пам'яті оцінювали за допомогою описаного раніше тесту Y-лабіринту. Тест був використаний для виявлення спонтанних змін у поведінці мишей як ознаки короткочасної пам'яті. Тестовий блок складався з трьох ідентичних рук, позначених буквами «A», «B» і «C», і кожна миша постійно розташовувалася на «домашній» руці, позначеній A. Потім мишам дозволили досліджувати лабіринт протягом необмежені п'ять хвилин. Альтернативна продуктивність була записана як безперервне входження в усі три руки. Після завершення кожного етапу оцінювання протріть кожну камеру 75-відсотковим етанолом, щоб уникнути запаху.

3. Маркери окисного стресу мозку

3.1. Визначення перекисного окислення ліпідів головного мозку

Як описано раніше Ohkawa та ін., концентрацію малонового діальдегіду (MDA), продукту перекисного окислення ліпідів, в емульсії секреції гіпокампу визначали за допомогою спектрофотометрії. Зміну абсорбції вимірювали спектрофотометрією при 532 нм.

3.2. Визначення концентрації оксиду азоту (NO) в мозку

Концентрацію NO визначали калориметрією пробної дози. Реакція заснована на оцінках утворення нітритів. Потім зчитують абсорбцію при 548 нм.

3.3. Як маркер для оцінки ступеня запалення використовували фактор некрозу пухлини. Концентрацію TNF- в гіпокампі визначали за допомогою мишачого TNF-ELISA kit компанії MyBio Source (США) № 4. Для спектрофотометричного зчитування використовували мікропланшет-рідер при 540 нм.

3.4. Для екстракції білка тканини гіпокампу гомогенізували в буфері для холодної екстракції, потім гомогенізований розчин зразка центрифугували при 10,000 об/хв при 4°C протягом 5 хвилин, і відповідні концентрації білка вимірювали за допомогою детектора білка комплект згідно з інструкціями виробника.

3.5. Оцінка активності ацетилхолінестерази головного мозку (AChE) Активність ацетилхолінестерази в гіпокампі оцінювали згідно з методом, описаним Ellman. Спостережувані кольори зчитували за допомогою спектрофотометрії при 412 нм, а активність AChE вимірювали відповідно до стандартної кривої в групах мкМ/SH (MSH).

3.6. Концентрацію антиоксидантних маркерів глутамілсульфідпероксидази (GPx), супероксиддисмутази (SOD) і каталази (CAT) у тканині гіпокампу визначали імуноферментним методом MyBioSource (США) за каталогом № 2.

Фото: Переваги Cistanches

4. Результати

4.1. У тесті Y-лабіринту індуковане стрептозотоцином порушення робочої пам’яті було значно зменшено (p < 0.01), змінний відсоток покращення, зареєстрований у групі лікування (0,001 відповідно), послабив індуковане стрептозотоцином порушення пам’яті порівняно з контрольною групою як достовірні. Це дослідження показало вплив цистанки, обробленої стрептозотоцином, на вегетативні рухи мишей у відкритому полі. Стрептозотоцин значно знижував спонтанну рухову активність порівняно з контрольною групою. Однак лікування сцистанчеекстракту (100 та 200 мг/кг, перорально) був достовірним (p <0,01 та p <0,001 відповідно) скасував ефект порівняно з групою стрептозотоцину, яка мала найменшу фізичну активність. Після лікування стрептозотоцином наслідкиекстракт цистанкипри годівлі мишей описували цифрами вертикального підрахунку, і швидкість годування мишей, які отримували стрептозотоцин, була значно знижена порівняно з контрольною групою. Однак лікування екстрактом цистанки (100 та 200 мг/кг, перорально) було достовірним (p <0,05, p <0,01 відповідно) збільшило кількість вертикальних підрахунків, тоді як стрептозотоцин (стрептозотоцин ) оброблені тварини мали найменший вертикальний підрахунок.

4.2. Вплив введення Myrtenal на підвищену концентрацію оксиду азоту в тканинах гіпокампу мишей, які зазнали впливу стрептозотоцину. Результати показали, що екстракт цистанхи в дозі 200 мг/кг суттєво знижує стрептозотоцинову деменцію у мишей (p < Порівняно з лише стрептозотоцином, рівень оксиду азоту в гіпокампі мозку мишей підвищувався. Не було істотної різниці між стрептозотоцином іекстракт цистанки(200 мг/кг) і група стрептозотоцину плюс донепезил (0,5 мг/кг). Результати показали, що 100 мг/кг або 200 мг/кг миртеналу суттєво знижує рівень MDA у мишей із стрептозотоциновою деменцією (p < 0,05, p < 0,01) у мозку мишей порівняно з одним лише стрептозотоцином. Однак не було істотної різниці між групами лікування стрептозотоцином плюс Міллом (200 мг/кг) і стрептозотоцином плюс донопезилом (0,5 мг/кг).

Фото: Ефект цистанхи покращує пам'ять

5. Обговорення

У поточному дослідженні ми мали на меті краще зрозумітицистанчетерапевтичну роль при деменції, зокрема при хворобі Альцгеймера. Ми використали здатність стрептозотоцину для створення експериментальної моделі деменції та продемонстрували здатність цистанхи полегшувати нейродегенеративні дефіцити, змодельовані в експериментальній моделі типу синдрому Альцгеймера (DAT). Одним із помітних ефектів Cistanche є покращення втрати пам’яті, що можна пояснити його антигіперглікемічними властивостями, підвищенням рівня глюкози та використанням у центральній нервовій системі. Цей ефект підтверджує попередні дослідження, які показали значне поліпшення когнітивних функцій після того, як цистанху вводили щурячим моделям тривоги та втрати пам’яті, викликаних повторними ін’єкціями скополаміну. Докази свідчать про те, що цистанх, як терапевтичний засіб, відіграє життєво важливу роль у полегшенні нейродегенеративних процесів, які призводять до втрати пам’яті при деменції. Однак для повного підтвердження цієї гіпотези потрібні експериментальні випробування з альтернативними холінергічними засобами, які імітують деменцію.

Натисніть тут, щоб покращити пам'ять

6. Висновок

Дані цього дослідження показали, що стрептозотоцин викликає порушення просторової пам’яті у мишей і індукує зміни маркерів окисної запальної відповіді, холінергічної функції, структури тканини та рівнів нейромедіаторів у гіпокампі. Однак екстракт цистанхи захищає мозок від окисного запального стресу шляхом підвищення активності ендогенних антиоксидантних ферментів, тим самим покращуючи продуктивність просторової пам’яті у мишей зі стрептоміциновою деменцією. Крім того, ми показуємо, що лікування сцистанчевідновлює холінергічну функцію та стабілізує гомеостаз нейромедіаторів у мишей, які отримували стрептозотоцин при деменції. Грунтуючись на широті нейробіохімічних факторів, розглянутих у поточному дослідженні, автори дійшли висновку, що цистанхе відіграє вирішальну роль у регуляції сигналів пам’яті. Таким чином, можна припустити, що вживання цистанхи може бути корисним для лікування людей із деменцією, пов’язаною з хворобою Альцгеймера.

Список літератури

1. Альварес, Е. О., Бокіс, Дж., Ревсін, Ю., Банзан, А. М., Ройг, П., Де Нікола, А. Ф., Саравія, Ф., 2009. Когнітивна дисфункція та зміни гіпокампу при експериментальному діабеті 1 типу. поведінка. Brain Res. 198 (1), 224–230.

2.Babu, LH, Perumal, S., Balasubramanian, MP, 2012. Міртенал, природний монотерпен, знижує експресію TNF і пригнічує спричинену канцерогеном гепатоцелюлярну карциному у щурів. мол. Стільниковий. Біохім. 369 (1–2), 183–193. https://doi.org/10.1007/ s11010-012-1381-0.

3. Бегум, С., Алі, М., Гул, Х., Ахмад, В., Алам, С., Хан, М., та ін., 2012. In vitro інгібіторна активність Myrtus communis L. Afr. J. Pharm. Pharmacol. 6, 1083–1087. Biessels, G.-J., Kamal, A., Urban, IJ, Spruijt, BM, Erkelens, DW, Gispen, WH, 1998.

4.щури: наслідки лікування інсуліном. Brain Res. 800 (1), 125–135. Блум, Г. С., 2014. Амілоїд- і тау: тригер і куля в патогенезі хвороби Альцгеймера. JAMA Нейрол. 71 (4), 505–508. https://doi.org/10.1001/ jamaneurol.2013.5847.

5. Бучеллато, Ф.Р., Д'Анка, М., Феногліо, К., Скарпіні, Е., Галімберті, Д., 2021. Роль

окисне пошкодження при хворобі Альцгеймера та нейродегенерації: від патоген

механізми виявлення біомаркерів. Антиоксиданти 10 (9), 1353. Отримано з.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34572985. doi:10.3390/antiox10091353.

6. Casadesus, G., Milliken, EL, Webber, KM, Bowen, RL, Lei, Z., Rao, CV та ін., 2007. Підвищення рівня лютеїнізуючого гормону пов’язане зі зниженням когнітивної діяльності. мол. Стільниковий. ендокринол. 269 ​​(1–2), 107–111. Отримано з. http://e uropepmc.org/abstract/MED/17376589. doi.org/10.1016/j.mce.2006.06.013.

7. Smigielski, K., Raj, A., Krosowiak, K., Gruska, R., 2009. Хімічний склад ефірної олії Lavandula angustifolia, що культивується в Польщі. Дж. Ессент. Нафтовий ведмідь. Рослини 12 (3), 338–347. https://doi.org/10.1080/0972060X.2009.10643729. Отримано з.

8. Стефан, Б. І., Уеллс, Дж. К., Брейн, К., Альбанезе, Е., Сієрво, М., 2010. Підвищений рівень фруктози

споживання як фактор ризику розвитку деменції. Ж. Геронтол. A Biol. Sci. Мед. Sci. 65 (8),

809–814. https://doi.org/10.1093/gerona/glq079.

9.Танчева Л.П., Лазарова М.І., Александрова А.В., Драгоманова С.Т., Ніколетті Ф., Цветанова Е.Р. та ін., 2020. Нейропротекторні механізми трьох природних антиоксидантів на щурячій моделі хвороби Паркінсона: порівняльне дослідження . Антиоксиданти 9 (1), 49. Отримано з. https://www.mdpi.com/2076-3921/9/1/49.

10.Грін Л.К., Вагнер Д.А., Глоговскі Дж., Скіппер П.Л., Вішнок Дж.С., Танненбаум С.Р., 1982. Аналіз нітратів, нітритів і [15N]нітратів у біологічних рідинах. анальний Біохім. 126 (1), 131–138. https://doi.org/10.1016/0003-2697(82)90118-x

11. Кумар, А., Сінгх, Н., 2017. Інгібітор Phosphodiestearse-4 покращує дефіцит пам’яті, окислювальний стрес, нейрозапалення та нейропатологічні зміни в мишачих моделях деменції типу Альцгеймера. Біомед. Фармакотер. 88, 698–707. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2017.01.059.

12. Ланга, К. М., Плассман, Б. Л., Уоллес, Р. Б., Герцог, А. Р., Херінга, С. Г., Офстедал, М. Б. та ін., 2005 р. Дослідження старіння, демографії та пам’яті: дизайн і методи дослідження. Нейроепідеміологія 25 (4), 181–191. https://doi.org/10.1159/000087448.

13.Zhang, J., Yakovlieva, L., de Haan, BJ, de Vos, P., Minnaard, AJ, Witte, MD, Walvoort, MTC, 2020. Селективна модифікація стрептозотоцину в положенні C3 для покращення його біоактивності як антибіотик і зменшити його цитотоксичність по відношенню до клітин, що виробляють інсулін. Antibiotics 9 (4), 182. Отримано з. https://www.mdpi.co m/2079-6382/9/4/182.

14. Рамезані, М., Дарбанді, Н., Ходаголі, Ф., Хашемі, А., 2016. Міріцетин захищає пірамідні нейрони CA3 гіпокампа та покращує порушення навчання та пам’яті у щурів із хворобою Альцгеймера. нейронні. Regen. рез. 11 (12), 1976–1980. https://doi.org/10.4103/1673-5374.197141.