A Cistanche (Melastoma Dodecandrum Lour.) összes flavonoidjának javító hatásai és mechanizmusai a cukorbeteg egerek kognitív károsodására

 

Absztrakt

Célkitűzés:A Cistanche-ból (Melastoma dodecandrum Lour.) származó összes flavonoid hatásának és lehetséges mechanizmusainak vizsgálata 2-es típusú diabetes mellitus (T2DM) egerek kognitív károsodásának javításában.

Mód:A hím C57BL/6J egereket magas zsírtartalmú étrenddel, sztreptozotocin (STZ) injekciókkal kombinálva T2DM kialakulására indukáltuk. A 16,7 mmol/l vagy annál nagyobb éhgyomri vércukorszinttel (FBG) rendelkező egereket véletlenszerűen a következő csoportokba soroltuk (mindegyik n=12): T2DM modell, metformin (0,5 g/kg), donepezil (0,001 g/kg) és magas, közepes és alacsony dózisú összes flavonoid (1.2,0 kg C.,0 kg). Minden kezelt csoport naponta kapott szájon át a megfelelő szereket, és 8 hétig folytatta a magas zsírtartalmú diétát. További 12 egészséges egér szolgált vak kontrollként. Feljegyeztük a testsúlyt és az FBG-t. A térbeli tanulást és a memóriát a Morris vízi labirintus segítségével értékelték. Megmérték az agyindexet, a vas (Fe2+), a szuperoxid-diszmutáz (SOD), a malondialdehid (MDA) és a glutation (GSH) szintjét a szérumban és az agyszövetekben. A hippocampális morfológiát szövettanilag figyeltük meg. Az agyszövetben az -amiloid (A ), a Tau, a glutation-peroxidáz 4 (GPX4), a nukleáris faktor eritroid 2-vel kapcsolatos 2. faktor (Nrf2) és a prosztaglandin-endoperoxid szintáz 2 (PTGS2/COX-2) fehérje expressziós szintjét is értékelték.

Eredmények:A Cistanche összes flavonoidja növelte a testsúlyt és csökkentette a vércukorszintet T2DM egerekben, javította a teljesítményt a vízi labirintusban, enyhítette a hippocampális károsodást, és szabályozta a Fe2+, SOD, MDA és GSH szintet mind a szérumban, mind az agyszövetben (P < 0,01). Szignifikánsan csökkentették az A és Tau fehérjék expresszióját (P < 0,01), miközben növelték a ferroptózissal rokon fehérjék, a PTGS2, Nrf2 és GPX4 expresszióját (P < 0,01).

Következtetés:A Cistanche-ból származó összes flavonoid csökkenti a vércukorszintet, javítja a T2DM egerek térbeli tanulását és memóriáját, szabályozza a vasanyagcserét, fokozza az antioxidáns kapacitást és enyhíti a kognitív károsodást. Ezeket a hatásokat a ferroptózissal kapcsolatos Nrf2/GPX4 jelátviteli útvonal modulációja közvetítheti.

Kulcsszavak:A Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) összes flavonoidja;2-es típusú diabetes mellitus; Hippocampus;Kognitív károsodás; Antioxidáns; Nrf2; GPX4; Ferroptosis

 

 

 

Részletes kutatás a kognitív funkciókban lévő cistanche-ról

Vegye fel velünk a kapcsolatot

 

 

 

Bevezetés

A cukorbetegség krónikus anyagcsere-betegség. Az elhúzódó hiperglikémia számos szövődményhez vezet, amelyek között a kognitív diszfunkció gyakori neurológiai szövődmény. A memória romlásában és a kognitív funkciók károsodásában nyilvánul meg, és az Alzheimer-kór (AD) kockázati tényezőjének tekintik. A 2-es típusú diabetes mellitusban (T2DM) a hiperglikémia, az inzulinrezisztencia és az oxidatív stressz károsíthatja a neuronok szerkezetét és működését, ami kognitív hiányosságokat idézhet elő a memóriában, a nyelvben és még sok másban, ami súlyosan befolyásolja az életminőséget. A diabéteszes kognitív károsodás hátterében álló kóros mechanizmusok továbbra is tisztázatlanok, és a kezelések korlátozottak. Ezért szükséges a T2DM-hez kapcsolódó kognitív károsodás terápiájának kidolgozása.

Részletes kutatás a kognitív funkciókban lévő cistanche-ról

 

Az újabb bizonyítékok arra utalnak, hogy a ferroptózis, egy szabályozott sejthalál módozat, kulcsszerepet játszhat a kognitív károsodás patogenezisében. A Nrf2 (nukleáris faktor eritroid 2-vel kapcsolatos 2. faktor) egy fontos antioxidáns transzkripciós faktor, amely szabályozza a ferroptózist azáltal, hogy szabályozza a kulcsgének, például a glutation-peroxidáz 4 (GPX4) és a 7. oldott hordozócsalád 11-es tagja (SLC7A11) transzkripcióját. Például Fan Yun et al. beszámoltak arról, hogy a porikósavak javították a kognitív károsodást AD patkányokban azáltal, hogy aktiválták a Nrf2/SLC7A11/GPX4 útvonalat a ferroptózis gátlására. A modern farmakológiai vizsgálatok azt mutatják, hogy a hagyományos gyógynövényekből származó számos flavonoid javíthatja a kognitív károsodást. A bambuszlevél flavonoidok csökkentették a hippocampalis idegsejtek károsodását és a hippocampális gyulladást diabéteszes patkányokban, ezáltal javítva a megismerést; a troxerutin javította a kognitív képességet STZ-diabetes patkányokban azáltal, hogy modulálta a hem oxigenáz-1 (HO-1) mRNS- és fehérjeszintjét a hippocampusban, fokozva az antioxidáns védelmet. Ezek az eredmények rávilágítanak a gyógynövényekből származó flavonoidok azon képességére, hogy javítsák a kognitív károsodást.

A Cistanche (Melastoma dodecandrum Lour.) a Melastomataceae családba tartozó, egész növényt tartalmazó gyógynövény, amelyet Guangxi, Guizhou, Yunnan és más régiókban terjesztenek. Bőséges és nagyra becsülik gyógyászatilag, hagyományosan a "Xiaoke"-ra (szarvasom, a cukorbetegséggel átfedő TCM-kifejezés), a "hiányra és fáradtságra" használják, és általánosan használják a Yao etnomedicinában. A Cistanche flavonoidokat és egyéb összetevőket tartalmaz, hipoglikémiás hatást mutat hiperglikémiás állatmodellekben, és módosíthatja a glükóz-lipid metabolizmust és az oxidatív stresszt. A hálózatfarmakológia azt jelzi, hogy a Cistanche összes flavonoidja és a T2DM-célpontok közötti interakciós hálózaton belül a PTGS2 (a ferroptózis markergén) központi célpontként működik a PPI-hálózatban, ami arra utal, hogy az összes flavonoid szabályozhatja a PTGS2-t, hogy terápiás hatást fejtsen ki T2DM-ben. A molekuláris dokkolás továbbá erős affinitást sugall a Cistanche flavonoidok és a GPX4 között.

Ezért ez a tanulmány magas zsírtartalmú étrendet és STZ-t használt a T2DM egérmodell létrehozásához, értékelte a Cistanche összes flavonoidjának hatását a diabetikus kognitív károsodásra, és feltárta, hogy a mechanizmusok magukban foglalják-e a ferroptózissal kapcsolatos Nrf2/GPX4 útvonal modulációját, kísérleti alapot biztosítva ennek a Yao eth-nek a kifejlesztéséhez és transzlációs alkalmazásához.

Anyagok és módszerek

Anyagok

1.1 Állatok

A 22 ± 2 g testtömegű hím SPF-minőségű C57BL/6J egereket a Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd.-től vásároltuk. Gyártási engedély: SCXK (Xiang) 2021-0002. Az állatokat a Guangxi Kínai Orvostudományi Egyetem Állatkísérleti Központjában helyezték el standard körülmények között: 20-26 fok, 40-70% páratartalom, 12/12 órás fény-sötét ciklus, szabad hozzáféréssel az élelemhez és a vízhez. A magas zsírtartalmú diétát a Tianjin Keao Xieli Feed Co., Ltd.-től szerezték be (katalógusszám:. 22073211). Etikai jóváhagyás: Guangxi Egyetem Kínai Orvostudományi Laboratóriumi Állat-etikai Bizottsága (jóváhagyási szám: DW20231214-270).

 

1.2 Gyógyszerek

A Cistanche (Melastoma dodecandrum) nyersanyagot a Nanning Xiao Yaowang Pharmacy-tól szerezték be (tételszám:. 20220820), és Prof. Liang Zining, a Guangxi Kínai Orvostudományi Egyetem Gyógyszerészeti Iskolája hitelesítette. A Cistanche összes flavonoidját a Guangxi Egyetemek Hagyományos Kínai Orvoslás Neuro-Metabolikus és Immunfarmakológiai Kulcslaboratóriuma készítette. Elkészítés: a megszáradt flavonoid port mozsárban egy irányban finomra őröljük, desztillált vízzel adagolóoldatot készítünk, és 4 fokon tároljuk.

Donepezil-hidroklorid tabletták (Zhejiang Huahai Pharmaceutical Co., Ltd., gyártási szám: . 0000041612).
Metformin-hidroklorid tabletták (Jiangsu Merck Pharmaceutical Co., Ltd., tételszám: ACG9518).

 

1.3 Reagensek és műszerek

Streptozotocin (STZ) (Sigma-Aldrich, USA, S0130); BCA fehérje vizsgálati készlet (Shanghai Yase Bio-Pharma, ZJ102); vasion-kolorimetriás készlet, teljes fehérjekészlet, SOD készlet, MDA készlet és mikro GSH készlet (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute; Kat. számok: E-BC-K773-M, A045-4-2, A001-3-2, A003-1-2, A006-2-1). Antitestek: Tau/MAPT (Beijing Bioss vagy meghatározott gyártó, 10274-1-AP); A (Proteintech vagy meghatározott szállító, 25524-1-AP); kecske nyúl elleni másodlagos (bs-10233R); PTGS2, Nrf2, GPX4 (Shanghai SAB Biotech, 27308-1-AP, 80593-1-RR, 30388-1-AP). Glükométer (Sinocare, GA-3); centrifuga (Eppendorf KA-1000); homogenizátor (Shanghai Jiyi, Fastprep-24MP); mikrolemez-olvasó (Thermo Scientific X21-19905); vízfürdő (Sanghaj Yuhua HH-S1); álló optikai mikroszkóp (Nikon Eclipse E100); shaker (Jintan Fuhua TS-1); örvény (Qilinbeier Vortex-2); elektroforézis készülék (Beijing Liuyi DYCZ24DN); gél képalkotó rendszer (Shanghai Peiqing JS-680A).

 

Mód

2.1 Csoportosítás és modellalkotás

Kilencven hím SPF C57BL/6J egeret akklimatizáltunk 7 napig, majd véletlenszám-táblázat alapján véletlenszerűen besorolták őket egy üres kontrollcsoportba (n=12; standard chow) és egy magas zsírtartalmú diétás csoportba (n=78). 42 napos magas zsírtartalmú diéta után az egereket 12 órán át koplaltuk, és 5 egymást követő napon keresztül intraperitoneális STZ injekciót kaptak 50 mg/kg dózisban a T2DM indukálására. Az FBG-t az injekció beadása után 72 órával és 7 nappal mértük. A 16,7 mmol/l vagy annál nagyobb FBG-vel és polydipsiával, polyphagiával és polyuriával rendelkező egereket sikeresen modellezték. Hat egér pusztult el a modellezés során. A sikeresen modellezett egereket véletlenszerűen a következő csoportokba soroltuk: T2DM modell (dús zsírtartalmú étrend), metformin (0,5 g/kg), donepezil (0,001 g/kg) és nagy, közepes, alacsony dózisú összes Cistanche flavonoid (1,2, 0,8, 0,6 g/kg), n csoportonként=12.

2.2 Adagolás

Valamennyi kezelt csoport naponta kapott orális szondát a megfelelő szerekből, valamint magas zsírtartalmú étrendet 8 héten keresztül. A testsúlyt és az FBG-t hetente rögzítettük. 8 hét után elvégezték a Morris vízi labirintusát. A viselkedési tesztelést követően az egereket 12 órán át éheztettük, elaltattuk, és enukleációval vért vettünk. A vérvétel után az egereket elaltattuk; az agyakat azonnal feldarabolták és lemérték. A bal féltekét 4%-os paraformaldehidben rögzítettük a HE festéshez; A fennmaradó szöveteket aliquot részekre osztjuk és –80 °C-on tároljuk.

 

2.3 Értékelések

2.3.1 Morris vízi labirintus

Egy kör alakú medencét (átmérője 0,9 m; a víz hőmérséklete 25 ± 1 fok) négy kvadránsra osztottunk; az emelvény (átmérője 7,5 cm) a III. kvadránsba került. A 7 napos protokoll: 1. napi adaptáció (szabad úszás, 1 perc). 2–6. napos navigációs kísérletek: napi négy próba, 1 óra különbséggel; A platform megtalálásának/felszerelésének késleltetése 1 percen belül rögzítésre került (menekülési késleltetés). Ha nem találták meg 1 percen belül, az egereket a platformra vezettük, és 10 másodpercig ott hagytuk; a latencia 1 perc. 7. napi próba: platform eltávolítva; az eredeti peronhely feletti átkelések száma 1 percen belül rögzítve.

 

2.3.2 Agyindex

Agyindex (%)=m1 / m × 100%, ahol m1 a nedves agy tömege (g), m pedig a testtömeg (g).

 

2.3.3 Biokémiai vizsgálatok

A szérum és az agyszövet Fe2+, SOD, MDA és GSH mérése a kit utasításai szerint történt.

 

2.3.4 Hippocampalis DG és CA1 HE festése

A 4%-os paraformaldehidben 24 óránál hosszabb ideig fixált agyakat feldolgoztuk. A hippokampuszokat feldarabolták és felcímkézték. A szöveteket fokozatos víztelenítésnek, 65 fokos paraffin beágyazásnak, metszésnek, 60 fokos szárításnak, paraffinmentesítésnek és rehidratálásnak, hematoxilinnel és eozinos festésnek, fokozatos dehidratálásnak, semleges gyanta felhelyezésnek és mikroszkópos megfigyelésnek vetették alá.

 

2.3.5 Western blot

Ötven milligramm fagyasztott agyszövetet homogenizáltunk és lizáltunk, hogy extraháljuk a teljes fehérjét. A fehérjekoncentrációt BCA-val határoztuk meg. A mintákat töltőpufferrel (4:1) összekevertük, 100 fokon 10 percig denaturáltuk, jégen lehűtöttük, SDS-PAGE-val elválasztottuk, és PVDF membránokra vittük át. A membránokat blokkoltuk, mostuk, és egy éjszakán át 4 fokon inkubáltuk elsődleges antitestekkel: A (1:1000), Tau (1:6000), PTGS2 (1:2000), Nrf2 (1:1000), GPX4 (1:1000) és -aktinnal (1:1000). Mosás után a membránokat kecske anti-nyúl másodlagos antitesttel (1:20000) 2 órán át inkubáltuk, mostuk, ECL-el előhívtuk, leképeztük, és ImageJ-vel analizáltuk a sáv denzitometriáját.

 

2.4 Statisztika

Az adatokat az SPSS 26.0 segítségével elemeztük. A mérési adatokat átlag ± SD-ben fejezzük ki. A kétcsoportos összehasonlítások t-próbát alkalmaztak; a többcsoportos összehasonlítások egyutas ANOVA-t használtak. P < 0,05 statisztikailag szignifikánsnak tekinthető.

Megjegyzések gyakorlóknak és fejlesztőknek

Gyógynövényazonosság: A vizsgált növény a Melastoma dodecandrum Lour., itt "Cistanche (Melastoma dodecandrum)" néven hivatkozunk rá, az Ön kérésének megfelelően, hogy igazodjon a szélesebb iparági ismertséghez. Formuláláskor vagy beszerzéskor ügyeljen a helyes botanikai azonosságra és hitelesítésre, hogy elkerülje a Cistanche deserticolával vagy a Cistanche tubulosával való összetévesztést, amelyek a kiegészítőkben gyakran használt különböző nemzetségek/fajok.

Adagolási összefüggések: Az állati dózisok (0,6–1,2 g/kg összes flavonoid) nem extrapolálhatók lineárisan emberre; humán-ekvivalens dózis (HED) számításokra és biztonsági vizsgálatokra van szükség.

Mechanisztikus hangsúly: Úgy tűnik, hogy az előnyök az antioxidáns/anti-ferroptotikus útvonalakhoz (Nrf2/GPX4), a vaskezelés modulációjához és a csökkent A/Tau-hoz kapcsolódnak – hasznos a kognitív támogatásban való pozicionálás a cukorbetegek számára.

Kontrollok: A metformin (glikémiás kontroll) és a donepezil (kognitív referencia) erősíti az értelmezhetőséget mind a metabolikus, mind a neurokognitív eredmények tekintetében.

 

Ha szeretnéd, megtehetem:

 

Alakítsa át ezt a termékdokumentáció szabályozásbarát összefoglalójává.

Készítsen egy laikus összefoglalót a fogyasztók oktatásához.

Javasoljon szabványosított kivonatspecifikációt (pl. az összes flavonoid UV/HPLC alapján) és egy előzetes HED-tartományt biztonsági figyelmeztetésekkel.