Οι γλυκοσίδες του Cistanche βελτιώνουν τη μάθηση και τη μνήμη στο μοντέλο της αγγειακής άνοιας στον αρουραίο

για περισσότερες πληροφορίες:ali.ma@wecistanche.com

J. CHEN1,2, S.-N. ZHOU1, Υ.-Μ. ZHANG2, Y.-L. FENG2, S. WANG2

1 Τμήμα Νευρολογίας, Νοσοκομείο Qilu του Πανεπιστημίου Shandong, Jinan, Κίνα. & Brain Science Research Institute, Shandong University, Shandong, PR Κίνα

2 Τμήμα Νευρολογίας, Λαϊκό Νοσοκομείο της Αυτόνομης Περιφέρειας της Εσωτερικής Μογγολίας, ΛΔ Κίνα

Οι Jin Chen και Yan-Mei Zhang συνέβαλαν εξίσου σε αυτή τη μελέτη

Αφηρημένη.– ΣΤΟΧΟΣ:Γλυκοζίτες του κιστάνιου(GC) εξάγονται από το Xin JiangCistanche, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως ως κινέζικο βότανο. Αυτή η μελέτη στοχεύει να αξιολογήσει τις επιδράσεις του GC στην αγγειακή άνοια (VD).

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Το μοντέλο VD καθιερώθηκε με την απολίνωση της αμφοτερόπλευρης κοινής καρωτιδικής αρτηρίας σε ενήλικους αρουραίους Wistar, οι οποίοι λάμβαναν καθημερινή ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση φυσιολογικού ορού, GC (10 mg/kg σωματικού βάρους/ημέρα, ενδοπεριτοναϊκή) ή oxiracetam (450 mg/kg σωματικού βάρους/ημέρα, ip) για 14 ημέρες. Το τεστ Morris Water Maze αξιολόγησε τη γνωστική απόδοση των αρουραίων. Ο ιππόκαμπος τεμαχίστηκε και υποβλήθηκε σε πρωτεομική και ανοσοϊστοχημική ανάλυση. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η ομάδα GC έδειξε σημαντικά χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο διαφυγής από την ομάδα VD στις τέσσερις και πέντε ημέρες μετά την επέμβαση. Δεν έδειξαν καμία σημαντική διαφορά σε σύγκριση με την ομάδα που χειρουργήθηκε ψευδώς και την ομάδα ελέγχου με oxiracetam. Στον ιππόκαμπο, οι 21 κηλίδες πρωτεΐνης στην ομάδα GC έδειξαν διαφορετικά επίπεδα έκφρασης σε σύγκριση με την ομάδα VD. Αυτό περιελάμβανε τις τέσσερις πρωτεΐνες που έδειξαν σημαντική διαφορά: τρεις ρυθμιζόμενες προς τα πάνω πρωτεΐνες πρωτεΐνη 1 παρόμοια με θειορεδοξίνη, ενεργοποιημένη από μιτογόνο πρωτεΐνη κινάση 1 διπλής ειδικότητας και πρωτεΐνη 2 που σχετίζεται με τη διυδροπυριδινάση (CRMP-2) και μία προς τα κάτω ρυθμισμένη συνθετάση πρωτεΐνης γλουταθειόνης. Η ανάλυση ανοσοϊστοχημείας έδειξε ότι το επίπεδο πρωτεΐνης P-tau ήταν σημαντικά υψηλότερο στην ομάδα μοντέλου VD από ό,τι στην ομάδα που χειρουργήθηκε ψευδώς (p < 0,05).="" μετά="" τη="" θεραπεία="" με="" gc,="" το="" επίπεδο="" πρωτεΐνης="" p-tau="" σε="" αρουραίους="" μοντέλου="" vd="" παρουσίασε="" σημαντική="" μείωση="" σε="" σύγκριση="" με="" την="" ομάδα="" vd="" που="" έλαβε="" αγωγή="" με="" αλατούχο="" διάλυμα="" (ρ="">< 0,05).="" συμπερασματα:="" το="" gc="" παίζει="" κρίσιμο="" ρόλο="" στην="" προστασία="" των="" νευρώνων="" του="" ιππόκαμπου="" στο="" vd,="" μειώνοντας="" τη="" φωσφορυλίωση="" p-tau="" και="" αυξάνοντας="" το="" επίπεδο="" έκφρασης="" crmp-2.="" ο="" φαρμακολογικός="" χειρισμός="" του="" gc="" προσφέρει="" μια="" νέα="" ευκαιρία="" για="" θεραπεία="">

Λέξεις κλειδιά:

Αγγειακή άνοια, Γλυκοζίτες του cistanche, Proteomics, P-tau, πρωτεΐνη που σχετίζεται με τη διυδροπυριμιδινάση 2.

Κάντε κλικ στο Cistanche και cistanche deserticola ma για βελτίωση της μνήμης

Εισαγωγή

Η αγγειακή άνοια (VD) είναι η δεύτερη κατά σειρά γεροντική άνοια και προκαλείται κυρίως από ισχαιμική εγκεφαλοαγγειακή νόσο. Η VD οδηγεί σε ετερογενή γνωστική εξασθένηση και χρειάζονται νέα αποτελεσματικά θεραπευτικά φάρμακα που θεραπεύουν ή αποτρέπουν την εξέλιξη της VD1. Ωστόσο, δεν υπάρχει ακόμη αποτελεσματικό κινέζικο βότανο για τη βελτίωση της γνωστικής εξασθένησης που προκαλείται από την εγκεφαλική ισχαιμία.

Οι γλυκοζίτες της κιστάνας (GC) έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως ως βότανο με νευροπροστατευτικά αποτελέσματα. Το εκχύλισμα Cistanches Herba ενισχύει τηνμάθηση και μνήμητων ποντικών προάγοντας τη διαφοροποίηση των νευρωνικών κυττάρων, την ανάπτυξη νευριτών και το σχηματισμό συνάψεων2. Οι γλυκοσίδες της κιστάνας μπορούν να αποτρέψουν την απόπτωση σε νευρώνες με κοκκώδη παρεγκεφαλίδα και να ασκήσουν αντι-απόπτωση αναστέλλοντας την ενεργοποίηση της κασπάσης-3 και της κασπάσης-83. Η εχινακοσίδη, ένα κύριο δραστικό συστατικό του Herba Cistanches, επαρκεί για την προστασία των νευρωνικών κυττάρων από τον τραυματισμό της ροτενόνης ενεργοποιώντας τη σηματοδότηση Trk4. Ωστόσο, οι μηχανισμοί με τους οποίους η GC βελτιώνει τη γνωστική εξασθένηση σε VD είναι ακόμη σε μεγάλο βαθμό άγνωστοι.

Η πρωτεΐνη Tau είναι μια πρωτεΐνη που σχετίζεται με νευρωνικούς μικροσωληνίσκους που σταθεροποιεί τους νευρωνικούς μικροσωληνίσκους. Η φωσφορυλίωση της πρωτεΐνης tau (P-tau) επηρεάζει την ικανότητά της να αλληλεπιδρά με τους μικροσωληνίσκους και επηρεάζει τη συναπτική μετάδοση. Η συσσώρευση νευροϊνιδιακών μπερδεμάτων (NFTs) αποτελείται από πρωτεΐνη P-tau και είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά της νόσου του Alzheimer (AD)5. Είναι γνωστό ότι η VD και η AD είναι οι δύο πιο συχνές ασθένειες άνοιας. Μοιράζονται μια κοινή συσχέτιση με παράγοντες αγγειακού κινδύνου, όπως η υπέρταση, ο σακχαρώδης διαβήτης και η υπερχοληστερολαιμία. Επομένως, το P-tau μπορεί επίσης να εμπλέκεται στο VD.

Αξιολογήσαμε τις επιδράσεις των GCs σελειτουργία μάθησης-μνήμηςσε ένα μοντέλο VD αρουραίου και πραγματοποίησε πρωτεομική και ανοσοϊστοχημική ανάλυση στον ιππόκαμπο αρουραίων VD για να παράσχει εικόνα για τις νευροπροστατευτικές επιδράσεις του GC. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι το GCβελτιωμένη μάθηση και μνήμησε αρουραίους VD και άλλαξε τα επίπεδα πρωτεϊνών όπως το P-tau σε αρουραίους VD.

Υλικά και μέθοδοι

Των ζώων

Αρσενικοί αρουραίοι Wistar έξι μηνών (βάρος 230- 270 γρ.) παρασχέθηκαν από το κέντρο πειραματόζωων της επαρχίας Hubei, Κίνα. Όλες οι διαδικασίες σε πειραματόζωα διεξήχθησαν σύμφωνα με τις Κατευθυντήριες Γραμμές Περίθαλψης Ζώων και τους Τοπικούς Κανονισμούς Δεοντολογίας του Νοσοκομείου Νο. 1 της Γουχάν, Κίνα. Ο αριθμός έγκρισης δεοντολογίας είναι 00014834. Τα ζώα στεγάστηκαν χωριστά σε ομάδες των 4 ανά κλουβί στις 25 μοίρες με κύκλο 12-ώρας φωτός/12-ώρας σκότους και ελεύθερη πρόσβαση σε τροφή και νερό. Τα ζώα (n=45) κατανεμήθηκαν τυχαία σε τέσσερις ομάδες: ομάδα μοντέλων (n=12), ψευδοχειρουργική ομάδα (n=11), ομάδα που υποβλήθηκε σε θεραπεία με GC (n{{14} }), και την ομάδα ελέγχου που έλαβε αγωγή με oxiracetam (n=10).

Διμερής απολίνωση κοινής καρωτίδας (2-VO)

Υπό βαθιά αναισθησία με 10 τοις εκατό ένυδρη χλωράλη (αντιδραστήριο Tianjin Damao Chemical Reagent Factory, Tianjin, Κίνα) (350 mg/kg σωματικού βάρους,

ip), οι αμφοτερόπλευρες κοινές καρωτιδικές αρτηρίες (CCA) διαχωρίστηκαν προσεκτικά από τους περιβάλλοντες ιστούς και στη συνέχεια απολινώθηκαν σφιχτά με το ράμμα. Το δέρμα στη συνέχεια ανακατασκευάστηκε και οι αρουραίοι διατηρήθηκαν στη συνέχεια σε θερμοκρασία δωματίου και επέστρεψαν στο σπίτι μέχρι την ανάνηψη. Οι επίμυες ελέγχου που χειρουργήθηκαν ψευδώς υποβλήθηκαν στην ίδια χειρουργική διαδικασία χωρίς σύνδεση CCA. Οι αρουραίοι VD υποβλήθηκαν σε θεραπεία με GC (10 mg/kg σωματικού βάρους/ημέρα, ενδοπεριτοναϊκώς) ή οξιρακετάμη (450 mg/kg σωματικού βάρους/ημέρα, ενδοπεριτοναϊκή) αμέσως μετά την επέμβαση για 14 διαδοχικές ημέρες. Η ομάδα του μοντέλου εγχύθηκε με τον ίδιο όγκο φυσιολογικού ορού.

Δοκιμή λαβύρινθου νερού Morris

Η δοκιμή MWM πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με μια μέθοδο που περιγράφηκε προηγουμένως7. Η περιοχή δοκιμής αποτελούνταν από μια κυκλική πισίνα γεμάτη με νερό (25 ± 1 βαθμό), που έγινε αδιαφανής με γάλα, έτσι ώστε οι αρουραίοι να μην μπορούν να δουν υποβρύχια πλατφόρμα 1 cm κάτω από την επιφάνεια του νερού. Η πισίνα χωρίστηκε σε τέσσερα τεταρτημόρια (με σήμανση ζώνες I, II, III και IV) και μια πλατφόρμα βυθίστηκε στη ζώνη II. Οπτικές ενδείξεις τοποθετήθηκαν στον τοίχο της αίθουσας δοκιμών. Τα ζώα τοποθετήθηκαν στο νερό σε ένα από τα τέσσερα σημεία έναρξης του τεταρτημορίου, το οποίο μεταβλήθηκε τυχαία κατά τη διάρκεια των δοκιμών. Δόθηκαν στους αρουραίους 2 λεπτά για να βρουν την πλατφόρμα και να καθίσουν σε αυτήν για 15 δευτερόλεπτα. Οι αρουραίοι που δεν κατάφεραν να βρουν την τοποθεσία μέσα σε μια δεδομένη ώρα οδηγήθηκαν απαλά στην πλατφόρμα και τους επετράπη να μείνουν σε αυτήν για 15 δευτερόλεπτα. Χρησιμοποιήθηκε ένα αυτόματο σύστημα παρακολούθησης για την καταγραφή της διαδρομής κολύμβησης, της καθυστέρησης, της απόστασης κολύμβησης και του χρόνου σε κάθε ζώνη. Όλοι οι αρουραίοι θυσιάστηκαν δύο εβδομάδες μετά τη δοκιμή MWM για την επακόλουθη ανάλυση.

Εκχύλιση Πρωτεϊνών

Υπό βαθιά αναισθησία με 10 τοις εκατό ένυδρη χλωράλη, όλοι οι αρουραίοι που υποβλήθηκαν στη δοκιμή MWM αποκεφαλίστηκαν. Οι ιστοί του ιππόκαμπου συλλέχθηκαν γρήγορα σε πάγο και στη συνέχεια καταψύχθηκαν αμέσως σε υγρό άζωτο. Όλοι οι ιστοί ομογενοποιήθηκαν υπό υγρό άζωτο χρησιμοποιώντας γουδί και γουδοχέρι και συλλέχθηκαν σε ρυθμιστικό λύσης (7 Μ ουρία, 2 Μ θειουρία, 2 τοις εκατό CHAPS, 20 mM Tris). Τα αδιάλυτα σωματίδια απομακρύνθηκαν με φυγοκέντρηση στις 12,000 rpm για 20 λεπτά στους 4 βαθμούς. Τα μολυσμένα νουκλεϊκά οξέα στα δείγματα διακόπηκαν από διακεκομμένη ηχητική ταλάντωση για 5 λεπτά. Τα υπερκείμενα συλλέχθηκαν μετά από φυγοκέντρηση στην ίδια κατάσταση όπως περιγράφηκε παραπάνω. Η συγκέντρωση πρωτεΐνης στα υπερκείμενα μετρήθηκε με δοκιμασία Bradford και τα υπερκείμενα αποθηκεύτηκαν στους 80 βαθμούς.

Δισδιάστατη Ηλεκτροφόρηση Gel

Τα δείγματα πρωτεΐνης (120 μg) ρυθμίστηκαν με ένα ρυθμιστικό διάλυμα επανυδάτωσης (7 Μ ουρία, 2 Μ θειουρία, 4 τοις εκατό CHAPS, 1 τοις εκατό wt/vol DTT, 0.5 τοις εκατό ρυθμιστικό διάλυμα IPG, και ένα ίχνος μπλε βρωμοφαινόλης) σε όγκο 350 µL. Η ισοηλεκτρική εστίαση (IEF) πραγματοποιήθηκε σε ταινίες IPG (pH 4-7, μέγεθος 22 cm) στα 300 V για 12 λεπτά, 700 V για 18 λεπτά, 1500 V για 1,5 ώρα, 9900 V για 3 ώρες, 9990 V για 6,5 ώρες και μετά 600 V για 20 ώρες σε σύστημα Ettan IPGphor II (GE ETTAN IPGPHOR3). Μετά το πρόγραμμα IEF, οι λωρίδες εξισορροπήθηκαν σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα εξισορρόπησης IPG (6 Μ ουρία, 2 τοις εκατό SDS, 30 τοις εκατό γλυκερόλη, 0,375 Μ Tris, pH 8,8, 20 mg/ml DTT και ένα ίχνος μπλε βρωμοφαινόλης) και στη συνέχεια αλκυλιώθηκε (25 mg/ml ιωδοακεταμίδιο αντί για DTT σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα εξισορρόπησης) για 15 λεπτά. 2-Το DE πραγματοποιήθηκε σε πηκτώματα πολυακρυλαμιδίου 12,5 τοις εκατό SDS (24 cm×19,5 cm×1,0 mm) με στεγανοποιητική κόλλα αγαρόζης 0,5 τοις εκατό, χρησιμοποιώντας σύστημα ηλεκτροφόρησης Ettan DALT Six (GE ETTAN DALTsix, PA, USA). Διεξήχθη ηλεκτροφόρηση στα 2 W για 45 λεπτά, ακολουθούμενη από διαχωρισμό στα 17 W για τέσσερις ώρες έως ότου το μπλε της βρωμοφαινόλης έφτασε σχεδόν στον πυθμένα των πηκτωμάτων. Οι κηλίδες πρωτεΐνης οπτικοποιήθηκαν μέσω χρώσης αργύρου (Tianjin Damao Chemical Reagent Factory) σε αναλυτικά πηκτώματα. 2-Ροδέλα DE σχηματίζεται εις τριπλούν και από τρεις ανεξάρτητες εκχυλίσεις πρωτεϊνών για κάθε ομάδα.

Προπαρασκευαστική ηλεκτροφόρηση γέλης

Δείγματα πρωτεΐνης (600 μg) από τέσσερις ομάδες αρουραίων υποβλήθηκαν σε 2-DE ακολουθώντας τη μέθοδο που περιγράφεται παραπάνω. Οι κηλίδες πρωτεΐνης οπτικοποιήθηκαν μέσω χρώσης Coomassie brilliant blue (Tianjin Damao Chemical Reagent Factory) σε παρασκευαστικά πηκτώματα.

Απόκτηση και ανάλυση εικόνας

Οι εικόνες γέλης καταγράφηκαν σε σύστημα σάρωσης εικόνας {{0}}DE Image Scanning (UMAX Powerlook1100, VT, USA) και αναλύθηκαν από το λογισμικό Image Master 2D Platinum 5.0 (GE, PA, USA). Οι κηλίδες πρωτεΐνης εντοπίστηκαν αυτόματα και στη συνέχεια επεξεργάστηκαν χειροκίνητα για να αφαιρέσουν ραβδώσεις, κηλίδες και τεχνουργήματα.

Φασματομετρία μάζας ιονισμού εκρόφησης λέιζερ υποβοηθούμενη από μήτρα (MALDI-TOF-MS)

Για τη λήψη δακτυλικών αποτυπωμάτων μάζας πεπτιδίων και την επακόλουθη ανάλυση, οι γέλες κόπηκαν σε φέτες και οι κηλίδες που χρωματίστηκαν με Coomassie αποχρωματίστηκαν και πλύθηκαν με 100 mM διττανθρακικό αμμώνιο και ακετονιτρίλιο, ανήχθησαν με DTT στους 60 βαθμούς για 40 λεπτά και στη συνέχεια αλκυλιώθηκαν με ΙΑΑ για 30 λεπτά στο σκοτάδι. Το πήκτωμα συμπεριλήφθηκε σε 50 μL 12 ng/μl τροποποιημένου διαλύματος θρυψίνης σε 50 mM όξινου ανθρακικού αμμωνίου (ρΗ 8,6) στους 37 βαθμούς όλη τη νύχτα. Τα πεπτίδια εκχυλίστηκαν από το βύσμα γέλης με 1 τοις εκατό μυρμηκικό οξύ/2 τοις εκατό ακετονιτρίλιο και συμπυκνώθηκαν χρησιμοποιώντας C{13}} Zip-Tips. Τα προϊόντα πέψης εντοπίστηκαν (τέσσερα αντίγραφα) σε έναν στόχο MALDI χρησιμοποιώντας α-κυανό 4-υδροξυ κινναμωμικό οξύ (2 mg/ml σε 50 τοις εκατό ακετονιτρίλιο, 0,1 τοις εκατό TFA που περιέχει δέκα mM φωσφορικό αμμώνιο) ως μήτρα. Τα φάσματα αποκτήθηκαν σε φασματόμετρο μάζας 4700 MALDI TOF/TOF (Applied Biosystems, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ) και αναλύθηκαν με λογισμικό GPS Explorer TM (Applied Biosystems).

Ανοσοϊστοχημεία

Οι στεφανιαίες τομές ιππόκαμπου στερεώθηκαν σε παραφορμαλδεΰδη 4 τοις εκατό πριν ενσωματωθούν σε παραφίνη και στη συνέχεια κόπηκαν σε τμήματα πάχους 4-μm. Οι στεφανιαίες τομές του ιππόκαμπου που είχαν απομακρυνθεί υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για να σβήσει την ενδογενή δραστηριότητα υπεροξειδάσης χρησιμοποιώντας 3 τοις εκατό H2O2 σε αλατούχο διάλυμα ρυθμισμένο με φωσφορικά. Οι μη ειδικές ανοσοαντιδράσεις αποκλείστηκαν σε θερμοκρασία δωματίου για 15 λεπτά. Οι τομές στη συνέχεια επωάστηκαν με αντίσωμα P-tau και δευτερεύον αντίσωμα σε θερμοκρασία δωματίου για 30 λεπτά και εμφανίστηκαν μετά από αντίδραση τετραϋδροχλωρικής 3,3'-διαμινοβενζιδίνης (Dako, Τόκιο, Ιαπωνία). Οι εικόνες καταγράφηκαν χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο φωτός (Olympus, Τόκιο, Ιαπωνία) και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας λογισμικό Photoshop (έκδοση 7.0, Adobe, San Jose, CA, USA).

Στατιστική ανάλυση

Τα ποσοτικά δεδομένα εκφράστηκαν ως μέσοι όροι ± SD. Διεξήχθη αμφίδρομη ανάλυση διακύμανσης (ANOVA) χρησιμοποιώντας λογισμικό ανάλυσης SPSS 10.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). p < 0,05="" θεωρήθηκε="">

Αποτελέσματα

Το GC προωθεί τη μάθηση και τη μνήμη σε αρουραίους VD

Για να αξιολογήσουμε τις επιδράσεις του GC στη γνωστική λειτουργία του μοντέλου αρουραίου VD, πραγματοποιήσαμε τη δοκιμή MWM. Στη δοκιμή MWM, η ομάδα GC έδειξε σημαντικά χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο διαφυγής από την ομάδα VD στις 4 και 5 ημέρες μετά τη χειρουργική επέμβαση, αλλά δεν έδειξε σημαντική διαφορά σε σύγκριση με την ομάδα που χειρουργήθηκε ψευδώς και την ομάδα ελέγχου oxiracetam (Πίνακας I). Αυτά τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι το GC προάγει τη μάθηση και τη μνήμη σε αρουραίους VD. Το GC αλλάζει τα πρωτεομικά προφίλ του ιππόκαμπου των αρουραίων VD.

Με την πρωτεομική ανάλυση του ιππόκαμπου αρουραίου, βρήκαμε ότι 21 κηλίδες πρωτεΐνης στην ομάδα GC έδειξαν διαφορετικά επίπεδα έκφρασης σε σύγκριση με την ομάδα VD. Μεταξύ αυτών, τέσσερις πρωτεΐνες έδειξαν σημαντική διαφορά στον ιππόκαμπο των αρουραίων GC (Πίνακας II): συμπεριλαμβανομένων τριών ρυθμιζόμενων πρωτεϊνών πρωτεΐνης 1 παρόμοια με θειορεδοξίνη (TXNL 1), κινάσης 1 πρωτεΐνης ενεργοποιημένης από μιτογόνο διπλής ειδικότητας (MAPKK 1) και πρωτεΐνη 2 που σχετίζεται με τη διυδροπυριμιδινάση (DPYSL2); και μία προς τα κάτω ρυθμισμένη πρωτεϊνική συνθετάση γλουταθειόνης (GCL). Τα τυπικά δισδιάστατα προφίλ ηλεκτροφόρησης γέλης (2-DE) του DPYSL2 φαίνονται στο Σχήμα 1.

Το GC διαμορφώνει το επίπεδο P-tau στον ιππόκαμπο των αρουραίων VD

Με ανάλυση ανοσοϊστοχημείας, βρήκαμε ότι το επίπεδο πρωτεΐνης P-tau ήταν σημαντικά υψηλότερο στην ομάδα μοντέλου VD από ό,τι στην ομάδα που χειρουργήθηκε ψευδώς (p < 0.05).="" μετά="" τη="" θεραπεία="" με="" gc,="" το="" επίπεδο="" πρωτεΐνης="" p-tau="" σε="" αρουραίους="" μοντέλου="" vd="" παρουσίασε="" σημαντική="" μείωση="" σε="" σύγκριση="" με="" την="" ομάδα="" vd="" που="" έλαβε="" αγωγή="" με="" φυσιολογικό="" ορό="" (ρ="">< 0,05)="" αλλά="" δεν="" έδειξε="" σημαντική="" διαφορά="" σε="" σύγκριση="" με="" την="" ομάδα="" ελέγχου="" οξιρακετάμης="" (εικόνα="">

Συζήτηση

Η VD οφείλεται στην έκπτωση της μνήμης και της γνωστικής λειτουργίας που προκαλείται κυρίως από εγκεφαλοαγγειακά νοσήματα8,9,10,11. Το μοντέλο απόφραξης δύο αγγείων (2VO) είναι απλό και σταθερό και αναγνωρίζεται ως το τυπικό μοντέλο εγκεφαλικής ισχαιμίας. Σε αυτή τη μελέτη, χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο 2VO για να δημιουργήσουμε το ζωικό μοντέλο VD. Με τη δοκιμή MWM, διαπιστώσαμε ότι η ομάδα VD παρουσίασε μειωμένη γνωστική ικανότητα σε σύγκριση με την ομάδα που χειρουργήθηκε ψευδώς, επιβεβαιώνοντας ότι δημιουργήσαμε το μοντέλο VD με επιτυχία. Με βάση αυτό το μοντέλο, διαπιστώσαμε ότι η θεραπεία με GC βελτίωσε τη χωρική γνωστική ικανότητα των αρουραίων VD σε παρόμοιο βαθμό με την oxiracetam, έναν θετικό έλεγχο. Αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι το GC θα μπορούσε να προάγει τη χωρική μάθηση και την εξασθένηση της μνήμης στο VD.

Για να διερευνήσουμε τον μηχανισμό με τον οποίο το GC ασκεί νευροπροστατευτικά αποτελέσματα στο VD, χρησιμοποιήσαμε μια πρωτεομική προσέγγιση για τον έλεγχο διαφορικά εκφραζόμενων πρωτεϊνών στον ιππόκαμπο αρουραίων VD. Βρήκαμε ότι αρκετές πρωτεΐνες που σχετίζονται με τον ενεργειακό μεταβολισμό, την αναδίπλωση πρωτεϊνών, το μονοπάτι σηματοδότησης και τον κυτταροσκελετό έδειξαν διαφορετικές εκφράσεις στον ιππόκαμπο των αρουραίων VD που έλαβαν θεραπεία με GC σε σύγκριση με εκείνες που έλαβαν φυσιολογικό ορό ως έλεγχο.

Μία από τις διαφορικά εκφραζόμενες πρωτεΐνες είναι η DPYSL2, επίσης γνωστή ως πρωτεΐνη μεσολαβητή απόκρισης κολλαπσίνης-2 (CRMP-2), η οποία είναι εμπλουτισμένη στο περιφερικό τμήμα των αναπτυσσόμενων αξόνων στους πρωτογενείς νευρώνες του ιππόκαμπου και είναι ζωτικής σημασίας για τη διαφοροποίηση των αξόνων και νευρωνική ανάπτυξη12,13. Επιπλέον, το CRMP-2 προάγει τη συναρμολόγηση μικροσωληνίσκων και μεσολαβεί στη σηματοδότηση Ras για την ενίσχυση του σχηματισμού πολλαπλών αξόνων και της πολικότητας των νευρώνων14,15. Σε αυτή τη μελέτη, το επίπεδο έκφρασης πρωτεΐνης του CRMP-2 αυξήθηκε κατά 2,28 φορές στην ομάδα GC σε σύγκριση με την ομάδα VD, υποδηλώνοντας σημαντικό ρόλο για το CRMP-2 στους πιθανούς μηχανισμούς επιδιόρθωσης του σχηματισμού νευρωνικών δικτύων και διατήρηση της πολικότητας των νευρώνων στο VD.

Επιπλέον, στην παρούσα μελέτη βρήκαμε υψηλότερη P-tau στην ομάδα μοντέλων VD, αλλά χαμηλότερη έκφραση P-tau μετά τη θεραπεία με GC. Η πρωτεΐνη Tau παίζει βασικό ρόλο στη μορφογένεση των νευρώνων. Σε ορισμένες παθολογικές καταστάσεις, η πρωτεΐνη P-tau μπορεί να δημιουργήσει ανώμαλα συσσωματώματα που είναι τοξικά για τους νευρώνες, επηρεάζοντας τη μιτοχονδριακή λειτουργία15. Προηγούμενες μελέτες υποδηλώνουν ότι το GC μπορεί να ενισχύσει τον μεταβολισμό της μιτοχονδριακής ενέργειας με αντιοξειδωτική λειτουργία16,17,18. Είναι ενδιαφέρον ότι η φωσφορυλίωση CRMP-2 έχει επίσης χαρακτηριστεί ως συστατικό των νευροϊνιδιακών εμπλοκών στην AD.

συμπεράσματα

Το CRMP2 συνήθως φωσφορυλιώνεται από την εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση πρωτεΐνης-5 (Cdk5) και την κινάση συνθάσης γλυκογόνου-3 (GSK3) στον εγκέφαλο ασθενών με AD, τις ίδιες κινάσες που φωσφορυλιώνουν την πρωτεΐνη tau για να δημιουργήσουν NFTs19,20. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να εξεταστεί εάν η GC ρυθμίζει το επίπεδο έκφρασης P-tau και CRMP2 στο VD ρυθμίζοντας τη δραστηριότητα Cdk5 και GSK321,22,23. Συνοπτικά, τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι η GC παίζει κρίσιμο ρόλο στην προστασία των νευρώνων του ιππόκαμπου της VD, μειώνοντας τη φωσφορυλίωση P-tau και αυξάνοντας το επίπεδο έκφρασης CRMP{17}}. Ο φαρμακολογικός χειρισμός του GC προσφέρει μια νέα ευκαιρία για την ανάπτυξη θεραπείας κατά της VD.

Ευχαριστίες

Αυτή η μελέτη υποστηρίχθηκε από το Special Foundation for Taishan Scholars and National Natural Science Fund (30960520).

Σύγκρουση συμφερόντων

Οι συγγραφείς δηλώνουν ότι δεν υπάρχουν συγκρούσεις συμφερόντων.

βιβλιογραφικές αναφορές

1)GORELICK PB, PANTONI L. Advances in vascular cognitive impairment. Εγκεφαλικό 2013; 44: 307-308.

2) CHOI JG, MOON M, JEONG HU, KIM MC, KIM SY, OH MS. Το Cistanches Herba ενισχύει τη μάθηση και τη μνήμη διεγείροντας παράγοντες ανάπτυξης των νεύρων. Behav Brain Res 2011; 216: 652-658.

3)TIAN XF, PU XP. Οι φαινυλαιθανοειδείς γλυκοσίδες από το Cistanches salsa αναστέλλουν την απόπτωση που προκαλείται από το ιόν 1- μεθυλ-4-φαινυλοπυριδινίου στους νευρώνες. J Ethnopharmacol 2005; 97: 59-63.

4)ZHU M, LU C, LI W. Η παροδική έκθεση στην εχινακοσίδη είναι επαρκής για να ενεργοποιήσει τη σηματοδότηση Trk και να προστατεύσει τα νευρωνικά κύτταρα από τη ροτενόνη. J Neurochem 2013; 124: 571-580.

5)MEDINA M, AVILA J. Νέες προοπτικές για το ρόλο του ταυ στη νόσο του Αλτσχάιμερ. Επιπτώσεις για τη θεραπεία. Biochem Pharmacol 2014; 88: 540-547.

6) NING M, ZHANG Z, CHEN Z, ZHAO T, ZHANG D, ZHOU D, LI W, LIU Y, YANG Y, LI S, HE L. Γενετική απόδειξη ότι η αγγειακή άνοια σχετίζεται με τη νόσο του Alzheimer: γενετική συσχέτιση μεταξύ του πολυμορφισμού tau και της αγγειακής άνοιας στον κινεζικό πληθυσμό. Age Aging 2011; 40: 125-128.

7) CAIN DP, BOON F. Λεπτομερής ανάλυση συμπεριφοράς αποκαλύπτει τόσο τις στρατηγικές εργασίας όσο και τις βλάβες της χωρικής μνήμης σε αρουραίους που έλαβαν αμφοτερόπλευρο εγκεφαλικό επεισόδιο της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας. Brain Res 2003; 972: 64-74.

8)ZHONG G, WANG Y, ZHANG Y, GUO JJ, ZHAO Y. Το κάπνισμα σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο άνοιας: μια μετα-ανάλυση προοπτικών μελετών κοόρτης με τη διερεύνηση πιθανών τροποποιητών επιδράσεων. PLoS One 2015; 10: e0118333.

9)NETO E, ALLEN EA, AURLIEN H, NORDBY H, EICHELE T. Τα φασματικά χαρακτηριστικά EEG κάνουν διάκριση μεταξύ Αλτσχάιμερ και αγγειακής άνοιας. Front Neurol 2015; 6:25.

10)CALABRÒ RS, DE LUCA R, LEO A, BALLETTA T, MARRA A, BRAMANTI P. Προπόνηση Lokomat στην αγγειακή άνοια: κινητική βελτίωση και όχι μόνο! Aging Clin Exp Res 2015 12 Μαρτίου.

11)UTKAN T, YAZIR Y, KARSON A, BAYRAMGÜRLER D. Το Etanercept βελτιώνει τη γνωστική απόδοση και αυξάνει την έκφραση eNOS και BDNF κατά τη διάρκεια πειραματικής αγγειακής άνοιας σε διαβήτη που προκαλείται από στρεπτοζοτοκίνη. Curr Neurovasc Res 2015 11 Μαρτίου.

12)ZHOU LS, ZHAO GL, LIU Q, JIANG SC, WANG Y, ZHANG DM. Η πρωτεΐνη διαμεσολαβητή απόκρισης κολλαπσίνης σιγής-2 επαναπρογραμματίζει τον φαινότυπο των μακροφάγων και βελτιώνει την επούλωση του εμφράγματος στο πειραματικό μοντέλο εμφράγματος του μυοκαρδίου. J Inflamm (Λονδίνο) 2015; 12: 11.

13)WILSON SM, KI YEON S, YANG XF, PARK KD, KHANNA R. Διαφορική ρύθμιση της φωσφορυλίωσης πρωτεΐνης 2 μεσολαβητή απόκρισης κολλαπσίνης (CRMP2) από GSK3ß και CDK5 μετά από τραυματική εγκεφαλική βλάβη. Front Cell Neurosci 2014; 8: 135.

14)LIM NK, HUNG LW, PANG TY, MCLEAN CA, LIDDELL JR, HILTON JB, LI QX, WHITE AR, HANNAN AJ, CROUCH PJ. Τοπικές αλλαγές στην κινάση της συνθάσης του γλυκογόνου-3 και στην πρωτεΐνη μεσολαβητή απόκρισης κολλαπσίνης-2 στον εγκέφαλο που έχει προσβληθεί από τη νόσο του Huntington. Hum Mol Genet 2014; 23: 4051-4063.

15)BRUSTOVETSKY T, PELLMAN JJ, YANG XF, KHANNA R, BRUSTOVETSKY N. Η πρωτεΐνη 2 του μεσολαβητή απόκρισης της σύμπτυξης (CRMP2) αλληλεπιδρά με τον υποδοχέα N-methyl-D-aspartate (NMDA) και το Na plus /Ca2 plus ex-changer και ρυθμίζει τους λειτουργική δραστηριότητα. J Biol Chem 2014; 289: 7470-7482.

16)DONG B, YUAN X, ZHAO Q, FENG Q, LIU B, GUO Y, ZHAO B. Υδατική εκχύλιση δύο φάσεων φαινυλαιθανοειδών γλυκοζιτών από βλαστούς Cistanche deserticola YC Ma με τη βοήθεια υπερήχων. J Sep Sci 2015 21 Ιανουαρίου. [Epub πριν από την εκτύπωση].

17)HU GS, JIA JM, KIM DH. Επιδράσεις της τροφοδοσίας τυροσίνης και φαινυλαλανίνης στη συσσώρευση φαινυλαιθανοειδών γλυκοσιδών σε καλλιέργεια αιωρήματος κυττάρων Cistanche deserticola. Chin J Nat Med 2014; 12: 367-372.

18)DONG S, GAO R, YANG Y, GUO M, NI J, ZHAO L. Ταυτόχρονος προσδιορισμός φαινυλαιθανοειδών γλυκοζιτών και αγλυκονών με ηλεκτροφόρηση τριχοειδούς ζώνης με τροποποιητή ρυθμιστικού διαλύματος λειτουργίας. Anal Biochem 2014; 449: 158-163.

19)XIONG WT, GU L, WANG C, SUN HX, LIU X. Αντι-υπεργλυκαιμικές και υπολιπιδαιμικές επιδράσεις του Cistanche tubulosa σε διαβητικούς ποντικούς τύπου 2 db/db. J Ethnopharmacol 2013; 150: 935-945.

20)LIU B, OUYANG J, YUAN X, WANG L, ZHAO B. Ιδιότητες προσρόφησης και παρασκευαστικός διαχωρισμός φαινυλαιθανοειδών γλυκοζιτών από Cistanche deserticola με χρήση μακροπορωδών ρητινών. J Chro- motor B Analyt Technol Biomed Life Sci 2013; 937: 84-90.

21)CALDERÓN-RIVERA A, SANDOVAL A, GONZÁLEZ-RAMÍREZ R, GONZÁLEZ-BILLAULT C, FELIX R. Ρύθμιση νευρωνικών καναλιών cav3.1 από την εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 5 (cdk5). PLoS One 2015; 10: e0119134.

22)CASTRO-ALVAREZ JF, URIBE-ARIAS A, CARDONA-GÓMEZ GP. Η στόχευση εξαρτώμενης από κυκλίνη κινάσης 5 αποτρέπει τη συσσωμάτωση β-αμυλοειδούς που περιλαμβάνει την κινάση συνθάσης γλυκογόνου 3b και τις φωσφατάσες. J Neurosci Res 2015, 24 Φεβρουαρίου. [Epub πριν από την εκτύπωση].

23)ROUGET R, SHARMA G, LEBLANC AC. Η εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση 5 φωσφορυλίωση των οικογενών μεταλλαγμάτων πρωτεΐνης Prion Επιδεινώνει τη Μετατροπή σε Δομή Αμυλοειδούς. J Biol Chem 2015; 290: 5759- 5771.